生理学第五章呼吸1

生理学第五章呼吸部分思维导图，包括肺通气、肺通气功能的指标、气体交换、气体在血液中的运输、呼吸运动的调节等等。

呼吸

• 呼吸过程的基本环节（外呼吸（肺通气：肺与外界环境之间进行气体交换的过程和肺换气：肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程）——气体运输——内呼吸）
• 肺通气
  • 肺通气的动力
    • 呼吸运动
      • 吸气：膈肌（平静呼吸时，膈肌收缩起重要作用）收缩——膈下移——胸廓上下径增大——肺内压下降<大气压——吸气
      • 呼气：膈肌/肋间外肌舒张——膈/肋骨上移——胸廓上下径/前后径减小——肺内压>大气压——呼气
      • 呼吸运动的形式
        • 平静呼吸：吸气主动、呼气被动
        • 胸式和腹式呼吸
  • 肺内压：存在于肺泡内和肺内气道气体的压力
    • 平静吸气初、平静吸气末、平静呼气初、平静呼气末
  • 胸膜腔内压=-肺回缩压
    • 平静呼吸时胸内压始终为负压，用力呼吸时负压变动更大，有时可为正压
    • 生理意义：维持肺处于扩张状态；促进静脉和淋巴液回流
  • 肺通气的阻力
    • 弹性阻力70%
      • 肺的弹性阻力
        • 影响弹性阻力的因素
          • 肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染等原因——肺弹性阻力增加——吸气困难
          • 肺气肿——肺弹性纤维成分破坏——肺弹性阻力降低——呼气困难
          • 肥胖、胸廓畸形等——弹性阻力增加——但引起通气障碍的情况较少
      • 胸廓的弹性阻力
    • 非弹性阻力30%（气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力）
    • 弹性阻力与顺应性成反比
      • 肺的弹性阻力（吸气阻力、呼气动力）
        • 比顺应性（用于比较不同大小个体的肺组织弹性阻力）：单位肺容量下的肺顺应性=平静呼吸时测得的肺顺应性/肺的功能余气量
        • 肺顺应性受肺总量的影响：肺总量大，顺应性大，
        • 肺的弹性阻力：肺弹性回缩力1/3；液-气界面表面张力2/3
        • 肺表面活性物质
          • 分泌部位：肺泡二型细胞分泌；主要成分：（二棕榈酰卵磷脂）DPPC、表面活性物质结合蛋白（SP）
          • 生理作用：降低肺泡液-气界面表面张力
          • 生理意义：有助于维持大小肺泡的稳定性；增大顺应性，维持肺扩张，降低吸气阻力，减少吸气做功；防止肺水肿
      • 胸廓的弹性阻力与顺应性
        • 肺容量/肺总量=67%，胸廓处于自然位置，不表现弹性阻力；<67%胸廓缩小，弹力向外，吸气阻力，呼气动力
        • 胸廓的顺应性=0.2L/cmH2O
    • 非弹性阻力——气道阻力（80%-90%）
      • 影响气道阻力的因素：气流速度、气流形式、气道管径
• 肺通气功能的指标
  • 肺容积和肺容量
    • 肺容积：潮气量（500）、补吸气量、补呼气量、余气量
    • 肺容量
      • 深吸气量=潮气量+补吸气量；功能余气量=余气量+补呼气量
      • 肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量（正常男性3500，女性2500）
  • 肺通气量和肺泡通气量
    • 肺通气量：每分钟吸入或呼出的气体总量；每分钟通气量=潮气量×呼吸频率
    • 最大随意通气量：尽力快、深呼吸时，每分钟吸入或呼出的最大气体量，150L/min
    • 通气贮量百分比=最大通气量-每分通气量/最大通气量
    • 肺泡通气量=（潮气量-无效）×呼吸频率
• 气体交换
  • 影响气体扩散速率的影响
    • 与气体的分压差、溶解度、温度成正比；与扩散面积成正比
    • 扩散距离、分子量平方根成反比
  • 气体交换的过程——影响肺换气的因素
    • 气体扩散速度；呼吸膜厚度与面积；通气/血流比值；肺扩散容量：气体在单位分压差作用下每分钟通过呼吸膜扩散的面积
• 气体在血液中的运输
  • 运输方式：物理溶解；化学结合
  • 氧的运输:主要以氧和血红蛋白形式运输
    • 血红蛋白的分子结构：由两对珠蛋白肽链和4个亚铁血红素构成
    • 氧与血红蛋白化学结合的特征：反应快，可逆，不需要酶的催化，受到氧分压的影响；反应为氧合，而非氧化；1分子Hb结合4分子氧气；氧解离曲线呈S形
      • 评价指标：Hb氧容量、Hb氧含量、Hb氧饱和度；发绀表示缺氧——发绀不缺氧（红细胞增多症）——缺氧不发绀（严重贫血或CO中毒）
    • Hb与氧气结合与解离有两种构型：去氧Hb为紧密型，氧合Hb为疏松型；Hb与氧气结合后，构型由紧密型变成疏松型，对氧气的亲和力增加
      • 氧解离曲线：氧分压与血氧饱和度的关系，呈近似S形的曲线（与Hb的变构有关）上段（氧分压变化对饱和度影响不大)
        • 影响氧解离曲线的因素（P50是使Hb氧饱和度达50%的氧分压，用来表示Hb对氧气的亲和力——P50升高表示亲和力下降（曲线右移）；P50下降表示亲和力上升（曲线左移）
          • 曲线右移：二氧化碳分压、氢离子浓度、温度、2,3-DPG升高（右移原因：盐键形成，构象向紧密型转变，亲和力下降
  • 波尔效应：二氧化碳分压、氢离子浓度、温度、2,3-DPG升高曲线右移
    • 意义：在肺脏促进氧合，在组织促进氧离
  • 二氧化碳的运输
    • 物理溶解
    • 化学结合：1、以碳酸氢盐的形式（速度快，可逆，方向取决于二氧化碳的压力差；氯离子转移维持电平衡；酶催化；红细胞内反应，血浆运输 2、氨基甲酸血红蛋白（速度快，可逆；方向主要受氧合作用的调节；在肺脏
    • 二氧化碳的解离曲线：在相同的二氧化碳分压下，氧分压高额携带的二氧化碳比氧分压低的少
    • 氧气和血红蛋白的结合对二氧化碳运输的影响：何尔登效应（在肺，促使二氧化碳的释放；在组织，促使血液摄取并结合二氧化碳
• 呼吸运动的调节
  • 呼吸中枢与呼吸节律的形成·
    • 呼吸节律基本中枢——延髓；呼吸调整中枢——脑桥上部；呼吸随意控制——高位脑；脊髓不能产生节律性的呼吸运动，作用是联系上位和呼吸机的中继站，整合某些呼吸反射的初级中枢
    • 呼吸节律形成的机理
  • 呼吸的反射性调节
    • 呼吸切断机制：当接受到吸气活动器，延髓I-N元、脑桥呼吸调整中枢和肺牵张感受器的冲动，兴奋总和达到某一阈值，反馈抑制延髓I-N元，切断吸气，从而使吸气转变为呼气。、
    • 肺牵张反射（黑-伯反射）：吸气——肺扩张——牵张感受器（支气管和细支气管的平滑肌层）——迷走神经——延髓呼吸中枢——兴奋吸气切断机制神经元——吸气转为呼气
      • 肺扩张反射
      • 肺萎陷反射
  • 化学因素对呼吸的调节
    • 化学感受器
      • 外周感受器：1、部位：颈动脉体、主动脉体 2、刺激：动脉血氧分压、二氧化碳分压、氢离子浓度变化
      • 中枢感受器： 1、部位：延髓腹外侧的浅表部位 2、刺激：脑脊液中的氢离子、非二氧化碳本身
    • 二氧化碳、氢离子、氧气对呼吸运动的调节
      • 二氧化碳的影响：增加——呼吸加深加快；直接通过中枢化学感受器；间接通过外周感受器，共同使呼吸中枢兴奋（中枢途径为主、潜伏期较长）
      • 氢离子：升高呼吸深快；下降抑制（特点：1、以刺激外周化学感受器为主；2、氢离子增加对呼吸的调节<二氧化碳分压升高对呼吸的调节 3、呼吸与酸碱平衡
      • 低氧：完全依赖于外周化学感受器，颈动脉体起主要作用，对呼吸中枢的直接作用是抑制
• 三个因素的互相影响：1、一个因素改变时引起的通气效应接近 2、三个因素：二氧化碳>氢离子>氧气
• 氧气的扩散系数小于二氧化碳，因为氧气的溶解度小于二氧化碳
• 通气/血流比值（0.84）
  • 比值升高（肺通气增多/肺血流减少）——增大生理无效腔——换气效率降低
  • 比值降低（肺通气减少）增加功能性动静脉短路——换气效率降低‘
• 跨壁压、肺组织对气道外向放射状牵引、副交感使气道平滑肌收缩、交感神经兴奋平滑肌舒张、化学因素（组胺、白三烯）使平滑肌收缩
• 用力呼吸：吸气、呼气均主动
  • 用力吸气时：辅助吸气肌也参加
  • 用力呼气时：除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌+腹壁肌）
• 呼吸运动是肺通气的原动力，肺内压与大气压的压力差是直接动力