呼吸系统

这是一篇关于呼吸系统，生理学的思维导图，主要内容有肺通气、呼吸运动的调节、气体在血液中的运输、组织换气等。

呼吸系统

• 肺通气
  • 肺泡与外界之间的气体交换
  • 原始动力为呼吸运动；直接动力为肺内压与大气压之差
  • 呼吸运动
    • 吸气
      • 吸气肌：肋间外肌、膈肌
    • 呼气
      • 呼气肌：肋间内肌、腹肌
    • 平静呼吸和用力呼吸:安静状态下的呼吸运动为平静呼吸。平静呼吸时吸气是主动的，呼气是被动的。
    • 胸式呼吸和腹式呼吸 以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸 表现为明显的腹壁起落动作。以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸 表现为明显的胸壁起落动作。
  • 肺内压
    • 肺泡内的压力称为肺内压，在呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时肺内压与大气压相等。
  • 胸膜腔内压
    • 胸膜腔内压测定:胸膜腔内压可用两种方法进行测定。一种是直接测定，即将与检压计相连的注射针头斜刺入胸膜腔内进行测定。但直接测定有可能损伤到机体，常用于动物实验。另一种是间接测定，即让受试者吞下带有薄壁气囊的导管到下胸部食管，通过测量呼吸过程中食管内压变化来反映胸膜腔内压的变化。
    • 胸膜腔内压形成:胸膜腔内负压的形成与肺和胸廓的自然容积不同有关。
    • 胸膜腔内压生理意义:胸膜腔内压具有重要的生理意义:一是有利于肺的扩张;二是可降低心房、腔静脉及胸导管内的压力，使之扩张而有利于静脉血和淋巴液的回流
  • 肺通气的阻力
    • 肺的弹性阻力:肺的弹性阻力来自两个方面:①肺泡表面张力所形成的回缩力;②肺组织自身的弹性回缩力。
    • 非弹性阻力 非弹性阻力是在气体流动时产生的，并随气体流速加快而增加，所以是动态阻力。包括惯性阻力、黏滞阻力和气道阻力。
  • 肺通气的功能
    • 肺容积
      • 每次呼吸时吸入或呼出的气体量（400～600ml）
      • 平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气体量（1500～2000ml）
      • 平静呼气末，在尽力呼气所能呼出的气体量（900～1200ml）
      • 最大呼气末尚存留于肺内不能再呼出的气体量（1000～1500ml）
    • 肺容量
      • 深吸气量：平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气体量，是潮气量与补吸气量之和
      • 功能余气量：平静呼气末尚存留于肺内的气体量，是余气量和补呼气量之和
      • 肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量，是潮气量、补吸气量与补呼气量之和
      • 肺总量：肺所能容纳的最大气体量，是肺活量和余气量之和
    • 肺通气量
      • 肺通气量也称肺每分通气量，是指每分钟吸入或呼出的气体的总量，为潮气量和呼吸频率的乘积。
    • 肺泡通气量
      • 肺泡通气量是反应通气效率的重要指标
• 呼吸运动的调节
  • 呼吸中枢
    • 脊髓：几岁中支配呼吸肌的运动神经元胞体位于第3到5颈段和胸段几岁前角
    • 低位脑干
      • 脑桥：脑桥上部呼吸调整中枢，对长吸气中枢产生抑制作用；脑桥下部为长吸气中枢，对吸气活动产生紧张性易化作用，使吸气延长；来自肺部的迷走神经传入冲动也有抑制吸气和促进吸气转为呼气的作用；当脑桥下部失去来自脑桥上部和迷走神经两方面的传入作用后，吸气便不能及时被中断转为呼气，于是出现长吸式呼吸
      • 延髓：为喘息中枢，可产生最基本的呼吸节律
    • 高位脑：呼吸运动受脑桥以上中枢的影响，如下丘脑、边缘系统、大脑皮层等；呼吸运动受大脑皮层随意性和低位脑干自主性的双重调节
  • 呼吸节律的形成
  • 化学感受性呼吸反射
    • 化学感受器
      • 外周化学感受器：外周化学感受器位于颈动脉体和主动脉体，其适宜刺激是动脉血液中PO:降低、PCO₂和 H浓度升高的变化，兴奋冲动分别经窦神经和迷走神经传入延髓呼吸中枢和心血管中 枢，反射性地使呼吸加深加快并引起血液循
      • 中枢化学感受器：中枢化学感受器位于愿随腹外侧浅表部，左右对称，分为头、中、尾三区
    • 二氧化碳、氢离子和低氧对呼吸运动的调节：二氧化碳是调节呼吸运动的最重要的生理性化学因素。动脉血中H'浓度增加，可使呼吸运动加深加快，肺通气量增加;H度降 H'对呼吸运动的调节也是通过外周化学感受器和中枢化学感受器两条途径实现的。吸人气 PO₂降低时，肺泡气和动脉血 PO₂都随之降低，呼吸加深加快，肺通气量增加
  • 机械感受性呼吸反射
    • 肺牵张反射：（1)肺扩张反射:肺扩张反射是肺扩张时抑制吸气活动的反射。 (2)肺萎陷反射:肺萎陷反射 是肺萎陷时增强吸气活动或促进呼 转换为吸气的反射。
    • 呼吸机本体感受性反射：肌梭和腱器官是骨骼肌的本体感受器。肌梭受到牵张刺激时，可反射性引起其所在的骨骼肌收缩，这种反射称为骨骼肌牵张反射 属于本体感受
  • 防御性呼吸反射
    • 咳嗽反射、喷嚏反射
• 气体在血液中的运输
  • 氧的运输
    • 物理溶解
    • 化学结合
      • Hb的分子结构，Hb分子由一个珠蛋白和4个血红素组成。每一个血红素的中心含有一个亚铁离子。每个珠蛋白由4条多肽链，每条多肽链与1个血红素相连，构成Hb的单体或亚单位。Hb石油4个单体构成的四聚体。血红素集团中心的亚铁离子可与氧分子结合，形成氧合血红蛋白。
      • Hb与O2结合特征
        • 结合反应迅速而可逆，结合反应是氧合而不是氧化，结合和解离不需要酶的催化
    • 氧解离曲线
      • 氧解离曲线上段，相当于血液PO2在60～100mmHg之间时Hb氧饱和度，其特点是曲线较平坦，表明在此范围内PO2对Hb氧饱和度或血氧含量影响不大。只要动脉血PO2不低于60mmHg，Hg氧饱和度仍能维持在90%以上；氧解离曲线的中段：相当于血液中PO2在40～60mmHg之间时Hb氧饱和度，其特点曲线较陡。可以反映安静状态下血液对组织的供O2情况；氧解离曲线下段：相当于血液PO2在15～40mmHg氧饱和度，其特点曲线最为陡直，表明血液PO2发生较小变化可导致Hb氧饱和度的明显改变。反映血液供O2的储备能力
    • 影响氧解离曲线的因素
      • pH、PCO2的影响：血液pH降低或PCO2升高时，Hb对O2的亲和力降低
      • 温度的影响：温度升高时，Hb对O2的亲和力降低，P50增大，氧解离曲线右移，促进O2的释放；而温度降低，曲线左移，不利于O2的释放而有利于结合
      • 2，3-二磷酸甘油酸
      • Hb自身的性质的影响
  • 二氧化碳的运输
    • 物理溶解
    • 化学结合
      • 碳酸氢盐形式
        • 该反应极为迅速、可逆。这是因为红细胞内含有浓度较高的碳酸酐酶，在其催化作用下可以加速5000倍。
      • 氨基甲酸血红蛋白
    • 二氧化碳解离曲线
    • 影响二氧化碳运输的运输
      • 氧气与Hb结合促使二氧化碳的释放，而区养的Hb则容易与二氧化碳结合，这一现象 叫何尔登效应
• 组织换气
  • 组织换气的机制和影响因素与肺换气相似，不同的是气体交换发生于液相（血液、组织液、细胞内液）之间，且细胞内的氧化代谢强度和组织学流量会影响带扩散膜两侧氧气和二氧化碳的分压差。
• 肺换气
  • 肺泡与肺泡处的毛细血管进行气体交换
  • 气体扩散
    • 气体的分压差：气体的分压差是气体扩散的动力，分压差越大，扩散速率越大；反之分压差越小，则扩散速率越小。
    • 气体的分子量和溶解度：气体的扩散速率和个气体的分子量的平方根成反比。溶解度是单位分压下溶解于单位溶积溶液中的气体量。
    • 扩散面积和距离：气体的扩散速率与扩散面积成正比，与扩散距离程反比。
    • 温度
      • 气体的扩散速率与温度成正比。
  • 影响肺换气的因素
    • 呼吸膜的厚度
      • 肺换气时，氧气与二氧化碳必须通过呼吸膜才能与血液进行气体交换。呼吸膜厚度与气体扩散速率成反比关系，呼吸膜增厚，单位时间内交换的气体量就少。
    • 呼吸膜的面积
      • 气体的扩散速率与扩散面积成正比，与扩散距离程反比。肺气肿，肺实变，肺不张或肺毛细血管关闭和阻塞等，均可导致呼吸膜扩张面积间隙，影响肺换气。
    • 通气与血流的比值
      • 通气与血流的比值是指每分钟肺泡的通气量和每分钟肺血流量之间的比值。
      • 如果比值增大意味着通气过度或血流相对不足，部分肺泡气体未能与血液气体充分交换，使肺泡无效腔增大
      • 如果比值减少意味着通气不足或血流相对过多，发生功能性动-静脉短路