呼吸系统的结构与功能

这是一个关于呼吸系统的结构与功能的思维导图，主要内容有呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成、肺通气、肺换气和组织换气、气体在血液中的运输等。

呼吸系统的结构与功能

• 呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成
  • 鼻咽喉为上呼吸道
  • 气管和各级支气管称下呼吸道
• 肺通气
  • 指肺和外界环境之间的气体交换过程
  • 原理
    • 需要推动气体流动的动力，并克服阻碍气体流动的阻力
    • 直接动力是肺内压和大气压之间的压力差
    • 子主题
  • 呼吸运动
    • 吸气
      • 膈肌收缩，增大胸腔上下径
    • 呼气
      • 由膈肌和肋间外肌舒张所致
  • 肺内压
    • 指肺泡内的压力
    • 肺内压呈周期性变化
      • 吸气初，肺内压下降，低于大气压，随气体增加，肺内压逐渐升高，至吸气末，升高到与大气压相等，气流停止呼气初，肺内压升高，气体流出肺，肺内压下降，降到与大气压相等
        • 呼气初也存在压力差
    • 人工呼吸即人为的建立肺内压和大气压之间的压力差来维持肺通气
  • 胸膜腔内压
    • 密闭为前提
    • 仅有少量浆液
    • 作用
      • 在两层膜之间起润滑作用，减小呼吸运动的摩擦
      • 浆液分子间的内聚力使两层胸膜贴附在一起，不易分开，肺可以随胸廓的运动而张缩
    • 胸膜内压测定
      • 直接法，一般不应用于临床
      • 间接法，测胸部食管
    • 胸膜腔负压的形成
      • 最大值在吸气末
      • 子主题
  • 肺通气阻力
    • 弹性阻力和顺应性
      • 容易变形者顺应性大，弹力阻力小。顺应性与弹性阻力呈反变关系
      • 肺弹性阻力分两种成分，一是肺组织本身产生的弹性回缩力，占三分之一，二是肺泡表面张力所产生的回缩力
      • P=2T/r
        • 小肺泡内压强大于大肺泡内压强
    • 肺表面活性物质
      • 单层排列
      • 降低肺泡液-气的表面张力
      • 生理意义
        • 维持大小肺泡容积的稳定性，吸气时表面密度减小，肺泡表面张力较大
        • 减少肺间质和肺泡内组织液的生成，防止水肿
        • 降低吸气阻力，减少吸气做功，保持肺的扩张
      • 胸廓的弹性阻力
        • 作用为使其回位
    • 非弹性阻力
      • 惯性阻力
      • 黏滞阻力
      • 气道阻力
        • 影响因素
          • 气流速度，流速快，阻力大
          • 气流形式，层流阻力小
          • 管径大小
            • 气道跨壁压，吸气时，呼吸道内压力高，跨壁压增大，管径扩大，阻力变小
  • 肺通气的评价
    • 肺容量和肺通气量是衡量肺通气功能的指标
    • 肺容积，指肺所容纳的气体量
      • 潮气量
        • 每次呼吸时吸入或呼出的气量，400－600ml
      • 补吸气量
        • 平静吸气末，再尽力吸入所能吸入的气量为补吸气量
          • 潮气量和补吸气量之和为深吸气量，是衡量最大通气潜力的一个重要指标
      • 补呼气量
        • 平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气量900－1200
      • 余气量
        • 最大呼气末尚存在留于肺内不能再呼出的气量
    • 肺容量指肺容积内两项或两项以上的联合气体量
    • 肺能容纳的最大气量为肺总量
    • 肺通气量和肺泡通气量
      • 每分通气量指每分钟吸入或呼出肺的气体总量，等于潮气量乘以呼吸频率
      • 通气贮量百分比的正常值等于或大于93％
      • 无效腔和肺泡通气量
        • 子主题
        • 每分肺泡通气量=（潮气量-解剖无效腔容量）×呼吸频率
• 肺换气和组织换气
  • 气体交换的基本原理
    • 气体扩散
      • 动力是气体分压差
    • 单位时间内气体扩散的容积为气体扩散速率
      • 气体分压差，越大扩散速度越快
      • 气体分子量和溶解度
      • 扩散面积和距离，与扩散面积成正比，与扩散距离成反比
      • 温度 成正比，忽略不计
  • 肺换气
    • 子主题
    • 影响肺换气的因素
      • 呼吸膜的厚度，膜越厚交换气体量越少
      • 子主题
      • 呼吸膜面积，成年人约有三亿多个肺泡，面积增加速率增加
      • 通气/血流比值
        • 比值下降，通气不足，血流过剩
        • 比值增大，通气过剩，血流不足，相当于肺泡无效腔增大
• 气体在血液中的运输
  • 氧的运输
    • 物理溶解和化学结合，以化学结合为主
    • 血红蛋白分子的结构，
      • 由一个珠蛋白和四个血红素组成，每个血红素由四个吡咯基组成一个环，中心为二价铁离子
    • 血红蛋白和氧气结合的特征
      • 反应快，可逆，不需酶的催化
      • 二价铁离子和氧气结合是氧合，不是氧化
      • 一分子的血红蛋白结合四分子氧气
        • 氧容量是指100ml血液里血红蛋白结合的最大氧气量
        • 氧含量是指血红蛋白实际结合的氧气量
        • 氧饱和度是血红蛋白氧含量和氧容量的百分比
      • 血红蛋白和氧气结合或解离呈S形
  • 氧解离曲线
    • 上段
      • 氧分压，60－100
      • SO2 90－97.4
      • 曲线较平坦
      • 含义为血红蛋白和氧气结合
      • 部位 肺
      • 意义，氧分压对SO2影响不大
    • 中段
      • 40－60
      • 75－90
      • 较陡
      • 血氧蛋白释放氧气
      • 安静时组织
      • 氧分压100－40，100ml血液释放氧气5ml
    • 下段
      • 15－40
      • 22－75
      • 最陡
      • 血氧蛋白和氧气解离
      • 活动增强的组织
      • 氧分压下降，SO2降低，供给足够的氧气
    • 影响氧解离曲线的因素
      • pH降低，氧分压升高，血红蛋白对氧气的亲和力降低
      • 温度升高，血红蛋白对氧气亲和力降低
      • 2，3－二磷酸甘油酸浓度降低，血红蛋白对氧气亲和力升高，不利于氧气释放
      • 一氧化碳
      • 其他
  • 二氧化碳的运输
    • 主要是化学结合
      • 在CA作用下，与水结合生成碳酸，又解离，反应迅速可逆
      • 与血红蛋白的氨基结合生成氨基甲酰血红蛋白，氧合反应
    • 二氧化碳解离曲线
      • 随二氧化碳含量增加，二氧化碳分压上升
        • 二者接近线性关系，没有饱和点
    • 氧气与血红蛋白结合将促进二氧化碳释放
• 呼吸运动的调节
  • 呼吸中枢与呼吸节律的形成
    • 在中枢神经系统，产生和调节节律性呼吸运动的神经细胞群称为呼吸中枢
    • 脊髓是呼吸反射的初级中枢
    • 低位脑干
      • 脑桥呼吸调整中枢
      • 延髓呼吸节律中枢
    • 高位脑
      • 大脑皮质 呼吸随意调节中枢
      • 低位脑干 自主呼吸调节系统 
  • 呼吸运动的反射性调节，负反馈
    • 中枢化学感受器
      • 不感受血液氢离子的变化
      • 不感受缺氧气的刺激
      • 对血液中二氧化碳刺激敏感＞外周
    • 二氧化碳，氢离子，氧气对呼吸的调节
      • 一定范围内动脉血的二氧化碳分压对维持呼吸和呼吸中枢的兴奋性是必要的
      • 动脉血中保持一定的二氧化碳分压可保持神经系统的兴奋性
      • 二氧化碳刺激呼吸
        • 中枢化学感受器（主要）
        • 外周化学感受器
          • 若突然情况，则外周起作用
      • 氢离子促进呼吸通过外周化学感受器
      • 缺氧完全依靠刺激外周化学感受器
    • 相互作用
      • 二氧化碳分压对呼吸促进，氢离子促进
      • 氢离子，低氧减弱呼吸，氢离子促进，肺通气促进，二氧化碳反压降低
      • 总体，二氧化碳分压＞氢离子＞低氧
  • 肺牵张反射
    • 由肺扩张或缩小萎陷所引起的吸气抑制或吸气兴奋的反射性呼吸变化，称为肺牵张反射
      • 肺扩张反射
      • 肺萎陷反射