医学——生理学 第五章 呼吸

大学生理学呼吸章节完整知识点总结

呼吸

• 概述
  • 外呼吸
    • 肺通气
    • 肺换气
  • 内呼吸
    • 组织换气
• 肺通气
  • 肺通气的动力 P148
    • 呼吸运动
      • 吸气
        • 肋间外肌收缩→ 肋骨上移→ 胸廓前后径 和左右径增大→ 肺内压下降< 大气压→ 气体入肺泡→ 吸气 膈肌收缩→ 膈下移→ 胸廓上下径 增大→ 肺内压下降< 大气压→ 吸气
          • 平静呼吸时, , 膈肌 收缩 起重要作用
      • 呼气
        • 肋间外( 膈) 肌舒张→ 肋骨( 膈) 下( 上) 移→ 胸廓前后( 上下) 径减小→ 肺内压 上升> 大气压→ 肺泡气体流出→ 呼气
          • 呼吸运动是肺通气的 原动力, , 由此 造成的肺内压与大气压的压差是推动 气体进出肺的 直接动力
      • 呼吸运动的形式 P149
        • 1.平静呼吸 : 吸气主动, , 呼气被动; 2.呼吸困难 临床的表现: : 呼吸深大 ， 鼻翼扇动 ， 胸部困压感等
          • 3.用力呼吸 : 吸气 、 呼 气均为主动; ;
            • 用力 吸 气时，辅助吸气肌也参加，胸廓 容积进一步扩大。 用力 呼 气时，除吸气肌舒张外，呼气肌 也参加（肋间内肌 + 腹壁肌收缩），胸廓容 积进一步缩小。 特点 ： ① 平静 呼吸时，吸气- - 主动，呼气- - 被动 ② 平静 呼吸时，肋间外肌的作用＜膈肌 ③ 用力 呼吸时， 吸气、呼气 都是 主动 的。
        • 胸式和腹式呼吸
  • 肺内压P149 指肺内气道和肺泡内气体的压力
    • 平静吸气初: : 肺内压 < 大气压 → 气入肺 平静吸气末: : 肺内压 = 大气压 → 气流停 平静呼气初: : 肺内压 > 大气压 → 气出肺 平静呼气末: : 肺内压 = 大气压 → 气流停 用力呼吸时: : 肺内压的升降变化有所增加
  • 胸膜腔内压(为负值) P150 : 胸内压是指胸膜腔内的压力。 测定方法 : 间接法: : 气囊测定食管内压以间接反映胸内压 直接法
    • 特点 : ① 平静呼吸时胸 内压始终为负压； ②用力呼吸时负 压变动更大； ③ 有时可为正压 ( ( 如紧闭声门用力呼 吸) )。
      • 肺 内 压（ 大 气 压 ） 迫使脏层胸膜外移使肺扩张 肺 回 缩 力 ( 肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力）迫使脏层胸膜回位
        • 两种方向相反作用力的代数和 胸内压（大气压）？＝大气压－肺回缩力＝－肺回缩力
          • 生理意义: : 维持肺处于扩张状态； 促进静脉和淋巴液的回流。
  • 肺通气的阻力 P151 5个选择
    • 弹性阻力70%
      • 肺的弹性阻力（为主） （肺的回缩力） +肺泡表面张力（为主））
        • 弹性阻力：弹性物体对 抗外力作用引起变形的力。
          • 肺的弹性阻力 : 肺扩张时产生的回缩力 C Lung = △ V/ △ P = 0.2 L/cmH 2 O △ △P 跨肺压 ( ( 肺内压与胸膜腔内压之差) )
            • 肺弹性回缩力( 占1/3)
            • 液 - 气界面表面张力( 占2/3) ： 在 液- 气界面由于水分子 之间的引力作用而产生的使界面的表 面积趋于缩小力。P=2T/r (P 为 肺泡的回缩压 ；T 为 表面张力 ； r 为 肺泡半径),
              • 大肺泡趋于胀破， 小肺泡趋于萎陷
                • 肺表面活性物质 分泌部位: 肺泡 Ⅱ 型细胞分泌, 单分子层 分布于肺泡液- 气界面上 主要成分: 二软脂酰卵磷脂( (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: ① 有助于维持大小肺泡的稳定性 ② 增大顺应性，维持肺扩张，降低 吸气 阻力， 减少吸气作功。 ③ 防止肺水肿。 减少肺泡内液的生成
                  • 吸 气 呼气 肺泡表面积 ↑ ↓ DPPC 分散 密集 降表面张力的作用 ↓ ↑ 肺泡表面张力 ↑ ↓ 肺泡回缩 扩张 防肺泡破裂 萎陷
                    • 临床 ： ： ● 成人肺炎、肺血 栓等 → 表面活性物质 ↓→ 肺不张。 ●6 ～7 个月胎儿才 开始分泌表面活性物 质 ， 故早产儿可因缺 乏表面活性物质而发 生肺不张和新生儿肺 透明膜病 → 呼吸窘迫 综合征。
        • 顺应性：: 指外力作用下弹性物体的可扩展 性( ( 即 顺应外力引起变形的难易程度) )。 。 阻力小者易变形，顺应性大, ,故: C=1/R
          • 顺应性:以单位跨壁压(肺内压与胸膜腔内压之差 ) 所引 起的容积变化来表示： C= △V/ △P = 0.2 L/cmH 2 O
            • 肺总量大，顺应性大； 肺总量小，顺应性小
              • 肺比顺应性：单位肺容量下的肺顺应性。 = 平静呼吸时测得的肺顺应性 /肺的功能残气量 (L) 用于比较不同大小个体的肺组织弹性阻力
      • 胸廓的弹性阻力
        • 弹性阻力和顺应性
          • 1) 肺容量/肺总量= 67%( 平静吸气末) ) 胸廓处于自然位置，不表现弹性阻力 ； 2) 肺容量/肺总量< 67%( 平静呼气或深呼气) ) 胸廓缩小，弹力向外，吸气动力，呼气阻力； ； 3) 肺容量/肺总量> 67%( 深吸气) ) 胸廓扩大，弹力向内，吸气阻力，呼气动力； ； 4) C chest wall = △ V/ △ P = 0.2 L/cmH 2 O △ V: 胸腔容积的变化 △ P: 跨胸壁压( ( 为 胸膜腔内压与大气压之差) )
            • 影响弹性阻力的因素: : ①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 ↑( ( 肺顺 应性 ↓ )→ 吸气 困难。 ②肺气肿时 → 肺弹性成分破坏 → 肺回缩力 ↓→ 肺弹性阻力 ↓( ( 顺应性 ↑ )→ 呼气 困难。 肺顺应性加大不一定表示肺通气功能好。 ③ 肥胖 、 胸廓畸形 、 胸膜增厚 、 腹内占位 病变等原因 → 弹性阻力 ↑( ( 顺应性 ↓ )→ 但引 起通气障碍的情况较少
    • 非弹性阻力30% 气道阻力（为主）（气道半径为主） 、惯性阻力、粘滞阻力
      • (1) 惯性 阻力: : 气流在发动、变速、换向时， 因 气流 和 组织的惯性 所产生的阻力. . (2) 粘滞阻力: : 来自呼吸时 组织相对位移 所发 生的 摩擦; ; (3) 气道阻力: : 来自气体流经呼吸道时 气体分 子之间 和 气体分子与气道壁之间 的 摩擦; ; 占 非弹性阻力的80%~90%。 。 气道阻力= 大气压与肺内压之差 /单位时间内气体流量
        • (4) 影响气道阻力的因素: : ① 气流速度: : 流速快→ 阻力大 ②气流形式: : 层流阻力小，涡流阻力大 ③气道管径: 阻力与半径4次方成反比: a a. . 跨壁压: : 气道内压高, , 跨壁压 ↑ → 管径 ↑ ,R ↓ b b. . 肺组织对气道外向放射状牵引 ； c c. . 副交感使气道平滑肌收缩 ， 交感作用相反 ； d d. . 化学因素 : PGF2α 、组胺 、白三烯等使气 道平滑肌收缩 ； CA 、 PGE2使之舒张。
  • 肺通气功能指标 肺容积和肺容量 P155
    • 1. 深吸气量: : 是衡量最大通气潜力的指标之一。 胸廓、胸膜、肺、呼吸肌病变此量减少。 2. 功能残气量: 缓冲呼吸过程中肺泡气PO 2 和 P CO 2 变化幅度，维持肺换气的稳定。 3. 肺活量: : 尽力吸气后 ，从肺内所能呼出的最大 气量。反映了肺一次通气的最大能力。 4.残气量：
      • 4. 用力肺活量: : 一次最大吸气后， 尽力 尽快 呼气所能呼出的最大气量。 正常< 肺活量。 5. 用力呼气量( ( 时间肺活量) ): : 用力吸气后再用力并快速呼出的气体 量占用力肺活量的百分数，正常值： t1 末=80 ％，t2 末=96 ％,t3 末=99 ％。 反映肺活量及呼吸阻力。 阻塞性肺疾患下降 是 评价肺通气功能的较好指标。 。
        • 深吸气量 ＝补吸气量＋潮气量 机能余气量 ＝余气量＋补呼气量 肺活量 ＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量 肺总容量 ＝肺活量＋余气量 ＝深吸气量＋机能余气量
    • 肺通气量和肺泡通气量 P157
      • 1. 肺通气量 定义: 每分钟吸入或呼出的气体总量。 每分通气量= 潮气量 × 呼吸频率 =500ml ×12 次/min=6L/min 2. 最大随意通气量 定义: 尽力作深、快呼吸时， 每分钟吸入或呼出 的最大气体量。约为150L/min
        • 肺泡通气量 P157 定义: 每分钟吸入肺泡的新鲜气量，是与血液 进行真正有效气体交换的气量。 =(潮气量-无效腔气量) × 呼吸频率 =( (500-150) ) ×12=350 ×12=4.2 L/min 浅 而 快 呼吸: ( (250-150) ) ×24=100 ×24=2.4 L/min 深 而 慢 呼吸: ( (1000-150) ) ×6=850 ×6=5.1 L/min
    • 4. 生理无效腔
      • 解剖无效腔：鼻→ 终末细支气管 150ml
      • 肺泡无效腔：血流在肺分布不均引起
    • ( 三) ) 呼吸功P159 了解 呼吸肌收缩克服弹性及非弹性阻力实现肺通 气所作的功。 W = △V× ×△ △P = N L/cmH 2 O △ V: 肺容积的变化； △ P: 跨壁压 1J = 10.2 L/cmH 2 O 正常一次平静呼吸作功仅0.25J 。 劳动、运动及疾病致肺 弹性及非弹性阻力增 大时，呼吸功增加。
• 气体交换
  • 气体交换的基本原理 P159
    • (一 ) 气体的扩散
      • 1. 气体分压=总压力 × 该气体容积百 分比。分压差是气体扩散的动力
      • 2. 扩散速率: 单位时间内气体扩散的容积
    • ( 二) ) 影响气体扩散速率的因素（简答）
      • 1. 气体分压差: 成正比（首选） 2. 与 分子量(MW) 平方根成反比和溶解 度(S) 成正比。 S /√MW 为扩散系数 CO 2 溶解度是O 2 的 24 倍 , 分子量大于O2 , 故 CO2 扩散系数为O 2 的 20 倍。 3. 与扩散面积成正比，与扩散距离成反比。 4. 与温度成正比。
  • 气体交换的过程
    • ( 一) ) 肺换气和组织换气
      • Co2组织细胞含量最高
    • ( 二) 影响肺换气的 因素 P160（简答）
      • 1. 气体扩散速度 2. 呼吸膜厚度和面积（40-70m2） 3. 通气/ 血流比值（0.84最佳）：每分钟肺泡 通气量(VA) 和每分钟肺血流量(Q) 之间的比值
        • 1 ） 呼吸膜 厚度 ：肺纤维化、尘肺、肺 水肿 → 呼吸膜厚度 ↑→ 通透性 ↓→ 气体 交换 ↓ ；特别在运动时， ∵ 耗氧量 ↑ 肺 血流速 ↑ （= = 气体交换时间 ↓ ），呼吸 膜厚度 ↑→ 气体交换 ↓。 2 ） 呼吸膜面积 ：肺气肿 、 肺不张 、 肺 叶切除 → 呼吸膜面积 ↓→ 气体交换 ↓子主题
          •  肺脏各局部的肺泡通气量和血 流量的不均性
            • 
        • 3. 通气/ 血流比值 P161(简答) 每分肺泡通气量（V A ） / 每分肺血流量（ Q）4.2/5=0.84 1.VA /Q↑ ≈ 肺通气 ↑ 或肺血流 ↓ → 增大生理无效腔 → 换气效率 ↓( ( 如心衰、肺动脉栓塞 ) 2.VA /Q↓ ≈ 肺通气 ↓ → 增大功能性A-V 短路 → 换气效率 ↓ （如支哮、肺气肿、支气管栓塞） V( 增)/Q( 或减)>0.84 生理无效腔增大 V( 减)/Q ( 或增)<0.84 机能性动静脉短路 气道狭窄，通气不足/ 肺泡不张，无通气/ 血管栓塞，血流不足
          • 几点说明： ： V A /Q↑or↓ → 换气效率 ↓→ 缺O2 和 CO2 潴留的症状 ; 但以缺O2 为主，原因： ① ∵A -V 血间 PO 2 ＞ PCO2 ∴ 功能性A - V 短路时， A 血 PO2 ↓ 的程度＞ V 血 PCO2 ↑； ② ∵ CO 2 的扩散系数是O 2 的 20 倍， CO2 的扩 散速度＞O 2 ， ∴ 不易出现 CO 2 潴留的症状； ③ ∵A 血 PO 2 ↓ 和 PCO 2 ↑ 时 ， 可刺激呼吸 ， 增 加肺泡通气量 ， 有助于 CO 2的排出 ， 而几乎无 助于O2 的摄取 （O 2 和 CO2解离曲线的特点所决定的 ）。
    • （了解）（三）肺扩散容量（DL） P162 概 念 ： 指气体在单位分压差作用下每分钟通过呼吸膜扩散的体积。 意 义 ： 测定呼吸气通过呼吸膜的能力的指标。 正常值 ： O 2 的 D L= 21mL· min - -1 · mmHg - 1 剧烈运动时O 2 的 D L 可增加到 60mL· min - 1 · mmHg - 1 。 。 因为：①肺血流量 ↑ → 原关闭状态的肺泡毛细血管 开放 → 换气面积 ↑→ 换气量 ↑； ； ② 肺通气量 ↑ → 肺泡的通气- - 血流变得更加匹 配 → 换气效率 ↑ 。 CO2 的 D L= 400 ～ 450 mL· min - 1 · mmHg - 1
• 气体运输
  • 一.运输方式
    • 物理溶解O 2 =1.5% CO 2 =5%
    • 化学结合
      • 物理溶解与化学结合处于动态平衡
  • 二.氧的运输 P163
    • (一 ) 血红蛋白 的分子结构
      • 1个Hb结合4分子氧
    • （二）氧与血红蛋白 化学结合的特征
  • 2. 血氧容量 P163： 100 毫升血液中Hb 所能结合的最大氧量。 血氧含量（1gHb=1.34ml ）：100 毫升血液中Hb 实际结合的氧量。 血氧饱和度：血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度。
  • 3. 紫绀: （P164）100ml 血液中 去氧Hb 超过5g 时，皮肤黏膜呈蓝紫色 的现象称为 紫绀。 示机体缺氧
  • 4.CO 中毒: 与Hb 结合力亲和力是O 2 的 的250 倍,占据位点，造成缺氧；HbCO 呈 樱桃红色。 。
  • 氧解离曲线：表示氧分压与血氧饱和度关系 的曲线，呈近似S 形的曲线。机制： 与 Hb 的变构有关。 
    • • ( 四) ) 影响氧解离曲线的因素 P165（简答） 1.P 50 是使Hb 氧饱和度达50% 的Po 2 。用来表示 Hb 对O 2 的亲和力。 正常为26.5mmHg 。 P50↑示Hb 对O2的亲和力↓ → 曲线右移 ; P50↓示Hb 对O2的亲和力↑→ 曲线左移 ; 2.(1)PCO2↑;(2)pH↓(H+↑ ); (3)T↑; (4 )[2.3-DPG]↑; 二 磷酸甘油酸---曲线右移 3. 右移原因: 各因素促进Hb 亚单位内部或之间盐键形 成，Hb 向T 型转变，对O2的亲和力↓
        • (1) T↑→H + 的活度↑→ Hb与o2 亲和力↓→ Hb释放o2 → Hb构型变为T型→ 氧离曲线右移→ 氧离易 如： 组织代谢 ↑ → 局部 T↑--CO2↑--H ↑ (2)T ↓→H+的活度↓→ Hb与o2 亲和力↑→ Hb结合o2 → Hb 构型变为R型→ 氧离曲线左移→ 氧离难 如：低温麻醉时，应防组织缺o2 冬天,末梢循环↓+ 氧离难 → 局部红 、易冻伤
        • ∵① DPG 能与 Hb 结合形成盐键→ Hb 构型变为T型； ②DPG →[H+] ↑ → 波尔效应。 (1) 高原缺氧→ RBC 无氧代谢↑ →DPG↑→ 氧离 曲线 右移→ 氧离易。 (2) 大量输入冷冻血→DPG↓→ 氧离曲线左移→ 氧离难。
          • 波尔效应： P165 酸度和PCO2对 Hb氧亲和力的影响, 血液pH↓或PCO2↑, Hb与O2的亲和力↓, 氧离曲线右移； 反之，曲线左移。 意义: ① 在肺脏促进氧合 ②在组织促进氧离。
  • 三、二氧化碳的运输 P166
    • (一) 物理溶解 5%
    • (三) 二氧化碳解离曲线 血液中CO2含量与PCO2关系的曲线。 在相同的PCO2下,PO2高的携带的CO2比PO2低的少 
      • 图中可见： ①血液中 CO2 含量随PCO2 ↑ 而↑ ，几乎成 线性关系(非S形曲线) ，且无饱和点。 ②V血A 点 CO 2 的含量为 52ml/100ml ，而A 血 B 点 CO2 的含量降为 48ml/100ml ，说明血 液流经肺脏时，每 100ml 血液释放出 4mlCO2 。 ③当血PO2↑时,CO2解离曲线下移。
    • ( 四 )O2与Hb 的结合对CO2运输的影响 何尔登效应 P168:Hb与O2结合可促进CO2释放， 而释放O2之后的Hb则容易与CO2结合的现象。 在肺因O2与Hb结合,促使CO2 释放; 在组织,由于HbO2 释放出O2 而成为去氧Hb ，可 促使血液摄取并结合CO2。 CO2通过波尔效应影响O2与Hb的结合、释放， O2通过何尔登效应影响CO2与Hb结合、释放。
    • ★ 为什么血PO2↑,CO2解离曲线会下移？ O2与Hb的结合促使了CO2的释放 ， 这一效应称何尔登效应, 其机制 ： ①Hb与O2结合后酸性增强,与CO2的亲和力下降,使结合于Hb的CO2 释放出来； ② 酸性的HbO2释放出H+,H+与HCO3 - 结合成 H2CO3 ， 进一步解离成 CO2和H2O。
      • ★ 为什么V血CO2 的含量＞A 血？ ∵ HHb酸性弱 ,与CO2的亲和力高 ， 易与CO2结合 ，生成 HHbNHCOOH ，也容易与H+结合 ，使H2CO3 解离过程中产生的H+ 被及时移去 ， 有利于反应向右进行 ， 提高 CO2 运输的量
• 呼吸运动的调节
  • 一、呼吸中枢与 呼吸节律的形成
    • ( 一) ) 呼 吸中枢 P168
      • 指( 分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓、脊髓等部位) 产生和调节呼吸运动的神经细胞群。正常呼吸运动是在各呼吸中枢的相互配合下进行的。
      • １.呼吸节律基本中枢 － 延髓 ２.呼吸调整中枢－ 脑桥上部 ３. 呼吸随意控制 － 高位脑 4. 脊髓不能产生节律性的呼吸运动，作用是联系上位和呼吸肌的中继站，整合某些呼吸反射的初级中枢
    • ( 二)呼吸节律 形成的机理P170
      • 吸气切 断机制
  • 二 、 呼吸的反 射性调节 P170
    • ( 一) 肺牵张反射 P174
      • 吸气→ 肺扩张→ 牵张感受器（ 支气管和细支 气管的平滑肌中 ）→ 迷走神经→ 延髓呼吸中枢 → 兴奋吸气切断机制 N 元→ 吸气转为呼气 又称 黑－伯反射 组成 ： 1. 肺扩张反射 2. 肺萎陷反射 意义 ： 加速吸、呼气的交替，使呼吸频率增加。
  • 三 、 化学因素 对呼吸的调节
    • ( 一) ) 化学感受器 P170
      • 1. 外周感受器 部位：颈动脉体( 7 倍) 和主动脉体。 适宜刺激： 动脉血 PO2 ↓ 、 PCO2或H＋浓度变化
      • 2. 中枢感受器 部位：延髓腹外侧的浅表部位。 适宜刺激： 脑脊液中的Ｈ＋，非 CO2 本身。
    • (二)CO2、H+和 和O 2 对呼吸运动的调节 P172
      • 1.CO2的影响 调节呼吸运动的经常起作用的生理性化学因素 CO2潴留( 中枢化学感受器发生适应) 与呼吸功能不全 CO2增加→ 呼吸加深加快 1) 直接 ( P CO2 ↑3 mmHg) － 中枢 化学感受器 2) 间接 ( P CO2 ↑10 mmHg ) － 外周 化学感受器 ——呼吸中枢兴奋
      • • （2）特点： ① 中枢途径为主，潜伏期较长 （ 脑脊液 中碳酸酐酶含量很少 ） ② CO2兴奋呼吸中枢途径是通过H+的间接 作用(∵ 血液中的H+不易透过血- 脑屏障)； ③ 外周途径 虽然为次,但当动脉血PCO2 突 然增高 或中枢化学感受器对 CO2 的敏感性降 低 （ CO2 麻醉 ） 时 ， 起着重要作用
      • 2 .[H+ ] 的影响 : : [H+]↑→ 呼吸深快 [H+]↓→ 呼吸抑制 机制: : 两条途径 特点 : ① 以刺激 外周 化学感受器为主。 ② [H+]↑ 对呼吸的调节作用＜ PCO2 ↑ ； ③ ∵ [H+]↑→ 呼吸 ↑→ CO2 排出过多 → PCO2 ↓→ 限制了对呼吸的加强作用 → 呼吸抑制甚至停止。 呼吸与酸碱平衡
      • 3. 低氧的影响 ： 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 。 轻度: : 呼吸增强； 严重 ：呼吸减弱甚至停止。 特点: : ① 仅在动脉血PO2<80mmHg↓ 时起作用 ； ② 当长期高 CO2 和低O 2 状态 ， 中枢 化学感受器 对 高 CO2 发生适应 ， 此时低O2 对 外周 化学感受器 的 刺激成为驱动呼吸的主要刺激 。 若给予高O 2 吸 入会导致呼吸停止
• • 26.5mmHg
• 肺总量=肺活量+余气量
• 1. 概念：氧容量 氧含量 血氧饱和度、 Bohr 效应、 Haldane 效应 2.O 2 和 和CO 2 运输的方式有哪些？ 3. 影响氧离曲线右移的因素有哪些？ 4. 呼吸节律形成与呼吸中枢的关系？ 5. 肺牵张反射的过程及意义？ 6.CO 2 、 、O 2 、 、H + 对呼吸的影响及作用途径？ 7. 临床严禁吸纯O 2 的机理是什么？
• 一个因素 改变时引起的通气 效应接近 三个因素 改变时通气效 应CO 2 >H + >O 2
• 复习思考题 1. 概念：肺通气、肺换气、胸内负压、 顺应性、功能残气量、 肺活量、用力 肺活量、用力呼气量、 肺泡通气量、 通气/ 血流比值 2. 呼吸时肺内压与胸内压怎样变化？ 3. 肺表面活性物质分泌部位、主要成分 及其生理作用？ 4.结合临床探讨影响气道阻力的因素