第七章呼吸系统生理

1. 第七章呼吸系统生理 • 呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。 • 呼吸全过程：肺呼吸(外呼吸)运输细胞呼吸(内呼吸)

2. 呼吸：

3. 呼吸三环节： 1. 外呼吸(肺呼吸): 肺通气： 肺换气： 2. 气体在血液中的运输 3. 内呼吸(组织呼吸): 组织换气： 细胞内氧化代谢：

4. 呼吸 : 机体与外界环境之间的气体交换过程。 血液循环 肺组织细胞 O2 O2 CO2 CO2 肺通气 肺换气气体在血液 组织 细胞内氧 中的运输 换气 化代谢 外呼吸 内呼吸

5. 呼吸系统包括了呼吸道和肺泡。 • 呼吸道：分上、下两部分，上呼吸道由鼻、咽、喉组成，下呼吸道由气管及各级支气管组成。呼吸道有加温、润湿和净化空气的功能，有通过调节支气管平滑肌的舒缩来改变呼吸道的口径进而影响气流阻力的功能，但呼吸道不具备气体交换的功能。 • 肺泡：人体左右肺共有6-7亿个，总面积约为70-100平方米。从由单层上皮细胞构成的肺泡膜到肺毛细血管壁，是气体交换必须穿越的结构，该结构称作呼吸膜，呼吸膜共有六层结构，其厚度仅为l从μm，厚度越薄，气体的通透性越强。

6. 呼吸道主要功能 1、加温湿润：主要在鼻咽部（血流丰富、粘液）。临床气管插管。 2、过滤清洁 上呼吸道：鼻毛、鼻甲(>10微米)。 气管、支气管、细支气管：纤毛上皮细胞＋粘液毯(2-10微米)。干燥、抽烟、其它刺激性气体可破坏纤毛运动。 呼吸性细支气管以下：(<2微米)巨嗜细胞吞食、游走到粘液层；免疫球蛋白、溶菌酶、干扰素等：防止感染。 3、防御反射：咳嗽反射、喷嚏反射。

7. 第一节肺的功能解剖 • 一肺泡 • 二肺的血液循环 • 三肺的神经支配

9. 一、肺泡 • 肺泡表面：扁平细胞 • 分泌细胞（二软脂酰卵磷脂） • 呼吸膜的组成： • 液体层 • 肺泡上皮 • 肺泡上皮基底膜 • 组织间隙 • 毛细血管基膜 • 毛细血管内皮

10. 上皮基底膜 间隙 毛细血管基膜 • 肺泡上皮 毛细血管内皮 • 含肺泡表面 红细胞 • 活性物质的 • 液体分子层 • 肺泡 毛细血管 • O2 • CO2 • 呼吸膜结构示意

12. 肺泡表面活性物质(Pulmonary surfactant) • 成分：二棕酰卵磷脂(DPPC) • 来源：肺泡Ⅱ型细胞合成并释放 • 特点：DPPC分子垂直排列于液-气界面，极性端插入水中，非极性端伸入肺泡气中，形成单分子层分布在液-气界面上，并随肺泡的张缩而改变其密度。

13. 肺泡表面活性物质的生理作用： 1、降低表面张力，减少吸气阻力； 2、调节表面张力，稳定肺泡内压； 3、减少肺泡液生成，防止肺水肿。 (负压↓, 抽吸作用↓)

15. 临床: • 成人呼吸窘迫综合征：肺炎、肺水肿、肺血栓及吸烟等均可因DPPC减少而导致肺不张。 • 新生儿呼吸窘迫综合征：胎儿肺泡Ⅱ型细胞是逐渐发育成熟的 , 约在妊娠25～30周 , 羊膜腔内才开始出现DPPC, 以后逐渐增高，至分娩时(40W)突然达到高峰 (为出生时自动呼吸作准备, 呱呱坠地 )。在25W以前出生的早产儿多半不能成活。 • 预防：抽羊水检查。延长妊娠，药物促生成 (糖皮质激素) • 糖尿病患者不宜生育(胰岛素抑制DPPC的合成)

16. 二、肺的血液循环 • 特点:肺动脉及其分支较粗短,管壁较薄 • 血流阻力和血压:阻力小,压力低（为主P的1/8） • 肺的血容量:约450ml,9%,变动大 • 肺循环毛细血管处的液体交换: 毛细血管压7mmHg, 血浆胶体渗透压25mmHg 液体吸收入毛细血管的力量大

17. 三、肺的神经支配迷走神经兴奋→乙酰胆减+M受体→平滑肌收缩→口径↓→气流阻力↑;交感神经兴奋→去甲肾上腺素+β受体→ 平滑肌舒张→口径↑→气流阻力↓。 临床：支气管哮喘，表现为反复伴哮鸣音的呼气性的呼吸困难、胸闷或咳嗽。过敏体质的人接触抗原后易发。 • 治疗： • 拟肾上腺药：如麻磺碱、肾上腺素、异丙肾上腺素、沙丁胺醇等。 • 抗胆减类药：阿托品、东莨菪碱、654－2等。 • 神经调节:交-收缩,阻力增加;迷-血管舒张 • 肺泡气的氧分压:低-肺血管收缩 • 血管活性物质:

18. 第二节　肺 通 气

19. 第二节　肺 通 气 肺通气:指肺与外界环境间的气体交换过程 肺通气结构 血管网 粘液腺 加湿、加温、过滤、清洁 纤 毛 迷走N→ACh+M受体→收缩→气道阻力↑ 平滑肌 交感N→NE+β2受体→舒张→气道阻力↓ 呼吸肌：与肺通气的动力有关 胸膜腔：其负压与肺扩张有关 呼吸道

20. 一、肺通气的动力 呼 吸 肌 收 缩 舒 张 原动力:呼吸运动是肺通气的原动力。 直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差。 胸 廓 扩 张 缩 小 肺 脏 扩 张 缩 小 肺内压＜大气压 肺内压＞大气压 吸 气 呼 气

21. (一)呼吸运动 • 概念：胸廓的节律性扩大和缩小。它是通过呼吸肌的舒缩活动来实现的，构成肺的通气动力。 • 呼吸肌： 主要吸气肌：膈肌和肋间外肌 辅助吸气肌：胸肌、斜方肌、胸锁乳突肌和背阔肌等 呼气肌：肋间内肌和腹壁肌

22. 型式: • 按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸； • 按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。 • 混合呼吸:正常成人。 • 腹式呼吸:婴儿、胸膜炎及胸腔积液患者。 • 胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块者。 • 频率: 成人:12～18次/分 • 婴儿:60～70次/分

23. 腹式呼吸(膈式呼吸)：由膈肌舒收引起的呼吸运动伴以腹壁的起伏。 （如屈体直角动作） • 胸式呼吸：由肋间肌舒收使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动。肋式或胸式呼吸如双杠或地上做倒立的动作。

24. 膈肌收缩使膈顶下移， 增大胸廓的上下径 肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径 膈肌和肋间外肌舒张， 肋骨和膈肌弹性回位， 缩小胸廓 上下、前后、左右径 胸廓容积扩大， 肺在胸膜腔负压作用下被动扩张 (因肺无主动扩缩的组织结构) 胸廓容积缩小, 肺被动缩小 1.平静呼吸 肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺 肺内压＞大气压， 气体经呼吸道出肺 吸 气 呼 气

25. 特点： • ①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。 • ②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。 • ③平静呼吸时： • 肋间外肌所起的作用＜膈肌。

26. 2.用力呼吸 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。 平静呼吸与用力呼吸特点： ①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。 ②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。 ③平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌。 3.呼吸形式胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸 混合呼吸:正常成人 腹式呼吸:婴儿；双杠或地上做倒立的动作 胸式呼吸:屈体直角动作造型

27. 人工呼吸 (Artificial respiration) 用人为的方法造成肺内压和大气压之间的压力差来维持肺通气。 方法：人工呼吸机 口对口人工呼吸 节律举臂压背或挤压胸廓 关键：保持呼吸道通畅，争取时间(4分钟以内)

28. 人工呼吸任务和步骤: • A: Air way, 保持呼吸道通畅(先决条件) • B: Breathing, 人工呼吸 • C: Circulation , 建立人工循环 • 主要措施:人工呼吸, 心脏挤压

29. (二)肺内压 平静吸气初:肺内压 < 大气压=2-3mmHg →气入肺 平静呼气初:肺内压 > 大气压=2-3mmHg →气出肺 用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。 如：紧闭声门或口鼻，再用力做呼气动作(憋气)时，肺内压可高于大气压60-140mmHg。若此时做用力吸气动作，肺内压可低至-30—-lOOmmHg。

30. (三)胸内压 • 概念：胸膜腔内的压力。 • 胸膜位于肺表面的部分为胸膜脏层，位于胸壁内表面的部分为胸膜壁层。这两个部分延续相连，形成密闭的间隙，即胸膜腔。

31. 胸内压特点： 胸内压在呼吸过程中始终低于大气压，为负压。平静呼气之末胸内压为与-5 ～ -3mmHg，平静吸气之末胸内压为-l0 ～ -5mmHg，用力吸气时负压可达-3OmmHg。

32. 胸内负压的形成原因： 婴儿出生后，胸廓和肺发育的速度不均衡，肺发育较慢，胸廓发育较快，胸廓容积大于肺。由于胸膜壁层和脏层的紧贴不分，即使在呼气之末也是如此，因而肺始终处于被动牵拉状态，肺本身是有弹性的组织，肺泡又有表面张力，这两种因素使肺具有了回缩力。 • 所以胸膜腔内的压力应是肺的回缩力与反方向作用于胸膜腔的肺内压(或大气压)之和，即： 胸内压=肺内压(或大气压)-肺回缩力

33. 内压形成的前提条件: ①有少量浆液的密闭腔； ②肺和胸廓是弹性组织； ③胸廓自然容积>肺容积； ④壁层胸膜紧贴于胸廓内壁, 大气压对其影响极小。

34. 肺为何能随胸廓而运动： (1) 密闭性; (2) 内聚力; (3) 肺的扩张性. 气胸:闭合性气胸 开放性气胸 张力性气胸

35. 力学分析: 两种力：肺内压 使肺扩张 肺的弹性回缩力 使肺泡回缩 胸内压 = 肺内压－肺弹性回缩力 吸气末和呼气末,气流停止, 肺内压 = 大气压 胸内压=大气压－肺弹性回缩力 若以大气压为0为标准 , 则： 胸内压=－肺弹性回缩力

36. 胸内压的生理意义 (1) 维持肺叶的扩张状态(气胸--肺不张)，有利于肺泡进行气体交换； (2) 有利于静脉血和淋巴液回流(腔静脉和胸导管) 临床上为了治疗目的,可入一定量的空气于一侧胸膜腔内造成局部闭所性气胸,以压缩结核性空洞.人工气胸将自行吸收。

37. 二、肺通气的阻力 弹性阻力(70%)----------静态阻力 肺的弹性阻力 胸廓的弹性阻力 非弹性阻力 (30%)------动态阻力 气道阻力(80%) 惯性阻力(10%) 粘滞阻力(10%)

38. 呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻力后,方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻力后,方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。 弹性阻力 胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关 肺通气阻力 肺泡表面张力：2/3 肺弹性阻力 肺弹性回缩力: 1/3 非弹性阻力 气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关 粘滞阻力 常态下可忽略不计 惯性阻力

39. (一)弹性阻力: (1)肺的弹性阻力 顺应性=(1/弹性阻力) 顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。 顺应性大= 易扩张 =弹性阻力小 顺应性小=不易扩张=弹性阻力大 肺容积变化(△V) 肺顺应性(CL)= ─────── = 0.2L/cmH2O 跨肺压力变化(△P) ‖ 肺内压与胸膜腔内压之差

40. 因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。 测得的肺顺应性（L/cmH2O） 比顺应性= ——————————————————— 肺总量（L）

41. 来源： 肺的弹性阻力 肺弹性组织回缩力:1/3 肺泡表面张力:2/3 1.肺泡表面张力 说明肺泡内液-气界面（表面张力）是否存在，与肺的弹性阻力有着密切关系。 离体肺在充气和充水时（扩张肺至相同容积），可见充气所需的压力＞充水。 肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的→使肺泡缩小。

42. 根据Laplace定律: P(N/cm)＝———————— 肺泡内压力(P): 与表面张力(T)成正比, 与肺泡半径(r)成反比。 2T(N/cm) r(cm) ∴肺泡表面张力的作用： a.肺泡回缩→肺通气（吸气）阻力 b.肺泡内压不稳定→肺泡破裂或萎缩 c.促肺泡内液生成→产生肺水肿

43. （2）胸廓的弹性阻力 胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度而异: ①胸廓处于自然位置时(肺容量≈67％)，不表现有弹性回缩力；②胸廓缩小时(肺容量＜67％)，胸廓的弹性回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力；③胸廓扩大时(肺容量＞67％)，胸廓的弹性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。 肺容量变化(△P) 胸廓顺应性＝ ──────── = 0.2L/cmH2O 跨壁压(△P)

44. 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↓(肺顺应性↑)→呼气困难。 故肺顺应性加大并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。

45. (二)非弹性阻力——气道阻力 • 推动气体流动的压力 • 气道阻力= • 单位时间内气体流量

46. ⑴气道阻力特点: ①只在呼吸运动时产生； 流速快→阻力大 ②与气体流动形式有关： 层流→阻力小 湍流→阻力大 ③与气道半径的4次方成反比： （R∝1／r4）

47. 影响气道阻力的因素： • ①跨壁压：呼吸道内压力高→跨壁压大→管径被动扩大→阻力↓。 • ②肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用：小气道的弹性组织对无软骨支持的细支气管保持通畅。 • ③气道管壁平滑肌舒缩活动：迷走N→Ach + M受体→收缩→气道阻力↑；交感N→NE +β2受体→舒张→气道阻力↓；非NE非Ach共存递质的调制(如神经肽） • ④高气压：如深潜水环境下,由于气体密度增大,气道阻力增大,呼吸减慢加深,增加了呼吸肌作功和能量消耗。

48. ⑤化学因素的影响： • 儿茶酚胺→气道平滑肌舒张 • PGF2α→气道平滑肌收缩；PGE2→气道平滑肌舒张。 • 过敏反应时肥大细胞释放的组胺→气道平滑肌收缩。 • 吸入气CO2↑→反射性支气管收缩。 • 哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素↑→气道平滑肌收缩。

49. 三、肺容量和肺通气量 (一)肺容量 机能余气量＝余气量＋补呼气量 肺总容量＝肺活量＋余气量 肺活量＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量 正常值：t1末=83％，t2末=96％,t3末=99％ 。 时间肺活量=用力吸气后再用力并快速呼出的气体量占肺活量的百分数。 意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时间肺活量↓。

50. 肺容积：（基本的有四个，互不重叠〕 1、潮气量：(tidal volume,TV) 概念、正常值 (平静时：400～600 ml，运动时增大。) 2、补吸气量＝吸气储备量：(inspiratory reserve volume,IRV) 概念、正常值(1500～2000 ml)。 3、补呼气量＝呼气储备量：(expiratory reserve volume,ERV) 概念、正常值(900～1200 ml)。 4、余气量＝残气量：(residual volume,RV) 概念：最大呼气末，尚存留于肺中不能再呼出的气量。 正常值(1000～1500 ml)。支气管哮喘和肺气肿患者，余气量增加。