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第五章 呼吸系统. 呼吸的概念: 机体与外界环境之间的气体交换过程,称为呼吸。 呼吸维持新陈代谢和其他功能活动所必需的基本过程之一。 呼吸的全过程:. 第一节 肺通气 肺通气的概念: 肺与外环境之间进行气体交换的过程。 参与器官:呼吸道、肺泡、胸廓等 一、肺通气原理 (一) 肺通气的动力 1. 呼吸运动 肺通气的原动力 肺本身不具有主动张缩的能力, 它的张缩是由胸廓的扩大和缩小所引起。. ( 1 )过程 横膈的上下运动。平静呼吸时横膈的移动范围在 1 - 2 cm ,深呼吸时可达 7 - 10 cm 。膈肌是最重要的吸气肌。
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呼吸的概念: 机体与外界环境之间的气体交换过程,称为呼吸。 呼吸维持新陈代谢和其他功能活动所必需的基本过程之一。 呼吸的全过程:
第一节 肺通气 肺通气的概念:肺与外环境之间进行气体交换的过程。参与器官:呼吸道、肺泡、胸廓等 一、肺通气原理 (一)肺通气的动力 1.呼吸运动 肺通气的原动力 肺本身不具有主动张缩的能力, 它的张缩是由胸廓的扩大和缩小所引起。
(1)过程 • 横膈的上下运动。平静呼吸时横膈的移动范围在1-2 cm,深呼吸时可达7-10 cm。膈肌是最重要的吸气肌。 • 肋骨的升降运动。平静呼吸时,呼气肌基本上没有收缩活动,因此呼气是被动的。
(2)型式: 1)腹式呼吸和胸式呼吸 腹式呼吸: 膈肌收缩、舒张活动为主的呼吸运动。 胸式呼吸: 肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动。
2)平静呼吸和用力呼吸 平静呼吸: 安静状态下的呼吸运动,频率12~18次/分 特点:吸气是主动的,呼气是被动的。 用力呼吸或深呼吸: 特点:吸气、呼气都是主动的。
平静呼吸运动过程: • 吸气运动 吸气肌:膈肌,肋间外肌等收缩 • 呼气运动 吸气肌:膈肌,肋间外肌舒张,胸廓减小,肺依自身回缩力而回位
用力呼吸运动过程: 吸气运动 吸气肌: 膈肌,肋间外肌、辅助吸气肌收缩。 呼气运动 呼气肌: 肋间内肌收缩 腹肌收缩 、膈肌,肋间外肌舒张
按 深 浅 按 部 位 平 静 呼 吸 加 强 呼 吸 胸 式 腹 式 吸(主) 呼(被) 深吸(主)深呼(主) 吸气肌缩 松 缩 松 肋间外肌(主) 膈肌(主) (肋间外肌、膈肌) 吸辅肌——缩 松 —— (胸锁乳突肌) 呼气肌———缩 —— (肋间内肌) 胸廓三径前后左右两径 上下径 胸腔容积 肺内压 意 义 入肺 出肺 入肺 出肺 妊娠、腹水 胸膜炎 胸膜腔 积 液 注意:(1)主动:有肌肉收缩;被动:只有肌肉放松,无肌缩。 (2)通常胸、腹式呼吸同时存在。
2.肺内压: 指肺泡内的压力 平静呼吸:±1-2mmHg 3.胸内压: 胸膜腔内的压力 测量: 直接 间接 形成: 胸内压 = 肺内压 - 肺回缩力 = 大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力 意义: 维持肺的扩张状态; 促进静脉和淋巴回流
吸气末、呼气末 肺内压=大气压 肺内压 肺回缩力 胸内压= 大气压=0 胸内压= -肺回缩力 平静呼气末:- 5~-3 平静吸气末:-10~-5
小结: (1)呼吸运动是肺通气的原动力。 (2)肺内压与大气压之间的压力差推动气体进出肺,是肺通 气的直接动力。 (3)胸膜腔内压维持肺处于扩张状态。 胸膜腔封闭性被破坏,气体进入胸膜腔,这种状态称为气胸(pneumothorax)。 外伤导致胸壁破损,胸膜腔与大气直接接通,称为开放性气胸。
(二)肺通气的阻力 弹性阻力70% 肺通气的阻力 非弹性阻力30% 1. 弹性阻力和顺应性(compliance)
弹性阻力( R ) : 物体对抗外力作用所引起的变形 的力。
1 △V = = R △P C ( L/cmH2O ) 顺应性: (compliance) 在外力作用下弹性组织的可扩张性 度量弹性阻力 指单位跨壁压(跨肺压、跨胸壁压)变化( △P) ,所引起的容积(△V)变化。
CL △V = △P 肺顺应性: CL用单位跨肺压的变化所导致的肺容积变化。 ( 0.2 L/cmH2O) △V:肺容积变化 △P:跨肺压 (肺内压-胸内压) 压力变化
(1)肺的弹性阻力和顺应性: 肺弹性阻力的来源: 肺组织弹性回缩力及表面张力。 表面张力: 在液-气界面上,由于液体分子之间的吸引 力大于气体分子之间的吸引力,而使表面 积趋向于缩小的力。
滞后现象: 呼气和吸气时的肺顺应性曲线并不重叠 的现象。 产生原因: 肺泡液-气界面的表面张力 盐水代替空气 测定肺的顺应性,滞后现象不明显。
充盐水 充空气 用同等压力充空气和盐水,何者易扩张肺? 充盐水
2)弹性阻力的来源: ①弹性回缩力1/3 ②肺泡液-气界面的表面张力2/3 Laplace 定律 P = 2T / r P : 肺泡内压力 T :肺泡表面张力 r :肺泡半径
表面活性物质(pulmonary surfactant): 成分:二棕榈酰卵磷脂 分泌部位:肺泡II型细胞分泌 作用:降低肺泡表面张力 1. 维持大小肺泡的稳定性 2. 防止肺水肿 3. 降低吸气阻力, 减少吸气做功 正常值成人两肺总顺应性约为0.2L/cm H2O
(2)胸廓的弹性阻力和顺应性 胸廓顺应性 = 胸廓容积的变化/跨壁压的变化 R总 = RL + R chw 1 / C总 = 1 / CL + 1 / C chw 胸廓自然位置时的肺容量约相当于肺总量的 67%,胸廓无变形,不表现弹性阻力。
无 向外 吸气的动力 向内 吸气的阻力 不同状态下胸廓弹性回缩力对呼吸的影响
2.非弹性阻力 惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力 R ∝ 1 / r4 气道阻力: 用维持单位时间内气体流量所需的压力差表示。 = 大气压与肺内压之差 /单位时间内气体流量
气道阻力 主要存在于主支气管等大气道。 细支气管、终末细支气管尽管口径很小, 但数量极多,因而总阻力很小。 在疾病情况下细支气管对气道阻力影响很大。 细支气管平滑肌受副交感神经和交感神经 双重支配。
影响气道口径的因素 (1)跨壁压:指呼吸道内外的压力差。 呼吸道内压力高,跨壁压增大, 管径被动扩大,阻力变小。 (2)肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用: 小气道 弹性纤维 胶原纤维 对气道壁的牵拉作用 保持没有软骨组织支持的细支气管的通畅
(3)自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节 ①双重神经支配: 副交感神经: 递质:ACh 受体:M型 作用:气道平滑肌收缩,管径减小,阻力增加
交感神经: 递质:NE 受体:β型 作用:气道平滑肌舒张,管径增大, 气道阻力减小. 临床应用拟肾上腺素能药物
②非肾上腺素非乙酰胆碱(NANC)共存递质的调制:②非肾上腺素非乙酰胆碱(NANC)共存递质的调制: 神经肽(VIP、神经肽Y、速激肽) VIP、神经肽Y、速激肽 VIP、神经肽Y、速激肽 Ach 调制递质的释放 调制对递质的反应 效应器的反应
(4)化学因素的影响: 儿茶酚胺气道平滑肌舒张 前列腺素 E2 F2a 过敏反应肥大细胞 组胺 白三烯 气道平滑肌收缩 CO2 支气管、肺C类纤维反射性 气道上皮合成、释放内皮素 哮喘病人肺内皮素合成、释放
二. 肺通气功能的指标 (一)肺容积和肺容量 1.肺容积 四种基本肺容积 (1)潮气量 (tidal volume): 每次呼吸时吸入或呼出的气体量。 正常成年人平静呼吸时平均为500 mL。
(2)补吸气量或吸气储备量 1500-2000 mL。 (3)补呼气量或呼气储备量 900-1000 mL (4)残气量 : 最大呼气末尚存留于肺中不能呼出的气体 量。正常成年人约为1000-1500 mL。
2.肺容量 两项或两项以上的肺容积相加,为肺容量。 (1)深吸气量 : 平静呼气末 作最大吸气时所能吸入的气量 深吸气量 = 潮气量+补吸气量
(2)功能残气量: 残气量 +补呼气量 =2500 mL 生理意义: 缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧化碳分压
(3)肺活量(vital capacity,VC): 概念:一次最大吸气后从肺内所能呼出的最大 气体量。 肺活量= 潮气量 + 补吸气量 + 补呼气量。 正常值:成年男性平均3500 mL , 女性平均2500 mL 意义:反映了肺一次通气的最大能力。 可作为肺通气功能的指标。