动物生理学呼吸生理 (2).ppt
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1、第六章 呼 吸 生 理 呼吸(respiration):机体与外界环境之 间的这种气体交换过程称为呼吸。 呼吸过程的三个环节: 外呼吸,肺与外环境之间的气体交换(肺通气 )以及肺泡与毛细血管血液之间的气体交换过 程(肺换气)。 气体在血液中的运输,是指机体通过血液循环 把肺摄取的氧运送到组织细胞,又把组织细胞 产生的二氧化碳运送到肺的过程。 内呼吸或组织呼吸,是指组织毛细血管血液与 组织细胞之间的气体交换以及组织细胞的生物 氧化过程。 外外 呼呼 吸吸 内内 呼呼 吸吸 第一节 肺 通 气 一、肺通气的结构基础和功能 二、肺通气原理 三、肺通气功能的评价 一、肺通气的结构基础和功能 肺通气(p
2、ulmonary ventilation):指 肺与外界环境之间的气体交换过程。 实现肺通气的器官包括呼吸道、肺泡 和胸廓。 (一)呼吸道 上呼吸道:鼻、咽、喉 下呼吸道:气管、支气管、 终末细支气管 v呼吸道功能:没有气体交换功能;其黏 膜具有加温、湿润、清洁、过滤空气;其 平滑肌具有调节呼吸道阻力的作用。 呼吸道平滑肌受迷走神经和交感神经支配。迷走神经兴奋, 其末梢释放乙酰胆碱,与气管平滑肌细胞膜上的M受体结合,引起 平滑肌收缩。交感神经兴奋,其末梢释放去甲肾上腺素,与2受 体结合,引起平滑肌舒张。体液中的组胺、5-羟色胺和缓激肽均 可引起呼吸道平滑肌收缩。 为什么咳嗽病人晚上比白天重 ?
3、 n肺泡是肺内气体交 换的主要部位。成 人约有34亿个肺 泡,总面积100m2 (二)肺泡 呼吸膜 指隔在肺泡气与肺毛细血管血液之间的极薄 的膜性结构,构成了肺泡气与血液之间进行气体 交换的气-血屏障。 表面张力 Laplace 定律: P=2T/r 肺表面活性物质 肺泡型细胞分泌,主要 成分是二棕榈酰卵磷脂。 作用: 降低肺泡的表面张力 维持肺泡内压的相对稳定 阻止肺泡积液 直接动力:肺内压与外界大 气压间的压力差。 原动力:呼吸运动是肺通气 的原动力。 二、肺通气原理 (一)肺通气的动力 吸气肌:肋间外肌、膈肌 呼气肌:肋间内肌、腹肌 辅助吸气肌:斜角肌、胸锁乳突肌 呼 吸 肌 呼吸运动
4、呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小 吸气过程 (平静)吸气时,膈肌、肋间外肌收缩胸廓扩大 肺容积扩大肺内压降低(大气压)气体进 入肺完成吸气。 用力吸气时,辅助吸气肌也参与收缩。 呼气过程 (平静)呼气时,膈肌、肋间外肌舒张胸廓缩小 肺容积减小肺内压增加(大气压)气体排出 肺完成呼气。 用力呼气时,呼气肌才发生收缩胸廓进一步缩 小肺内压进一步增加更多气体排出肺。 胸式呼吸:主要由肋间外肌舒缩使肋骨和胸骨运 动而产生的呼吸运动,表现为胸部起伏明显; 腹式呼吸:由膈肌舒缩而产生的呼吸运动,表 现为腹部起伏明显 ; 胸腹式呼吸(混合式呼吸):肋间外肌和膈肌 都参与呼吸运动,胸腹部都有明显起伏
5、运动。 呼吸运动的形式: 胸膜腔 测定方法: 直接法 间接法 胸内压 胸膜腔内的压力,称为胸膜腔内压 成因: 两种方向相反作用力的代数和 胸内压大气压肺回缩力 胸内压0肺回缩力 迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张 (肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力) 肺 回 缩 力 (大 气 压) 肺 内 压 肺通气的原动力:呼吸肌的舒缩形成的呼吸运动。 肺通气的直接动力:呼吸运动引起的肺的被动扩张 和回缩所形成的肺内压与大气压之间的压力差。 胸内负压是实现肺通气的必要条件。 概括肺通气的动力如下: 肺的弹性阻力 胸廓的弹性阻力 气道阻力 惯性阻力 组织粘滞阻力 弹性阻力(70) 非弹性阻力(30) (静
6、态阻力) (动态阻力) 二、肺通气原理 (二)肺通气的阻力 顺应性:是指在外力作用下,弹性组织的可扩展性 ,反映弹性组织发生变形的难易程度。 顺应性(C)与弹性阻力(R)成反比关系: 弹性阻力 弹性体在外力的作用下发生变形时,可产生对抗弹性体在外力的作用下发生变形时,可产生对抗 外力作用引起变形的力,称为外力作用引起变形的力,称为 肺的弹性阻力 肺弹性组织回缩力:1/3 肺泡内气-液界面的表面力 :2/3 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 在平静呼气或深呼气时,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; 在平静吸气或深吸气时,胸廓扩大时(
7、肺容量67 ),胸廓的弹性回缩力向内=吸气的阻力,呼气的动力。 在平静吸气末,胸廓处于自然位置时(肺容量67) ,胸廓无变形,不表现有弹性回缩力; 惯性阻力:是气流在发动、变速、换向时因气流 和组织惯性所产生的阻止肺通气的力 。 粘滞阻力:来自呼吸时组织相对位移所发生的摩 擦。 气道阻力:来自气体流经呼吸道时,气体分子之 间以及气体分子与气道壁之间的摩擦,这是非 弹性阻力的主要成分,约占8090。 非弹性阻力 三、肺通气功能的评价 潮气量:平静呼吸时,每次吸入或呼出的气体量。 补吸气量:平静吸气末,再尽力吸气所能吸入的气体量。 补呼气量:平静呼气末,再尽力呼气所能呼出的气体量。 余气量:最大呼
8、气末尚存留于肺内不能呼出的气体量。 (一)肺容积和肺容量是反映进出肺气体量的指标 肺容积 肺内容纳气体的体积 深呼吸量:平静吸气末做最大吸气所能吸入的气体量,是 潮气量和补吸气量之和。 功能余气量:平静呼气末存留于肺内的气体量,是补呼气 量和余气量之和。 肺活量 :在最大吸气后,再作尽力呼气时所能呼出的气量 ,是潮气量、补吸气量和补呼气量之和。 肺总容量:肺所容纳的最大气体量,是肺活量与余气量之 和。 肺容量 肺容积中两项或两项以上的联合气体量 (二) 肺通气量和肺泡通气量分别反映肺通气 的程度和效率 肺通气量 机体每分钟吸入或呼出的气体总量 肺每分通气量潮气量呼吸频率 肺泡通气量 机体每分钟
9、吸入肺泡的新鲜空气量,也就是 能与血液发生气体交换的有效气体量。 生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔 肺泡通气量(潮气量-无效腔气量)呼吸频率 平静呼吸 肺每分通气量 500ml168L 肺泡通气量 (500ml150ml)165.6L 浅而快的呼吸 肺每分通气量 250ml328L 肺泡通气量 (250ml150ml)323.2L 深而慢的呼吸 肺每分通气量 1000ml88L 肺泡通气量 (1000ml150ml)86.8L 成因: 两种方向相反作用力的代数和 胸内压大气压肺回缩力 胸内压0肺回缩力 迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张 (肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力) 肺 回 缩 力
10、(大 气 压) 肺 内 压 第二节 肺换气和组织换气 肺换气肺换气是指肺泡气与毛细血管血是指肺泡气与毛细血管血 液之间的气体交换过程。液之间的气体交换过程。 组织换气组织换气是指当血液流经组织毛是指当血液流经组织毛 细血管时,发生在血液与组织细细血管时,发生在血液与组织细 胞之间的气体交换。胞之间的气体交换。 动力:膜两侧的气体分压差。 速率:= 扩散速率(D) D P T A S d MW 气体的扩散 气体分子总是不停地进行无定向的运动,当不同区域 存在分压差时,气体分子将从分压高处向分压低处发 生净转移,这一过程称为 n顺着气体分压差扩散,肺泡气中的O2透过呼吸膜扩散进 入毛细血管内,而血
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