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五章：呼吸

第一节：肺通气

肺通气

实现肺通气的器官

呼吸道

气管-支气管树

加热，加温，过滤，清洁，防御性呼吸反射

肺泡

肺换气的主要场所

胸膜腔

胸膜腔内负压

连接肺和胸腔

膈和胸廓

胸壁肌

产生呼吸运动的动力

原理

肺通气的动力

分类

直接动力：肺泡气与大气之间的压力差

原动力：呼吸肌节律性的收缩和舒张

肺内压：肺泡内气体的压力（随呼吸运动而变）

腹膜腔内压：脏层和壁层胸膜之间潜在的腔，平静呼吸时总是低于大气压

测量：直接法/间接法

正常值

平静呼气末：-5~-3mmHg

平静吸气末：-10~-5mmHg

成因

胸膜腔内压=肺内压+（-肺回缩压）=肺回缩压

当肺内压=大气压，以大气压为0计时

胸膜腔负压的形成

在生长发育过程中，胸廓的发育较肺快，因此胸廓的自然容积>肺的自然容积。由于两层胸膜紧紧贴在一起，肺被牵引而始终处于扩张状态。在呼吸运动中，在肺的内向回位力和胸廓的外向回位力的作用下，胸膜腔内压便降低而低于大气压(负压)。胸膜腔的密闭性使得胸膜腔负压得以保持。

生理意义：

有利于肺保持扩张状态(气胸→胸膜腔负压↓→肺萎缩→肺不张)

有利于静脉血和淋巴液的回流

吸气肌：肋间外肌，膈肌

呼气肌：肋间内肌，腹壁肌

辅助呼吸肌：胸锁乳突肌，斜角肌

呼吸运动的形式

平静呼吸

过程：呼吸肌收缩/舒张→胸廓的扩大/缩小→肺内压↓/↑→压力差

分类

吸气（主动）：膈肌，肋间外肌收缩

呼气（被动）：腹肌，肋间内肌舒张

用力呼吸

胸式呼吸和腹式呼吸

所遇阻力

分类

弹性阻力(静态)：肺弹性阻力和胸廓弹性阻力（70%)

非弹性阻力(动态)

惯性阻力

组织的黏滞阻力（30%)

气道阻力

鼻50%，声门25%，气管和支气管15%

影响因素

气流流速：

流速个→R↑

气流形式：湍流R>层流R

气道管径：R c 1/r4 tube radius

跨壁压：跨壁压个→管径1→R↓

肺实质对气道壁的牵引

自主神经的调节：交感N→平滑肌舒张→管径个→R↓；副交感N相

化学因素的影响：儿茶酚胺，PGE2使其舒张，PGF2a.CO2作用相反，过敏反应时，肥大细胞释放的组胺和白三烯使气管收缩。

弹性阻力(elastic resistance, R)和顺应性(compliance, C)

弹性阻力：弹性体对抗外力作用所引起的变形的力。

顺应性：弹性体在抗外力作用发生变形的难易程度。C=1/R

肺弹性阻力来源

弹性回缩力：1/3

表面张力所产生的回缩力：2/3

肺表面的张力和肺泡表面的活性物质：P=2T/r

二棕榈酰卵磷脂（DPPC/DPL）

来源：肺泡Ⅱ型上皮细胞合成并释放

作用：降低肺泡的表面张力

生理意义

减少吸气阻力，利于肺的扩张。

维持大小肺泡容积的稳定性。

减少肺组织液的生成，防止

临床意义

早产儿—新生儿呼吸迫综合症

成人一肺不张

肺通气功能的评价

肺容积和肺容量

肺容积

潮气量：100-600ml

补吸气量：1500-2000ml

补呼气量：900-1200ml

余气量：1000-1500ml

肺容量

定义：肺容积中两项或两项以上的联合气体量

分类

深吸气量：潮气量+补吸气量

功能余气量：余气量+补呼气量，2500ml

肺活量：潮气量+补呼气量+补吸气量

男：3500ml

女：2500ml

用力肺活量

用力呼气量

第一秒内呼出的气量称为一秒用力呼气量

通常以FEV1/FVC的百分点数表示，FEV1/FVC约80%

肺总量

男：5000ml

女：3500ml

第二节：肺换气和组织换气

气体交换的基本原理

气体的扩散

气体分子从压力高→压力低扩散：单位时间内气体扩散的容积称为气
体扩散速率（diffusion rate,D

呼吸气体和人体不同部位气体的分压

呼吸气和肺泡气的成分和分压：空气的主要成分为02和CO2n但分压可因总大气压的变动而改变。

血液气体和组织中气体的分压:各气体的容积百分比不因地域不同而异
液体中的气体分压也称为气体的张力

肺换气

肺换气过程

气体的分压差的作用

O2：肺泡→血液

PCO2:血液→肺泡

影响肺换气的因素

呼吸膜的厚度（平均0.6μm)

液体分子层

肺泡上皮细胞

肺泡上皮基底膜

间隙（基质层）

毛细血管基膜

毛细血管内皮细胞

呼吸膜的面积(70m2)：安静状态时约40m2

通气/血流比值

定义：每分肺泡通气量(Va)和每分肺血流量(Q)间的比值

分类

VA/Q 4.2/5=0.84：健康成人安静时全肺的平均水平

VA/Q ↑：通气过剩，血流不足，肺泡无效腔增大

VA/Q ↓：通气不足，血流过剩，犹如动静脉短路

组织换气

定义：组织换气的机制和影响因素与肺换气相似，不同的是气体交换发生于液相（血液、组织液、细胞内液）分质之间。

扩散膜两侧O2和CO2的分压差随细胞内氧化代谢的强度和血流量的多少而改变

第三节：气体在血液中的运输

氧的运输

血红蛋白结构

1个珠蛋白+4个血红素

氧合血红蛋白

血红蛋白（Hb）与O2结合的特征

迅速而可逆不需酶的催化、受PO2的影响：Hb +02←→HbO2

氧合反应：铁离子为二价铁，该反应是氧合，不是氧化

Hb结合O2量 1分子Hb可以结合4分子02

Hb氧容量：100ml血液中Hb所能结合的最大O2量（血氧容量）。

Hb氧含量：100m血液中Hb实际结合的O2量（血氧含量）

Hb氧饱和度:Hb氧含量占氧容量的百分比（血氧饱和度）

紫绀(cyanosis):当体表表浅毛细血管床血液中去氧Hb含量达5g/100ml血液以
上，皮肤、粘膜呈暗紫色。

氧解离曲线呈S形: Hb与Oz的结合或解离曲线呈 S 形，与Hb的变构效应有关。

二氧化碳的运输

氨基甲酰血红蛋白

定义：进入RBC的一部分CO2可与Hb的氨基结合，生成HbNH2O2++CO2HHbNHCOOH+O2 反应迅速，无需酶的催化。调节这一反应的主要因素是氧合作用

在组织：HbO2解离释放出02，Hb与CO2结合

在肺部：HbO2生成增多，促使HHbNHCOOH解离，释放出CO2和H+

第四节：呼吸运动的调节

呼吸中枢与呼吸节律的形成

呼吸中枢

定义：中枢神经系统内产生和调节呼吸运动有关的神经细胞群

组成

脊髓：支配呼吸肌的运动神经元位于颈段(C3~5，支配膈肌)
段(T，支配肋间肌和腹肌)前角，是初级中枢

低位脑干

延髓：呼吸节律基本中枢(VRG-PBC)

脑桥：臂旁内侧核(NPBM)和相邻的Koliker-Fuse核，合称PBKF核群
是呼吸调整中枢，其作用是限制吸气，促使吸气向呼气转换

高位脑下丘脑、边缘系统、大脑皮层

呼吸节律的形成

起博细胞学说

神经元网络学说

中枢吸气活动发生器

吸气切断机制

延髓内不同神经元（吸气，转为呼气)

脑桥PBKF的活动和迷走神经肺牵张反射可促进吸气切断机制的活动

呼吸的反射性调节

化学感受器

外周化学感受器

感受器—颈动脉体，主动脉体

传入神经—窦神经(加入舌咽神经），迷走神经

中枢一延髓孤束核

传出神经—躯体运动神经等

效应器一呼吸肌、气道肌

生理刺激：02↓、CO2和H+↑

中枢化学感受器

延髓腹外侧浅表部位(头、中、尾），斜方体后核、孤束核、蓝斑、下丘脑等

生理刺激

脑脊液和局部细胞外液中的H+↑

CO2迅速通过血脑屏障→H+↑

不感受低氧刺激

CO2，H+和O2对呼吸的调节

CO2：调节呼吸的最重要生理性化学因素

中枢化学感受器→呼吸中枢兴奋

外周化学感受器一窦神经、迷走神经→延髓→呼吸中枢兴奋

效应：PCO2↑→呼吸加深加快，增加肺通气量

H+：脑脊液中H*是对中枢化学感受器最有效的刺激

中枢化学感受器：对H+敏感性高→呼吸中枢兴奋（H+不易通过血脑屏障)

外周化学感受器：对H+敏感性低

效应：H+↑→呼吸加深加快，肺通气增加

O2：低氧通过外周化学感受器兴奋呼吸

中枢化学感受器:低氧一中枢抑制

外周化学感受器：低氧→外周化学感受器一呼吸中枢兴奋

效应：PO2↓→呼吸加深加快，肺通气增加

特殊条件下的呼吸运动及其调节

肺牵张反射

分类

肺扩张反射：肺扩张→感受器（气管一细支气管的平滑肌）兴奋→迷
走神经→延髓→吸气切断机制→切断吸气→转入呼气(兔最明显）

肺萎陷反射：肺萎陷时引起吸气活动的反射。机理不清，平静呼吸时不参与调节

生理意义

负反馈调节

脑桥-延髓呼吸中枢共同调节呼吸的频率和幅度;

迷走神经参与反射

临床监控呼吸状态的生理参数及意义

五章：呼吸

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