呼吸 (respiration)： 机体与外界环境之间的气体交换过程。 第五章 呼吸 呼吸 (respiration)： 机体与外界环境之间的气体交换过程。

呼吸环节： 1.外呼吸 肺通气+肺换气 2.气体在血中的运输 3.内呼吸 组织换气+细胞内氧化

第一节 肺通气 (pulmonary ventilation) 肺与外界环境 之间的气体交 换过程。

一、肺通气原理 （一）肺通气的动力 吸气肌收缩 胸廓扩大 肺扩大 吸气肌舒张 吸气 肺内压<大气压 吸气肌收缩 胸廓扩大 肺扩大 吸气肌舒张 吸气 肺内压<大气压 胸廓缩小 肺缩小 肺内压>大气压 呼气

平静呼吸

1. 呼吸运动 呼吸肌收缩、舒张所造成的胸廓扩大 和缩小。

(1)呼吸肌 1) 吸气肌 膈肌 肋间外肌

2) 呼气肌 肋间内肌 腹壁肌

3) 辅助呼吸肌 斜角肌 胸锁乳突肌 胸肌 背肌

（2）呼吸过程 平静吸气：主动过程 用力吸气：主动过程 平静呼气：被动过程 用力呼气：主动过程

（3）呼吸的表现形式 用力程度 平静呼吸: 安静时的呼吸 用力呼吸: 加深加快的呼吸 呼吸困难 2) 呼吸肌参与 腹式呼吸: 膈肌活动为主 平静呼吸: 安静时的呼吸 用力呼吸: 加深加快的呼吸 呼吸困难 2) 呼吸肌参与 腹式呼吸: 膈肌活动为主 胸式呼吸: 肋间外肌活动为主 混合式呼吸

2、 肺内压 （肺泡内的压力） 吸气初：肺内压 < 大气压 吸气开始 吸气末：肺内压 = 大气压 吸气停止 2、 肺内压 （肺泡内的压力） 吸气初：肺内压 < 大气压 吸气开始 吸气末：肺内压 = 大气压 吸气停止 呼气初：肺内压 > 大气压 呼气开始 呼气末：肺内压 = 大气压 呼气停止

负压人工呼吸 正压人工呼吸

肺内压 胸内压 呼吸气量

、胸膜腔内压 (intrapleural pressure)：胸膜腔内的压力 测量：直接法 间接法

胸内压形成 以胸膜腔密闭且含浆液为条件 胸廓生长>肺生长 胸廓容积>肺容积 胸廓将肺拉大 肺回缩 胸内负压

胸内压=肺内压 - 肺回缩力 =大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力 呼气末：-3— -5 mmHg 吸气末：-5— -10

胸内压作用： ①实现肺通气 ②利于肺换气 ③利于V血、 组织液回流

呼吸运动（原动力） 胸内压变化（间接动力） 肺内压与大气压差变化（直接动力） 肺通气

（二）肺通气的阻力

1 弹性阻力 弹性阻力：弹性组织对抗外力引起的变 形而产生的回位力。 顺 应 性：弹性组织在外力作用下的可 扩展性。 1 弹性阻力 弹性阻力：弹性组织对抗外力引起的变 形而产生的回位力。 顺 应 性：弹性组织在外力作用下的可 扩展性。 弹性阻力小，容易扩展，顺应性大。

1)肺顺应性曲线

肺充血、肺不张、肺纤维化 肺顺应性↓ 表面活性物质减少 肺顺性↓ 肺气肿 肺顺性↑

2）比顺应性 =实测肺顺应性/肺总量

3）肺弹性阻力 产生： ①弹性纤维及胶原纤维 （约占1/3） ②表面张力（约占2/3） （液—气界面）

表面张力的作用： 使液体表面积缩小。 （肺塌陷）

表面活性物质 (surfactant) 肺泡Ⅱ型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂(DPPC)

表面活性物质作用： 降低表面张力 ① 维持大小肺泡容积稳定 P = 2T/r 小肺泡 DPPC密度大，T较小（r=1, T=25，P=50）

②防止肺水肿, 防止肺不张 ③降低吸气阻力

4）胸廓弹性阻力 作用：肺容量 = 67%肺总量时 无回缩力 肺容量 < 67%肺总量时 吸气动力 呼气阻力 作用：肺容量 = 67%肺总量时 无回缩力 肺容量 < 67%肺总量时 吸气动力 呼气阻力 肺容量 > 67%肺总量时 呼气动力 吸气阻力

5）胸廓顺应性

肥胖、胸廓畸形 胸膜增厚 胸廓顺应性 腹内占位病变

2 非弹性阻力 ①惯性阻力 ②粘滞阻力 ③气道阻力

气道阻力 流速快、湍流、管径小 气道阻力大 流速慢、层流、管径大 气道阻力小

二、肺通气功能的指标 (一) 基本肺容积、肺容量

肺容积 (pulmonary volume) 肺容量 (pulmonary capacity) 1 潮气量 (TV) 1 深吸气量 (IC) 2 补吸气量 (IRV) 2 肺活量 (VC), 用力肺活量(FVC) 3 补呼气量 (ERV) 3 用力呼气量 (FEV, 时间肺活量) 4 余气量 (RV) 4 功能余气量 (FRC) 5 肺总量 (TLC)

Pulmonary Volumes and Capacities

肺活量 (vital capacity, VC) 最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。 意义：反映肺一次通气的最大能力

时间肺活量 最大吸气后以最快速度呼气，第1、2、3秒 末呼出气量占肺活量的百分数。

时间肺活量的意义： 反映肺活量及呼吸阻力。

(二) 肺通气量 (pulmonary ventilation) 肺泡通气量 (alveolar ventilation) 1. 每分通气量 每分通气量 每分钟进或出肺的气体总量。 最大随意通气量 尽力作深快呼吸时，每分钟 所能吸入或呼出的最大气量。 通气贮量百分比=（最大通气量-每分平静通气量）/最大通气量×l00％

2. 无效腔 肺泡通气量 500 解剖无效腔

解剖无效腔: 不能与血液进行气体交换的呼吸道的容积。 肺泡无效腔: 未能与血液进行气体交换的肺泡容量。 生理无效腔 = 解剖无效腔+肺泡无效腔 肺泡通气量: 每分钟吸入肺泡的新鲜气量, =（潮气量 － 无效腔气量）× 呼吸频率

肺通气量和肺泡通气量 呼吸频率 潮气量 肺通气量 肺泡通气量 (次/min) (ml) (ml/min) (ml/min) 呼吸频率 潮气量 肺通气量 肺泡通气量 (次/min) (ml) (ml/min) (ml/min) 16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200

无效腔与肺泡通气量 每次呼吸使肺泡内气体更新换气1/7 深慢呼吸利于气体交换

第二节 气体交换 一、原理 形式：气体单纯扩散 动力：气体分压（张力）差 分压差*扩散面积*溶解度*温度 D = 扩散距离*分子量平方根

肺泡

肺泡与肺血

二、肺换气 (一) 过 程 肺泡与毛细血管之间的气体交换过程。

（二）影响因素 1. 呼吸膜厚度: 反变 肺纤维化、 肺水肿时增厚

2. 呼吸膜面积: 正变 运动时面积增大 肺不张、肺实变、肺Cap 闭塞时面积减小

3 通气/血流比值 0.84 每分肺泡通气量和每分肺血流量的比值。 气多或血少 气少或血多 比值升高 比值降低 肺泡无效腔 A-V短路 换气效率低

气/血比值

三、组织换气 血液与组织细胞之间的气体交换过程。

第三节 气体在血液中的运输 一、O2、CO2在血中存在的形式 形式：物理溶解、化学结合 气体分压*溶解度 溶解量= 温度

二、O2的运输 形式：物理溶解（1.5%） 化学结合（98.5%）

Hb与O2结合的特征： ①反应快、可逆、不需酶催化，主要受 PO2影响 ②属氧合反应 ③血红素Fe 2+与珠蛋白组氨酸 结合后，作用点才起作用 ④1分子Hb可结合4分子O2 ⑤氧离曲线呈S形

影响氧解离曲线的因素 1、pH 和pCO2的影响：波尔效应 2、温度 3、2，3-二磷酸甘油酸 （2，3-DPG） 4、其它因素 pH 、 pCO2 或2，3-DPG ： HB 对O2的亲和力 ，氧解离曲线右移。

Hb氧容量 100ml血的Hb所能结合的最 大氧量。 Hb氧含量 100血的Hb实际结合的氧量。 Hb氧饱和度 Hb氧含量和Hb氧容量的 百分比。

二、CO2的运输 运输形式：物理溶解（5%） 化学结合 ①碳酸氢盐 （88%） ②氨基甲酸Hb（ 7% ）

CO2化学结合 碳酸氢盐（88%） 氨基甲酸Hb（ 7% ）

第四节 呼吸运动调节 一. 呼吸中枢与呼吸节律的形成 第四节 呼吸运动调节 一. 呼吸中枢与呼吸节律的形成 (一) 呼吸中枢 (respiratory centre) 中枢神经系统内与呼吸运动有关的神经元集中的部位。

PC: 呼吸调整中枢; PBKF: 臂旁内侧核和kölliker-Fuse 核；DRG：背侧呼吸组；VRG：腹侧呼吸组；NTS：孤束核；NRA：后疑核

1. 脊髓 中继站 某些呼吸反射的初级中枢

2. 低位脑干 (1 ) 延髓 呼吸节律基本中枢 作用：产生呼吸节律 (2) 脑桥 呼吸调整中枢 作用：限制吸气，促吸气向呼气转化

3. 高位脑 大脑皮层（随意控制） 边缘系统 下丘脑

(二) 呼吸节律形成 起步细胞学说：延髓内起步细胞 神经元网络学说

二、呼吸的反射性调节 (一) 化学感受性呼吸反射 1. 化学感受器 包括外周化学感受器和中枢外周化学感受器 二、呼吸的反射性调节 (一) 化学感受性呼吸反射 1. 化学感受器 包括外周化学感受器和中枢外周化学感受器

(1) 外周化学感受器 颈A体（主要调节呼吸） 主A体（主要调节循环） 适宜刺激: 血 PO2 PCO2 H+ 作用：使呼吸加深加快。

（2）中枢化学感受器 延髓腹外侧浅表部位 适宜刺激： 脑脊液及 局部细胞 外液[H+]

中枢化学感受器的特点、作用 特点：① 不感受缺氧的刺激 ② 对CO2的敏感性比外周化学感受器 的高，反应潜伏期较长 作用：主要调节脑脊液的[H+] （pH稳态）

2. CO2 、H+和O2对呼吸的调节 （1） CO2 效应： 一定范围内动脉血的PCO2 升高可使呼吸加 深加快 ，肺（泡）通气量增加； 超过限度，则抑制呼吸。 机制：

Peripheral Chemoreceptor Arterial PCO2 Respiratory Centre Central Chemoreceptor Peripheral Chemoreceptor Pulmonary Ventilation Main

（2） H+ 效应：[H+] 引起呼吸深快 肺（泡）通气量 机制：

Peripheral Chemoreceptor Arterial H+ Respiratory Centre Central Chemoreceptor Peripheral Chemoreceptor Pulmonary Ventilation Main Difficult to pass through the BBB

（3） O2 效应： 机制： 一定范围内A血的PO2 升高引起呼吸加深加快, 肺（泡）通气量增加。

Peripheral Chemoreceptor Arterial PO2 Respiratory Centre Peripheral Chemoreceptor Pulmonary Ventilation

（二）肺牵张反射 Pulmonary stretch reflex 由肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋 的反射。

1. 肺扩张反射 扩张 牵张感受器 呼吸中枢 限制吸气，使吸气转向呼气

2 肺萎陷反射 作用：阻止呼气过深和肺不张