呼吸生理呼吸生理( (三三) )Respiratory PhysiologyRespiratory Physiology呼吸生理呼吸生理第四节. 呼吸运动的调节(Respiratory Regulation, 或homeostatic function of respiratory system )n n呼吸中枢(respiratory centers)：产生呼吸节律调节呼吸运动分布:大脑皮层,间脑,桥脑,延髓,脊髓等相互配合呼吸节律基本中枢延桥(pontomedullary area) 但自动节律性呼吸产生的神经元和机理仍不清楚。但自动节律性呼吸产生的神经元和机理仍不清楚。n n呼吸节律的神经控制(neural control of rhythmical breathing)大脑皮层大脑皮层: : 随意呼吸调节系统随意呼吸调节系统下位脑干下位脑干: : 不随意的自主节律呼吸系统不随意的自主节律呼吸系统n n呼吸的反射性调节(reflex regulation)SensorsControllers Effectors1.肺牵张反射肺牵张反射(pulmonary stretch reflex), (pulmonary stretch reflex), 属属机械性反射机械性反射. . 肺扩张反射肺扩张反射(inflation reflex):(inflation reflex):抑制吸气抑制吸气( (婴儿婴儿, ,病理时病理时) ) 经迷走经迷走N, N, 如切断后如切断后, , 吸气延长吸气延长, ,加深加深, ,呼吸深慢呼吸深慢. . 肺缩小反射肺缩小反射(deflation reflex):(deflation reflex):肺缩小引起的吸气反射肺缩小引起的吸气反射. .2.2.快适应激惹感受器快适应激惹感受器( (呼吸肌本体感受器呼吸肌本体感受器) )反射反射(rapidly adapting irritant receptors): (rapidly adapting irritant receptors): 在较粗气道上皮细胞内在较粗气道上皮细胞内, , 引起引起SMCsSMCs收缩收缩(asthma(asthma时时, Cough , Cough reflex)reflex)3.3.肺毛细血管旁感受器肺毛细血管旁感受器(C fibers or J receptors)(C fibers or J receptors)接受组织间隙膨胀刺激的接受组织间隙膨胀刺激的, , 反射与肺牵张反射类似反射与肺牵张反射类似( (肺炎肺炎, , 肺水肿肺水肿, ,肺纤维化时肺纤维化时), ), 引起呼吸急促引起呼吸急促. .n n化学因素对呼吸的调节(by chemical factors)1.化学感受器-中枢化学感受器中枢化学感受器(chemoreceptor)(chemoreceptor)：延髓腹外侧，对脑脊液：延髓腹外侧，对脑脊液H H+ +, , 占占85%85%- -外周化学感受器：对低外周化学感受器：对低P POO2 2, carotid body(, carotid body(呼吸呼吸) & aortic body() & aortic body(循环循环) )n nPOPO2 2 , PCO , PCO2 2 , pH , pH 呼吸加深加快呼吸加深加快POPO2 2（60-80mmHg60-80mmHg） 外周感受器外周感受器( (正常时作用不大正常时作用不大) )PCO2 ( (中枢中枢 外周外周) )pH (中枢中枢 外周外周) )注意注意: :实际情况时三者协同作用实际情况时三者协同作用. .n n一定水平的一定水平的PCOPCO2 2对维持呼吸中枢的兴奋性是必要的对维持呼吸中枢的兴奋性是必要的, , 调节调节呼吸的生理性体液因子呼吸的生理性体液因子( (但过高是抑制和麻醉作用但过高是抑制和麻醉作用). ).睡眠呼吸斩停睡眠呼吸斩停( (窒息窒息): ):(完)脑桥调节呼吸的长吸呼吸的节律性的延髓麻醉下不同平面横切脑干后呼吸的变化麻醉下不同平面横切脑干后呼吸的变化Lumsden:1923年首先证实:自主呼吸节律起源于延髓和脑桥1.中脑和脑桥之间横切; 2.脑桥上,中部之间横断(长吸式呼吸);3.脑桥和延随之间横断(呼吸节律)4.延随和脊髓之间横断(呼吸基本);.中枢化学感受器中枢化学感受器( (脑干腹面观脑干腹面观) )Fig. 21-15, pg: 673Internal carotid arteriesCarotid bodyRight common carotid arteryAortaSubclavian arteriesAortic bodiesLeft common carotid arteryCarotid bodyCOCO2 2- -通气反应曲线通气反应曲线H H+ +浓度对浓度对COCO2 2通气反应的影响通气反应的影响Arterial PCO2ChemoreceptorsMedullary respiratory centerCentral (H+) chemoreceptorsPulmonary ventilationMedullary respiratory centerBlood-brain barrierHCO3-CO2H+H+CO2HCO3-H2CO3H2OH2CO3H+ = HCO3_CO2 + H2OO O2 2通气反应曲线通气反应曲线Fig. 21-17, pg: 674CO2 in cerebrospinal fluidArterial PCO2H+ Concentration in cerebrospinal fluidStimulation of central chemoreceptorsArterial H+ concentrationStimulation of peripheral chemoreceptors (carotid bodies)Stimulation of medullary inspiratory neuronsVentilationHypoventilationFig. 1, pg: Stimulation of peripheral chemoreceptorsProduction of non-CO2 acidsArterial (H+)Stimulation of respira-tory center in medullaVentilation (hyperventilation)Arterial PCO2Return blood pH toward normalA: 改变其中之一,对另二种不控制.B: 改变其中之一,维持另二者正常.Fig. 21-20, pg: 676ApneaTimeArterial O2 saturation (%)Tidal air movement (ml)呼吸暂停呼吸暂停睡眠呼吸斩停睡眠呼吸斩停( (窒息窒息) )的种类的种类肺阻塞性窒息脑损伤性窒息