呼呼 吸吸 生生 理理n n概念：概念：概念：概念：机体机体机体机体与与与与环境环境环境环境间气体交换的过程间气体交换的过程间气体交换的过程间气体交换的过程n n稳定稳定稳定稳定O O O O2 2 2 2和和和和COCOCOCO2 2 2 2，平衡酸碱，平衡酸碱，平衡酸碱，平衡酸碱n n两大系统参与，三个基本环节两大系统参与，三个基本环节两大系统参与，三个基本环节两大系统参与，三个基本环节什什么么是是呼呼吸吸肺通气（Pulmonary Ventilation） 血管网血管网 粘液腺粘液腺 加湿、调温、过滤、清洁加湿、调温、过滤、清洁 纤纤 毛毛 迷走迷走NACh+MNACh+M受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力 平滑肌平滑肌 ( (故哮喘病人夜间发作较多故哮喘病人夜间发作较多) ) 交感交感NNE+NNE+2 2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 ( (拟交感药物治疗哮喘拟交感药物治疗哮喘) ) 注注: :体液因素体液因素( (组织胺、组织胺、5-HT5-HT、缓激肽等、缓激肽等)强烈收缩强烈收缩 肺肺 呼吸肌：与肺通气的动力有关呼吸肌：与肺通气的动力有关 胸膜腔：其负压与肺扩张有关胸膜腔：其负压与肺扩张有关呼呼吸吸道道参参与与肺肺通通气气的的器器官官肺肺内内压压和和大大气气压压之之间间的的压压力力差差是是推推动动气气体体进进出肺的出肺的直接动力直接动力肺内压肺内压：指肺泡内的压力：指肺泡内的压力呼吸过程中肺内压的变化呼吸过程中肺内压的变化A：周期性变化：周期性变化:呼呼12mmHg，吸，吸-2-1mmHgB：变化程度与呼吸的缓急、深浅和呼吸道是：变化程度与呼吸的缓急、深浅和呼吸道是否通畅相关否通畅相关肺内压呼吸运动呼吸运动：原动力：原动力吸气（吸气（吸气（吸气（inspirationinspiration） 呼气呼气呼气呼气(expiration)(expiration)呼吸肌：呼吸肌：呼吸肌：呼吸肌： 吸气肌（膈肌、肋间外肌）吸气肌（膈肌、肋间外肌）吸气肌（膈肌、肋间外肌）吸气肌（膈肌、肋间外肌） 呼气肌（肋间内肌、腹肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌） 辅助呼吸肌辅助呼吸肌辅助呼吸肌辅助呼吸肌平静呼吸、用力呼吸平静呼吸、用力呼吸平静呼吸、用力呼吸平静呼吸、用力呼吸胸式呼吸、腹式呼吸胸式呼吸、腹式呼吸胸式呼吸、腹式呼吸胸式呼吸、腹式呼吸呼吸频率呼吸频率呼吸频率呼吸频率：12121818次次次次/ /分；分；分；分； 小儿较快，老人偏慢。小儿较快，老人偏慢。小儿较快，老人偏慢。小儿较快，老人偏慢。胸膜腔内压1 1、胸膜腔内压力的测定胸膜腔内压力的测定胸膜腔内压力的测定胸膜腔内压力的测定：直接、间接：直接、间接：直接、间接：直接、间接2 2、负压形成的三个决定因素：负压形成的三个决定因素：负压形成的三个决定因素：负压形成的三个决定因素： 胸膜腔是一个密闭潜在腔隙；胸膜腔是一个密闭潜在腔隙；胸膜腔是一个密闭潜在腔隙；胸膜腔是一个密闭潜在腔隙； 胸廓固有容积远大于肺固有容积；胸廓固有容积远大于肺固有容积；胸廓固有容积远大于肺固有容积；胸廓固有容积远大于肺固有容积； 肺和胸廓都有弹性。肺和胸廓都有弹性。肺和胸廓都有弹性。肺和胸廓都有弹性。3、胸膜腔内压胸膜腔内压= 肺内压肺弹性回缩力肺内压肺弹性回缩力 =肺弹性回缩力肺弹性回缩力4、负压的生理意义：负压的生理意义： 维持肺的扩张状态；维持肺的扩张状态； 在呼吸运动和肺通气之间起偶联作用；在呼吸运动和肺通气之间起偶联作用； 降低中心静脉压，有利降低中心静脉压，有利 于血液、淋巴液回流和于血液、淋巴液回流和 心室充盈。心室充盈。5、气胸、气胸呼呼 气气肺内压肺内压大气压大气压缩缩 小小肺肺 脏脏吸吸 气气肺内压肺内压大气压大气压胸胸 廓廓吸气肌吸气肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张扩扩 张张胸胸 膜膜 腔腔负压增大负压减小肺通气过程全图肺通气过程全图肺通气的阻力肺通气的阻力弹弹性性阻阻力力非非弹弹性性阻阻力力肺肺通通气气阻阻力力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式气道阻力：与气体流动形式+ +气道半径有关气道半径有关粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力肺弹性回缩力肺弹性回缩力: 1/3: 1/3肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/32/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计n n弹弹弹弹性性性性阻阻阻阻力力力力: :弹弹弹弹性性性性组组组组织织织织在在在在外外外外力力力力作作作作用用用用下下下下变变变变形形形形时时时时，有有有有对对对对抗变形和弹性回位的倾向抗变形和弹性回位的倾向抗变形和弹性回位的倾向抗变形和弹性回位的倾向n n顺顺顺顺应应应应性性性性（pliancepliance）: :在在在在外外外外力力力力作作作作用用用用下下下下弹弹弹弹性性性性组组组组织织织织的的的的可可可可扩张性扩张性扩张性扩张性n n顺应性顺应性=1/弹性阻力弹性阻力=容积的变化容积的变化/单位压力单位压力变化变化弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性1、肺的弹性阻力和肺顺应性、肺的弹性阻力和肺顺应性n n吸气的阻力，呼气的动力吸气的阻力，呼气的动力n n肺顺应性肺顺应性=肺容积变化肺容积变化/跨肺压的变化跨肺压的变化n n肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线测测定定方方法法：吸吸或或呼呼屏屏气气放放松松呼呼吸吸肌肌，使使肺内压与大气压相等肺内压与大气压相等意义：斜率大，顺应性意义：斜率大，顺应性大，弹性阻力小；大，弹性阻力小； 病理状态下，顺应性下病理状态下，顺应性下降（如肺充血、肺组织纤降（如肺充血、肺组织纤维化），吸气困难；反之维化），吸气困难；反之（如肺气肿），呼气困难（如肺气肿），呼气困难n n肺总量影响顺应性：肺总量影响顺应性：n n总量大，顺应性大总量大，顺应性大总量大，顺应性大总量大，顺应性大n n总量小，顺应性小总量小，顺应性小总量小，顺应性小总量小，顺应性小n n比顺应性比顺应性n n顺应性顺应性顺应性顺应性/ /肺总容量肺总容量肺总容量肺总容量n n测量点不同，肺总容量不同测量点不同，肺总容量不同测量点不同，肺总容量不同测量点不同，肺总容量不同n n测吸气时，肺总容量测吸气时，肺总容量测吸气时，肺总容量测吸气时，肺总容量= =功能残气量功能残气量功能残气量功能残气量n n肺弹性阻力的来源肺弹性阻力的来源肺组织弹力纤维和胶原纤维肺组织弹力纤维和胶原纤维:1/3肺泡内侧气肺泡内侧气-液界面的表面张力液界面的表面张力:2/3肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质(alveolar surfactant)：A.来源：肺泡来源：肺泡型细胞型细胞B.成成分分：二二棕棕榈榈酰酰卵卵磷磷脂脂和和表表面面活活性性物物质质结结合合蛋白蛋白C.特特性性：垂垂直直排排列列于于液液-气气界界面面，随随肺肺泡泡张张缩缩而而改变密度改变密度D.作用：降低肺泡表面张力作用：降低肺泡表面张力 防肺泡破裂或萎缩；防肺泡破裂或萎缩； 减少肺泡内液的生成；减少肺泡内液的生成； 降低吸气阻力；降低吸气阻力；E.影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿 2、胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力和顺应性n n肺肺容容量量小小于于肺肺总总量量的的67%时时是是吸吸气气的的动动力力，反之，则为阻力反之，则为阻力n n胸胸廓廓的的顺顺应应性性=胸胸腔腔容容积积的的变变化化/跨跨壁壁压压的的变变化化n n影响因素：肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚和腹影响因素：肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚和腹内占位性病变等内占位性病变等弹性阻力弹性阻力(顺应性顺应性)但但较少引起通气障碍较少引起通气障碍3、总弹性阻力：肺与胸廓相加总弹性阻力：肺与胸廓相加 总顺应性：两者倒数相加总顺应性：两者倒数相加n n包包括括惯惯性性阻阻力力、粘粘滞滞阻阻力力和和气气道道阻阻力力（80-90%）n n气道阻力（气道阻力（airway resistance）n n计计计计算算算算：气气气气道道道道阻阻阻阻力力力力= =推推推推动动动动气气气气体体体体流流流流动动动动的的的的压压压压力力力力/ /单单单单位位位位时间内气体流量时间内气体流量时间内气体流量时间内气体流量n n阻阻阻阻力力力力部部部部位位位位：鼻鼻鼻鼻（50%50%），声声声声门门门门（25%25%），气气气气管和支气管（管和支气管（管和支气管（管和支气管（15%15%），细支气管（），细支气管（），细支气管（），细支气管（10%10%）n n影响因素：气流速度、气流形式、影响因素：气流速度、气流形式、影响因素：气流速度、气流形式、影响因素：气流速度、气流形式、气道口径气道口径气道口径气道口径非弹性阻力非弹性阻力n n气道口径的影响因素气道口径的影响因素气道口径的影响因素气道口径的影响因素：A A：跨壁压（呼吸道内外的压力差）：跨壁压（呼吸道内外的压力差）：跨壁压（呼吸道内外的压力差）：跨壁压（呼吸道内外的压力差）B B：肺实质对气道壁的外向放射状牵引：肺实质对气道壁的外向放射状牵引：肺实质对气道壁的外向放射状牵引：肺实质对气道壁的外向放射状牵引C C：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节： 副交感：收缩气管（副交感：收缩气管（副交感：收缩气管（副交感：收缩气管（MM受体）受体）受体）受体） 交交交交 感：舒张气管（感：舒张气管（感：舒张气管（感：舒张气管（ 2 2受体）受体）受体）受体） NANC NANC：调节递质释放量或效应器的反应；：调节递质释放量或效应器的反应；：调节递质释放量或效应器的反应；：调节递质释放量或效应器的反应；D D：化学因素的影响：化学因素的影响：化学因素的影响：化学因素的影响： 儿茶酚胺、前列腺素儿茶酚胺、前列腺素儿茶酚胺、前列腺素儿茶酚胺、前列腺素E E2 2舒张舒张舒张舒张 前列腺素前列腺素前列腺素前列腺素F F22、组胺、慢反应物质、吸入气、组胺、慢反应物质、吸入气、组胺、慢反应物质、吸入气、组胺、慢反应物质、吸入气COCO2 2 、内皮素内皮素内皮素内皮素收缩收缩收缩收缩 n n在在呼呼吸吸过过程程中中，呼呼吸吸肌肌为为克克服服弹弹性性阻阻力力和和非弹性阻力而实现肺通气所作的功非弹性阻力而实现肺通气所作的功n n一次呼吸过程中跨壁压变化一次呼吸过程中跨壁压变化*肺容积的变化肺容积的变化n n1J=10.2L1J=10.2L cmHcmH2 2OOn n0.25J/0.25J/次次次次n n功率：单位时间功率：单位时间n n按呼吸频率按呼吸频率按呼吸频率按呼吸频率1212次次次次/ /分计算，平均功率约分计算，平均功率约分计算，平均功率约分计算，平均功率约50mW50mWn n呼吸耗能占全身总耗能的呼吸耗能占全身总耗能的3%4%n n运运运运动动动动时时时时可可可可增增增增加加加加25-5025-50倍倍倍倍，但但但但全全全全身身身身总总总总耗耗耗耗能能能能亦亦亦亦增增增增加加加加，所占比例基本不变所占比例基本不变所占比例基本不变所占比例基本不变呼吸功呼吸功肺通气功能测定肺通气功能测定肺功能测量肺功能测量肺量计肺量计n n最新的肺量计：气流呼吸速度描记器最新的肺量计：气流呼吸速度描记器n n小阻抗金属网感应器测气流压力差小阻抗金属网感应器测气流压力差小阻抗金属网感应器测气流压力差小阻抗金属网感应器测气流压力差n n当气流速度较低（层流）时，通过感应器的压当气流速度较低（层流）时，通过感应器的压当气流速度较低（层流）时，通过感应器的压当气流速度较低（层流）时，通过感应器的压力差与气流量呈线性相关力差与气流量呈线性相关力差与气流量呈线性相关力差与气流量呈线性相关n n容积通过气流积分获得容积通过气流积分获得容积通过气流积分获得容积通过气流积分获得基本肺容积基本肺容积n n深吸气量（深吸气量（深吸气量（深吸气量（inspiratory capacity, ICinspiratory capacity, IC）n n衡量最大通气潜力衡量最大通气潜力衡量最大通气潜力衡量最大通气潜力n n功能余气量（功能余气量（功能余气量（功能余气量（Functional Residual CapacityFunctional Residual Capacity，FRCFRC）n n稳定肺泡内气体比例稳定肺泡内气体比例稳定肺泡内气体比例稳定肺泡内气体比例n n男：男：男：男：2500ml ;2500ml ;女：女：女：女：2000ml2000mln n肺气肿肺气肿肺气肿肺气肿 ，肺实质性病变，肺实质性病变，肺实质性病变，肺实质性病变 n n肺活量（肺活量（肺活量（肺活量（vital capacityvital capacity，VCVC）n n潮气量潮气量潮气量潮气量+ +补吸气量补吸气量补吸气量补吸气量+ +补呼气量补呼气量补呼气量补呼气量n n受体位、身材、胸廓和肺的弹性、年龄、性别等影响受体位、身材、胸廓和肺的弹性、年龄、性别等影响受体位、身材、胸廓和肺的弹性、年龄、性别等影响受体位、身材、胸廓和肺的弹性、年龄、性别等影响n n男：男：男：男：3500ml3500ml；女：女：女：女：2500ml2500mln n反反反反映映映映一一一一次次次次呼呼呼呼吸吸吸吸的的的的最最最最大大大大通通通通气气气气能能能能力力力力。严严严严重重重重降降降降低低低低（80%80%）时时时时，提示有限制性肺病提示有限制性肺病提示有限制性肺病提示有限制性肺病肺容量肺容量n n用力肺活量用力肺活量(forced vital capacity, FVC)n n正常人正常人正常人正常人VCVCn n用力呼气量用力呼气量(forced expiratory volume, FEV）n nFEV/FVCFEV/FVC正常值：正常值：正常值：正常值：1s 1s 83%83%；2s 96%2s 96%；3s 3s 99%99%n n可反映呼吸阻力变化可反映呼吸阻力变化可反映呼吸阻力变化可反映呼吸阻力变化n n限制性肺病限制性肺病（如肺纤维化）：第一秒用力（如肺纤维化）：第一秒用力呼气量和用力肺活量均下降，呼气量和用力肺活量均下降，FEV1/FVC正正常或超过常或超过80%n n阻塞性肺病阻塞性肺病（如哮喘）：用力肺活量下降（如哮喘）：用力肺活量下降不明显，第一秒用力呼气量下降明显，不明显，第一秒用力呼气量下降明显，FEV1/FVC70%每分通气量每分通气量n n每分钟进肺或出肺的气体量每分钟进肺或出肺的气体量每分钟进肺或出肺的气体量每分钟进肺或出肺的气体量n n每分通气量每分通气量每分通气量每分通气量= = 潮气量潮气量潮气量潮气量 呼吸频率呼吸频率呼吸频率呼吸频率n n6 68L/min8L/minn n最最大大（随随意意）通通气气量量：最最大大速速度度最最大大深深度度呼吸时的每分通气量呼吸时的每分通气量n n70120L70120Ln n通通气气贮贮量量百百分分比比=（最最大大通通气气量量-每每分分平平静静通通气量）气量）/最大通气量最大通气量100%n n反映通气功能的贮备力反映通气功能的贮备力反映通气功能的贮备力反映通气功能的贮备力n n93%93%n n无效腔（无效腔（无效腔（无效腔（dead spacedead space） 解解解解剖剖剖剖无无无无效效效效腔腔腔腔：未未未未能能能能参参参参加加加加气气气气体体体体交交交交换换换换的的的的呼呼呼呼吸吸吸吸道道道道。容容容容积约积约积约积约150ml150ml 肺泡无效腔：未能发生气体交换的肺泡容量肺泡无效腔：未能发生气体交换的肺泡容量肺泡无效腔：未能发生气体交换的肺泡容量肺泡无效腔：未能发生气体交换的肺泡容量 生理无效腔：解剖无效腔生理无效腔：解剖无效腔生理无效腔：解剖无效腔生理无效腔：解剖无效腔+ +肺泡无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔n n肺肺肺肺泡泡泡泡通通通通气气气气量量量量（alveolar alveolar ventilationventilation）：每每每每分分分分钟钟钟钟吸吸吸吸入肺泡的新鲜空气量入肺泡的新鲜空气量入肺泡的新鲜空气量入肺泡的新鲜空气量n n肺肺肺肺泡泡泡泡通通通通气气气气量量量量= =（潮潮潮潮气气气气量量量量解解解解剖剖剖剖无无无无效效效效腔腔腔腔气气气气量量量量） 呼呼呼呼吸频率吸频率吸频率吸频率n n意义：浅快呼吸对气体交换不利意义：浅快呼吸对气体交换不利意义：浅快呼吸对气体交换不利意义：浅快呼吸对气体交换不利肺泡通气量肺泡通气量复习思考题复习思考题 1.1.胸膜腔内负压是如何形成的？有什么生理意胸膜腔内负压是如何形成的？有什么生理意义？义？ 2.2.什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物质有什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物质有什么生理意义？什么生理意义？ 3.3.为什么用生理盐水扩张肺时阻力较小？为什么用生理盐水扩张肺时阻力较小？ 4.4.无效腔对肺泡通气量有何影响？无效腔对肺泡通气量有何影响？