呼吸系统重点复习内容.docx
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呼吸系统重点复习内容
呼吸
不同动物与环境之间进行气体交换的呼吸方式主要有以下四种:
①皮膜呼吸,如水蛭、蚯蚓等。
②气管呼吸,如昆虫。
③鳃呼吸,如大多软体动物、甲壳动物和鱼类。
④肺呼吸,如两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲动物。
呼吸全过程:
1外呼吸(肺呼吸)——肺通气,肺换气2气体在血液中的运输3内呼吸(组织呼吸)——组织换气
肺通气定义:
费与外界环境之间的气体交换
结构基础:
呼吸道,胸廓,呼吸肌,胸膜腔
上呼吸道作用:
1加温加湿2清洁过滤3保护:
2个反射
下呼吸道:
0-16级:
肺的导管部,包括小支、细支和终末细支,无气体交换功能,是气体进出管道;1-11级:
有软骨和少数平滑肌,
12-16级:
软骨消失,主要由平滑肌组成,平滑肌收缩和舒张影响支气管口径大小,直接影响气体流量。
受迷走和交感双重支配,迷走兴奋:
平滑肌收缩,管腔变小;交感兴奋:
平滑肌舒张,管腔变大。
肺泡:
1)是吸入气体与血液交换的场所→CO2多,O2少的静脉血成为O2多,CO2少的动脉血
(2)3亿个肺泡,100m2,安静呼吸时,人体需要40m2,→很大储备,因疾病需要切除1-2个肺叶,不明显影响呼吸功能
【重点】肺通气原理:
肺通气:
气体流动进出肺的过程,动力和阻力的相互作用,动力要克服阻力,才能实现肺通气
动力来源:
●直接动力——肺内压与大气压之间的压力差
●原动力——呼吸运动
●必要条件——胸膜腔负压和肺的弹性
其中,1吸气时,肺内压<大气压;呼气时,肺内压>大气压;吸/呼气末,肺内压=大气压。
2主要吸气肌:
膈肌,肋间外肌;主要呼气肌:
肋间内肌,腹肌
膈肌1.最强大,最主要。
2.形似钟罩,静止时向上隆起,构成胸腔底,收缩—隆起的中心下移--上下径增大--吸气,
3.平静吸气时:
膈肌下移1-2cm,
深吸气时:
下移7-10cm。
4.由于胸腔呈圆锥形,横截面积上部小,下部大,因此膈肌稍稍下降就可引起胸腔容积大大增加,平静呼吸时,因膈肌收缩引起的胸腔容积的增大占总通气量的4/5,因此膈肌是最主要的呼吸肌。
肋间外肌:
1.收缩-肋骨,胸骨上提,肋骨下缘向外侧偏转—胸腔前后径,左右径增大—吸气,2.肋间外肌收缩越强,胸腔容积增大越多,3.平静吸气时,肋间外肌所起作用小于膈肌。
呼气肌:
1.平静呼吸:
呼气运动不是由呼气肌收缩引起,而是吸气肌舒张--肺依靠其本身弹性回应力回位--牵引胸廓缩小--恢复到吸气前位置--呼气。
2.平静呼吸时,呼气是被动的,只有用力呼气时,呼气肌参与收缩—胸廓进一步缩小。
3.肋间内肌收缩—肋骨,胸骨下移,肋骨向内旋转—前后径左右径减小—呼气。
4.腹肌收缩-压迫腹腔器官-推动膈肌上移,牵拉肋骨向下—缩小胸腔容积—协助产生呼气。
形式:
按呼吸方式平静呼吸12-18次/min用力呼吸-运动,吸入二氧化碳多;呼吸困难。
。
按吸气肌的运动,腹式呼吸-膈肌;胸式呼吸肋间外肌
混合呼吸-正常成人腹式呼吸-婴儿,胸膜炎,胸腔积液熊式呼吸-严重腹水,胸腔有巨大肿块。
呼气末与吸气末,肺内压等于大气压。
无气流流动
大于的时候,外界气体进入;小于时候,肺内的出去,
人工呼吸原理是人为地改变肺内压的变化,意义是维持通气,纠正缺氧,促进呼吸的恢复,方法是呼吸机,口对口人工呼吸等。
必要条件-胸膜腔负压中,浆液的作用1是润滑作用,使肺和胸廓相耦连,一起运动。
胸膜腔内压=肺内压-肺弹性回缩力
肺内压(大气压)迫使脏层胸膜外移使肺扩张,肺回缩力(肺弹性组织和肺泡表面张力)迫使脏层胸膜回位,两种方向相反作用力的代数和胸膜腔内压=肺内压-肺弹性回缩力
胸膜腔内始终为负压,
为什么胸膜腔内压为负?
因为胸廓成长速度大于肺成长,因此胸廓容积大于肺容积,使得胸廓将肺拉大,这时肺回缩,于是胸膜腔负压。
胸膜腔负压的意义:
充当胸廓运动与肺张缩的纽带;维持肺处于扩张状态;促进血液和淋巴回流。
负压被破坏时候,肺扩张障碍,静脉和淋巴回流障碍
小结下哈哈:
呼吸肌的舒缩是肺通气的原动力,它引起胸廓的张缩,由于胸膜腔和肺的结构功能特征,肺随胸廓的张缩而张缩,肺容积的变化造成肺内压和大气压之间的压力差,直接推动气体进出肺。
肺通气的阻力
●弹性阻力:
肺的弹性阻力和胸廓的弹性阻力,是平静呼吸时的主要阻力,静态阻力
●非弹性阻力:
气道阻力、惯性阻力和组织粘滞阻力,动态阻力
●肺通气阻力增大是临床上肺通气障碍最常见的原因
肺弹性阻力的大小可用肺顺应性表示
顺应性(compliance):
外力作用下弹性组织的可扩张性
顺应性越大,则弹性阻力越小
肺顺应性CL=△V/△Ptp(肺容积的变化;跨肺压=肺泡压PA-胸膜腔内压Pip
肺的静态顺应性曲线,曲线斜率大,肺的顺应性大,弹性阻力小,正常人且位于曲线斜率最大的中段,呼吸阻力小,省力。
影响肺顺应性的因素
肺总容量
根据公式:
肺总量大时,顺应性较大,总量小时,顺应性小?
男性>女性;成人>儿童?
相同容积的气体,不同的跨壁压
→比顺应性Csp
——单位肺容积下的顺应性
比顺应性=平静呼吸时的肺顺应性/功能余气量
肺的弹性回缩力:
1肺组织本身的弹性回位力(占三分之一)-弹性纤维;肺泡液-气界面表面张力(占三分之二)
肺弹性阻力的来源:
1肺组织本身的弹性:
肺泡与肺泡之间的肺泡隔内含有弹性纤维和胶原纤维。
肺组织纤维化,回缩力增大,肺气肿,则回缩力减小。
2肺泡表面张力导致的阻力:
肺泡内表面覆有一薄层液体,与肺泡内的气体构成液-气界面,形成表面张力。
表面张力:
液体分子间存在吸引力—产生了使液体表面尽量缩小的一种力。
肺表面张力过大,会降低肺顺应性,增加吸气阻力,是引起滞后现象的主要因素。
表面张力使肺泡倾向于缩小,且肺泡越小,回缩力越大Laplace定律:
P(肺泡回缩压)
=2T(表面张力)
÷r(肺泡半径)
肺泡表面张力是肺弹性阻力的主要来源:
充气时,所需的跨肺压是充生理盐水时的3倍;充生理盐水时
→消除了肺泡内的液-气界面
→消除了表面张力
→肺顺应性增大
表面活性物质使表面张力大幅度降低。
肺泡表面活性物质
●来源:
肺泡II型上皮细胞合成
●有效成分:
二棕榈酰卵磷脂+结合蛋白
●作用:
垂直排列于肺泡液-气界面,降低表面张力
表面活性物质使肺泡保持稳定。
表面活性物质以单分子层分布于肺泡液-气界面,密度随肺泡张缩而改变。
肺表面活性物质的生理意义:
增加肺泡稳定性
增加肺顺应性,减少吸气阻力
减少肺组织液生成,防止肺水肿
胸廓处于自然容积时→肺处于平静吸气末状态(相当于肺总量67%)
平静呼气或深呼气时→小于67%→弹性阻力向外→吸气动力,呼气的阻力
深吸气→大于67%→弹性阻力向内→吸气阻力,呼气的动力
总弹性阻力=肺弹性阻力+胸廓弹性阻力
1/总顺应性=1/肺顺应性+1/胸廓顺应性
非弹性阻力包括:
气道阻力(占80-90%)、惯性阻力和组织粘滞阻力
气体流动时产生,随流速加快而增加,属动态阻力
气道阻力airwayresistance
定义:
气体分子间,分子与气道壁之间的摩擦产生
测量:
无法直接测量,有如下关系:
V(单位时间内呼吸道内气体流量)=(PA-PB)/R
气道阻力的分布:
鼻咽部和直径大于2mm的气道阻力:
占80%以上;直径小于2mm的气道阻力:
小于20%(小气道总横截面积大,气流速度慢)
鼻50%声门25%气管和支气管15%,细支气管10%
对于肺通气,气管道大小事主要影响因素。
•气管口径的影响因素:
1.跨壁压
•2.肺实质对气道壁的牵引
•3.自主神经系统的调节
•4.化学因素的影响
(儿茶酚胺类,前列腺素类,组胺白三烯类)
吸气时,口径变大;呼气时,口径变小
气道阻力的调节1神经调节交感—NE--β2—气道舒张,管径变大,阻力降低(亲和力较弱)
迷走—Ach—M3—气道收缩,管径变小,阻力增加(可被阿托品阻断)
化学因素的影响
(1)化学因素的影响胆硷能作用
迷走N.—ACh→M3受体→口径↓
(2)肾上腺素能作用
E.→2受体(结合能力远超过NE)→口径↑
(3)非肾上腺素能非胆硷能
PGF2收缩,PGE2舒张等
◆支气管哮喘时,用拟肾上腺素能药物缓解
(4)吸入气中CO2增加---反射性使支气管收缩,阻力增加
(5)变态反应时,肥大细胞释放组胺,白三烯—支气管粘膜水肿,平滑肌痉挛性收缩,气道狭窄,呼吸困难
小结:
肺通气的阻力。
有静态阻力-弹性阻力,包括肺的弹性回缩力,表面张力,胸廓的弹性回缩力,以及动态阻力,包括惯性阻力和气道阻力,和粘滞阻力。
小结肺通气的原理。
肺通气的动力直接动力-肺内压与大气压之间的压力差,原动力是呼吸运动,必要条件是胸膜腔负压和肺的弹性;肺通气的阻力有弹性阻力=主要来自肺泡表面张力,非弹性阻力-气道阻力等。
肺通气功能的评价指标:
肺容积和肺容量
●潮气量(TidalVolume,TV):
每次呼吸时吸入或呼出的气体量。
平均500ml
●补吸气量(Inspiratoryreservevolume,IRV):
平静吸气末再尽力吸气所能吸入的气体量。
1500-2000ml
●补呼气量(Expiratoryreservevolume,ERV):
平静呼气末再尽力呼气所能呼出的气体量。
900-1200ml
●余气量(Residualvolume,RV):
最大呼气末尚存留于肺内的气体量。
1000-1500ml
●深吸气量(Inspiratorycapacity,IC):
潮气量+补吸气量,即平静呼气末做最大吸气所能吸入的气体量,衡量最大通气潜力
●功能余气量(Functionalresidualcapacity,FRC):
余气量+补呼气量,即平静呼气末肺内存留的气体量,2500ml
●生理意义:
缓冲呼吸过程中肺泡气PO2和PCO2的过度变化。
●肺活量(Vitalcapacity,VC):
潮气量+补吸气量+补呼气量,即最大吸气后所能呼出的最大气体量,反映肺一次通气的最大能力。
约3500-4500ml
●用力肺活量(时间肺活量)(FVC-forcedvitalcapacity):
受试者尽力吸气至肺总量后尽力尽快呼气所能呼出的气体量,可反映肺通气阻力的变化。
●肺总容量(Totallungcapacity):
潮气量+补吸气量+补呼气量+余气量,即肺所能容纳的最大气体量。
用力肺活量FVC
一次最大吸气后,尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量,正常→FVC与VC没有区别,气道阻力增高→FVC用力呼气量FEV
尤其FEV1在临床鉴别限制性肺疾病和阻塞性肺疾病中有重要意义:
限制性→FEV1↓/FVC↓→比值正常;阻塞性(COPD)→FEV1↓↓/FVC↓→比值↓
1.肺通气量(每分通气量VE)
平静呼吸:
潮气量×呼吸频率=500ml×12=6~9L
最大随意通气量(尽力做深快呼吸时,每分钟所能吸入或呼出的最大气体量,只测10-15s,150L)
通气储量百分比=(最大通气量-每分平静通气量)/最大通气量×100%
正常>93%,顺应性↓,呼吸肌↓,气道阻力↑值减小
2.肺泡通气量VA
=(潮气量-无效腔量)×呼吸频率
3.无效腔deadspace=解剖无效腔+肺泡无效腔
解剖无效腔:
鼻/口腔→终末细支气管
传导气道150ml
肺泡无效腔:
无肺血流灌注的肺泡容积
受体位,疾病如肺血栓等影响
肺泡通气量VA=(潮气量-无效腔量)×呼吸频率
=(500-150)×16=5.6L
潮气量减少和功能余气量增加不利于肺换气。
浅快呼吸是不利的,深慢呼吸会增加肺泡通气量,但也增加做功
呼吸功
1.呼吸过程中,呼吸肌克服呼吸阻力实现肺通气所做的功
克服弹性阻力(65%)+非弹性阻力(克服气道阻力28%,粘滞阻力7%)
2.正常人平静呼吸一次做功0.25J。
3.呼吸耗能占总耗能的很小一部分。
胸膜腔负压是如何形成的?
有何生理意义?
肺泡表面活性物质的组成,作用和意义?
气体扩散:
气体分子从分压高处向分压低处发生净转移。
影响因素:
分压差,分子量和溶解系数,扩散面积和距离,温度
总压力即大气压为760mmHg
平衡时,若气相氧气压强=100mmHg。
则液相PO2=100mmHg。
扩散系数二氧化碳是氧气的20倍。
扩散面积和距离:
扩散速度和扩散面积成正比,与扩散距离成反比。
扩散速率与扩散温度成正比,人体体温恒定,可忽略不计
肺泡气O2静脉血O2动脉血O2
(102mmHg)(40mmHg)(100mmHg)
静脉血CO2肺泡气CO2动脉血CO2
(46mmHg)(40mmHg)(40mmHg)
肺换气特点是快,储备大,时间0.3s,血液流经肺毛细血管时间0.7s。
体循环动脉血PO2(100mmHg)稍低于肺静脉血(104mmHg),主要是因为混入了支气管静脉的少量去氧血
气体扩散的影响因素1呼吸膜的厚度,面积,通透性2通气-血流比值
通气血流比值正常值-0.84(VA=350*12;Q=5L/min。
意义-实现肺内适宜的气体交换。
通气血流比异常时,缺氧的表现大于CO2潴留
原因:
1.PO2差大,2.CO2扩散系数大,3.CO2刺激呼吸加快,排出增多。
三)肺扩散容量
(diffusingcapacityoflungDL)
概念:
指气体在单位分压差作用下每分钟通过呼吸膜扩散的体积。
意义:
肺扩散容量是测定呼吸气通过呼吸膜的能力的一种指标。
正常值:
O2的DL=20mL/min·mmHg
CO2是O2的20倍
•临床:
运动时,DL增大,肺疾病时,DL减小
影响组织换气的因素
与肺换气相似,不同的是气体交换发生于液相
1.细胞和毛细血管间的距离
2.主要受组织代谢影响
3.毛细血管的血流速度
气体在血液中运输的形式
物理溶解:
气体直接溶解于血浆中。
特征:
①量小;②溶解量与分压呈正比,
化学结合:
气体与某些物质进行化学结合。
特征:
①量大;②主要运输形式。
一分子Hb可以结合4分子的氧气
Hb与氧气结合的特征1快速,可逆,不需酶,受PO2的影响2是氧合非氧化
血氧饱和度oxygensaturationHb氧含量/Hb氧容量
定义:
表示PO2与Hb氧结合量或Hb氧饱和度关系的曲线。
S型
氧合Hb为疏松性R型,去氧Hb为紧密型T型前者是后者的500倍
氧解离曲线的形态特征上段相当于Po2>60mmHg,表明Po2的变化对氧饱和度影响不大。
Po2不低于60mmHg,氧饱和度能保持在90%;较平坦,保持足够的摄O2量(意义:
高原,高空和某些呼吸系统疾病不会引起明显低氧症状)
中段
PO2(40~60mmHg)PO2降低能促进大量氧离,是HbO2释放O2的部分
意义:
反映了在安静状态下血液Hb对组织的供氧情况。
下段较陡15-40mmHg,释放O2量多,满足组织活动加强时O2需求。
1.氧离曲线的偏移表明Hb与O2的亲和力发生变化
2.常用P50表示:
P50增大,右移,亲和力降低,有利于在组织释O2,不利于在肺摄O2
P50减小,左移,亲和力增加(胎血,高原)
3.影响因素:
pH,Pco2,T,有机磷化合物
影响氧解离曲线的因素
PH和PCO2
⏹Pco2↑PH↓→氧离曲线右移
⏹Pco2↓PH↑→氧离曲线左移
这种酸度对Hb与o2亲和力的影响,称为波尔效应(Bohreffect)
意义:
①在肺脏促进氧合
②在组织促进氧离
2.温度
THb对O2亲和力曲线右移
△运动时,组织氧释放增加
T氧离曲线左移
△低温麻醉,导致组织缺氧但血氧饱和度高
3.2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)
2,3DPGHb对O2的亲和力曲线右移
△慢性缺氧,高山低氧时,糖酵解↑2,3DPG↑组织氧释放增加
△输库存血,2,3DPG血液在组织中释放氧减少
其他因素:
Hb本身的性质
Hb的Fe2+→Fe3+:
Hb失去结合O2的能力(如亚硝酸盐)
异常Hb:
Hb的运O2能力↓(如地中海贫血)
CO与Hb亲和力是O2的250倍
PCO↑,既妨碍氧合,又妨碍氧离。
①CO与Hb亲和力>O2与Hb亲和力,250倍;
②CO与Hb的结合位点与O2相同;
③CO与Hb的某亚基结合后,将增加其余三个亚基对O2的亲和力,曲线左移,加重组织缺氧。
CO2deyunshu1.碳酸氢盐(BicarbonateIon)
CO2+H2OH2CO3HCO3-+H+
2.氨基甲酰血红蛋白(Carbaminohemoglobin)
HbNH2O2+H++CO2HHbNHCOOH+O2
血液中CO2含量与PCO2关系特点:
几乎呈直线(线性关系)而非S形,没有饱和点
●何尔登效应氧分压升高时,O2与Hb结合可促进CO2释放,使CO2解离曲线下移。
Ø总结:
O2和CO2的运输不是孤立进行的,而是相互影响的。
CO2通过波尔效应影响O2的结合与释放,
O2通过何尔登效应影响CO2的结合与释放。
呼吸中枢:
定义:
中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群。
呼吸中枢、1脊髓:
①联系高位呼吸中枢和呼吸肌的中转站
②运动神经元位置
C3-5前角(膈肌)、T前角(肋间肌和腹肌)
2、脑桥上部:
呼吸调整中枢(抑制吸气)
下部:
长吸中枢
3、延髓:
喘息中枢
4、高位脑:
不产生呼吸节律,但可以随意控制低位神经元的活动,以保证相关活动的完成。
PRG,pontinerespiratorygroup;containsNPBM&KF(PBKF核群:
呼吸调整中枢,含呼气神经元,限制吸气,使吸气转向呼气)
VRG,ventralrespiratorygroup;引起主动呼气
DRG,dorsalrespiratorygroup;含吸气神经元,引起主动吸气
呼吸的反射性调节1化学感受性反射PO2PCO2氢离子2机械感受性反射:
费扩张,肺萎缩3防御性反射咳嗽,喷嚏
主动脉体和颈动脉体
形态:
上皮细胞构成的扁椭圆形小球,埋藏于主动脉弓区域或颈内动脉分叉处血管壁的结缔组织中,直径约1~2毫米。
特点:
有丰富的血管和传入神经末梢。
代谢率高,血流量大。
其传入神经纤维在迷走神经和窦神经中。
适宜刺激:
PO2,而非血氧含量
功能:
1.感受所处环境PO2,而非血氧含量,CO中毒时,冲动发放不增加。
2.血流减慢,冲动增加。
3.二氧化碳浓度过高,H+浓度过高,传入神经冲动增加(CO2易扩散入感受器细胞→H+浓度↑;H+不易进入,CO2效应>H+)
4.协同效应
中枢化学感受器:
分布:
延髓腹外侧浅表部位,左右对称,头、中、尾三区:
头尾有化学感受性,中间区是中继站
功能:
1.感受脑脊液和局部细胞外液中的H+,非CO2
2.血液中CO2能迅速通过血脑屏障→H+,但脑脊液中碳酸酐酶少,反应延迟
3.血液中H+不能通过血脑屏障,作用小
(1)CO2:
调节呼吸最重要的生理性体液因子
一定水平的PCO2对维持呼吸中枢的基本活动是必需的
表现:
⏹PCO2↓→呼吸减慢(过度通气后可发生呼吸暂停)
⏹PCO2↑↑→呼吸加深加快,肺通气加大→CO2排出增加→动脉血PCO2恢复正常
⏹PCO2↑↑↑→肺通气量不能相应增加→CO2积聚→CO2麻醉(呼吸困难,头痛,头昏,昏迷等)
⏹CO2刺激呼吸运动途径:
1.中枢化学感受器:
升高2mmHg
主要作用;慢
2.外周化学感受器:
升高10mmHg
次要作用;快
陈-施呼吸:
特点:
呼吸渐增强增快又渐减弱减慢,与呼吸暂停交替出现,45s-3min一个周期
原因:
脑干损伤→呼吸中枢反应性加强→肺通气量增加→呼出CO2增多→低PCO2血液到达脑部→中枢抑制→呼吸变慢,浅,停止→CO2积聚→高PCO2血液到达脑部→中枢抑制解除→呼吸变深,快
动脉血[H+]↑→呼吸加深,加快,通气量增加
[H+]↓→呼吸抑制,通气量降低
机制:
中枢(25倍)外周
脑脊液[H+]血[H+]
中枢系统酸中毒注射乳酸
一种因素改变而另两种因素不加控制,作用强度
PCO2>[H+]>PO2。
三者的作用相互影响
1.PCO2↑→[H+]↑→二者作用发生总和
2.[H+]↑→肺通气↑→CO2排出,[H+]有所降低
3.PO2↓→肺通气↑→CO2排出,[H+]↓
肺扩张反射
肺扩张→感受器→迷走神经→延髓→吸气切断机制→切断吸气,转入呼气
意义:
加速吸气和呼气的交替,使呼吸频率增加
特征:
①敏感性有种属差异;
②平静呼吸时反射不参与呼吸调节,深呼吸时可能起作用;
③肺顺应性降低时起重要作用。
肺萎陷反射
1.肺萎陷时使呼气转为吸气的反射
2.平静呼吸时不参与调节,在较大程度肺萎陷时出现
三)防御性呼吸反射
1、咳嗽反射
大气管粘膜→感受器→迷走神经→延髓→咳嗽
2、喷嚏反射
鼻腔粘膜→感受器→三叉→延髓→喷嚏
⏹本章小结呼吸是重要的生命体征,包括外呼吸,气体在血液中的运输,内呼吸三个环节。
⏹肺通气的原动力是呼吸运动,直接动力是肺内压于大气压之差。
肺通气过程中,胸膜腔内压起着重要作用。
⏹肺的通气必须克服弹性阻力和非弹性阻力
⏹肺通气功能的评价指标中,反映肺通气功能较好的是用力肺活量,反映肺通气效率较好的是肺泡通气量。
⏹肺换气的交换速率与气体分压差、温度、溶解度、肺泡膜面积成正比,与肺泡膜的厚度、气体分子量的平方根成反比。
肺泡通气量还必须与每分肺血流量相匹配才能保证肺换气的正常。
⏹气体在血液中以物理溶解和化学结合两种方式运输。
⏹氧解离曲线和CO2解离曲线,波尔效应和何尔登效应。
⏹延髓是基本的呼吸中枢。
⏹呼吸运动受机械和化学感受性反射的调节。
前者以肺牵张反射为主,后者通过中枢及外周化学感受器,感受PO2\PCO2\H+的变化,维持稳态,保证生命活动的正常进行。