呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

1、第七章 呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,內(nèi)容提要,呼吸系統(tǒng)的構(gòu)成1.呼吸道2. 肺3.胸膜及胸膜腔4.縱隔肺通氣肺換氣和組織換氣肺氣體在血液中的運(yùn)輸1. 氧的運(yùn)輸2. 二氧化碳的運(yùn)輸呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié),呼吸：機(jī)體與外界環(huán)境間進(jìn)行氣體交換的過(guò)程 通過(guò)呼吸，人體在新陳代謝過(guò)程中要不斷攝取和消耗氧,產(chǎn)生和排出二氧化碳。三個(gè)環(huán)節(jié)：外呼吸或肺呼吸、氣體在血液中的運(yùn)輸、內(nèi)呼吸呼吸系統(tǒng)： 鼻、咽、喉、氣管、支氣管及其分

2、支、肺組成,1.鼻·外鼻·鼻腔 由骨和軟骨圍成，內(nèi)面襯以皮膚和粘膜 鼻前孔通外部，鼻后孔通鼻咽部。 是嗅覺(jué)器官、發(fā)音共鳴、過(guò)濾空氣。·鼻旁竇 骨性的空腔襯以粘膜而成，由上頜竇、額竇、篩竇和蝶竇共4對(duì)構(gòu)成。 發(fā)音共鳴,第一節(jié) 呼吸系統(tǒng)的構(gòu)成,2.咽 消化道和呼吸道的共同通道 鼻咽、口咽、喉咽,喉的冠狀切片,3.喉,氣管由15～20個(gè)“C”形軟骨環(huán)借結(jié)締組織連結(jié)而成。

3、 軟骨的缺口向后方，由平滑肌和結(jié)締形成的膜所封閉。主支氣管的軟骨為不規(guī)則的軟骨片。粘膜為假?gòu)?fù)層纖毛柱狀細(xì)胞,4.氣管和支氣管,二、肺,1，肺的位置和形態(tài)位于: 胸腔內(nèi)，分居縱隔兩側(cè)，膈以上；肺分為左右各一個(gè)，左肺為上下二葉,右肺為上中下三葉。形狀：呈圓錐形，上為肺尖在第一助骨以上，肺底位于膈的上方。有膈面（肺底）、肋面（鄰近助 ）、 縱膈面（肺門(mén)）。肺門(mén)有肺動(dòng)脈、肺靜脈、支氣管、淋巴管、神經(jīng)等出入,2，肺的內(nèi)部結(jié)構(gòu),肺實(shí)質(zhì)性器官，

4、由主支氣管進(jìn)入肺后，經(jīng)多級(jí)分支形成支氣管樹(shù)及支氣管樹(shù)的未端—肺泡構(gòu)成 當(dāng)主支氣管分支到直徑相當(dāng)１毫米時(shí)，稱為細(xì)支氣管。每個(gè)細(xì)支氣管連同其分支及肺泡，稱肺小葉，每個(gè)肺由５０～８０個(gè)肺小葉構(gòu)成。 根據(jù)肺的功能和結(jié)構(gòu)可分為: 肺的導(dǎo)氣部和肺的呼吸部,（一）肺的導(dǎo)氣部,主支氣管由肺門(mén)進(jìn)入左、右肺中，分支到各肺葉，又反復(fù)分支成樹(shù)狀，稱為支氣管樹(shù)，支氣管樹(shù)又反復(fù)分支，直徑相當(dāng)于０·３５～０&#

5、183;５毫米時(shí)，稱終未細(xì)支氣管。總稱為肺的導(dǎo)氣部。肺的導(dǎo)氣部粘膜上皮由假?gòu)?fù)層柱狀纖毛上皮逐漸變?yōu)閱螌又鶢钌?皮或單層立方上皮結(jié)構(gòu)。肺的導(dǎo)氣部功能：具有輸送氣體的功能。,(二) 肺的呼吸部,終未細(xì)支氣管再分支為呼吸細(xì)支氣管，繼續(xù)分支為肺泡小襄，其壁上均為肺泡開(kāi)口連通肺泡，總稱為肺的呼吸部。肺的呼吸功能：具有氣體交換的功能。,壁胸膜分4部，膈胸膜、縱隔胸膜、肋胸膜、胸膜頂。臟胸膜和壁胸膜在肺根處互相延續(xù)，形成封閉的胸膜

6、腔。壁胸膜相互移行處形成隱窩，有肋膈隱窩、肋縱隔隱窩、膈縱隔隱窩。,胸膜是一層光滑的漿膜，覆于肺的表面、胸腔內(nèi)面。在肺表面的胸膜叫臟胸膜，在胸腔內(nèi)面的胸膜叫壁胸膜。,三、胸膜及胸膜腔,,,,縱隔是左右縱隔胸膜間的全部器官、結(jié)構(gòu)總稱。通常以胸骨角平面將縱隔分上縱隔和下縱隔。下縱隔以心包為界分為前方的前縱隔、后方的后縱隔和中縱隔。,四、縱隔,第二節(jié) 肺通氣,1.肺通氣的動(dòng)力：肺通氣的直接動(dòng)力是肺內(nèi)壓和大氣壓之間的壓力差。 呼吸運(yùn)動(dòng) 肺

7、內(nèi)壓大于大氣壓，呼氣動(dòng)作，肺內(nèi)壓低于大氣壓，吸氣動(dòng)作 肋間肌和膈的收縮和舒張產(chǎn)生呼吸運(yùn)動(dòng),,,2.肺通氣的阻力： 彈性阻力：非組織結(jié)構(gòu)中的彈性纖維和膠原纖維產(chǎn)生的彈性回縮力。1/3；肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)。2/3 非彈性阻力：氣體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力，由慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力構(gòu)成。,3.肺通氣功能的皮評(píng)價(jià)：肺容量與肺通氣量（一）肺容量 1. 潮氣量：平和呼吸時(shí)，每次氣體進(jìn)出肺的氣量。 2. 補(bǔ)吸氣量和深吸氣

8、量： 補(bǔ)吸氣量：平和呼吸后，盡力吸氣所吸入的氣量。 深吸氣量：潮氣量和補(bǔ)吸氣量之和。 3. 補(bǔ)呼氣量：平和呼吸后，盡力呼氣所呼出的氣量。 4. 肺活量和時(shí)間肺活量： 肺活量：最大吸氣后，盡力呼氣所呼出的氣量。 時(shí)間肺活量：最大深吸氣后，一定時(shí)間內(nèi)盡力呼氣所呼出的氣量。 5. 肺總?cè)萘浚?肺活量和余氣量之和。,3500ml2500ml,（二）肺通氣量 1. Minute ventilatio

9、n volume 每分肺通氣量=潮氣量×呼吸頻率 =500ml×12次/min =6L/min 2. Alveolar ventilation 肺泡通氣量 =（潮氣量－無(wú)效腔）×呼吸頻率 =（500-150）×12 =4.2L/min

10、 (250-150) ×24=100 ×24=2.4 L/min,呼吸道體積,一、呼吸氣體的分壓和溶解度混合氣的總分壓=各氣體的分壓的總和,第三節(jié) 肺換氣和組織換氣,二、氣體在肺和組織的交換,氣體交換的過(guò)程肺部:肺泡氣中O2的分壓大于肺毛細(xì) 血管O2 的分壓, O2進(jìn)入血管. 肺泡氣中CO2 的分壓小于肺毛 細(xì)血管CO2 的分壓,CO2進(jìn)入肺泡。

11、組織:組織中O2的分壓小于毛細(xì)血管O2 的分壓, O2進(jìn)入組織.組織中CO2 的分壓大于毛細(xì)血管CO2 的分壓, CO2進(jìn)入血管。,氣體的擴(kuò)散過(guò)程 當(dāng)高CO2（46 mmHg）低O2(40 mmHg)的靜脈血流經(jīng)肺部時(shí)，與肺泡氣（Pco2 40 mmHg, Po2100 mmHg）存在較大的分壓差，O2從肺泡擴(kuò)散入血液，而CO2則從血液擴(kuò)散到肺泡，實(shí)現(xiàn)肺換氣，這樣流經(jīng)肺部的肺泡的靜脈血變成了

12、動(dòng)脈血。 高O2（Po2為100 mmHg）低CO2(P co2 為40 mmHg)的動(dòng)脈血在流經(jīng)組織細(xì)胞(Po2為30 mmHg，Pco2為50 mmHg)時(shí)，因?yàn)榉謮翰畹拇嬖冢琌2擴(kuò)散入細(xì)胞，CO2則擴(kuò)散入血液。這樣流經(jīng)組織的動(dòng)脈血就變成了靜脈血。,影響肺部氣體交換的因素有氣體的分壓差 分壓差是氣體交換的動(dòng)力，也決定氣體交換的方向，分壓差越大，氣體擴(kuò)散越快。氣體的分子量和溶解度CO2的分子量比O2大，單從分子量

13、來(lái)看，O2的擴(kuò)散速度應(yīng)快于CO2 ；但CO2的溶解度（51.5 ml)比O2（2.14 ml)快24倍，故總的來(lái)說(shuō)，CO2的擴(kuò)散速度是O2的20 倍。,呼吸膜的面積 成人兩肺呼吸膜的總面積為70 m2，安靜狀態(tài)下只需40 m2 的呼吸膜即能滿足機(jī)體代謝的需要。呼吸膜面積越大，氣體擴(kuò)散越快。 呼吸膜的厚度 呼吸膜由含肺表面活性物質(zhì)的液體層、肺泡上皮層、上皮基底膜、肺泡上皮與毛細(xì)血管膜之間的間隙、毛細(xì)血管的基膜和毛細(xì)血管內(nèi)皮層6層組成

14、，總厚度小于1μm，最薄處僅為0.2 μm 。氣體擴(kuò)散與呼吸膜的厚度呈反變的關(guān)系。肺水腫時(shí)呼吸膜增厚，氣體擴(kuò)散減少。,三、肺泡通氣與血流量的相互關(guān)系,通氣／血流比值通氣／血流比值(ventilation / perfusion ratio)：指每分肺泡通氣量與每分肺血流量的比值，正常值為0.84或0.85，表示流經(jīng)肺部的靜脈血全部變成了動(dòng)脈血。通氣／血流比值增加，意味著肺泡無(wú)效腔的增大；通氣／血流比值減少，則意味著出現(xiàn)功能性的動(dòng)-靜脈

15、短路。但值得注意的是，由于肺臟各個(gè)不同部位局部的肺泡通氣量與肺毛細(xì)血管血流量分布的不均勻，導(dǎo)致通氣／血流比值的不均一，肺尖部可高達(dá)2.5-3,而在肺底部可低至0.6。,第四節(jié) 氣體在血液中的運(yùn)輸,氧和二氧化碳在血液中存在的形式 逸出 物理溶解 化學(xué)結(jié)合,,,一、氧的運(yùn)輸（化學(xué)結(jié)合98.5%，物理溶解1.5%）Hb與O2結(jié)合特征： Hb+O2=HbO2Hb與氧氣結(jié)合具有變構(gòu)效應(yīng) ： 緊密型(T型)-氧解離曲線

16、呈S型 疏松型(R型)-與氧氣結(jié)合能力提高100倍,（一）氧的化學(xué)結(jié)合 1. 氧合：血紅蛋白與氧的結(jié)合方式 2. 氧容量：每100ml血液的血紅蛋白化學(xué)結(jié)合氧的量（20ml），稱為血紅蛋白的氧容量 3.血紅蛋白氧含量 ：每100ml血液的血紅蛋白實(shí)際結(jié)合氧的量，稱為血紅蛋白氧含量。 HbO2呈鮮紅色，去氧Hb稱紫藍(lán)色，5g/100ml以下為發(fā)紺。

17、 4. 氧飽和度：血紅蛋白氧含量所占血紅蛋白的氧容量的百分?jǐn)?shù)稱為血紅蛋白氧飽和度。,氧的化學(xué)結(jié)合 Hb+O2=HbO2,（二）氧離曲線及其影響因素氧離曲線：表達(dá)氧分壓與氧飽和度之間關(guān)系的曲線。,氧離曲線的上段：相當(dāng)于PO2（60～100mmHg），即可認(rèn)為是Hb與O2結(jié)合的部分。這段曲線較平坦，表明PO2的變化對(duì)Hb氧飽和度影響不大。氧離曲線的中段：相當(dāng)于PO2（40～60mmHg），是HbO2釋放O2

18、的部分。該段曲線較陡。氧離曲線的下段：相當(dāng)于PO2（15～40mmHg），也是HbO2釋放O2的部分，是曲線坡度最陡的一段，意即PO2稍降，HbO2就可能大大下降。該曲線代表O2的儲(chǔ)備。,PH和PCO2的影響：PH的降低或PCO2升高，Hb對(duì)O2的親和力降低，曲線右移。酸度對(duì)Hb氧親和力的這種影響稱為波爾效應(yīng)。波爾效應(yīng)有重要的生理意義，它即可以促進(jìn)肺毛細(xì)血管血液的氧和，又有利于組織毛細(xì)血管血液釋放O2。  溫度的影響：溫度

19、升高，曲線右移促使O2釋放。  2，3-二磷酸甘油酸：濃度升高，Hb對(duì)O2的親和力降低，曲線右移。  Hb本身性質(zhì)的影響。,影響氧離曲線的因素：,二、二氧化碳的運(yùn)輸,（一）二氧化碳的化學(xué)結(jié)合 1. 碳酸氫鹽形式 2. 氨甲酰血紅蛋白（二）二氧化碳的運(yùn)輸與酸堿平衡 在肺部，HbO2生成增多，促使氨甲酰血紅蛋白HHbNHCOOH解離釋放CO2和H+,酸性增強(qiáng)，HbO2生成增多。,,H2OCO2,,

20、血漿,,肺泡,一、各級(jí)呼吸中樞及其相互關(guān)系,1.呼吸中樞及其節(jié)律形成在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)細(xì)胞群稱為呼吸中樞。從脊髓到大腦皮層的各級(jí)中樞均存在有呼吸神經(jīng)元，其中最基本的呼吸中樞是延髓，而正常呼吸節(jié)律的形成有賴于延髓與腦橋的共同配合。目前為大多數(shù)人公認(rèn)的呼吸節(jié)律的形成機(jī)制是吸氣切斷機(jī)制。,第五節(jié) 呼吸的調(diào)節(jié),呼吸中樞: 延髓基本呼吸中樞 腦橋呼吸調(diào)整中樞,吸氣切斷機(jī)制模型：,興奮總和達(dá)到某一閾值,反饋抑制延髓

21、吸氣N元的活動(dòng),延髓內(nèi)一些呼吸N元在吸氣時(shí)接受 (吸氣活動(dòng)發(fā)生器、 延髓吸氣N元、 腦橋呼吸調(diào)整中樞和肺牽張感受器)興 奮 沖 動(dòng),切斷吸氣，從而使吸氣轉(zhuǎn)化為呼氣,,,,吸氣活動(dòng)發(fā)生器和吸氣切斷機(jī)制模型,●吸氣活動(dòng)發(fā)生器：當(dāng)H+ CO2 等作用下興奮并引起: ①向下興奮延髓I-N元→脊髓吸氣肌運(yùn)動(dòng)N元→吸氣；②向上興奮腦橋呼吸調(diào)整中樞;③興奮吸氣切斷機(jī)制N元。 ●吸氣切斷機(jī)制：當(dāng)接受到吸氣活動(dòng)發(fā)生器、延髓I-N元、腦橋呼吸調(diào)

22、整中樞和肺牽張感受器的沖動(dòng)，興奮總和達(dá)到某一閾值，反饋抑制延髓I-N元,切斷吸氣，從而使吸氣轉(zhuǎn)化為呼氣。,H+ CO2,,2、大腦皮層對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)①通過(guò)對(duì)腦橋和延髓對(duì)呼吸中樞的作用，調(diào)節(jié)呼吸的節(jié)律②通過(guò)皮質(zhì)脊髓束和和黑質(zhì)紅核脊髓束，下傳直接支配呼吸肌的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，調(diào)節(jié)其活動(dòng)。意義：意識(shí)性呼吸。,二、呼吸的反射性調(diào)節(jié),呼吸的反射性調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)是一種自動(dòng)的節(jié)律性運(yùn)動(dòng)，也可以在大腦皮層的控制下進(jìn)行，如加快或減慢呼吸，甚至屏氣停止

23、呼吸。但進(jìn)行隨意呼吸的時(shí)間有限，這就是呼吸的反射性調(diào)節(jié)的作用。,1、肺牽張反射 ①迷走吸氣抑制反射（肺擴(kuò)張反射） 肺擴(kuò)張——支氣管和細(xì)支氣管中牽張感受器興奮——迷走 神經(jīng)傳入纖維——抑制吸氣中樞，引起呼氣。 ②迷走吸氣抑制反射（肺縮反射） 肺萎縮——支氣管和細(xì)支氣管中牽張感受器興奮——迷走 神經(jīng)傳入纖維——興奮吸氣中樞，引起吸氣。 ③意義： 肺擴(kuò)張反射有利防止吸氣

24、過(guò)深過(guò)長(zhǎng)，加速由吸氣向呼氣轉(zhuǎn) 換。 肺縮反射有利阻止呼氣過(guò)深，防止肺過(guò)度萎縮。,2、呼吸的本體感受性反射 感受器為肌梭——興奮時(shí)傳入沖動(dòng)到達(dá)脊髓——反射性引 起所在肌肉收縮加強(qiáng)。 3、防御性反射 ①咳嗽反射：感受器位于喉、氣管、支氣管黏膜，為防御 反射 ②噴嚏反射：感受器位于鼻黏膜，為防御反射，以清除 鼻腔中刺激物

25、。,呼吸肌的本體感受 性反射弧示意圖：感受器-肌梭傳入神經(jīng)-脊神經(jīng)傳出神經(jīng)-脊神經(jīng)胸段效應(yīng)器-呼吸肌意義：維持正常呼吸,1、化學(xué)感受器外周化學(xué)感受器: 頸動(dòng)脈竇 主動(dòng)脈弓,三、化學(xué)因素對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié),中樞化學(xué)感受器: 延髓腹外側(cè)淺表 1.頭端 2.中間部 3.尾端,2、CO2、缺氧、 H+對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的影響,1.CO2對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的影響 CO2濃度增高 ——中樞（主）和外周化學(xué)感受器興奮——呼吸中

26、樞興奮——呼吸頻率和深度增加——肺通氣增加。2.缺氧對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) 缺氧——中樞和外周化學(xué)感受器興奮——呼吸中樞興奮——呼吸頻率和深度增加——肺通氣增加。3. H+對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的影響 H+濃度增高 ——中樞（主）和外周化學(xué)感受器興奮——呼吸中樞興奮——呼吸頻率和深度增加——肺通氣增加。,四、異常呼吸(一)陳-施呼吸(Cheyne-Stokes breathing),原因：①肺-腦循環(huán)時(shí)間延長(zhǎng)（如心衰），導(dǎo)致泡氣的

27、PO2和PCO2的信息不能及時(shí)傳遞到中樞及外周化學(xué)感受器，此時(shí)腦PCO2↑，增強(qiáng)對(duì)呼吸的刺激，觸發(fā)陳-施呼吸；②呼吸中樞反饋增益（PCO2等變化所引起的肺通氣反應(yīng)幅度）增加，導(dǎo)致對(duì)PO2和PCO2變化的肺通氣反應(yīng)過(guò)強(qiáng)。 臨床：在缺氧、睡眠、腦干損傷等情況下可出現(xiàn)。,特點(diǎn)：呼吸漸增強(qiáng)增快又漸減弱減慢，與呼吸暫停交替出現(xiàn)，每個(gè)周期約45s～3min。,(二)比奧呼吸(Biot breathing) 特點(diǎn)：一此或多次強(qiáng)呼吸后，繼以

28、較長(zhǎng)時(shí)間的呼吸暫停，之后又再次出現(xiàn)這樣的呼吸。,臨床：出現(xiàn)于腦損傷、腦脊液壓力升高、腦膜炎等疾病。常是死亡前出現(xiàn)的危急癥狀。,原因：尚不清楚，可能是疾病已侵及延髓，損害了呼吸中樞。,(三)睡眠呼吸暫停(sleep apnea) 大約有1/3的正常人在睡眠時(shí)會(huì)出現(xiàn)周期性呼吸暫停（持續(xù)暫停10s以上，動(dòng)脈血氧飽和度下降75%以上）。長(zhǎng)期發(fā)生睡眠呼吸暫停會(huì)導(dǎo)致嗜睡、肺A壓高、右心衰竭等疾病。 睡眠呼吸暫停會(huì)發(fā)生在睡眠各個(gè)時(shí)相，