呼吸
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课件55张PPT。Chapter 7呼吸系统的功能
Basic fun_ction of respiratory system绍兴文理学院生命科学学院金立方第一节 呼吸道与肺泡呼吸概念及意义
呼吸是机体与外界环境进行气体交换的过
程，即吸取O2排出CO2的过程。
将组织细胞代谢过程中产生的CO2排出体外，
同时将O2输送给组织细胞呼吸过程process of respiration呼吸过程是通过三个连续的环节
外界空气与肺泡之间以及肺泡与肺毛细血管之间的气体交换称外呼吸(external respiration)，包括肺通气和肺换气二个过程。
气体在血液运输(gas transportation)
组织细胞与组织毛细血管之间的气体交换称内呼吸(internal respiration)呼吸系统的组成
Components of respiratory system习惯上把进行外呼吸的肺脏称为呼吸器官，它与那些协助肺泡完成通气功能的器官和支气管等共同构成呼吸系统。
呼吸系统包括呼吸道和肺
呼吸道分上呼吸道(鼻、咽、喉)和下呼吸道(气管、支气管)
肺由支气管及分支和肺泡构成。上呼吸道下呼吸道呼吸道respiratory tract支气管形态结构自上而下犹如一棵倒置的树。支气管树上呼吸道下呼吸道 1）调节气道阻力
由14—16个“C”形软骨环和连于其间的环韧
带构成。气管软骨环开口向后，由平滑肌
纤维和弹性纤维构成膜性壁封闭。气管外观平滑肌受交感神和副交
感神经的双重支配气管纵切支气管左支细长(4—5cm)，走向平坦，右支粗短(长3cm)，走向陡直，因此进入气管的异物易落入右支气管。左支经肺门入左肺，右支入右肺。
支气管树呼吸道管壁
粘膜杯状细胞：分泌粘液、湿润
空气、吸 附颗粒、
免疫功能纤毛上皮细胞：向口腔方
向运动吞噬细胞（呼吸性支气管）：
吞噬颗粒2）粘膜的作用肺LungThe organ for breathing, air transfer and gas exchange.
可以把肺分为导管部和呼吸部小支气管Primary Bronchus
细支气管Secondary Bronchus
终末支气管Terminal Bronchiole1)导管部Conducting Zone这些气管与支气管比较,软骨和杯状细胞逐渐减少, 平滑肌增多.2)呼吸部Respiratory Zone指能够进行气体交换的部分，包括呼吸性细支气管(Respiratory Bronchiole)、肺泡管(Alveolar duct)、肺泡囊(Alveolar Sac)和肺泡(Alveolus)。呼吸部的结构呼吸性细支气管终末支气管肺泡管肺泡肺囊泡肺泡是半球形的囊泡，为气体交换场所。
半球状囊泡.
~ 300 million 肺泡.
Large surface area (60 – 80 m2).
每个肺泡只有一个细胞的厚度.
Has 3 types of cells:
Alveolar type I:
为鳞状扁平上皮细胞,是实现肺和血液交换的部位.
Alveolar type II:
Secrete surfactant(分泌表面活性物质).
Alveolar type III
Surface Tension表面张力
抵抗肺扩张的一种力（回缩力）。
Pulmonary surfactant表面活性剂
由II型细胞分泌。
最重要的成分是二棕榈酰卵磷脂(DPPC)。
作用
降低吸气阻力，增加肺顺应性
维持大小肺泡容量的稳定
维持肺组织适当的扩张与回缩
减少表面张力对肺毛细血管中液体的吸引作用，保持肺泡相对干燥。表面活性物质的作用肺泡隔alveolar septum
相邻两个肺泡之间的薄层结缔组织称肺泡隔，膈内有丰富的毛细血管及弹性纤维等，故肺泡有良好的弹性，膈内具有尘细胞(巨噬细胞)，它可穿过肺泡上皮进入肺泡腔内，吞噬尘粒，对肺起净化作用。
在肺泡隔毛血管间隙中往往有?10-15?m的圆形或椭圆形小孔，称Kohn氏小孔。肺泡上皮层外面，为丰富的毛细血管网，肺泡气体与肺毛细血管血液之间至少存在六层，(表面活性层，液体层，上皮细胞层，间膜层，基膜层，毛细血管内皮细胞层)这六层共同构成血-气屏障，其厚度在0.2—0.6μm。有很好的通透性，有利于肺泡与血液之间的气体交换。 3) 血-气屏障或呼吸膜
(Blood air barrier， Alveolar Respiratory membrane)胸膜和胸膜腔Pleura and Pleural Cavity胸膜腔: 胸膜腔有两层，同肺贴紧的脏层和同胸廓内贴紧的壁层，以及两层之间的空隙。
腔内无空气，只有少量的液体。第二节 呼吸运动与肺通气Pulmonary ventilation is the gas exchange process between lungs and environment.
气体通过呼吸道进出肺本质是由于肺泡与外界之间的气压差所引起的。1. 呼吸运动
呼吸肌节律性呼吸运动则是实现通气的动力。肺本身没有肌纤维，没有主动地扩张和缩小能力(舒缩能力) 。
平静呼吸常起作用的是吸气肌中的肋间外肌和膈肌。
膈肌的收缩使膈肌下移,肋间外肌的收缩使肋骨和胸骨向上提,同时使肋骨下缘向外侧偏转.肋间肌收缩和舒张引起肋骨和胸骨的升降运动的呼吸方式称胸式呼吸(Thoracic breathing)。
膈肌的长降造成腹壁的起伏的呼吸方式称腹式呼吸(Abdominal breaghing)。
正常情况下二种方式同时存在，安静时，一般女子以胸式呼吸为主，男子及婴儿以腹式呼吸为主。1）肺内压（肺泡内的压力）
吸气初：肺内压小于大气压
吸气末：肺内压等于大气压
呼气初：肺内压大于大气压
呼气末：肺内压等于大气压
变化在2-3mmHg之间。
2.肺内压与胸内压的变化2）胸内压和肺的弹性回缩胸膜腔胸内负压在平和呼吸时，胸内压始终低于大气压，因此习惯上称为胸内负压。
造成的原因是肺是有弹性的器官，表现出一定的弹性回缩力，弹性回缩力的方向恰与大气压通过肺作用与胸膜腔的力相反。即
胸内压=大气压-肺回缩力胸内负压在平静呼气末期约为-3--5mmHg(0.4-0.7Kpa)，而在吸气末期则更低，约为-5--10mmHg (0.8—1.3Kpa)。
生理意义：一方面可以使肺泡保持稳定的扩张状态而不萎缩；另一方面可作用于胸腔内的心脏和大静脉，降低中心静脉压，促进静脉血回流和淋巴液回流。 气胸三、肺通气的阻力弹性阻力和非弹性阻力肺容量：肺容纳的气体量称为肺容量。肺总量total lung capacityTidal volume(潮气量)
Inspiratory reserve volume(补吸气量)
Expiratory reserve volume(补呼气量)
Residual volume(残气量)
Vital capacity(肺活量)肺通气量和肺泡通气量
lung ventilation volume and alveolar ventilation每分通气量
每分通气量=潮气量×呼吸频率(次/分)
成人呼吸频率为12-18次/分，女性快2-3次
平静时每分通气量为6—8升，运动时，不仅呼吸频率增加，且呼吸深度加大，每分通气量增加，可达到70—120L肺泡通气量
生理无效腔(无效腔)=解剖无效腔+肺泡无效腔。
肺泡通气量=（潮气量-生理无效腔）X呼吸频率 人工呼吸呼吸气体的交换和运输 Gas Exchange and Transport呼吸气体交换包括肺泡与血液之间，以及血液与组织细胞之间的氧气和二氧化碳的交换，分别称为肺换气和组织换气。气体交换Gas Exchange无论气体在肺或在组织交换，都是通过气体扩散而进行的。各种气体之所以能透过呼吸膜按一定方向扩散，关键在于分压差。0.04%16.4%21%4.1%空气 159 0.3
肺泡: 105 40
动脉血: 95 40
静脉血: 40 46
组织: 31 51 氧分压 二氧化碳分压 (单位mmHg)从上面的梯度图可非常明显地看出，Po2从空气到组织呈下波，且斜率较大，而Pco2从组织到空气呈下波，但斜率较小，所以在这样的分压差的推动下，O2从空气扩散到组织，而CO2则从组织向空气扩散。除分压差外，影响气体扩散速度的因素还有呼吸膜厚度，呼吸膜扩散面积，气体的溶解度以及气体相对分子质量。
呼吸膜越薄，扩散越快
扩散面积越大，扩散越快
气体溶解度越高，扩散越快
分子质量越小，扩散越快。O2和CO2在血液中均以物理溶解和化学结合二种方式运输，但绝大部分是以化学结合形式运输的。以物理溶解的量很少，却十分重要，因为肺和组织进行气体交换时进入血液的气体首先必须溶解于血液中，反之当气体从血液释放出来时，首先是溶解状态的气体，结合状态的气体再分离出来成为溶解气体。 气体的运输
O2 and CO2 TransportOxygen TransportDissolved(溶解) in Plasma1.5 %
Arteries 0.3mlO2/100ml blood.
Veins 0.12mlO2/100ml blood.Combined with Hemoglobin98.5 %
Oxyhemoglobin(氧合血红蛋白) Formation
高压氧低压氧1gHb可结合1.34-1.36mlO2，健康的人100ml血含Hb15g，则完全饱和时可结合氧约20ml，这称为血红蛋白氧容量，在一个大气压下，百分之百Hb与氧结合为氧合血红蛋白的称氧饱和，血红蛋白在一定条件下实际结合的氧量称血红蛋白氧含量，血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分比称为血红蛋白氧饱和度。几个相关的定义(概念)血液能结合氧的量称为血氧容量，它是血红蛋白氧容量和物理溶解氧容量之和，但由于物理溶解量很少，所以常把血红蛋白氧容量称为血氧容量。
安静时，动脉血氧饱和度达97%以上，可视为100%，为20.30ml%(mlO2/100ml全血)，静脉血的饱和度为75%，为15ml%，也就是说每100 ml血流经组织后，释放出5 ml O2。氧离曲线
Oxyhemoglobin Dissociation Curve表达血红蛋白氧饱和度与血液O2分压之间关系的曲线称氧离曲线。从氧离曲线可以看出，随着氧分压的逐渐升高，血红蛋白的氧饱和度缓慢上升，但它们不是直线的正比关系，而是呈“S”形曲线关系。 The Oxygen Dissociation Curve 血红蛋白氧饱和度O2分压曲线上段，即PO2在 60-100mmHg时，坡度小，说明这个范围内O2分压的变化虽然较大，但血氧饱和饱和度的变化却不大。当血O2分压从100mmHg下降到80mm Hg时，血氧饱和度从98%下降到96%。这一特征表明，即使外界或肺泡中O2分压有所下降，但血氧饱和度仍可维持在较高的水平上，从而保证全身组织氧的供应。 The Oxygen Dissociation Curve 血红蛋白氧饱和度O2分压曲线下段，即O2分压在60mmHg以下时，坡度很陡，表明O2分压略有下降，血氧饱和度就迅速下降。当O2分压到40-10mmHg时(正是组织内O2分压波动的范围)，坡度更陡，O2分压稍有下降，血氧饱和度就大幅度下降，使较多的O2释放出来，供组织利用。血红蛋白的这种特性使血液在O2分压高的部位即肺能迅速与O2结合，达到很高的氧饱和度，而在O2分压低的组织部位又能促进O2的释放。 The Oxygen Dissociation Curve 血红蛋白氧饱和度O2分压影响氧离曲线的因素pH和CO2影响
温度影响
2,3-DPG(2,3-二磷酸甘油酸) 浓度升高有利于,曲线右移,氧气容易释放.
原因是这些物质可降低氧气与血红蛋白的结合能力Carbon Dioxide TransportDissolved in Plasma(血浆)7-10 %
3.09 mlCO2/100ml blood.化学结合(两种方式)Chemically Bound to Hemoglobin in RBC(Carbaminohemoglobin氨基甲酰血红蛋白)
20 - 30 %
As Bicarbonate Ion(HCO3-) in Plasma
60 -70 %CACA
Basic fun_ction of respiratory system绍兴文理学院生命科学学院金立方第一节 呼吸道与肺泡呼吸概念及意义
呼吸是机体与外界环境进行气体交换的过
程，即吸取O2排出CO2的过程。
将组织细胞代谢过程中产生的CO2排出体外，
同时将O2输送给组织细胞呼吸过程process of respiration呼吸过程是通过三个连续的环节
外界空气与肺泡之间以及肺泡与肺毛细血管之间的气体交换称外呼吸(external respiration)，包括肺通气和肺换气二个过程。
气体在血液运输(gas transportation)
组织细胞与组织毛细血管之间的气体交换称内呼吸(internal respiration)呼吸系统的组成
Components of respiratory system习惯上把进行外呼吸的肺脏称为呼吸器官，它与那些协助肺泡完成通气功能的器官和支气管等共同构成呼吸系统。
呼吸系统包括呼吸道和肺
呼吸道分上呼吸道(鼻、咽、喉)和下呼吸道(气管、支气管)
肺由支气管及分支和肺泡构成。上呼吸道下呼吸道呼吸道respiratory tract支气管形态结构自上而下犹如一棵倒置的树。支气管树上呼吸道下呼吸道 1）调节气道阻力
由14—16个“C”形软骨环和连于其间的环韧
带构成。气管软骨环开口向后，由平滑肌
纤维和弹性纤维构成膜性壁封闭。气管外观平滑肌受交感神和副交
感神经的双重支配气管纵切支气管左支细长(4—5cm)，走向平坦，右支粗短(长3cm)，走向陡直，因此进入气管的异物易落入右支气管。左支经肺门入左肺，右支入右肺。
支气管树呼吸道管壁
粘膜杯状细胞：分泌粘液、湿润
空气、吸 附颗粒、
免疫功能纤毛上皮细胞：向口腔方
向运动吞噬细胞（呼吸性支气管）：
吞噬颗粒2）粘膜的作用肺LungThe organ for breathing, air transfer and gas exchange.
可以把肺分为导管部和呼吸部小支气管Primary Bronchus
细支气管Secondary Bronchus
终末支气管Terminal Bronchiole1)导管部Conducting Zone这些气管与支气管比较,软骨和杯状细胞逐渐减少, 平滑肌增多.2)呼吸部Respiratory Zone指能够进行气体交换的部分，包括呼吸性细支气管(Respiratory Bronchiole)、肺泡管(Alveolar duct)、肺泡囊(Alveolar Sac)和肺泡(Alveolus)。呼吸部的结构呼吸性细支气管终末支气管肺泡管肺泡肺囊泡肺泡是半球形的囊泡，为气体交换场所。
半球状囊泡.
~ 300 million 肺泡.
Large surface area (60 – 80 m2).
每个肺泡只有一个细胞的厚度.
Has 3 types of cells:
Alveolar type I:
为鳞状扁平上皮细胞,是实现肺和血液交换的部位.
Alveolar type II:
Secrete surfactant(分泌表面活性物质).
Alveolar type III
Surface Tension表面张力
抵抗肺扩张的一种力（回缩力）。
Pulmonary surfactant表面活性剂
由II型细胞分泌。
最重要的成分是二棕榈酰卵磷脂(DPPC)。
作用
降低吸气阻力，增加肺顺应性
维持大小肺泡容量的稳定
维持肺组织适当的扩张与回缩
减少表面张力对肺毛细血管中液体的吸引作用，保持肺泡相对干燥。表面活性物质的作用肺泡隔alveolar septum
相邻两个肺泡之间的薄层结缔组织称肺泡隔，膈内有丰富的毛细血管及弹性纤维等，故肺泡有良好的弹性，膈内具有尘细胞(巨噬细胞)，它可穿过肺泡上皮进入肺泡腔内，吞噬尘粒，对肺起净化作用。
在肺泡隔毛血管间隙中往往有?10-15?m的圆形或椭圆形小孔，称Kohn氏小孔。肺泡上皮层外面，为丰富的毛细血管网，肺泡气体与肺毛细血管血液之间至少存在六层，(表面活性层，液体层，上皮细胞层，间膜层，基膜层，毛细血管内皮细胞层)这六层共同构成血-气屏障，其厚度在0.2—0.6μm。有很好的通透性，有利于肺泡与血液之间的气体交换。 3) 血-气屏障或呼吸膜
(Blood air barrier， Alveolar Respiratory membrane)胸膜和胸膜腔Pleura and Pleural Cavity胸膜腔: 胸膜腔有两层，同肺贴紧的脏层和同胸廓内贴紧的壁层，以及两层之间的空隙。
腔内无空气，只有少量的液体。第二节 呼吸运动与肺通气Pulmonary ventilation is the gas exchange process between lungs and environment.
气体通过呼吸道进出肺本质是由于肺泡与外界之间的气压差所引起的。1. 呼吸运动
呼吸肌节律性呼吸运动则是实现通气的动力。肺本身没有肌纤维，没有主动地扩张和缩小能力(舒缩能力) 。
平静呼吸常起作用的是吸气肌中的肋间外肌和膈肌。
膈肌的收缩使膈肌下移,肋间外肌的收缩使肋骨和胸骨向上提,同时使肋骨下缘向外侧偏转.肋间肌收缩和舒张引起肋骨和胸骨的升降运动的呼吸方式称胸式呼吸(Thoracic breathing)。
膈肌的长降造成腹壁的起伏的呼吸方式称腹式呼吸(Abdominal breaghing)。
正常情况下二种方式同时存在，安静时，一般女子以胸式呼吸为主，男子及婴儿以腹式呼吸为主。1）肺内压（肺泡内的压力）
吸气初：肺内压小于大气压
吸气末：肺内压等于大气压
呼气初：肺内压大于大气压
呼气末：肺内压等于大气压
变化在2-3mmHg之间。
2.肺内压与胸内压的变化2）胸内压和肺的弹性回缩胸膜腔胸内负压在平和呼吸时，胸内压始终低于大气压，因此习惯上称为胸内负压。
造成的原因是肺是有弹性的器官，表现出一定的弹性回缩力，弹性回缩力的方向恰与大气压通过肺作用与胸膜腔的力相反。即
胸内压=大气压-肺回缩力胸内负压在平静呼气末期约为-3--5mmHg(0.4-0.7Kpa)，而在吸气末期则更低，约为-5--10mmHg (0.8—1.3Kpa)。
生理意义：一方面可以使肺泡保持稳定的扩张状态而不萎缩；另一方面可作用于胸腔内的心脏和大静脉，降低中心静脉压，促进静脉血回流和淋巴液回流。 气胸三、肺通气的阻力弹性阻力和非弹性阻力肺容量：肺容纳的气体量称为肺容量。肺总量total lung capacityTidal volume(潮气量)
Inspiratory reserve volume(补吸气量)
Expiratory reserve volume(补呼气量)
Residual volume(残气量)
Vital capacity(肺活量)肺通气量和肺泡通气量
lung ventilation volume and alveolar ventilation每分通气量
每分通气量=潮气量×呼吸频率(次/分)
成人呼吸频率为12-18次/分，女性快2-3次
平静时每分通气量为6—8升，运动时，不仅呼吸频率增加，且呼吸深度加大，每分通气量增加，可达到70—120L肺泡通气量
生理无效腔(无效腔)=解剖无效腔+肺泡无效腔。
肺泡通气量=（潮气量-生理无效腔）X呼吸频率 人工呼吸呼吸气体的交换和运输 Gas Exchange and Transport呼吸气体交换包括肺泡与血液之间，以及血液与组织细胞之间的氧气和二氧化碳的交换，分别称为肺换气和组织换气。气体交换Gas Exchange无论气体在肺或在组织交换，都是通过气体扩散而进行的。各种气体之所以能透过呼吸膜按一定方向扩散，关键在于分压差。0.04%16.4%21%4.1%空气 159 0.3
肺泡: 105 40
动脉血: 95 40
静脉血: 40 46
组织: 31 51 氧分压 二氧化碳分压 (单位mmHg)从上面的梯度图可非常明显地看出，Po2从空气到组织呈下波，且斜率较大，而Pco2从组织到空气呈下波，但斜率较小，所以在这样的分压差的推动下，O2从空气扩散到组织，而CO2则从组织向空气扩散。除分压差外，影响气体扩散速度的因素还有呼吸膜厚度，呼吸膜扩散面积，气体的溶解度以及气体相对分子质量。
呼吸膜越薄，扩散越快
扩散面积越大，扩散越快
气体溶解度越高，扩散越快
分子质量越小，扩散越快。O2和CO2在血液中均以物理溶解和化学结合二种方式运输，但绝大部分是以化学结合形式运输的。以物理溶解的量很少，却十分重要，因为肺和组织进行气体交换时进入血液的气体首先必须溶解于血液中，反之当气体从血液释放出来时，首先是溶解状态的气体，结合状态的气体再分离出来成为溶解气体。 气体的运输
O2 and CO2 TransportOxygen TransportDissolved(溶解) in Plasma1.5 %
Arteries 0.3mlO2/100ml blood.
Veins 0.12mlO2/100ml blood.Combined with Hemoglobin98.5 %
Oxyhemoglobin(氧合血红蛋白) Formation
高压氧低压氧1gHb可结合1.34-1.36mlO2，健康的人100ml血含Hb15g，则完全饱和时可结合氧约20ml，这称为血红蛋白氧容量，在一个大气压下，百分之百Hb与氧结合为氧合血红蛋白的称氧饱和，血红蛋白在一定条件下实际结合的氧量称血红蛋白氧含量，血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分比称为血红蛋白氧饱和度。几个相关的定义(概念)血液能结合氧的量称为血氧容量，它是血红蛋白氧容量和物理溶解氧容量之和，但由于物理溶解量很少，所以常把血红蛋白氧容量称为血氧容量。
安静时，动脉血氧饱和度达97%以上，可视为100%，为20.30ml%(mlO2/100ml全血)，静脉血的饱和度为75%，为15ml%，也就是说每100 ml血流经组织后，释放出5 ml O2。氧离曲线
Oxyhemoglobin Dissociation Curve表达血红蛋白氧饱和度与血液O2分压之间关系的曲线称氧离曲线。从氧离曲线可以看出，随着氧分压的逐渐升高，血红蛋白的氧饱和度缓慢上升，但它们不是直线的正比关系，而是呈“S”形曲线关系。 The Oxygen Dissociation Curve 血红蛋白氧饱和度O2分压曲线上段，即PO2在 60-100mmHg时，坡度小，说明这个范围内O2分压的变化虽然较大，但血氧饱和饱和度的变化却不大。当血O2分压从100mmHg下降到80mm Hg时，血氧饱和度从98%下降到96%。这一特征表明，即使外界或肺泡中O2分压有所下降，但血氧饱和度仍可维持在较高的水平上，从而保证全身组织氧的供应。 The Oxygen Dissociation Curve 血红蛋白氧饱和度O2分压曲线下段，即O2分压在60mmHg以下时，坡度很陡，表明O2分压略有下降，血氧饱和度就迅速下降。当O2分压到40-10mmHg时(正是组织内O2分压波动的范围)，坡度更陡，O2分压稍有下降，血氧饱和度就大幅度下降，使较多的O2释放出来，供组织利用。血红蛋白的这种特性使血液在O2分压高的部位即肺能迅速与O2结合，达到很高的氧饱和度，而在O2分压低的组织部位又能促进O2的释放。 The Oxygen Dissociation Curve 血红蛋白氧饱和度O2分压影响氧离曲线的因素pH和CO2影响
温度影响
2,3-DPG(2,3-二磷酸甘油酸) 浓度升高有利于,曲线右移,氧气容易释放.
原因是这些物质可降低氧气与血红蛋白的结合能力Carbon Dioxide TransportDissolved in Plasma(血浆)7-10 %
3.09 mlCO2/100ml blood.化学结合(两种方式)Chemically Bound to Hemoglobin in RBC(Carbaminohemoglobin氨基甲酰血红蛋白)
20 - 30 %
As Bicarbonate Ion(HCO3-) in Plasma
60 -70 %CACA