第七章 呼吸生理第五章 呼 吸(respiration)

呼 吸

---- 机体与外环境之间的气体交换过程。

呼吸过程的三个环节：

呼吸

肺呼吸（外呼

吸）气体在血液中的运输

细胞呼吸（内呼吸）

肺通气

肺换气

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

气体在血液中运输

肺换气 组织换气肺通气

呼吸过程的三个环节：

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

气体在血液中运输

肺换气 组织换气肺通气

呼吸过程的三个环节：

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

气体在血液中运输

肺换气 组织换气肺通气

呼吸过程的三个环节：

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

第一节 肺通气 ----- 肺与外界环境之间的气体交换过程。 * 肺通气的器官：呼吸道、肺泡和胸廓等 .

* 呼吸道的主要功能： (1) 气体通道； (2) 加温、加湿、过滤、清洁等； (3) 保护功能：喷嚏反射、咳嗽反射等。

咽

气管

鼻腔

左肺

呼吸系统解剖图

一、肺通气的动力

* 通气的动力克服通气的阻力

直接动力：肺内压与大气压的压力差

肺通气

原动力： 呼吸运动

( 一 ) 呼吸运动 ---- 呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大

和缩小 , 包括吸气运动和呼气运动 .

肋间内肌肋间外肌

膈

膈

吸气 呼气

胸骨

肋骨

平静呼气

肋间内肌收缩肋间外肌松弛肋间外肌收缩 肋间内肌松弛肋骨

胸骨平静吸气

肋间外肌收缩 肋间内肌松弛肋骨

胸骨用力吸气

胸骨

肋骨

用力呼气

肋间内肌收缩肋间外肌松弛

呼吸运动的过程 呼吸肌收缩或舒张 胸腔扩大或缩小 肺脏扩张或回缩 肺内压降升

气体经呼吸道流动

吸气或呼气

呼吸运动和肺内压的变化：

膈肌收缩 肋间外肌收缩 膈肌下降 肋骨、胸骨上提 胸廓上下径 前后径、左右径增大 胸腔扩大 肺扩张 肺内压暂时下降（＜大气压） 空气进入肺泡（吸气）

(1) 平静吸气时 ( 主动过程 )

吸气肌舒张 膈肌上升、肋骨、胸骨下降 胸廓上下径、前后径、左右径减小 肺回缩 肺内压升高＞大气压 气体由肺泡内排出（呼气）

平静呼气时：

( 被动过程 )

吸气肌及 辅助吸气肌收缩 胸腔进一步扩大 肺进一步扩张 肺内压进一步下降

吸气 ( 增多 ) ( 主动过程 )

吸气肌舒张及 呼气肌收缩 胸腔进一步缩小 肺进一步回缩 肺内压进一步升高

呼气 ( 增多 ) ( 主动过程 )

(2) 用力呼吸 ( 深呼吸 ) 时的肺通气原理：

说明：

平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的；用力呼吸时，吸气和呼气均为主动过程。

腹式呼吸 : 以膈肌舒缩活动为主

的呼吸运动 , 腹壁明显起伏。

胸式呼吸 : 由肋间外肌舒缩活动为

主的呼吸运动 , 胸壁明显起伏。

一般情况 , 呈腹式和胸式混合式呼吸。

2. 腹式呼吸和胸式呼吸

( 二 ) 肺内压 : 肺泡内的压力 . 吸气过程中 : 肺内压先降后升 ; 呼气过程中 : 肺内压先升后降 .

* 人工呼吸 : 负压式人工呼吸 : 人为地 ( 如举臂压背 ) 帮 助胸廓扩张 , 引起肺内压低于大气压… ; 正压人工呼吸 : 人为地提高气道内压力 , 使之高于肺内压 ( 正压 )… 。

一次呼吸周期过程中，肺内压、 胸内压和呼吸气容积的变化

吸气 呼气

+1

+2

0

-1

-2

肺内压

( 三 ) 胸膜腔内压 :

--- 胸膜腔内压通常低于外界大气 压， 为负压 , 称为胸内负压 . 胸膜腔特点：(1)  密闭(2) 浆液的作用(3) 压力─负压  ( 低于大气压 )

胸内负压的形成：形成条件 : ①肺的回缩趋向 .

② 胸膜腔密闭和浆液分子内聚力 .

* 形成原理 :

胸内压＝ 肺内压 肺回缩力

因吸气末或呼气末肺内压等于大气压 ,故 胸内压＝ 肺内压 －肺回缩力一般以大气压为零位标准 ,即大气压＝0, 故： 胸内压 ＝ 大气压 －肺回缩力

大气压

0

一次呼吸周期过程中，肺内压、 胸内压和呼吸气容积的变化

吸气 呼气

+1

+2

0

-1

-2

胸膜腔内压

说明 :

1. 平静呼吸过程中 , 胸膜腔内压始终为负压 .

2. 而当关闭声门用力作呼气动作时 ,

肺内压明显升高 , 胸内压可为正值 .

3. 胸膜腔负压的生理意义

(1) 牵引肺 , 使肺扩张 ;

(2) 促进静脉血和淋巴液的回流。

气 胸 由于胸壁贯通伤或肺损伤时，胸膜腔内进入气体，使胸内负压减小甚至消失。

肺弹性阻力 由表面张力形成 弹性阻力 由弹性纤维形成 (70%) 胸廓弹性阻力 : 由弹性组织形成肺通气阻力 非弹性 气道阻力 阻力 惯性阻力 (30%) 组织的粘滞阻力

二、肺通气的阻力

( 一 ) 肺通气的弹性阻力 弹性阻力 (R)── 弹性物体对抗外力 作用所引起的变形的力。 顺应性 (compliance,C)── 在外力作 用下弹性组织的可扩张性。

顺应性 (C) = ————————容积变化 ( V△ )

压力变化 ( P△ )

说明 :

1) 顺应性为衡量弹性阻力的指标 .

2) 顺应性与弹性阻力成反变关系：

弹性阻力大──不易扩张──顺应性小

弹性阻力小──易扩张 ── 顺应性大

1. 肺的弹性阻力和顺应性

★肺的弹性阻力由肺被扩张时产生的

弹性回缩力所构成 , 是吸气的阻力 .

弹性回缩力 (1/3)

肺泡液 - 气界面的表面张力。（ 2/3 ）

肺的弹性阻力

★ 肺组织本身的的弹性回缩力 ( 是吸气的阻力 , 呼气的动力 )

随肺的扩张程度而变 :

吸气时→肺扩张→肺弹性回缩力增大 ;

呼气时→肺回缩→肺弹性回缩力减小 .

肺气肿→肺弹性回缩力↓→呼气困难

(1) 肺泡表面张力

--- 存在于液 -气界面 ( 表面 ) 的一种力 . 使液使液 --气表面尽量缩小的一种力气表面尽量缩小的一种力

☆肺泡内液 - 气界面表面张力所 产生的回缩力 (约占 2/3)

表面张力——表面张力——

使液使液 --气表面尽量缩小的一种力。气表面尽量缩小的一种力。

肺泡表面张力——是向中心性的 , 使肺 泡趋于缩小 , 形成肺泡弹性阻力 ,

为吸气的阻力，呼气的动力 .

根据 Laplace定律 :

2T P ＝ r

肺泡回缩压 (P) 与肺泡半径 (r) 成反比，与肺泡表面张力成正比。

分析大小不同的两个相连的肺泡其回缩力和表面张力的关系 :

假设两肺泡的 T ＝ 20dyn/cm2

大肺泡 r ＝ 0.01cm

小肺泡 r ＝ 0.005cm 0.01cm0.005cm

P( 大 ) ＝ 2×20 / 0.01 ＝ 4000(dyn/cm2)

＝ 4(cmH2O)P( 小 ) ＝ 2×20 / 0.005 ＝ 8000(dyn/cm2)

＝ 8(cmH2O)

肺泡肺泡内液层肺泡表面活性物质

(2) 肺泡表面活性物质合成与释放 :

肺泡Ⅱ型细胞主要成份 :

二棕榈酰卵磷脂

分布及特点 : 呈单分子层分布在肺泡液体层表面 极性端插入液体层 , 非极性端朝向肺泡腔 分布密度与肺泡大小有关 , 小肺泡分布密 度大 , 大肺泡分布密度小。

 

* 肺表面活性物质的分布密度可随肺泡

半径的改变而改变 :

吸气时肺泡增大： 分布密度下降

吸气时 : 密度↓→使回缩力↑→肺泡不致过大

呼气时肺泡缩小：

分布密度增大

呼气时 : 密度↑→使回缩力↓→肺泡不致塌陷

肺泡表面活性物质的生理功能 :

----- 降低肺泡表面张力① 有助于维持肺泡的稳定性： 1)防止吸气和呼气时肺泡过度膨胀和塌陷。 2) 保持大小肺泡容积的相对稳定。

Laplace定律 : P=2T/r

因此 :实际

P=2(T-X) / r

r=0.005

P 小 =8r=0.01

P 大 =4

② 减少肺间质和肺泡内组织液的生成 ,

防止肺水肿的发生 .

③降低吸气阻力，减少吸气作功，

增加肺顺应性 , 利于肺扩张 .

2. 胸廓的弹性阻力和顺应性 : 胸廓是一

双向弹性体 , 弹性的作用依其所处位置而变 .  

自然位置 ( 肺容量相当于 67% 肺总量 ), 弹性阻力＝ 0

大于自然位置 , 胸廓回缩力向内成为吸气的阻力 , 呼气的动力 . 

小于自然位置 , 胸廓回缩力向外 ,

成为吸气的动力 , 呼气的阻力 . 

( 二 ) 非弹性阻力 : ( 动态阻力 )

惯性阻力

非弹性阻力 粘滞阻力

气道阻力( 占 80%~90%)

气道阻力 ── 气体流经呼吸道时 , 气体分子间 和气体分子与气道壁之间的摩擦力。 大气压与肺内压之差 (cmH2O) 气道阻力＝ 单位时间内气体流量 (L/S) 产生气道阻力的主要部位 :

主支气管以上气道 (占总阻 80% ~ 90%)

小气道（口径＜ 2mm ）（占总阻约 10% ）

影响气道阻力的因素 :

① 气流速度 : 流速愈快→气流阻力愈大 ,

呈正相关 .

② 气流形式 : 层流阻力小，湍流阻力大；

③ 气道管径 : 为影响气道阻力的主要因素。

★气道阻力与气道半径的四次方成反比。

8L R ＝ R∝1/r4   4

三、肺通气功能的评定

( 一 ) 肺容量

肺容量 : 肺所容纳的气体量 .

★肺 活 量 ----指最大吸气后再用力呼气所能呼出的

最大气量 . 正常男性 : 3500ml; 女性 2500ml.

肺活量 = 潮气量＋补吸气量＋补呼气量 .

潮气量400~600ml

补吸气量 ( 吸气储备量 )

1500~2000ml

补呼气量 ( 呼气储备量 )

900~1200ml残气量1000~1500ml

深吸气量

功能残气量

肺活量肺总量

用力呼气量 ( 时间肺活量 ):

----尽力最大吸气后再尽力尽快呼气 , 在一定时间所能呼出的气量 , 通常以它所占用力肺活量百分比表示。

第一秒 第二秒 第三秒 83% 96% 99%

图 5-7 用力肺活量和用力呼气量A: 正常人 B: 气道狭窄患者纵坐标的“ 0” 等于残气量

A

B

( 二 ) 肺通气量1.每分通气量 : 指每分钟吸入或呼出 的气体总量。 肺通气量 = 潮气量 × 呼吸频率平静呼吸时 , 正常成人约为 :

500ml×(12~18) 次 / 分＝ 6~9L/min

最大随意通气量 : 尽力作深、快呼 吸时的肺通气量。 正常成人约为 70~120L/min

通气贮量百分比＝——————————————最大通气量—每分平静通气量

最大通气量

通气贮量百分比——

衡量通气功能贮备能力的指标。

正常值等于或大于 93%.

2. 肺泡通气量

(1)无效腔 -----从鼻到肺泡 , 凡没有参与

肺泡与血液间的气体交换的容积 .

①解剖无效腔 :从鼻到终末细支气管的

呼吸道容积 , 正常成人约 150ml 。

② 肺泡无效腔 :没有与血液进行气体

交换的肺泡的容积 , 平卧时很小。

③生理无效腔 = 解剖无效腔 + 肺泡无效腔

≈ 解剖无效腔

分级

0

1

2

34

17

1920

2223

解剖无效腔

肺泡通气量 ----每分钟在肺泡中进行

气体交换的有效通气量。

肺泡通气量＝ (潮气量－无效腔气量 )

× 呼吸频率

★ 肺泡通气量比肺通气量更能反映

肺通气的真实效能

不同呼吸频率和幅度的每分肺通气量和肺泡通气量

呼吸形式 呼吸频率 ( 次 /min)

潮气量 (ml)

肺通气量(ml/min)

肺泡通气量(ml/min)

平静呼吸 12 500 6000 4200

浅快呼吸 24 250 6000 2400

深慢呼吸 6 1000 6000 5100

表明 :1. 在一定范围内深而慢的呼吸更有效

2. 肺泡通气量比肺通气量更能反应肺通气 的真实效能 .

第二节 气 体 交 换

一、气体交换的原理( 一 ) 气体交换的方式和动力

气体交换的方式──扩散气体扩散的动力─区域间的气体分压差气体分压 (P): 混合气体中每种组成气体分 子运动所产生的压力称为该气体的分压。气体分压 = 总压力×该气体的容积百分比

扩散速率 (D): 单位时间内气体扩散的容 积称为气体扩散速率 .

扩散系数 ----溶解度与分子量的平方根之比 .

气体扩散速率 (D) 的影响因素 :

扩散距离 (d)·√ 气体分子量 (MW)D∝————————————————

分压差 (P)· 温度 (T)· 扩散面积 (A)· 溶解度 (S)

2. 血液气体和组织气体的分压 ( 表 5-2)

不同组织的 Po2 和 Pco2不同 ;

在同一组织中受组织活动水平的影响

CO

2 O2

CO

2 O2

动脉血 :

PO2:100mmHg

PCO2:40mmHg

组织 :

PO2:30mmHg

PCO2:50mmHg

静脉血 :

PO2:40mmHg

PCO2:46mmHg

肺泡气 :

PO2:104mmHg

PCO2:40mmHg

CO

2 O2

CO

2 O2

PO2=104PCO2=40PO2=40

PCO2=46PO2=100PCO2=40

PO2=40PCO2=46

PO2=100PCO2=40

PO2=30PCO2=50

气体交换过程

动脉血

静脉血

气体交换动画

二、气体交换的过程( 一 ) 肺换气过程：

肺泡气 血液 O2

CO2

静脉血

动脉血

特点 : 迅速 ,不到 0.3s即可达平衡 . 而通常情况

下 , 血液流经肺 Cap约 0.7s, 即当血液流经肺

Cap全长的约 1/3 时 ,已基本完成肺换气 .

( 二 ) 组织换气的过程组织换气过程：

组织细胞血液 O2

CO2

静脉血

动脉血

( 三 )影响肺换气的因素：

1. 呼吸膜的厚度 : 反比；

(0.2~1m)

2. 呼吸膜的面积 : 正比 ;

(70㎡ ,安静时仅用 40 ㎡ )

3. 通气 / 血流比值 ( )

含肺泡表面活性物质的液体分子层

毛细血管基膜毛细血管内皮

肺泡上皮

上皮基底膜 间隙

肺泡毛细血管

CO2

O2

RBC

VA／ Q• •

★通气 / 血流比值（ ）

------每分肺泡通气量 ( ) 与

每分肺血流量 ( ) 之间的比值 .

正常值 : 肺泡通气量 : 4.2L/min

肺血流量 : 5L/min

则 :

VA／ Q• •

VA

•

Q•

VA／ Q ＝ ＝ 0.84• • 4.25

Q• VA

•

正常：肺泡通气量 :4.2L/min

肺血流量 : 5L/min

则 : VA／ Q ＝ ＝ 0.84• • 4.25

VA／ Q比值增大通气过剩血流不足

肺泡气未能与血 液气体充分交换

肺泡无效腔增大 气体交换不良 血中缺 O2 或

CO2潴留

Q• VA

•

肺血流量下降 , 肺泡通气量不变 ,

则 : VA／ Q ＝ ＝ 1.68• • 4.22.5

肺动脉拴塞

1.68>0.84, 意味着部分肺泡气未能与

血液充分交换 ,相当于肺泡无效腔增大

VA／ Q比值下降 通气不足 混合 V 血中的气体 血流过剩 不能充分更新 发生功能性A-V短路

血中缺 O2

或 CO2 潴留气体交换不良

Q• VA

肺泡通气量下降而肺血流量不变 ,

则 : VA／ Q ＝ ＝ 0.6• • 3

5

支气管痉挛 ,VA↓

0.6<0.84, 通气不足 ,V血中的气体不能

充分更新 ,犹如发生了动 -静脉短路 .

★无论 VA／ Q>0.84 或 <0.84,都会妨碍有效

的气体交换 , 导致机体缺 O2 和 CO2潴留 ,

其中主要是缺氧 , 主要原因有 :

1. 动、静脉血之间 PO2 差 >PCO2 差 ,发生动、

静脉短路时 PO2 下降 > PCO2 升高

2.CO2 的扩散系数为 O2 的 20倍 , CO2不易潴留

3. 动脉血 PO2 下降和 PCO2 升高时刺激呼吸有

助于 CO2 排出却无助于 O2 的摄取 .

• •

肺脏不同局部 VA／ Q 值 (不相同 )

* 通气量 : 肺尖部 ＜ 肺底部 血流量 : 肺尖部＜ ＜肺下部。VA／ Q 值：肺尖部 :3.3 > 0.84

肺底部 :0.63< 0.84

第三节 气体在血液中的运输 ☆O2 和 CO2 在血液中存在的形式 :

物理溶解和化学结合 ( 主要 )

肺泡 血液 组织O2 溶解的 O2 化学结合的 O2 溶解的 O2 O2

CO2 溶解的 CO2 化学结合的 CO2 溶解的 CO2 CO2

O2 和 CO2 在血液中的运输形式

一、氧的运输

运输形式 :

(1) 物理溶解：占 1.5% ；

(2) 化学结合：占 98.5%,

与红细胞内的血红蛋白 (Hb)结合成

氧合血红蛋白 (HbO2).

( 一 ) Hb 与 O2结合的特征1. 反应快、可逆、不需酶的催化 ,受 PO2

的影响 (PO2 高时结合 , PO2 低时解离 ) PO2 高 ( 肺 ) Hb＋ O2 HbO2 PO2 低 ( 组织 )

2. 是氧合 , 而不是氧化 :

Hb 的 Fe2+ 与 O2结合后仍是二价铁。

3. 1 分子 Hb 可结合 4 分子 O2 ，

1gHb 可结合 1.34~1.39ml O2 .

① Hb 的氧容量 (≈ 血氧容量 )──100ml 血 液中 Hb 所能结合的最大 O2量 .

② Hb 的氧含量 (≈ 血氧容量 )──100ml 血 液中 Hb实际结合的 O2量 .

③Hb 的氧饱和度 (≈ 血氧饱和度 )──Hb氧 含量占 Hb氧容量的百分比 .

如 : 某人 Hb含量为 15g/100ml 血液 ,

则 Hb氧容量为 :

1.34 15 ╳ ＝ 20.1ml/100ml.

如 : 某人 Hb浓度为 15g/100ml 血液 ,

Hb氧容量为 20.1ml/100ml.

其动脉血 Hb氧含量为 20.1ml,

Hb氧饱和度为 : 20.1/20.1 ＝ 100%;

其静脉血 Hb氧含量为 15ml,

Hb氧饱和度为 : 15/20.1≈75%.

*Hb 的颜色 :

HbO2 :鲜红色 ; 去氧 Hb:紫蓝色 ;

*紫绀 (发绀 ): 当体表表浅毛细血管床血液中 去氧 Hb含量达 5g/100ml 血液以上时 ,

皮肤、粘膜呈浅蓝色的现象 .

紫绀提示可能有缺氧。注意 : 缺 O2不一定发绀

如 : 严重贫血 CO 中毒 发绀不一定缺 O2

如 : 高原性红细胞增多症

( 二 ) 氧解离曲线及其影响因素 1.氧解离曲线

---- 表示 PO2 与 Hb氧饱和度 ( 或 Hb氧

结合量 ) 的关系的曲线 .

*氧解离曲线既可表示不同 PO2 下 O2 与Hb

的分离情况 , 同样也反映不同 PO2 下时

O2 与 Hb 的结合情况 .

氧解离曲线呈 S 形

Hb

O2(

%)

PO2

上段 (PO260~100mmHg ): 为 Hb 与 O2结合的部分

特点 : 曲线平坦 . 表明 PO2 的改变对 Hb氧饱

和度影响不大 ,利于 Hb结合较多的氧 .97.4%

100mmHg

94%

70mmHg

例 : PO2 Hb氧饱和度 13.3kPa(100mmHg ) 97.4%

20kPa(150mmHg ) 100%

9.3kPa(70mmHg ) 94%意义 : 能为机体保持足够摄 O2 量提供较大的 安全系数 .

注意 : 以上解释了 VA/Q不匹配时 , 如肺泡通气 量增加 ,PO2 升高 , 血氧饱和度增加有限 , 几乎无助于氧的摄取 .

Hb

O2(

%)

PO2

92%

60mmHg

75%

40mmHg

中段 (PO240~60mmHg): 为 HbO2释放 O2 的部分

特点 : 曲线较陡 . 即当 PO2 下降时 ,Hb氧饱和

度也下降 ,释放出所结合的氧 (供组织利用 ) 。

下段 (PO215~40mmHg): 为 HbO2释放 O2 的部分

特点 : 曲线坡度最陡 . 即 PO2稍下降 ,Hb氧饱

和度便即大幅度下降，从而促使更多的 HbO2 解离 ,释放较多的 O2 。

Hb

O2(

%)

PO2

75%

40mmHg

22%

15mmHg

意义 : 表示血液有相当大的氧贮备量，

能满足组织活动增强时的需要。

动脉血 组织PO2 100mmHg 15mmHg

Hb氧饱和度 97.4% 18%

血氧含量 19.4ml% 4.4ml%

O2 的利用系数 = 15／ 19.4×100%=75%

P50 增大 , 表明

Hb 对 O2亲合力下降

曲线右移 ;右移

2. 影响氧解离曲线的因素：

* 通常用 P50来表示 Hb 对 O2亲和力 .

*P50 ── 使 Hb氧饱和度达 50% 时的 PO

2.

正常值 : 26.5mmHg

50

50

左移 P50 降低表明

Hb 对 O2亲合力增加

曲线左移 ;

      (1)  pH 和 PCO2 的影响： pH

Hb 对 O2 的亲和力 P50 曲线右移

PCO2       

pH

Hb 对 O2 的亲和力 P50 曲线左移

PCO2

★波尔效应 (Bohr effect)----酸度对 Hb氧亲 和力的影响 (酸度增大使 Hb 对氧亲和力 降低 ; 酸度下降则使亲和力增高 ) 。★波尔效应的生理意义 :

(1) 促进肺毛细血管内 Hb 的氧合 :

血 PCO2↓→pH↑→亲和力↑→结合 O2 增加 ;

(2)有利于组织毛细血管血液释放 O2:

血 PCO2↑→pH↓→亲和力↓→释放 O2 增多 . 

(2) 温度 (T) 的影响 :( 与 H+ 活度有关 )

T↑→亲和力↓→曲线右移→促 O2 的释放

T↓→亲和力↑→曲线左移→不利 O2 的释放 (3) 2,3- 二磷酸甘油酸 (2,3-DPG)

[2,3-DPG]↑→亲和力↓→曲线右移→促 O2释放

[2,3-DPG]↓→亲和力↑→曲线左移→不利释放

(4)  其它因素 1) Hb自身性质的变化： Hb 中 Fe2+→Fe3+, Hb 将失去运 O2 能力 ;

2) CO 与 Hb 的亲和力是氧的 250倍 .

① 阻碍 Hb 与 O2结合 CO占据 Hb 与 O2结合的位点 ;

② 妨碍 HbO2 对 O2 的解离

增加其它 3 个血红素对 O2 的亲和力 .

影响氧解离曲线的因素 :

Hb

O2(

%)

PO2

PCO2 ↓pH ↑DPG ↓温度 ↓

(2)导致曲线左移的因素 :

pH↑ 、 PCO2↓ 、温度↓、细胞内 2,3-DPG↓ 等；

PCO2 ↑pH ↓DPG ↑温度↑

(1)导致曲线右移的因素 :

pH↓ 、 PCO2↑ 、温度↑ 、

细胞内 2,3-DPG↑ 等；

左移 右移

二、 CO2 的运输

( 一 ) CO2 的运输形式

(1) 物理溶解 (5%) ；

(2) 化学结合 :

①碳酸氢盐 (88%);

②氨基甲酸血红蛋白 (7%).

 

H2CO3 H2O+CO2

碳酸酐酶CO2CO2

HCO3-+H+

HCO3-+Na+ NaHCO3

Cl

Cl

结合成碳酸氢盐进行运输

血浆

红细胞组织

+Hb

Hb-CO2

CO2

1. 碳酸氢盐形式

H2O＋ Ｈ 2CO

３

HCO3-＋Ｈ +

碳酸酐酶

碳酸酐酶

(1)该过程中伴有红细胞内外的 Cl-转移 ;

(2) 在血浆中 HCO3- 与 Na+结合生成碳酸氢

钠 ,

在 RBC 内 HCO3- 与 K+结合生成碳酸氢钾 .

2.氨基甲酸血红蛋白 (HHbNHCOOH)

在组织HbNH2O2+H ＋ +CO2 HHbNHCOOH+O2

在肺

特点 :

(1)无需酶的催化 , 反应迅速可逆 ;

(2) 主要受氧合作用的调节 .

( 三 ) O2 与 Hb 的结合对 CO2 运输的影响

何尔登效应 (Haldane effect):

-----O2 与 Hb结合可促使 CO2释放 ;

而去氧 Hb易与 CO2结合 .

原因 : 去氧 Hb酸性较弱 , 容易与 C

O2

和 H+结合 ;

而 HbO2酸性较强 .

第四节 呼吸运动的调节

呼吸运动的特点 :

有自律性但又受意识的控制 .

呼吸运动的调节系统包括 :

(1)自主呼吸节律调节系统 ( 低位脑干 )

(2)随意呼吸调节系统 ( 大脑皮层 ).

一、呼吸中枢与呼吸节律

( 一 ) 呼吸中枢

---- 中枢神经系统内产生和调节

呼吸运动的神经细胞群。

基本呼吸中枢 : 低位脑干

------脑桥、延髓

1. 延髓呼吸中枢：产生节律呼吸的基本中枢

(1) 背侧呼吸组 (DRG): 主要含吸气神经元群

集中于孤束核的腹外侧部

(2) 腹侧呼吸组 (VRG): 主要含呼气神经元群

和吸气神经元群

集中于疑核、后疑核、面神经后核

2.脑桥的呼吸神经元 :

臂旁内侧核 (NPBM) 和 Kölliker-Fuse(KF)

合称为 PBKF核群 ,其内有呼吸调整中枢 .

呼吸调整中枢的作用是限制吸气，促

使吸气向呼气转换 . 3. 高位脑：大脑皮层（随意呼吸调节系统）、边缘系统、下丘脑等

延髓中枢吸气活动发生器 , 吸气神经元

延髓吸气切断机制

脊髓吸气肌运动神经元

吸气

+

脑桥呼吸调整中枢+

+

肺扩张 肺牵张感受器

+迷走神经

+延髓中枢吸气活动发生器活动被抑制

脊髓吸气肌运动神经元舒张

呼气

–

二、呼吸的反射性调节( 一 ) 肺牵张反射 (黑 -伯反射 )

----- 由肺扩张或缩小引起的吸气抑制

或吸气兴奋的反射 .

* 包括 : 肺扩张反射和肺缩小反射 .

* 正常人体平静呼吸时 , 肺牵张反射

不参与对呼吸的调节。

※ 肺扩张反射

吸气 肺扩张 肺牵张感受器

延髓

迷走神经

吸气切断机制抑制吸气发生呼气

( 二 ) 化学感受性反射

1. 化学感受器 :

(1) 外周化学感受器 : 颈动脉体和主动脉体 ;

(2) 中枢化学感受器 : 延髓腹外侧浅表部位 .

★化学感受器的适宜刺激 : A 血或脑脊液 中的 CO2 、 O2 和 H+浓度的变化 .

化学感受器 : 适宜刺激是化学物质的感受器 .

(1) 外周化学感受器

颈 A 体 PCO2↑

PO2↓

主 A 体 [H+]↑

(+)

(+)

外周化学感受器

舌咽神经

颈动脉体颈动脉窦

迷走神经

主动脉弓

主动脉体

减压神经

主动脉神经

中枢化学感受器

脑脊液和局部组织间液的 [H+]↑

＋

(2) 中枢化学感受器 :延髓腹外侧浅表部位

影响呼吸的化学敏感区

呼吸有关核团

化学敏感区

H+＋ HCO-3

↑ H2CO3

　　　↑ CO2＋ H2O

A B 中枢化学感受器 A ：延髓腹外侧的三个化学敏感区

B ：血液或脑脊液 PCO2 升高刺激呼吸的中枢机制

CA

2. CO2 、 H+ 和 O2 对呼吸的调节(1) CO2 对呼吸的影响影响途径：

① 直接作用中枢化学感受器

（主要途径）

② 兴奋颈动脉体和主动脉体

外周化学感受器

吸入气的CO2含量

动脉血中的 PCO2

二氧化碳迅速通过血脑屏障

脑脊液〔 H+ 〕

刺激中枢化学感受器

呼吸中枢兴奋

呼吸加强

CO2+H2O

H+

+HCO3-

CA

中枢途径

吸入气的CO2含量

动脉血中的 PCO2

颈 A 体主 A 体

呼吸中枢兴奋

呼吸加强

窦 N 迷走 N外周途径

CO2 对呼吸的影响：

1. 一定水平 PCO2 维持呼吸中枢兴奋 的必要条件；2. 吸入气中的 CO2浓度适量增加 (1% ~7%), 使呼吸加深加快；3. 但 A 血中 PCO2 过高可以引起呼吸中枢 麻痹，抑制呼吸。

(2) H+ 对呼吸的影响

动脉血中〔 H+ 〕

外周化学感受器途径

呼吸加强

H ＋不易通过血脑屏障 , 对中枢化学感受器的影响很弱 .

(3) O2 对呼吸的影响

当动脉血中 PO2 ＞ 60mmHg 时 ,

呼吸无明显变化 ;

当动脉血中 40mmHg ＜ PO2 ＜ 60mmHg

时 :

称低氧或缺氧 呼吸加深加快 ;当动脉血中 PO2 ＜ 40mmHg 时 ,

称重度缺氧 呼吸抑制 .

抑制呼吸中枢

刺激外周化学感受器

兴奋呼吸中枢

呼吸加强

动脉血中 PO2

直接

低氧对呼吸的影响机制 :