呼 吸
要點:
1.肺通氣:肺通氣的動力和阻力。肺容量,肺通氣量和肺泡通氣量。
2.呼吸氣體的交換:氣體交換的原理。氣體在肺的交換。通氣血流的比值及其意義。氣體在組織的交換。
3.氣體在血液中的運輸:物理溶解,化學結合及其關系,氧的運輸及氧解離曲線,二氧化碳的運輸。
4.呼吸運動的調節:呼吸中樞及呼吸節律的形成。呼吸的反射性調節。外周及中樞化學感受器,二氧化碳對中樞的調節。運動時呼吸的變化及其調節。
一、呼吸過程
呼吸全過程包括三個相互聯系的環節:(1)外呼吸,包括肺通氣和肺換氣;(2)氣體在血液中的運輸;(3)内呼吸。
掌握要點:(1)外呼吸是大氣與肺進行氣體交換以及肺泡與肺毛細血管血液進行氣體交換的全過程。呼吸性細支氣管以上的管腔不進行氣體交換,僅是氣體進出肺的通道,稱為傳送帶。對肺泡的氣體交換來說,傳送帶構成解剖無效腔。而呼吸性細支氣管及以下結構則可進行氣體交換,稱為呼吸帶,是氣體交換的結構。呼吸帶内不能進行氣體交換的部分則成為肺泡無效腔。正常肺組織内肺泡無效腔為零,在病理情況下,可出現較大的肺泡無效腔,它和解剖無效腔一起構成生理無效腔,所以,生理無效腔随肺泡無效腔增大而增大。
位置
感受細胞
感受刺激
中樞感受器
延髓腹外側淺表部位
神經細胞
[H ]↑(pH↓)p(CO2)↑
外周感受器
頸動脈體和主動脈體
Ⅰ型細胞
pH↓、p(CO2)↑、p(O2)↓
3.CO2對呼吸的調節:CO2對呼吸有很強的刺激作用,一定水平的p(CO2)對維持呼吸中樞的興奮性是必要的。CO2通過刺激中樞和外周化學感受器,使呼吸加深加快,其中刺激中樞化學感受器是主要途徑。
CO2是調節呼吸的最重要的生理性體液因子,因為:血中CO2變化既可直接作用于外周感受器,又可以增高脊液中H 濃度作用于中樞感受器;而血中H 主要作用于外周感受器,H 通過血腦屏障進入腦脊液比較緩慢;O2含量變化不能刺激中樞化學感受器,同時低O2對中樞則是抑制作用。
4.[H ]對呼吸的調節:血液中[H ]升高通過刺激中樞和外周化學感受器,使呼吸加強。H 主要作用于外周感受器,H 通過血腦屏障進入腦脊液比較緩慢,而中樞感受器的有效刺激是腦脊液中的H 。
5.低O2對呼吸的調節:O2含量變化不能刺激中樞化學感受器,p(O2)降低興奮外周化學感受器,對中樞則是抑制作用。
6.中樞化學感受器的直接生理刺激是[H ]變化而不是O2、CO2的變化。
記憶方法:
(1)調節呼吸的體液因子有O2、CO2、H ,其中O2、CO2是脂溶性小分子物質,可以自由地通過細胞膜,在細胞内外達到同一濃度,因此“正常”細胞不能感受O2、CO2的變化。中樞化感的細胞是神經細胞,屬于“正常”細胞,故不能感受濃O2、CO2度的變化,而外周化感的感受細胞是Ⅰ型細胞,是“特殊”功能的細胞,故能受到O2、CO2濃度變化的刺激。
(2)H 不能自由通過細胞膜,故細胞外液中的H 濃度增加,對中樞化感的“正常”細胞和外周化感的“特殊”細胞都是有效的刺激。
(3)p(CO2)↑時,在碳酸酐酶的作用下使H 增多,故p(CO2)↑能間接興奮中樞化學感受器。
(4)由于中樞化感是“正常”感受細胞,而外周化感為“特殊”細胞,故H 增多,pCO2增高,主要通過中樞化感調節呼吸運動。
(5)由于外周化感為“特殊”感受細胞,因此它的适應性較中樞慢,當持續p(CO2)增高對中樞化感的刺激作用出現适應現象時,不能吸入純氧,因為需要一定的低p(O2)對外周化感的刺激作用,以興奮呼吸。
十、氣體在血液中的運輸
1.氧氣的運輸:包括物理溶解和化學結合。
(1)物理溶解量取決于該氣體的溶解度和分壓大小。
(2)化學結合的形式是氧合血紅蛋白,這是氧運輸的主要形式,占98.5%,正常人每100ml動脈血中Hb結合的O2約為19.5ml。
(3)Hb是運輸O2的主要工具,Hb與O2結合特點如下:
①可逆性結合;②Hb中的Fe2 仍然是亞鐵狀态;③是氧合而不是氧化;④結合與解離都不需酶催化,取決于血中p(O2)的高低;⑤結合或解離曲線S型,與Hb的變構效應有關。
2.二氧化碳的運輸:
(1)運輸形式:物理溶解占5%,化學結合:HCO3-占88%,氨基甲酸血紅蛋白占7%;(2)O2與Hb結合将促使CO2釋放,這一效應稱何爾登效應。
3.氧解離曲線的特點:呈S型
(1)上段較平坦,氧分壓在70m/100mmHg範圍變化時,Hb氧飽和度變化不大。
(2)中段較陡,是HbO2 釋放O2部分。
(3)下段最陡,HbO2稍降,就可大大下降,這有利于運動時組織的供氧。下段代表O2貯備。
4.影響氧解離曲線的因素:
[H ]↑、pCO2、溫度升高2、3-二磷酸甘油酸(2、3-DPG)均使氧解離曲線右移,釋放O2增多供組織利用。Hb與O2的結合還為其自身性質所影響。
酸度增加降低Hb與氧親和力的效應稱為波爾效應。
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