精品课程——生理学 【讲义】第七章呼吸(下) 发布时间20090707浏览次数403 第三节气体在血液中的运输 一。氧和二氧化碳在血液中存在的形式 物理溶解和化学结合 CO2←溶解的CO2←结合的CO2←溶解的CO2←CO2 二。氧的运输 血液中O2形式:1.5%为物理溶解 985%为化学结合 氧的结合形式:氧合血红蛋白(HbO2)( hemoglobin) 血红蛋白(Hb)结构:由一个珠蛋白和四个血红素组成 个血红素由4个吡咯环组成,中心为一个Fe2+ 珠蛋白由四条多肽链组成,每条多肽链与1个血红素相连。 Hb与氧结合的特征 1反应快,可逆,不需酶催化,受PO2影响 2是氧合反应,不是氧化反应。Fe2+与O2结合后仍为二价铁。 3.1分子Hb可结合4分子O2 lgHb可结合134-139m的O2. 氧容量:100ml血液中Hb所能结合的最大氧量。 15g×1.34=20.1m100m血液) 氧含量:100ml血液中Hb实际结合的氧量 氧饱和度:氧含量与氧容量的百分比,如15/20=75% HbO2呈鲜红色,去氧Hb(HHb)呈紫蓝色 HHb>5g/100m出现紫绀 4.Ⅲb与O2的结合或解离曲线呈S形,与Hb的变构效应有关 Hb两种构型:紧密型(T型),即去氧Hb 疏松型(R型),即氧和 0.与围的e合 健畅墨 型转加型一 Hb亚单位变拘效应 b对0的亲和力增加 Hb的一个亚单位与O2结合后,由于变构效应,其他亚单位更易与O2结合:HbO2的一个亚单位 放出O2后,其他亚单位更易释放O2 因此,Hb氧离曲线呈S型。 )氧离曲线 是表示PO2与Hb氧结合量或Hb饱和度关系的曲线。它既表示不同PO2下O2与Hb的分离情况,也 表示O2与Hb的结合
精品课程——生理学 【讲义】第七章 呼吸（下） 发布时间: 2009-07-07 浏览次数: 403 第三节 气体在血液中的运输 一。氧和二氧化碳在血液中存在的形式 物理溶解和化学结合. 肺泡 血液 组织 O2 ® 溶解的O2®结合的O2®溶解的O2 ® ® O2 CO2 ¬ 溶解的CO2 ¬结合的CO2 ¬溶解的CO2 ¬ CO2 二。氧 的 运 输 血液中 O2 形式：1.5%为物理溶解， 98.5%为化学结合。 氧的结合形式: 氧合血红蛋白(HbO2) (hemoglobin) 血红蛋白（Hb）结构: 由一个珠蛋白和四个血红素组成。 一个血红素由4个吡咯环组成，中心为一个Fe2+。 珠蛋白由四条多肽链组成，每条多肽链与1个血红素相连。 Hb与氧结合的特征: 1.反应快，可逆，不需酶催化，受PO2影响。 2.是氧合反应,不是氧化反应。Fe2+与 O2 结合后仍为二价铁。 3. 1分子Hb可结合4分子O2. 1gHb可结合1.34-1.39ml的 O2. 氧容量:100ml血液中Hb所能结合的最大氧量。 15g × 1.34 = 20.1ml(100ml 血液） 氧含量:100ml血液中Hb实际结合的氧量。 氧饱和度:氧含量与氧容量的百分比，如15/20 = 75% HbO2呈鲜红色，去氧Hb(HHb)呈紫蓝色。 HHb> 5g/100ml,出现紫绀。 4. Hb与O2的结合或解离曲线呈S形，与Hb的变构效应有关。 Hb两种构型:紧密型(T型)，即去氧Hb. 疏松型(R型)，即氧和Hb. Hb的一个亚单位与O2结合后，由于变构效应，其他亚单位更易与O2结合；HbO2的一个亚单位 释放出O2后，其他亚单位更易释放O2。 因此，Hb氧离曲线呈 S 型。 (三）氧离曲线 是表示PO2与Hb氧结合量或Hb饱和度关系的曲线。它既表示不同PO2下O2与Hb的分离情况,也 表示O2与Hb的结合
特点及功能意义 1氧离曲线的上段:60-100mmg段 特点:曲线平坦,PO2的变化对Hb影响不大 O2100mmHg,饱和度974 PO270mmHg,饱和度94% 生理意义:高原生活或呼吸道疾病时,PO2不低于70mmHg,不会有严重缺氧发生。 2氧离曲线的中段:40-60mmHg段 特点:曲线较陡,是Hb释放氧部分。Hb氧饱和度为75%,血氧含量144m,向组织释放5m的 生理意义:可以向组织释放较多的氧 氧利用系数:血液流经组织时释放的氧容积占动脉氧含量的百分数。安静状态为25% 3氧离曲线的下段:15-40mmHg 特点:曲线最陡的部分,是HbO2与O2解离的部位 生理意义:代表了氧储备 当组织代谢活动加强时,PO2可降至15mmHg,Hb氧饱和度小于20%,可供组织15ml氧。氧 利用系数75%,为安静时的三倍 (四)影响氧离曲线的因素 用来P50表示Hb对O2的亲和力 P50:指Hb氧饱和度达到50%时的PO2。正常为265mmHg 若P50↑,Hb对O2的亲和力↓,曲线右 若P50↓,Ⅲb对O2的亲和力↑,曲线左 影响因素包括 1pH和PCO2 pH或CO2:P50,曲线右移提示Hb对O2的亲和力↓ pH或CO2↓:P50↓,曲线左移。, 波尔效应:酸度对Hb氧亲和力的影响。H与Hb氨基酸残基结合,促进盐键形成,Hb变构成T 型,降低与氧的亲和力 生理意义:即可促进肺毛细血管血液的氧合,又有利于组织毛细血管血液释放 温度 温度:曲线右移,促使O2释放 度曲线左移,不利于O2释放 可能与H+的活度有关
特点及功能意义: 1.氧离曲线的上段: 60 - 100 mmHg 段 特点: 曲线平坦, PO2的变化对Hb影响不大。 PO2 100mmHg，饱和度 97.4％ PO2 70mmHg，饱和度 94％ 生理意义：高原生活或呼吸道疾病时, PO2 不低于70mmHg，不会有严重缺氧发生。 2.氧离曲线的中段:40 – 60 mmHg段 特点:曲线较陡,是Hb释放氧部分。 Hb氧饱和度为75％，血氧含量14.4ml，向组织释放5ml的 氧。 生理意义：可以向组织释放较多的氧。 氧利用系数：血液流经组织时释放的氧容积占动脉氧含量的百分数。安静状态为25％。 3.氧离曲线的下段:15 – 40 mmHg 段 特点: 曲线最陡的部分,是HbO2与O2解离的部位。 生理意义：代表了氧储备。 当组织代谢活动加强时，PO2 可降至15mmHg，Hb氧饱和度小于20％，可供组织15 ml氧。氧 利用系数75%，为安静时的三倍。 （四）影响氧离曲线的因素 用来 P50 表示 Hb对 O2 的亲和力。 P50: 指 Hb氧饱和度达到 50% 时的 PO2。正常为26.5mmHg。 若 P50↑，Hb 对 O2 的亲和力↓，曲线右移。 若 P50↓，Hb 对 O2 的亲和力↑，曲线左移。 影响因素包括： 1.pH 和 PCO2 pH¯或CO2: P50 ,, 曲线右移,提示Hb对O2的亲和力¯ pH 或CO2 ¯ : P50 ¯, 曲线左移。, 波尔效应: 酸度对Hb氧亲和力的影响。H与Hb氨基酸残基结合，促进盐键形 成，Hb变构成 T 型，降低与氧的亲和力。 生理意义: 即可促进肺毛细血管血液的 氧合， 又有利于组织毛细血管血液释放。 2.温度 温度: 曲线右移, 促使O2释放 温度¯: 曲线左移, 不利于O2释放. 可能与 H+ 的活度有关
323-二磷酸甘油酸(23-DPG)红细胞无氧酵解的产物。 DPG:亲和力,曲线右移 4Ib自身性质的影响 Fe2+氧化成Fe3+时即失去运氧的能力 CO与Hb结合,占据O2结合位置。其与Hb的亲和力是O2的250倍,很低的PCO,就能与Hb 合。而且增加其余3个血红素对O2的亲和力,也妨碍氧的解离 te::bc 三。二氧化碳的运输 )二氧化碳的运输形式 以物理溶解(5%和化学结合(95%)形式运输. 物理溶解:5%化学结合:碳酸氢盐,88%氨基甲酸血红蛋白7% L.碳酸氢盐 2氨基甲酰血红蛋白 反应不需酶的催化,迅速、可逆 主要调节因素是氧和作用:组织HbO2解离出O2形成的 Hb与CO2生成氨基甲酸血红蛋白。在肺部HbO2生成增多,促使CO2释放。仅占运输的7% 在排出的CO2中占17.5%具重要意义 IbNNH,O:+++H+.COy+h HHbNHCOOH++Or 在肺部 (二)二氧化碳解离曲线几乎呈直线 。呼吸中枢与呼吸节律的形成 第四节呼吸运动的调节 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 分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。各级中枢在呼吸节律的产生和调节中所起 的作用不同 定位研究方法:横断,损毁,刺激,微电极引导神经元放电,切断迷走神经等. 1.脊髓 在延髓与脊髓间横断后,实验动物呼吸停止 说明:节律性呼吸运动不是在脊髓产生。 2低位脑干 中脑和脑桥间横断(A),呼吸无明显变化 延髓和脊髓间切断(D),呼吸停止。 说明:节律性呼吸产生于低位脑干 (1)呼吸调整中枢(脑桥上部) 在脑桥上、中部间横断(B),呼吸变深、变慢 再切断两侧迷走神经,形成长吸式呼吸。 (2)长吸中枢(脑桥中、下部) 在脑桥与延髓间切断(C),引起喘息式呼吸。推测脑桥中下部有“长吸中枢
3.2.3-二磷酸甘油酸(2.3-DPG) 红细胞无氧酵解的产物。 DPG: 亲和力¯, 曲线右移。 4.Hb自身性质的影响 Fe2+ 氧化成Fe3+时即失去运氧的能力。 CO与Hb结合，占据O2 结合位置。其与Hb的亲和力是 O2 的250倍，很低的PCO,就能与Hb结 合。而且增加其余 3个血红素对O2 的亲和力，也妨碍氧的解离。 三。二氧化碳的运输 （一）二氧化碳的运输形式 以物理溶解(5%)和化学结合(95%)形式运输. 物理溶解:5% 化学结合:碳酸氢盐,88% 氨基甲酸血红蛋白,7% 1.碳酸氢盐 2.氨基甲酰血红蛋白 • 反应不需酶的催化，迅速、可逆； • 主要调节因素是氧和作用；组织HbO2解离出O2形成的 HHb与CO2生成氨基甲酸血红蛋白。在肺部HbO2生成增多，促使CO2 释放。仅占运输的7％， 在排出的CO2中占17.5%,具重要意义。 （二）二氧化碳解离曲线几乎呈直线 第四节 呼吸运动的调节 一。呼吸中枢与呼吸节律的形成 （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。 分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。各级中枢在呼吸节律的产生和调节中所起 的作用不同。 定位研究方法:横断,损毁,刺激,微电极引导神经元放电,切断迷走神经等. 1. 脊髓 在延髓与脊髓间横断后，实验动物呼吸停止. 说明: 节律性呼吸运动不是在脊髓产生。 2.低位脑干 中脑和脑桥间横断(A)，呼吸无明显变化； 延髓和脊髓间切断(D)，呼吸停止。 说明：节律性呼吸产生于低位脑干。 （1）呼吸调整中枢（脑桥上部） 在脑桥上、中部间横断(B)，呼吸变深、变慢。 再切断两侧迷走神经，形成长吸式呼吸。 （2）长吸中枢 （脑桥中、下部） 在脑桥与延髓间切断（C），引起喘息式呼吸。推测脑桥中下部有“长吸中枢
MM Mw ww 速然整日断种叠 图17制子呼吸有关核(左》和在不同平横切干后呼吸的变化(右示意图 G曹售侧可理组vRG度呼缩NP帝内侧被 A.BCD左不同千面模 20~50年代形成的三级呼吸中枢理论 脑桥上部有呼吸调整中枢:脑桥中、下部有长吸中枢:延髓有呼吸节律的基本中枢 近年来微电极技术研究发现,呼吸中枢内的神经元节律性放电与呼吸周期相关 延髓中的呼吸神经元比较集中在背侧和腹内侧;脑桥上部呼吸神经元集中于臂旁内侧核和相邻 的KF核,合称为PBKF核,与延髓的呼吸神经核团间有双向联系,形成调节呼吸的神经网回 路,具有限制吸气,使吸气向呼气转换的作用。 3.高位脑:随意的呼吸调节系统 (二)呼吸节律形成的假说: 多种假说中,最为流行的“局部神经元回路反馈控制假说”,与吸气发生机制以及吸气向呼气转 化的机制 中枢有吸气发生器引起吸气神经元放电,然后通过三条途径反馈性地抑制吸气神经元,使吸气 臂旁内测核 KF核 中概吸气话动发[吸气切断机制 生器,吸气神经元 吸气肌运 吸气运动 吸气→扩肺→刺激肺牵张感受器 图5-18 律形成机制简化模式图 呼吸的反射性调 (一)肺牵张反射(黑一伯氏反射) 由肺的扩张或缩小所引起的反射性呼吸变化 肺扩张反射 吸气→肺扩张→肺牵张感受器→迷走神经→延髓→切断吸气转入呼气。 肺缩小反射:肺缩小时引起吸气的反射 生理意义:反射性调节呼吸节律,促使吸气及时转入呼气,或呼气及时转入吸气。 特点:种族差异大。在人,平静呼吸时不起作用 (二)呼吸肌本体感受性反射 由呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸变化。感受器为肌梭 作用:参与呼吸运动的调节 气道阻力增大时,反射性增强呼吸肌的收缩力量,以克服气道阻力。 化学因素对呼吸的调节 (一)化学感受器 1外周化学感受器:颈动脉体和主动脉体 适宜刺激:PO2↓,PCO2或H+。两种刺激比单一刺激的效应强
20～50年代形成的三级呼吸中枢理论： 脑桥上部有呼吸调整中枢；脑桥中、下部有长吸中枢；延髓有呼吸节律的基本中枢。 近年来微电极技术研究发现，呼吸中枢内的神经元节律性放电与呼吸周期相关。 延髓中的呼吸神经元比较集中在背侧和腹内侧；脑桥上部呼吸神经元集中于臂旁内侧核和相邻 的KF核，合称为PBKF核，与延髓的呼吸神经核团间有双向联系，形成调节呼吸的神经网回 路，具有限制吸气，使吸气向呼气转换的作用。 3. 高位脑： 随意的呼吸调节系统。 （二）呼吸节律形成的假说： 多种假说中，最为流行的“局部神经元回路反馈控制假说”，与吸气发生机制以及吸气向呼气转 化的机制。 中枢有吸气发生器引起吸气神经元放电，然后通过三条途径反馈性地抑制吸气神经元，使吸气 停止。 二、呼吸的反射性调节 (一）肺牵张反射（黑－伯氏反射） 由肺的扩张或缩小所引起的反射性呼吸变化。 肺扩张反射: 吸气® 肺扩张 ®肺牵张感受器®迷走神经®延髓®切断吸气,转入呼气。 肺缩小反射：肺缩小时引起吸气的反射 生理意义：反射性调节呼吸节律，促使吸气及时转入呼气，或呼气及时转入吸气。 特点：种族差异大。在人,平静呼吸时不起作用。 （二）呼吸肌本体感受性反射 由呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸变化。感受器为肌梭。 作用：参与呼吸运动的调节 气道阻力增大时，反射性增强呼吸肌的收缩力量，以克服气道阻力。 三、化学因素对呼吸的调节 （一）化学感受器： 1.外周化学感受器：颈动脉体和主动脉体 适宜刺激：PO2 ¯，PCO2 或 H+ 。两种刺激比单一刺激的效应强
2中枢化学感受器 适宜刺激:脑脊液和细胞外液的H+浓度 CO2能通过血脑屏障产生H+刺激此感受器 血液中的H+不易通过血脑屏障,直接作用不大 外周化学感受器主要对缺氧敏感,以维持对呼吸的驱动 中枢化学感受器主要对CO敏感,维持中枢神经系统的pH值。 (二)CO2、H+和O2对呼吸的影响: (1)CO2的影响 CO2是调节呼吸的最重要的生理性体液因子。动脉血PCO2增加2%,呼吸加深加快:增加 4%,肺通气增加一倍。去掉外周感受器,肺通气量减少20%,80%肺通气由中枢所致。但在 CO2突然增高时,外周化学感受器的快速作用也是重要的 (2).H+的影响 H对中枢化学感受器的敏感性高于外周25倍,但血液中的H+通过血脑屏障速度慢,脑脊液 中的H+才是中枢化学感受器有效刺激 (3).O2的影响 吸入气低O2,呼吸加深加快。但只有在PO2低于80mmHg,才会有可察觉到的增加,对正常 呼吸的调节意义不大 长期严重肺部疾患使O2↓,CO2,中枢化学感受器对CO2不敏感,而外周化学感受器对低 O2的适应慢,可作为驱动呼吸运动的主要刺激因素。 低O2本身对呼吸中枢具有抑制作用。在一定范围可内使呼吸加深加快对抗低O2,但极度缺氧 使呼吸障碍 呼吸运动的其他调节
2.中枢化学感受器： 适宜刺激: 脑脊液和细胞外液的H+ 浓度。 CO2 能通过血脑屏障产生H+ 刺激此感受器。 血液中的H+不易通过血脑屏障，直接作用不大； 外周化学感受器主要对缺氧敏感，以维持对呼吸的驱动。 中枢化学感受器主要对CO2敏感，维持中枢神经系统的pH值。 （二）CO2 、H+ 和 O2对呼吸的影响： （1） CO2的影响 CO2是调节呼吸的最重要的生理性体液因子。动脉血PCO2增加2％，呼吸加深加快；增加 4％，肺通气增加一倍。去掉外周感受器，肺通气量减少20％，80％肺通气由中枢所致。但在 CO2 突然增高时，外周化学感受器的快速作用也是重要的。 （2）. H+的影响: H+ 对中枢化学感受器的敏感性高于外周 25倍， 但血液中的H+通过血脑屏障速度慢，脑脊液 中的H+才是中枢化学感受器有效刺激。 （3）. O2的影响 吸入气低 O2 ，呼吸加深加快。但只有在 P O2 低于80mmHg, 才会有可察觉到的增加，对正常 呼吸的调节意义不大。 长期严重肺部疾患使O2 ↓，CO2 ，中枢化学感受器对 CO2 不敏感，而外周化学感受器对低 O2 的适应慢，可作为驱动呼吸运动的主要刺激因素。 低O2本身对呼吸中枢具有抑制作用。在一定范围可内使呼吸加深加快对抗低O2，但极度缺氧 使呼吸障碍。 呼吸运动的其他调节
中脑
中脑 延髓
