《呼吸系统教学资料》呼吸系统绪论.ppt

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1、呼吸系统RespiratorySystem黄 莺病理生理学教研室绪论IntroductionConceptofrespiration&respiratorysystem一、呼吸与呼吸系统的基本概念细胞呼吸细胞呼吸Cellularrespiration细细胞胞呼呼吸吸是是指指有有机机物物在在细细胞胞内内经经过过一一系系列列的的氧氧化化分分解解，生生成成二二氧氧化化碳碳或或其其他他产产物，物，释释放出能量并生成放出能量并生成ATP的的过过程。程。C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+energy(38ATP)enzymeTheremustbeanexchangeofgases:Ca

2、rbon dioxide leaving the cell,oxygenentering.Animalshaveorgansystems involved in facilitating thisexchangeaswellasthetransportofgasestoandfromexchangeareas.生物体的不同呼吸方式生物体的不同呼吸方式BodiesandRespirationSingle-celled organisms:directlybythecellmembraneSimple animals:havingflattened,tubular,orthinshapedbody

3、plansLarge animals:developedavarietyofrespiratorysurfacesA respiratory surface is covered with thin,moistepithelialcellsthatallowoxygenandcarbondioxidetoexchange.Thosegasescanonlycrosscellmembranes whentheyaredissolved inwateroranaqueous solution,thus respiratory surfaces must bemoist.呼吸表面的特点Respira

4、torySurfaces二、人类呼吸系统的基本结构和功能Structureandfunctionsofhumanrespiratorysystem呼吸系统是执行机体和外界进行气体交换的器官的总称。呼吸系统的机能主要是与外界的进行气体交换，呼出二氧化碳，吸进氧气，进行新陈代谢。呼吸系统包括呼吸道（鼻腔、咽、喉、气管、支气管）和肺，是气体进出肺的通道。人类呼吸系统TheHumanRespiratorySystem肺通气Pulmonaryventilation肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过程。胸廓的节律性呼吸运动则是实现肺通气的动力。当膈肌和肋间外肌收缩时，胸廓体积增大，肺随之扩张，这时肺内气

5、压就低于大气压，外界空气通过呼吸道进入肺，完成吸气。呼气过程与此相反。通过呼吸运动，肺实现了与外界环境的气体交换，使肺泡内的气体不断地得到更新。肺泡与血液流经肺泡-毛细血管膜(简称肺泡膜)进行气体交换的过程是一个物理性弥散过程。单位时间内气体的弥散量取决于肺泡膜两侧的气体分压差、肺泡的面积与厚度和气体的弥散常数。弥散常数又与气体的分子量和溶解度相关。此外，气体总弥散量还决定于血液与肺泡接触的时间。肺泡与气体交换TheAlveoliandGasExchangel呼吸色素（respiratorypigments）是指能与氧气发生可逆性结合，在呼吸作用中运载氧气的含金属（Fe、Cu等），能使血液呈现

6、某种颜色的蛋白质。l血红蛋白（hemoglobin）分子由一分子的珠蛋白和四分子亚铁血红素组成，每个血红素又由4个吡咯环组成，在环中央有一个铁原子。血红蛋白中的铁在二价状态时，可与氧呈可逆性结合(氧合血红蛋白)，如果铁氧化为三价状态。血红蛋白则转变为高铁血红蛋白，就失去了载氧能力。l在代谢旺盛的组织细胞中，CO2浓度明显高于毛细血管中的CO2含量，因此，CO2快速从细胞弥散入血液。从血浆弥散至红细胞的CO2与H2O迅速反应生成H2CO3，后者解离成HCO和H，反应具有可逆性。HCO通过“氯离子转移”方式快速移出RBC外，而H则与Hb结合，有利于酸碱度的缓冲和O2的释放。通过这些途径实施对CO2

7、的运输。l在肺部毛细血管，HCO与H结合生成H2CO3，后者进一步降解为CO2和H2O。在此产生的CO2最终通过肺呼吸排出体外。l外呼吸（外呼吸（External respiration）Ventilation&Gas exchangeVentilation&Gas exchangeDiffusionof:O2fromalveolitobloodCO2frombloodtoalveolil内呼吸（内呼吸（Internal respiration）Gas exchange&cellular respirationGas exchange&cellular respirationDiffusion

8、of:O2frombloodtotissuesCO2fromtissuestobloodJenkins,Kemmitz&Tortora Jenkins,Kemmitz&Tortora(2007 p.861)外呼吸与内呼吸ExternalandInternalRespirationComposition of atmospheric air and expired air in a typical subject.Note that only a fraction of the oxygen inhaled is taken up by the lungs.ComponentAtmospheri

9、c Air(%)Expired Air(%)N2(plus inert gases)78.6274.9O220.8515.3CO20.033.6H2O0.56.2100.0%100.0%海平面各呼吸气体的容积百分比Breathing&Respirationl防御功能（防御功能（DefenseMechanisms）呼吸系统的非呼吸功能Non-RespiratoryFunctionsOftheRespiratorySystem非特异性防御功能-物理性屏障-化学性屏障特异性防御功能-分泌型IgA（sIgA），ROS等-趋化因子（chemokines）和细胞因子（cytokines）滤过作用纤毛运动巨

10、噬细胞l内分泌与代谢功能内分泌与代谢功能 （Metabolic&EndocrineFunctionsoflung）肺泡表面活性物质抗凝和纤溶功能（肺血管内皮细胞）血管紧张素转化酶合成前列腺素肺泡表面活性物质，生理学图片，2006-04-22肾素-血管紧张素系统，l发声（发声（Vocalization）The movement of gas through the larynx,pharynx and mouthallows humans to speak,or phonate.Vocalization,or singing,inbirds occurs via the syrinx,an or

11、gan located at the base of thetrachea.Thevibrationofairflowingacrossthelarynx(vocalchords),inhumans,andthesyrinx,inbirds,resultsinsound.Becauseofthis,gasmovementisextremelyvitalforcommunicationpurposes.l 体温调节体温调节（Temperaturecontrol）l 咳嗽和喷嚏咳嗽和喷嚏（Coughingandsneezing）l 其他其他血液酸碱平衡的调节过滤小栓子、小气泡等保护心脏三、呼吸系统

12、与其他器官系统的关系Othersystemsororgansworkwithrespiratorysysteminourbodies脑桥延髓脊髓 延髓呼吸中枢（呼吸节律中枢）脑桥呼吸神经团（呼吸调整中枢、长吸中枢）Inspiratory centerExpiratory center膈肌膈肌肋间外肌肋间外肌肋间内肌肋间内肌中枢神经系统与呼吸功能的关系Therelationshipofcentralnervoussystemandrespiratoryfunction本体感受器本体感受器主动脉体主动脉体颈动脉体颈动脉体黑伯反射黑伯反射（肺牵张反射）（肺牵张反射）高位脑高位脑 触觉、温觉触觉、温觉

13、痛觉感受器痛觉感受器血液系统和呼吸功能的关系Therelationshipofhematologicalsystemandrespiratoryfunction循环系统与呼吸功能的关系Therelationshipofcirculatorysystemandrespiratoryfunction四、呼吸系统疾病及其临床地位Respiratorydiseases呼吸系统常见疾病Commonrespiratorydiseases呼吸系统疾病是一种常见病、多发病，主要病变在气管、支气管、肺部及胸腔，病变轻者表现为咳嗽、胸痛、呼吸受影响，重者呼吸困难、缺氧，甚至呼吸衰竭而致死。l哮喘（asthma）是

14、由多种细胞特别是肥大细胞、嗜酸性粒细胞和T淋巴细胞参与的慢性气道炎症。l慢性阻塞性肺疾病（COPD）特征性病变为气流受限，是小气道病变和肺实质破坏共同作用的结果。l慢性支气管炎（chronicbronchitis）指气管、支气管粘膜及其周围组织的非特异性炎症。l肺气肿（emphysema）指终末细支气管远端的气道弹性减退，过度膨胀、充气和肺容积增大或同时伴有气道壁破坏的病理状态。l胸膜炎（pleurisy）胸膜炎通常由病毒或细菌刺激胸膜所致的胸膜炎症。l肺癌（lungcancer）肺癌是发病率和死亡率增长最快，对人群健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一。l流感（influenza）流感病毒引起的急

15、性呼吸道感染，传染性强、传播速度快。l肺炎（pneumonia）是由病原微生物或其他因素所致的肺实质性病变。l鼻窦炎（sinusitis）一个或多个鼻窦发生炎症。l感冒（commoncold）上呼吸道感染。慢性阻塞性肺疾病ChronicObstructivePulmonaryDisease(COPD)LungdiseasereferredtoasCOPDgenerallyincludeschronic bronchitis and emphysema.Whilebronchitisinvolvesinflammationandscarringofthemainairways,thebronch

16、ialtubes,andemphysemaispermanentdamagetothewallsoftheairsacsandlossoflungelasticity,bothcauseobstructionofthenormalairflow.IndividualswithCOPDexhibitsymptomssuchasshortnessofbreath,chroniccoughandchronicmucusproduction.COPDistheleadingcauseofbreathingdisabilityintheU.S.TheAmericanLungAssociationstat

17、isticsstate:COPDclaimsthelivesof107,146Americansannually;COPDisthefourthleadingcauseofdeath;COPDcostsAmericans$30.4billion-$14.7billioninhealthcarecosts,$15.7indirectcosts;80-90 percent of COPD cases are caused by smoking.引起引起COPD 的其他原因的其他原因:l二手烟（second-handsmoke）l空气与职业污染l遗传性l呼吸道感染病史l慢性或未治疗的哮喘l囊性纤维化

18、（遗传）COPD 症状症状:l气促、呼吸困难l痰量或粘液量增多l经常性清嗓子(clearingofthethroat)l咳嗽l喘息l黄色、绿色或血色的痰液l踝或蹆水肿l睡眠困难l疲劳l健忘、混乱或口齿不清五、呼吸系统疾病诊治的新进展Progressesindiagnosis&therapies新的诊断技术NoveldiagnostictechniquesX光是穿透性很强的射线，一种高能量光波粒子。射线要被阻挡，关键由射线强度、频率、阻挡物质与射线作用程度、阻挡物质厚度、阻挡物质大小共同决定。目前大医院CR与DR就是利用X射线的吸收，二维成像。X线电子计算机断层扫描(computedtomogr

19、aphy，CT)是利用X线断层扫描，电光子探测器接收，并把信号转化为数字输入电子计算机，再由计算机转化为图像，CT是一种无痛苦、无损伤、无危险、快速、方便，适合于任何年龄且准确性高的辅助检查工具。磁共振成像(nuclearmagneticresonanceimaging，MRI)是根据有磁距的原子核在磁场作用下，能产生能级间的跃迁的原理而采用的一项新检查技术，成像过程与图像重建和CT相近，只是MRI既不靠外界的辅射、吸收与反射，也不靠放射性物质在体内的辅射，而是利用外磁场和物体的相互作用来成像，高能磁场对人体无害。能发现CT显示完全正常的等密度病灶，对神经、血管、肌肉等软组织成分显示明显优于对

20、神经、血管、肌肉等软组织成分显示明显优于CT。正电子发射型计算机断层显像（Positron Emission ComputedTomography，PET）是新发展起来的核医学检查方法。扫描前先给病人注射一种标记某种正电子的放射性制剂（通常为18F-FDG），从它们所参与的代谢过程来测定脑组织的代谢改变。由于大脑所需能量的80%来自葡萄糖，大脑某一部位的功能越活跃，那个部位的脑细胞和葡萄糖代谢就越旺盛。PET可根据葡萄糖代谢率的高低，来检测脑异常代谢的确切部位。X-rayimagingAnMRIusingthenewhelium-3techniqueontheleft,andaconventi

21、onalMRIontheright.(SeanFain,UniversityofWisconsin-Madison)Time sequence of Helium-3MRI of lungs during inhalationand exhalation.M Salerno TAAltes JR Brookemann EE deLange JP Mugler III MagneticResonanceinMedicine46:667-677(2001)Caption:Lung cancer.Colouredaxialpositronelectrontomography(PET)scanoflu

22、ngcancer(white,lowerleft)intherightlung.Lungcancersaremostoftencausedbycigarettesmoking,exposuretoasbestos,orotherformsofpollution.Treatmentincludesradiotherapy,chemotherapyandthesurgicalremovalofallorpartoftheaffectedlung.PET-CTscanofthelungswithatumournecrosis机械通气Mechanicalventilation、RICU呼吸机呼吸机呼吸

23、机呼吸机IntensiveCareIntensiveCareUnitUnit，ICUICU气管镜Bronchoscope气管镜的应用 取出支气管异物。清除异常分泌物,包括痰液、脓栓、血块等。明确了咯血患者出血部位可行局部止血。对肺癌患者作局部放疗或局部注射化疗药物。对气道良恶性肿瘤进行激光、微波、冷冻、高频电刀治疗。其他l肿瘤干细胞与肺癌（tumorstemcellandlungcancer）l蛋白组学与呼吸系统疾病（Proteomicsandrespiratorydiseases）l肺干细胞（Lungstemcells）l干细胞治疗肺动脉高压（StemCellTherapyforPulmon

24、aryHypertension）l介入性肺病学（Interventionalpulmonology）l肺移植（Lungtransplantation）l肺癌的疫苗（Vaccineforlungcancer）l靶向治疗（Targetedtherapy）Artificial Lung KatieSutherlandisshowninthisundatedfamilyhandoutphoto.Inaworldsfirst,CanadiandoctorskeptKatyaliveusinganexternalartificiallunguntildonorlungswereavailablefortr

25、ansplant.The16-year-oldgirlisnowbackatschoolandplayingsocceragain.体体外外膜膜肺肺氧氧合合（extracorporealmembraneoxygenation,ECMO)是体外循环技术范围的扩大和延伸，ECMO可对需要外来辅助的呼吸和(或)循环功能不全的重危患者进行有效的呼吸循环支持。绪论呼吸系统的发生和结构/实验肺通气和换气功能气体的运输和呼吸调节呼吸系统疾病的症状和体征呼吸系统疾病病理学（肺炎、COPD、,矽肺、肺癌）/实验呼吸系统常见疾病、肺功能检查、药理学（常用药物）临床见习影像学诊断问题导向学习（problem-bas

26、ed learning,PBL）呼吸系统课程Curriculumofrespiratorysystem呼吸系统疾病的病理生理学（缺氧、呼吸衰竭）肺部的体格检查教学大纲:http:/:8090/G2S/Template/View.aspx?courseId=5740&topMenuId=114581&action=view&type=&name=&menuType=1考核方式期末卷面考（占总评比例 75%）见习（占总评 5%），PBL（占总评 10%）读书报告或小论文（占总评比例 10%）ThanksOutlines1.1.Basicideasofrespirationandrespirator

27、ysystemBasicideasofrespirationandrespiratorysystem2.2.BasicstructuresandfunctionsofrespiratorysystemBasicstructuresandfunctionsofrespiratorysystem3.3.Non-respiratoryfunctionsofrespiratorysystemNon-respiratoryfunctionsofrespiratorysystem4.4.TherelationshipofrespiratorysystemandothersystemsTherelationshipofrespiratorysystemandothersystems5.5.CommondiseasesinrespiratorysystemCommondiseasesinrespiratorysystem6.6.ProgressesindiagnosisandtherapiesProgressesindiagnosisandtherapies