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气体交换（ 肺换气和组织换气）
一、气体交换的过程
1、发生部位：
肺换气：肺泡与周围毛细血管血液之间
组织换气：血液与组织液之间
2、实现动力
通过气体分子的扩散运动实现的，推动气体分子扩散的动力来源于不同气体分压之间的差值。
气体分压：
混合气体中，各种气体成分在总压力所占的压力份额。
某气体成分浓度越大，其气体分压数值也越高。
在能够透过气体分子的薄膜两侧，气体分子可从分压高的一侧向低的一侧扩散。直至两侧分压相等。
概 述(Introduction)
Respiration：gas exchange between the atmosphere and the body
CO2
CO2
O2
一、肺换气
肺换气和组织换气的生理特征
1、呼吸膜：进行气体交换的先决条件，气血屏障
2、气体分压差：细胞膜两侧同一气体的浓度不同，因此有了分压差，O2和CO2从高气体分压扩散到低气体分压侧
3、O2和CO2在交换过程中的同一通透膜上是互换的
一、肺换气（肺泡与血液之间的气体交换）
肺换气：肺泡与肺毛细血管之间的气体交换
肺泡侧的PO2高于血液侧的PO2；血液侧的PCO2高于肺泡侧的PCO2
肺泡侧的O2→肺毛细血管
肺毛细血管侧的CO2 →肺泡腔
因此，肺换气的结果是肺毛细血管血液发生了气体成分改变，血液中的O2得到补充，CO2得以排出
影响肺换气的因素：
1、呼吸膜的厚度：越厚，扩散速率越低
正常情况下呼吸膜很薄，通透性大，有利于气体交换，在病理情况下如肺纤维化、肺水肿等使呼吸膜增厚，气体扩散速度减慢，直接影响换气功能。
2、呼吸膜面积：呼吸面积增大，扩散得越多
剧烈运动是更多储备状态的肺泡参与换气活动，增加了肺泡换气的面积。病理情况下，如肺不张、肺水肿、肺毛细血管闭塞等，呼吸膜换气面积大为缩小，气体扩散速率随之降低。
3、肺血流量：肺血流量影响呼吸膜两侧的气体分压
二、组织换气（血液与组织细胞之间的气体交换）
组织换气：
体毛细血管网与网间分布的组织细胞之间的气体交换
血液侧的PO2高于组织侧的PO2；组织侧的PCO2高于血液侧的PCO2
血液侧的O2→组织中扩散
组织中的CO2 →血液
因此，组织换气的结果是组织细胞胞浆中发生了气体成分改变，组织细胞浆中的O2得到补充，CO2得以排出。
影响组织换气的因素
1、通透性：
通透性降低，影响组织换气
2、全身血液循环障碍：
心力衰竭、局部贫血、淤血等情况下，组织换气受影响，严重时引起局部缺氧
气体在血液中的运输
一、O2和CO2在血液中的存在形式
都是以物理和化学结合两种形式存在于血液中，化学结合占绝大部分。
二、氧的运输：
氧在血中化学结合的基本形成：氧合血红蛋白（HbO2）
红细胞中的血红蛋白（Hb），（由一分子的珠蛋白和四分子的亚铁血红素结合），主要作用是与O2和CO2发生化学结合，运输血中的氧和二氧化碳
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
2．Fe2+与O2结合后仍是二价铁，不是氧化
3．1分子Hb可以结合4分子O2。
CO2的运输
化学结合的CO2主要是碳酸氢盐和氨基甲酸血红蛋白两种形式
1、碳酸氢盐形式：
经组织换气后，CO2→部分溶解于血浆→与水生成碳酸（因为缺乏碳酸酐酶，反应速度慢）
当PCO2升高，CO2→红细胞（由于含有碳酸酐酶，可迅速生成碳酸）
H2CO3 H＋ +HCO3-
当HCO3-在红细胞中浓度升高，大于血浆中的HCO3-， HCO3-从红细胞→血浆
Cl- →红细胞膜内
HCO3-与血Na+或K+形成NaHCO3或KHCO3 ，随血液运输到肺毛细血管，解离出的CO2到达肺泡，排出体外。
组织换气过程
2、氨基甲酸血红蛋白
CO2可直接与Hb结合生成氨基甲酸血红蛋白，在肺毛细血管处被迫分离，释放CO2到肺泡中，排出体外.
呼吸运动的调节
一、神经调节
呼吸中枢：在中枢神经系统内，调节呼吸运动的神经细胞群，称为呼吸中枢。
呼吸中枢分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。脑的各级部位在呼吸节律产生和调节中所起作用不同。正常呼吸运动是在各级呼吸中枢的相互配合下进行的。
延髓是最基本的中枢调节部位
延髓呼吸中枢：
吸气中枢兴奋时，呼气中枢抑制，引起吸气运动
呼气中枢兴奋时，吸气中枢抑制，引起呼气运动
肺牵张反射：
由肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射称为肺牵张反射。
肺泡壁上有感受器，肺泡吸气扩张时，牵张感受器产生兴奋，通过迷走神经传入延髓的呼吸中枢，引起呼气中枢兴奋，吸气中枢抑制，停止吸气产生呼气。
呼气之后，肺泡缩小，牵张感受器不再受刺激，呼气中枢抑制，开始吸气。
吸气和呼气循环往复，节律性运动
防御性反射
在整个呼吸道黏膜上都存在着感受器，它们是分布在黏膜上皮的迷走传入神经末梢，受到机械或化学行刺激时，可产生以下防御性反射
1、咳嗽反射：感受器位于喉、气管、支气管黏膜。受到灰尘或一些分泌物的刺激，产生冲动，通过迷走神经到达延髓，发生的反射效应
2、喷鼻发射：鼻黏膜上的感受器因刺激物而产生兴奋，通过三叉神经到达延髓，发生的一系列反射，以清除鼻腔中的刺激物。
二、体液调节
体液因素主要由CO2和O2的浓度以及血液酸碱度决定：
1、CO2浓度对呼吸运动的影响：浓度升高，呼吸增强，反之减弱
2、缺氧对呼吸运动的影响：刺激颈动脉体和主动脉体感受器，引起呼吸运动增强
3、酸碱度对呼吸运动的调节：酸度增高，呼吸兴奋性增强，反之减弱。
3.3.1 化学感受器(chemoreceptor)
Peripheral chemoreceptor
颈动脉体
主动脉体
前者主要参与呼吸调节，后者则在循环调节方面较为重要。
适宜刺激：
对PO2↓、PCO2↑、[H+]↑高度敏感.
3.4 化学因素对呼吸的调节(Respiratory regulation by chemical factors)
复习思考题
1、简述家畜呼吸系统的组成
2、呼吸由哪几个环节组成
3、何为胸内负压，胸内负压有何生理意义
4、肺换气和组织换气发生在何处，气体进行了怎样的交换
5、氧气和二氧化碳在血液中是如何运输的
6、哪些因素会影响肺换气
7、简述家禽呼吸系统的解剖和生理特征
8、家畜呼吸运动形式有哪几种，其中哪一种为正常的呼吸形式

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