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2. CO2 、O2 和H+对呼吸的调节
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（1） CO2对呼吸运动的影响
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（1）CO2对呼吸运动的影响
CO2是呼吸调节中最重要的化学因素。
一定水平的PCO2对维持呼吸中枢基本活动是必须的。
ＰCO2
↑1％时→呼吸开始加深加快 ↑4％时→呼吸加深加快，肺通气量增加1倍。 ↑6％时→呼吸加深加快，肺通气量增加6倍。 ↑7％以上→呼吸减弱 “CO2麻醉”
第四节 呼吸运动的调节
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自主呼吸 随意呼吸 自主呼吸的节律、呼吸的深度 和频率与外界环境相适应。
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一、呼吸中枢
（respiratory center） 是指中枢神经系统内产生和调节呼吸运动 的神经元群。
延髓是呼吸基本中枢, 脑桥是呼吸调整中枢。
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中脑
抑制 吸气
兴奋 脑桥
吸气
喘息
central Chemoreceptor
窦 神 经
呼吸中枢
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（1）外周化学感受器
动脉血PO2降低、PCO2或H+浓度 升高受到刺激
主动脉体 颈动脉体
冲动经窦神经和迷走神经
传入呼吸中枢延髓
反射性的引起呼吸加深加快
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特点：
1．适宜刺激：对PO2↓、PCO2↑、[H+]↑高 度敏感，且三者对化学感受器的刺激有相 互增强的现象。 2．存在于颈动脉体和主动脉体，前者主 要参入呼吸调节，后者则在循环调节方 面较为重要。
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二、呼吸运动的反射性调节
(Reflexs regulation of respiration)
化学感受性呼吸反射 （Chemoreceptor Reflexes） 肺牵张反射 （pulmonary strech reflexes ） 呼吸肌本体感受性反射 防御性呼吸反射
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（一）化学感受性呼吸反射
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（2）O2对呼吸运动的影响
O2 ： 低氧对呼吸的刺激通过外周化学感受器。低
氧对中枢的直接作用是抑制。
轻度缺氧:通过外周化学感受器的传入冲动兴奋呼吸中枢 的作用,能对抗缺氧对中枢的直接抑制作用，表现为呼吸 增强。
严重缺氧:来自外周化学感受器的传入冲动，对抗不了缺 氧对呼吸中枢的抑制作用，因而可使呼吸减弱，甚至停止。
中枢 延髓
脊髓
长吸式呼吸
apneusis
喘息样呼吸
gasping
三级呼吸中枢学说
脑桥上部： 呼吸调整中枢 脑桥中下部： 长吸中枢
延髓：产生 呼吸节律
高位脑
脑
低 桥 位 脑 干 延 髓
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脊髓
吸气神经元 呼气神经元 吸气-呼气跨时相
神经元 呼气-吸气跨时相
神经元
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在低位脑干呼吸神经元主要集中分布于 左右对称的三个区域：
然而，往往是一 种因素的改变会引起 其他一、两种因素相 继改变或几种因素的 同时改变。
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由图可见，当一种因素改
变而另两种因素不加控制时， 作用强度PCO2＞[H+]＞PO2。
其 原因 为 ：当 PCO2↑ 时 ， [H+] 也 会 ↑ ， 二 者 的 作 用 发 生
总和，使肺通气反应较单因素
（引起吸气）
（限制吸气）
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（引起主动呼气）
1.脊髓：有支配呼吸 肌的运动神经元,是 联系脑和呼吸肌的 中继站。 2.低位脑干： 延髓:产生呼吸节律的基本 中枢。 脑桥：呼吸调整中枢。
3.高位脑：大脑皮层、 边缘系统、下丘脑等， 是随意呼吸调节中枢。
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呼吸运动的随意调节
脑干对呼吸运动的控制属于不随意的自主控制，大脑 皮层通过皮层-脊髓束和皮层-脑干束直接控制呼吸肌的活 动，可随意控制呼吸运动，使呼吸运动与其他躯体运动相 协调，完成诸如发声、讲话、唱歌等动作。
但这种控制是有一定限度的。如潜水时，需要屏气，但 不能无限制屏气：∵屏气后A血PO2渐↓，PCO2渐↑，对呼 吸中枢的刺激渐↑，最终将克服大脑皮层的随意控制而出 现呼吸运动。
临床有时可观察到自主呼吸和随意呼吸分离的现象，如 当自主控制通路受损后，自主呼吸运动消失，此时患者必 须“记住”要进行呼吸，一旦入睡或注意力转移时，呼吸 运动即停止。
3．CO2作用强于H+。
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（2）中枢化学感受器
部位---延髓腹外侧浅表部位。
适宜刺激---脑脊液和局部细胞外液中的H+；
特点 ：
1.适宜刺激：脑脊液和局部细胞外液的H+。但H+不易透过血 脑屏障，因此主要感受血液中的CO2，有延迟。
2.不感受缺氧的刺激； 对血液中H+不易产生反应. 3.作用：调节脑脊液的[H+]。
的 PCO2↑ 时 明显 ； [H+]↑ 时 ， 因肺通气↑，呼出CO2↑，导致 PCO2↓ 和 [H+]↓ ， 两 者 部 分 抵 消 了 单 因 素 [H+]↑ 的 作 用 强 度 ；
PO2↓ 时 ， 因 肺 通 气 ↑ ， 呼 出 CO2↑ ， 使 PCO2↓ 和 [H+]↓ ， 减 弱了单因素PO2↓的作用强度。
1
化学感受器
2 CO2、H+和O2对呼吸的调节
3 CO2、H+和O2在呼吸的调节中的相互作用
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1. 化学感受器
化学感受器
Chemoreceptor
外周化学感受器
Peripheral Chemoreceptor
主动脉体
颈动脉体
Aortic bodies Carotid bodies
中枢化学感受器
[H+]↓→呼吸抑制 Nhomakorabea3. CO2、H+和O2在呼吸调节中的相互作用 ❖三者之间相互作用，对肺通气的影响既可 发生总和而加大，也可相互抵消而减弱 ❖CO2对呼吸的刺激作用最强，而且比其单 因素作用时更明显；H+次之；低O2最弱
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由图中可见，当 只改变一个因素时 （其他因素不变）， 三者引起的肺通气反 应的程度基本接近。
ＰCO2↓→呼吸减慢（过度通气后可发生呼吸暂停）。
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机 制
刺激呼吸的两条途径：外周化学 感受器和中枢化学感受器。
ＰCO2↑
CHCOCOO22透3＋- 过H2血O→脑H屏2C障O进3→入H脑+＋脊液:
中枢化学感受器↑ 外周化学感受器↑
延髓呼吸中枢↑
呼吸加深加快
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（2） O2对呼吸运动的影响
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特点:缺氧对呼吸的刺激作用远不及PCO2和[H+]↑作用 明显，仅在动脉血PO2＜80mmHg以下时起作用。
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（3）H+对呼吸运动的影响
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（3）H+对呼吸运动的影响
①主要通过刺激外周化学感受器而引起的；因其 通过血-脑屏障较慢。
②[H+]↑对呼吸的调节作用＜PCO2↑；
[H+]↑→呼吸加强