【医学课件大全】呼 吸 病 理 生 理 (60p)

呼 吸 病 理 生 理 Respiratory pathophysiology Department of Pathology Shanghai University of TCM External Respiration Gas Transport Internal Respiration 第一节、 肺外呼吸功能的评价 p肺通气（Pulmonary ventilation ）： l肺总容量(total lung capacity，TLC) l用力肺活量(forced vital capacity，FVC) l肺泡通气量(alveolar ventilation, VA) l残气量(residual volume，RV)： l死腔量(dead space volume, VD) l顺应性(compliance) p肺换气（Gas exchange）： l肺弥散量(diffusing capacity) l肺泡气动脉血氧分压差P(A-a)O2， 肺通气功能的评价指标 p肺总容量(total lung capacity，TLC): 指肺所能 容纳的最大气量。成年男性平均约5000ml，女 性约3500ml。 p用力肺活量(forced vital capacity, FVC)：指最 大吸气后用力呼出的气量。正常成年男性平均 约为3500ml，女性约2500ml。肺活量反映了肺 一次通气的最大能力，一般来说肺活量越大， 肺的通气功能越好。 肺通气功能的评价指标 p残气量(residual volume，RV)：指最大呼气末气 道内残留的气量。正常成人约为1000 1500ml 。 p功能残气量(functional residual capacity, FRC)： 指平静呼气末存留于肺内的气量，正常成年人 约为2500ml。功能残气量能缓冲呼吸过程中肺 泡内氧和二氧化碳分压的急剧变化。 肺通气功能的评价指标 p肺泡通气量(alveolar ventilation, VA)：指的是参与 气体交换的通气量，是真正有效的通气量，因此 ，也称为有效通气量。肺泡通气量与肺通气量不 同，肺通气量中有一部分气体是不能进行气体交 换的。 p死腔量(dead space volume, VD)：进入气道但不参 与气体交换的气量。 p顺应性(compliance)：在外力作用下，弹性组织扩 张的难易程度。容易扩张即顺应性大，不易扩张 则顺应性小，它与弹性阻力呈反比关系。 肺换气功能的评价指标 p肺弥散量(diffusing capacity)：指气体在1mmHg 分压差下，每分钟经肺泡膜弥散的容量。反映 了肺换气的效率。 p肺泡气动脉血氧分压差P(A-a)O2：指肺泡气 氧分压与动脉血氧分压之差。可反映肺泡膜氧 交换状态。 第二节、呼吸衰竭 p呼吸衰竭(respiratory failure)：是指由于外呼吸 功能严重障碍，导致动脉血氧分压降低，伴有 或不伴有二氧化碳分压增高的病理过程。 p诊断呼吸衰竭的主要血气标准是PaO低于 60mmHg和/或PaCO2高于50mmHg。 p呼吸功能不全(respiratory insufficiency) 呼吸衰竭的分类 按动脉血气改变：低氧血症型（I型） 高碳酸血症型（II型） 按发病机制：通气障碍型和换气障碍型 按病变部位：中枢性和外周性 按发生快慢和持续时间的长短：急性和慢性 呼吸衰竭的病因与发病机制 一、肺通气功能障碍 p限制性通气不足(restrictive hypoventilation) 因吸气时肺泡扩张受限制而引起的肺泡通气不 足。 p阻塞性通气不足（obstructive hypoventilation) 由于呼吸道狭窄或阻塞，使气道阻力增加所致 的通气障碍 1. 限制性通气不足常见原因 p呼吸肌活动障碍 l中枢神经系统或周围神经系统器质性病变 l麻醉药、镇静药过量所致的呼吸中枢抑制 和神经阻滞； l呼吸肌收缩功能障碍：呼吸肌疲劳；呼吸 肌营养不良性萎缩；低钾血症、酸中毒引起 的呼吸肌无力等。 1. 限制性通气不足常见原因 p胸廓或肺的顺应性降低 l严重的胸部畸形、胸膜粘连增厚或纤维化 l严重的肺纤维化（石棉肺、矽肺、弥漫性肺间 质纤维化） l表面活性物质（alveolar surfactant）生成不足和 （或）消耗、破坏增多 p胸腔积液和气胸 l肺扩张受限 肺泡表面活性物质 Laplace定律 P=2T/r Neonatal respiratory distress syndrome (NRDS): lack of surfactant retraction of soft tissue on inspiration 2. 阻塞性通气不足 p阻塞性通气不足（obstructive hypoventilation) ：由于呼吸道狭窄或阻塞，使气道阻力增加所 致的通气障碍。 p气道阻力（airway resistance）：气体流动时， 气体分子之间和气体与呼吸道内壁之间产生摩 擦而形成的阻力。影响气道阻力的因素是多方 面的，其中以气道内径最为重要。R 1/r4 2. 阻塞性通气不足 p气道阻塞: l中央性：指气管分叉处以上的气道阻塞 。又分为胸外与胸内阻塞2种。 l外周性：内径小于2mm的小支气管狭窄 或阻塞。常见于慢性阻塞性肺疾病 （COPD ） 中央性气道阻塞 p阻塞位于胸外（ extrathoracic obstruction ）： 吸气性呼吸困难（Inspiratory dyspnea ） p阻塞位于胸内（ intrathoracic obstrucdtion ）： 呼气性呼吸困难（ Expiratory dyspnia ） 中央性气道阻塞位于胸外吸气性呼吸困难 ExpiratoryInspiratory 中央性气道阻塞位于胸内呼气性呼吸困难 ExpiratoryInspiratory 外周性气道阻塞 p主要表现为呼气性呼吸困难 p发生机制： l小气道的解剖结构 l等压点（isobaric point, IP） 上移 p等压点：在气道上，气道内压与胸内压相等的 部位。 正常人用力呼气肺气肿者用力呼气 等压点上移时用力呼气引起气道压缩而闭合 0 +10 +20 +30 +35 +20 +20 +10 +20 +25 +5 0 +20 +20 等压点上移 通气障碍的血气变化 * p型呼衰： PaO250 mmHg。 pPAO2、PACO2 PaO2、PaCO2 pPaCO2取决于：每分CO2产量/每分肺泡通气量。 pPaCO2是反映肺泡通气量变化的最佳指标。 PaCO2 PACO20.86Vco2/VA 二、肺换气功能障碍 p肺换气功能障碍： l弥散障碍 diffusion impairment l肺泡通气与血流比例失调 ventilation-perfusion imbalance l解剖分流增加 increase of anatomical shunt （一）弥散障碍 弥散障碍（diffusion impairment）是由肺泡膜面积 减少或肺泡膜异常增厚和弥散时间缩短引起的气 体交换障碍。 气体弥散速度： 肺泡膜两侧的气体分压差；气体的分子量和溶解 度；肺泡膜面积与厚度 气体弥散量： 血液与气体接触的时间 弥散障碍的原因 p肺泡膜面积减少 p肺泡膜厚度增加 p弥散时间缩短 肺 泡 红 细 胞 毛细 血管 血 浆 弥散障碍的原因 p肺泡膜面积减少 l正常成人肺泡膜总面积80m2，平静呼吸 时，3540m2面积 l肺实变、肺不张、肺叶切除等 p肺泡膜厚度增加 l肺泡膜薄部 50mmHg 直接兴奋呼吸中枢 PaCO2 80mmHg 直接抑制呼吸中枢（此时呼 吸运动主要依靠PaO2对外周化学感受器的刺激 得以维持）。 2. 呼吸系统变化 pII型呼吸衰竭的给氧原则：低浓度(30%)、低 流量(12L/min)、持续给氧。使PaO2 上升不 超过 5060mmHg。 3. 循环系统变化 p低氧血症和高碳酸血症对心血管系统的影响： l轻、中度心血管中枢兴奋：心率、心收缩 力 、外周血管收缩、全身血液重新分配。（ 循环系统的代偿反应） l重度心血管中枢抑制：心率失常、心收缩力 、外周血管扩张（肺血管收缩）、血压 。 p肺源性心脏病：肺的慢性器质性病变在引起呼 吸衰竭的同时，可引起右心负荷增加，进而引 起右心肥大和心力衰竭。 肺源性心脏病的发生机制： l 肺动脉压升高 l缺氧、酸中毒肺小血管收缩肺A压升 高增加右心后负荷 3. 循环系统变化 l 持久稳定的慢性肺动脉高压 肺小血管长期收缩、缺氧肺血管平滑肌细胞、成纤 维细胞增生；胶原蛋白、弹性蛋白合成增多持久稳 定的慢性肺A高压 l 代偿性红细胞增多症血液粘度增高 l 肺血管床的大量破坏肺动脉高压 l 缺氧、酸中毒降低心肌舒缩功能 l 胸内压升高使心脏舒张受限；胸内压降低使心 脏收缩负荷增加 3. 循环系统变化 4. 中枢神经系统变化 pPaO260mmHg 智力和视力轻度减退 pPaO24050mmHg 神经精神症状 pPaO220mmHg 神经细胞不可逆损害 pPaCO280mmHg 定向障碍、肌肉震颤、嗜 睡、木僵、昏迷等（CO2麻醉） 肺性脑病(pulmonary encephalopathy) p肺性脑病：由呼吸衰竭引起的脑功能障碍。 p发病机制： l酸中毒和缺氧对脑血管的作用 l脑血管扩张 l脑细胞水肿：ATP生成 Na+-K+泵功能 障碍 l脑间质水肿：血管内皮损伤通透性增高 l酸中毒和缺氧对脑细胞的作用 l-氨基丁酸生成增多中枢抑制 l脑内磷酯酶活性增强溶酶体水解酶释放 神经细胞损伤 5. 肾或胃肠功能变化 p缺氧、酸中毒交感神经兴奋肾血管收缩 GFR功能性急性肾功能衰竭。 p缺氧、 酸中毒 交感神经兴奋腹腔内脏血 管收缩胃肠黏膜缺血糜烂、坏死、出血、 溃疡形成。 呼吸衰竭的防治原则 p防治原发病 p吸氧以提高PaO2 p对型呼吸衰竭，改善肺通气以降低PaCO2 l解除气道阻塞 l增强通气动力 l人工辅助通气 l补充营养 p改善内环境及重要脏器的功能 第三节、急性呼吸窘迫综合征与呼衰 p急性呼吸窘迫综合征： (acute respiratory distress syndrome，ARDS) 是指在多种原发病过程中，因急性肺损伤 (acute lung injury，ALI)引起的急性呼吸衰竭。 以弥漫性肺泡毛细血管膜损伤为主要病理特 征。临床主要表现为进行性呼吸困难和顽固性 低氧血症。 急性肺损伤的发病原因 p直接损伤肺泡毛细血管膜 l化学性因素：吸入毒气、烟雾、胃内容物等 l物理性因素：微生物感染(肺部) p全身性病理过程 l败血症、休克、大面积创伤和烧伤 (面积大于 40%) p医源性原因 l血液透析和体外循环等 ALI的发生机制 p单核-巨噬细胞系统激活，生成大量促炎因子（TNF 、IL-1等） p中性粒细胞激活，产生与释放大量的氧自由基、多种 蛋白酶和血管活性物质造成肺泡上皮、肺微血管内皮 与基质的损伤，血管通透性增加。 p血小板黏附、聚集，形成微血栓5-羟色胺（5-HT）、 血栓素A2（TXA2）、白三烯（LTS）和纤维蛋白降解 产物（FDP）等使肺小动脉痉挛 p血管内皮细胞产生多种血管活性物质与炎症介质 p肺泡上皮细胞受损 ALI引起呼吸衰竭的机制 通气障碍：肺顺应性降低引起限制性通气障碍； 支气管痉挛、气道内液体增加导致阻塞性通气障 碍 弥散障碍：因肺泡膜增厚而引起。 肺泡通气血流比例失调：肺小动脉内微血栓使部 分肺泡血流不足，形成死腔样通气；肺顺应性降 低或气道受阻等使部分肺泡通气减少而血流未相 应减少，可造成功能性分流增