病理生理学课件14-肺功能不全

1、肺功能不全,Pulmonary insufficiency,概述肺的功能,主要功能外呼吸功能吸入氧,排出CO2维持动-静脉血氧分压稳定，保证正常生命活动进行,其他功能 （）免疫、防御功能 机械阻挡病原体，借助气道的黏液-纤毛运动排出或由肺巨噬细胞、上皮细胞吞噬；某些颗粒溶解后可被吸收入血循环带走;纤毛的清除功能障碍可致COPD或进展,肺溶菌酶、补体、-抗胰蛋白酶等组成化学屏障杀灭病原体; 肺巨噬细胞能合成补体，IFN、TNF、PAF、AA、趋化物等,IgA、T细胞组成特异性防御功能，中和病毒，凝集微生物，杀灭细菌,概述肺的功能,储滤功能全身静脉血经肺循环流入动脉血，阻挡静脉血栓子（成团白细胞、

2、脂肪、纤维蛋白等）以免梗塞其他器官，丰富的吞噬系统可清除微聚物； 肺毛管具纤溶酶原激活物清除微血栓 肺血栓调节蛋白清除凝血酶、抑制血小板 合并严重感染。炎症时易致肺损伤. 肺具丰富的毛细血管网，储备大量血液,代谢功能,II型上皮合成、释放肺表面活性物质,肺血管内皮血管活性肽类合成转换酶,肺肥大细胞产生组胺、肝素、5-HT、SRS-A,肺血管内皮细胞可合成、释放、摄取、灭活 5-HT、组胺、IFN、Ach、PGs、LTs、激肽等,概述呼吸衰竭（respiratory failure,概念： 由于外呼吸功能障碍致动脉血氧分压(PaO2)低于60mmHg(8.0kPa)，伴有或不伴有二氧化碳分压(P

3、aCO2)升高超过50mmHg(6.7kPa)的病理过程。 呼吸功能不全(respiratory insufficiency)： 轻重不同程度的呼吸功能障碍都称为呼吸功能不全 呼吸衰竭是呼吸功能不全的严重阶段,概述 呼吸衰竭的分类,按动脉血气,低氧血症型（型,低氧血症伴高碳酸血症型（型,按发病机制： 通气性、换气性 按病变部位： 中枢性、外周性 按发生速度： 急性、慢性,第一节病因和发病机制,一、通气功能障碍,二、换气功能障碍,限制性通气不足(restrictive hypoventilation) 阻塞性通气不足(obstructive hypoventilation,一、通气障碍,肺通气：

4、肺泡与外界进行气体交换的过程,通气功能障碍的发病环节,胸廓和肺活动受到限制引起肺通气不足,一）限制性通气不足,1）呼吸中枢损伤或抑制脑外伤（脑出血、脑水肿）；脑炎（延髓性脊灰炎、乙脑、化脑、流脑）；脑肿瘤（压迫中枢神经）； CNS抑制（镇静剂、麻醉剂、安眠药使用不当）；严重缺氧、酸中毒等,2）呼吸肌收缩力减弱或丧失多发性神经炎、脊灰炎、外周神经损伤、箭毒，有机磷中毒、重症肌无力，低钾等,限制性通气不足病因,3）胸廓和肺的顺应性降低,顺应性C,容量变化V（ml,压力变化 P（厘米水柱,为弹性阻力倒数，弹性阻力（回缩力）越大，胸、肺越不易扩张，顺应性越小,正常：胸廓、肺顺应性= 200 ml/厘米

5、水柱 吸入200ml空气，对胸壁、肺各施加1厘米水柱压力,胸廓C 下降：胸膜粘连，胸腔积液，气胸 肋骨骨折，严重胸廓畸形,肺C 下降,肺容量下降（肺切除、肺实变、肺不张） 肺弹性阻力增加肺淤血、水肿、纤维化、 肺弹性僵硬度增加 肺泡表面活性物质减少,限制性通气不足病因,肺泡表面活性物质由肺II型上皮生成，覆盖于肺泡液体分子层表面，可降低肺泡表面张力，维持大小肺泡稳定性,LapLace：P,2T,R,其内压与半径呈反比与表面张力呈正比,肺缺血、缺氧、氧中毒、脂肪栓塞，表面活性物质破坏增加；新生儿呼吸窘迫综合征、ARDS，表面活性物质生成不足；休克、肺水肿、炎性渗出使其大量消耗，表面活性物质减少,

6、限制性通气不足病因,二）阻塞性通气不足,气道阻力最主要的因素是：气道内径,定义：气道狭窄或阻塞所致的通气障碍,管壁痉挛、肿胀、纤维化 管腔被粘液、渗出物、异物阻塞 肺组织弹性降低对气道壁的牵引力减弱,气道阻力增大因素,1、中央性气道阻塞： 胸外阻塞吸气时气流经阻塞部位引起压力降,气道内压小于大气压吸气性呼吸困难； 呼气时则相反，气道内压大于大气压，阻塞减轻。 胸内阻塞吸气时气道内压大于胸内压（吸气时胸内压降低）阻塞减轻； 呼气时胸内压上升，大于气道内压，阻塞加重呼气性呼吸困难,分 类,中央性气道阻塞位于胸外吸气性呼吸困难,中央性气道阻塞位于胸内呼气性呼吸困难,分 类,2、外周性气道阻塞,内径小

7、于2mm 细支气管为外周气道，其管壁薄，无软骨支撑，同肺泡紧密相连；吸气时肺泡扩张，周围弹性组织牵拉细支气管，阻力下降；呼气时，肺泡回缩，细支气管缩短变窄，阻力上升，主要表现为呼气性呼吸困难,气道内压与胸内压相等的气道等压点 慢支小气道阻塞：气道通过阻塞部位形成压差较大，阻塞部位以后气道压低于正常，等压点上移至无软骨支撑的小气道，用力呼气时，阻塞加重. 肺气肿：蛋白酶降解泡壁弹性纤维，弹性回缩力下降；肺泡扩大而数量减少，支气管壁肺泡附着点减少，牵拉力减少使细支气管变形，阻力增加.胸内压升高，呼气时等压点上移，小气道闭塞，呼气性呼吸困难,3、肺泡通气不足时的血气变化特点,总肺泡通气量不足 PAO

8、2，PACO2 PaO2 ，PaCO2 型呼衰,PaCO2的增值与PaO2的降值成一定的比例关系，其比值相当于呼吸商（R,R,PACO2 VA,PiO2PAO2) VA,PAO2= PiO2,PACO2,R,二、换气功能障碍,一）弥散障碍 （二）肺泡通气/血流失调 （三）肺内动-静脉分流增加,肺换气：肺泡与血液之间气体交换的过程,由于肺泡膜面积减少或肺泡膜异常增厚和弥散时间 缩短所引起的气体交换障碍,一） 弥散障碍,肺泡膜面积减少,弥散障碍时血气变化,PaO2 PaCO2 N /,肺泡膜厚度增加,原因,肺叶切除、肺实变、肺不张、肺气肿,肺泡和间质的炎症、水肿、纤维化、肺泡内形成透明膜,3)弥散

9、时间缩短,定义,肺泡膜病变心输出量增加和肺血流加快,肺泡,内皮细胞,上皮细胞,间质,血液,肺泡毛细血管膜结构,血液流经肺泡的时间，静息时（1）、运动时（2,正常与肺泡膜增厚时Hb氧合所需时间,二) 肺泡通气与血流比例（V/Q）失调,正常PaO2比PAO2稍低的主要原因,功能性分流 （有血流，少气体,1、部分肺泡通气不足,部分肺泡通气不足,功能性分流 (functional shunt) 静脉血掺杂(venous admixture,流经部分肺泡的静脉血未经充分氧合便掺入动脉血中，称静脉血掺杂，因类似动静脉短路，故又称功能性分流,见于：慢性阻塞性肺疾患、肺纤维化、肺水肿 等 正常成人 功能性分流

10、约占肺血流量3% 慢性阻塞性肺疾病 占30%50% ，肺换气(,部分肺泡通气不足时血气的变化,肺泡通气量 VA VA / Q PaO2 动脉血氧含量 CaO2 PaCO2 动脉血CO2含量 CaCO2,N N N N,病肺 健肺 全肺,2. 部分肺泡血流不足,肺动脉栓塞、肺动脉炎症、肺血管收缩、肺内DIC等可使流经该部分肺泡的血液量减少，而通气相对良好，VA/Q 比可显著大于正常，患部肺泡血流少而通气多， 肺泡通气不能充分被利用， 称为死腔样通气(dead space like ventilation)。 生理死腔：占潮气量30% 疾病时功能性死腔：高达60%70,病变部位,通气不变,血流,V

11、/Q,肺泡通气未充分利用,死腔样通气,部分肺泡血流不足时血气的变化,肺泡血流量 Q VA / Q PaO2 动脉血氧含量 CaO2 PaCO2 动脉血CO2含量 CaCO2,N N N N,病肺 健肺 全肺,通气/血流比值及其变化示意图,V/Q失调时的血气变化,功能性分流 死腔样通气,PaO2,呼衰,PaCO2可正常 oror,健肺,病肺,死腔样通气,三）解剖分流增加,生理解剖分流： 一部分支气管静脉回流肺静脉；肺内动-静脉交通支；其分流量约占心输出量的2 % 3 % 肺实变、肺不张、创伤、支气管扩张症伴支气管血管扩张和肺内动-静脉短路开放，使解剖（真性）分流增加(anatomic/ true

12、 shunt) ，而发生呼衰,解剖分流增加,生理解剖分流：支气管静脉回流；肺内动-静脉交通支,解剖分流增加,肺实变、肺不张、支气管扩张症伴支气管血管扩张 和肺内动-静脉短路开放,功能性分流,解剖分流,吸入纯氧,吸入纯氧,功能性分流和解剖分流的鉴别,小结,1.通气障碍通常引起型呼衰,2.换气障碍通常引起型呼衰,3.临床上常为多种机制参与,通气障碍包括限制性和阻塞性2种类型,换气障碍包括弥散障碍、通气/血流比例失调、解剖分流增加,血液O2与CO2解离曲线,急性肺损伤（ acute lung injury，ALI，肺泡 - 毛细血管膜损伤）引起的呼衰 原因：吸入毒气、烟雾、胃内容物 广泛的肺挫伤 严

13、重的感染、败血症、休克、大面积烧伤 体外循环，血液透析,急性呼吸窘迫综合征（ARDS,概念,ALI形成机制： 肺泡-毛细血管膜损伤 致病因子对肺泡膜的直接损伤作用 激活的白细胞、巨噬细胞和血小板的间接 损伤作用 大量中性粒细胞黏附、聚集、释放 肺血管内微血栓形成进一步引起肺损伤,ALI引起呼衰机制,1）渗透性肺水肿，肺弥散功能障碍 （2）肺泡表面活性物质顺应性形成肺不张 （3）水肿液阻塞、支气管痉挛导致肺内分流 （4）肺内DIC形成及炎性介质引起的肺血管收缩可导致死腔样通气 V/Q失调 (ARDS病人呼衰的主要发病机制,ARDS引起呼衰发病机制,第二节 呼衰时主要机能代谢变化,呼衰的直接效应是

14、血液气体变化，根本的发病是低氧血症、高碳酸血症、酸碱平衡紊乱 及由这些基本变化引起的各器官、系统的变 化。呼吸停止时CO2上升较慢3-6mmHg/分，10分钟达90mmHg的危险水平，体内氧储很少，只供4-6分钟，故最大危险是缺氧，CO2积聚在慢性呼衰时较为严重,PaO2 60mmHg 代偿反应为主 30mmHg 代谢、机能严重紊乱 PaCO2 50mmHg 代偿反应为主 80mmHg 代谢机能严重紊乱,呼衰时主要机能代谢变化,酸碱平衡及电解质紊乱 呼吸系统变化 循环系统变化 中枢神经系统变化 肾功能变化 胃肠变化,呼衰时主要机能代谢变化,呼吸性酸中毒 型呼吸衰竭（CO2潴留） 血清K+浓度升

15、高 血清氯浓度降低,一、酸碱平衡及电解质紊乱,CO2,CO2,H2O,H2CO3,H,HCO3,Hb(O2),HHb(O2,HCO3,Cl,RBC,Cl,酸碱平衡及电解质紊乱,代谢性酸中毒 缺氧时无氧代谢加强，乳酸等酸性代谢产物增多 呼酸合并代碱,葡萄糖钾入胞,利尿剂及皮质醇使用，排钾、排氯增,纠酸时补碱过量,低钾、低氯,呼吸性碱中毒 I型呼衰患者缺氧通气增加（低钾、高氯,二、呼吸系统变化,低氧血症和高碳酸血症对呼吸中枢的影响PaO2 50mmHg 直接兴奋呼吸中枢PaCO280mmHg 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,PaO2下降颈A体主动脉

16、体化感器,PaCO2增高中枢化感器,呼吸深快 通气增加,慢性II型呼衰者，中枢化感器常被抑制，而对CO2刺激敏感性下降，此时引起通气的冲动，大部份来自缺氧对外周感受器的刺激，如果给予高浓度氧可解除缺氧反射性地兴奋呼吸中枢的作用，从而抑制呼吸,II型呼衰时PaO2下降和PaCO2增高对机体影响,循环系统变化 轻度PaO2 PaCO2 可兴奋心血管运动中枢使HR心收缩力，外周血管收缩，促进静脉回流；而严重的缺氧和二氧化碳潴留可抑制心血管中枢，BP，心收缩力，心律失常； 呼吸衰竭可累及心脏，主要引起右心肥大与衰 竭肺源性心脏病,肺源性心脏病机制,缺O2、 H 肺小A收缩,肺血管床的大量破坏,成纤C增

17、生；胶原、弹性蛋白合成增多,肺A高压,代偿性红细胞增多症血液粘度增高,缺血、缺氧、酸中毒心肌受损,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,心 衰,中枢神经系统对缺氧最为敏感，PaO2 下降CO2 潴留影响中枢神经系统功能： PaO260mmHg 智力和视力轻度减退 PaO24050mmHg 神经精神症状嗜睡、昏迷 PaO220mmHg 神经细胞不可逆损害 PaCO280mmHg 定向障碍、木僵、肌震颤 昏迷等（CO2麻醉,四）中枢神经系统变化,肺性脑病（pulmonary encephalopathy,呼衰时出现的以中枢神经系统障碍为主要表现的综合征,概念,机制,1、PaCO2

18、增高和缺氧对脑血管的作用,类型,兴奋型头痛、狂燥、抽搐 抑制型表情淡漠、嗜睡，昏迷,2、PaCO2增高和缺氧对脑细胞的作用,损伤内皮促进通透性钠泵失灵细胞水肿扩张脑血管,肺性脑病机制,1、PaCO2增高和缺氧对脑血管的作用,2、PaCO2增高和缺氧对脑细胞的作用,扩张脑血管脑血流增加损伤内皮脑间质水肿钠泵失灵脑细胞水肿,高颅压症,加重病情,谷氨酸脱羧酶() GABA增高,磷酯酶活性增强溶酶体水解,PCO2 增高10mmHg，脑血流增加50,中枢抑制组织自溶,脑脊液PH7.33-7.40，PCO2大于血液8mmHg,五）肾和胃肠功能变化,轻少量WBC、RBC、蛋白,重缺氧、酸中毒肾血管收缩GFR

19、功能性急性肾功能衰竭,肾功能,胃肠功能,缺O2胃壁血管收缩胃粘膜屏障作用下降,CO2增加胃壁细胞碳酸酐酶活性增加胃酸,糜烂 坏死 溃疡,第三节呼吸衰竭防治原则,一、 防治原发病,二、去除病因、诱因，改善肺功能,三、综合治疗,一）氧疗,I型患者可吸入较高浓度的氧,急性呼衰时常用高浓度氧来纠正缺氧但防止氧中毒,II型患者给氧：低浓度（小于30%）、低流量（1-2升/分）、持续给氧（PaO2稳定在60mmHg左右,防治原则,二）、改善通气（解痉平喘、清除积痰,氨茶碱静缓推（0.25g + 25% GS 40ml,异丙肾素、沙丁胺醇雾化吸入雾化吸入,短期应用糖皮质激素（解痉、消炎、 抗过敏,减少清除支

20、气管分泌物，必要时气管切开,必要时呼吸兴奋剂、呼吸机,三）控制感染（肺部感染常不易控制，药敏选药,青霉素或氨苄青，广谱高效抗菌药（头孢、喹诺酮类,四）支持循环,肺动脉高压肺水肿，合并心衰时少、慢输液,利尿剂应用（降低负荷，降低脑水肿,五）纠正酸碱和电介质紊乱,六）密切观察、防治并发症,防治原则,谢 谢,典型病例,患者、男、29岁。因烧伤而急诊入院。 意识清，BP10.7/8.0 kPa（80/60mmHg),P100。两下肢等部位-度烧伤，面积约为体表总面积50%。 入院后5h,BP降至8.0/5.3kPa（60/40mmHg），经输液、输入冻干血浆后上升至16.0/9.3kPa（120/ 70mmHg)， 此时见全身浮肿，胸片清晰。第7天出现呼吸困难，意识障碍。第9天出现紫绀，气急加重，咳出淡红色泡沫状分泌物，胸片显示弥散性肺浸润。 检查：PaO26.7kPa(50mmHg)， PaCO27.1kPa (53mmHg)，吸氧后PaO2仍不上升,该患者入院第7天以后，出现什么病理过程？请分析其发病机制和血气变化的机理。吸氧后为何血气不变化,48岁，男，因气促、神志模糊送来急诊 活动时呼吸困难数年，夜间有时感憋气，近来活动减少，医生说他有心扩大和高血压，用过利