新生儿呼吸生理与病理生理

新生儿呼吸生理与病理生理呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程呼吸全过程：外呼吸、气体在血液中运输、内呼吸概述呼吸系统的组成

鼻、咽、喉——上呼吸道肺外呼吸道气管、主支气管下呼肺内各级支气管吸道肺肺泡血管、神经、淋巴管肺的发育新生儿肺泡数量仅为成人的1/6-1/8时期呼吸道发育情况胚芽期3~5周肺部在孕3周时发育成一个肠型产物，随后分化为主茎支气管芽假腺管期5~16周传导呼吸道发展为终末支气管。该期之后，软骨呼吸道数量上不会再增加，气管和食管分开，纵膈也建立起来小管期16~24周II型肺泡细胞产生PS，在孕24周囊形期24~35周呼吸道支气管及终末气囊出现肺泡期36周呼吸道大小增加，肺泡数量继续增加直至3岁，此后肺泡大小也增加，儿童晚期肺大小达到成人标准气管——支气管——小支气管——细支气管——呼吸性细支气管肺的发育肺的发育肺段支气管大的肺段内支气管小的肺段内支气管细支气管终末细支气管呼吸性细支气管肺泡囊和肺泡肺泡：肺泡气与血液进行气体交换的场所肺的发育胎儿肺泡面积、肺容量增加与胎龄成正比肺的发育肺通气和气体交换只有在小管期的末期才能进行，因此只有肺发育到小管期的末期的早产儿才有救治价值34～35周以后是PS迅速进入肺泡表面阶段出生的最初几次呼吸会引起肺内40～70mmHg负压，有助于清除肺泡内的液体，同时建立起肺内接近30ml/kg的气体容积即功能残气量胎儿呼吸是肺的准备性发育的内容之一，呼吸的调节功能在胚胎初期就起着作用。在胚胎12周已见到近似于生后的呼吸；25周的胚胎已不再是一时性、痉挛性的呼吸，而是持续数小时或更久，每分钟在60次以上的呼吸肺的发育（一）解剖生理（1）鼻腔：新生儿期仍未发育完善，早产儿鼻道狭窄，几乎没有下鼻道（2）喉：形如漏斗软骨较软声带及喉粘膜富于血管和淋巴组织（3）气管、支气管：相对狭窄，气道阻力较大软骨柔软，管壁易变形粘膜血管丰富纤毛运动差新生儿呼吸生理与病理生理（一）解剖生理（4）肺：“肺储备功能”不足足月儿肺泡及气道数量约为成人肺的10%，肺泡表面面积约为成人的3%肺泡面积和体表面积比相对较小，但代谢率明显高于成人新生儿肺内含气量少而含血量多肺泡间隔较厚，不利于气体交换（5）呼吸肌：膈肌是最重要的呼吸肌肋间肌较弱，易发生胸廓凹陷，限制肺扩张腹肌是重要的呼气肌新生儿呼吸生理与病理生理（二）肺通气的建立肺内压的变化是肺通气建立的直接原因胸膜腔负压是维持肺扩张的主要因素呼吸运动引起胸廓变化是肺通气的原动力新生儿呼吸生理与病理生理（二）肺通气的建立

呼吸过程→→→呼吸形式腹式呼吸、胸式呼吸平静呼吸、用力呼吸呼吸频率成人：12~18次/分新生儿：40~60次/分新生儿呼吸生理与病理生理（二）肺通气的建立

肺顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性肺的弹性阻力：肺弹性组织回缩力：1/3肺泡表面张力：2/3肺泡表面张力肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的→使肺泡缩小。新生儿呼吸生理与病理生理（二）肺通气的建立

肺泡表面张力根据拉普拉斯（Laplace)定律：P=2T/r。P代表肺泡回缩力，T代表表面张力，r代表肺泡半径。肺回缩力与表面张力成正比，与肺泡的半径成反比。肺泡表面张力的作用：肺泡回缩→肺通气（吸气）阻力肺泡内压不稳定→肺泡破裂或萎缩促肺泡内液生成→产生肺水肿新生儿呼吸生理与病理生理（三）肺表面活性物质

增加肺顺应性，减少吸气做功降低肺泡表面张力，维持呼气末肺泡稳定性和功能残气量减少肺组织液生成，防止肺水肿调理病原体，活化肺泡巨噬细胞根据拉普拉斯（Laplace)定律：P=2T/r(即r=P/2T)，在缺乏表面活性物质时，肺泡液表面张力(T)增加，为达到同样肺泡扩张度(r)时，必须增加气道压力(P)。新生儿呼吸生理与病理生理

正常肺泡RDS新生儿呼吸生理与病理生理

肺表面活性物质的作用新生儿呼吸生理与病理生理（四）新生儿呼吸道阻力：Poiseuille公式

注：π圆周率，η气体粘滞度，L气道长度，r气道半径气道阻力与半径的4次方成反比气道口径的轻度变化即可引起气道阻力显著改变流速快、湍流、管径小→→气道阻力大流速慢、层流、管径大→→气道阻力小新生儿呼吸生理与病理生理（四）新生儿呼吸道阻力特点新生儿鼻腔阻力占了总呼吸道阻力的50％新生儿因呼吸道狭窄，呼吸道阻力明显高于成人足月儿为0.025-0.030cmH2O/mL/s，早产儿为0.060-0.080cmH2O/mL/s足月新生儿的呼吸道阻力是成人的16倍新生儿易发生上、下呼吸道梗阻，引起窒息新生儿呼吸生理与病理生理（五）新生儿胸壁顺应性(CW)及肺顺应性(CL)新生儿胸壁的顺应性较大，CW=(3-6)×CL，胸廓易扩张生后9-12月时，CW=CL足月新生儿肺顺应性约1.5-2.0ml／(kg·cmH2O)，其值取决于肺的大小，随着肺的质量的增加、肺的发育，肺顺应性也增加早产儿肺的顺应性相对较差新生儿呼吸生理与病理生理（六）新生儿肺功能指标新生儿肺功能受包括胎龄、出生体重、生产方式等多种因素影响，其中胎龄是影响新生儿肺功能的重要因素新生儿呼吸生理与病理生理潮气量（VT）：每次平静呼吸时，吸入或呼出的气体量补吸气量（IRV）：在平静吸气后再作最大吸气动作所能增加的吸气量称为补吸气量补呼气量(ERV)：在平静呼气后再作最大呼气动作所能增加的呼气量称为补呼气量肺活量（VC）：不限时间的情况下，一次最大吸气后再尽最大能力所呼出的气体量，这代表肺一次最大的机能活动量，是反映人体生长发育水平的重要。VC=IRV+VT+ERV功能残气量（FRC）：平静呼气末尚存留于肺内的气体量:FRC=ERV+RV残气量（RV）：最大呼气末尚存留于肺内的气体量肺总容量（TLC）

死腔（VD）：生理死腔指解剖死腔和肺泡死腔；解剖死腔指声门以下导气段呼吸道容量，约2ml/Kg；肺泡死腔，约0.5ml/kg达峰时间比(TPEF/TE)：达到呼气峰流速的时间与呼气时间之比达峰容积比(VPEF/VE)：达到呼气峰流速的容积与呼气容积之比新生儿呼吸生理与病理生理（六）新生儿肺功能指标潮气量（VT）每次平静呼吸时，吸入或呼出的气体量其正常值与体表面积、身长有关，自主呼吸的健康足月儿VT正常值在5-10ml/kg，而极小早产儿VT可低至3.2ml/kgVT可反映肺顺应性的变化，新生儿肺的通气储备较小，在肺不张、气道阻塞及通气调节障碍时VT减低。呼吸机下设置VT过高可致通气过度，易使肺泡和小呼吸道上皮过分牵张损害，并引起二氧化碳分压(pCO2)迅速变化，过低则可致有效肺泡通气量下降。新生儿呼吸生理与病理生理（六）新生儿肺功能指标潮气量（VT）Lungfunctionbytidalbreathinginawakehealthynewborninfants.EuropeanRespiratoryJournal,1994,7,1660–1668新生儿呼吸生理与病理生理男女（六）新生儿肺功能指标分钟通气量(MV)=潮气量(TV)×呼吸频率(R)功能残气量(FRC)：平静呼气末尚存留于肺内的气体量FRC：一般是肺总量的50％左右，足月儿20—30mL／kg，相当于出生时肺液的含量FRC起稳定肺泡气体分压的作用，减小了通气间歇对肺泡内气体交换的影响残气量(RV)：最大呼气末尚存留于肺内的气体量RV：足月儿10-15mL/kg，它的存在可避免肺泡在低肺容积条件下发生塌陷新生儿呼吸生理与病理生理（六）新生儿肺功能指标死腔（VD）：解剖死腔：声门以下到气段呼吸道容量，2ml/Kg生理死腔：解剖死腔+肺泡死腔死腔大意味着肺泡有效通气量下降，临床一般用死腔与潮气量比值(VD／VT)表示，可通过PaCO2和呼出气CO2结果计算获得成人正常值为0.25-0.35，新生儿呼吸浅快其比值大，但当VD／VT>0.5常提示存在呼吸衰竭新生儿呼吸生理与病理生理（六）新生儿肺功能指标达峰时间比(TPEF／TE)：达到呼气峰流速的时间与呼气时间之比达峰容积比(VPEF／VE)：达到呼气峰流速的容积与呼气容积之比TPEF／TE、VPEF／VE是反映气道阻塞的主要指标，二者的相关性达到90％以上在阻塞性疾病患儿中，达峰时间比(TPEF／TE)数值下降，且越低则阻塞越重。但TPTEF／TE受呼吸频率及体位的影响，呼吸快时其值下降，在俯卧位时比侧卧及仰卧位低，因此其生理意义有待进一步研究新生儿呼吸生理与病理生理（六）新生儿肺功能指标：达峰时间比(TPEF／TE)新生儿呼吸生理与病理生理男女Lungfunctionbytidalbreathinginawakehealthynewborninfants.EuropeanRespiratoryJournal,1994,7,1660–1668（七）呼吸气体的交换：气体交换的原理：气体的扩散影响气体扩散的因素有：气体的分压差气体的分子量和溶解度扩散面积和距离温度新生儿呼吸生理与病理生理（七）呼吸气体的交换：肺换气与组织换气换气动力：分压差换气方向：分压高→分压低换气结果：肺部静脉血→动脉血组织动脉血→静脉血新生儿呼吸生理与病理生理（七）呼吸气体的交换：呼吸气体和人体不同部位气体的分压（mmHg）新生儿呼吸生理与病理生理海平面空气肺泡气动脉血混合静脉血组织PO21591041004030PCO20.340404650（七）呼吸气体的交换：影响气体交换的因素——气体扩散速率新生儿呼吸生理与病理生理分子量血浆溶解度（ml/L）肺泡气（KPa）动脉血（KPa）静脉血（KPa）扩散速率O23221.413.913.35.31CO244515.05.35.36.12在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍；但在肺中，由于肺泡气和静脉血间分压差的不同，CO2的扩散速率实际约为O2的2倍。（七）呼吸气体的交换：影响气体交换的因素——呼吸膜厚度：6层＜1μm，膜厚度↑→气体交换↓面积：呼吸膜面积↓→气体交换↓呼吸膜在电子显微镜下可分为6层，自肺泡内表面向外依次为：1含肺泡表面活性物质的液体层、2肺泡上皮层、3上皮基底膜层、4肺泡与毛细血管之间的间质层、5毛细血管基膜层和6毛细血管内皮细胞层。新生儿呼吸生理与病理生理（七）呼吸气体的交换：通气/血流比值（VA/Q比值）正常成人安静状态下:VA（肺泡通气量）=4.2L/min；Q（每分钟肺血流量）=5L/min正常VA/Q比值为0.84VA/Q↑（>0.84）：通气过剩(VA)↑或血流不足(Q)↓→肺泡无效腔增大→通气不足→PO2↓PCO2↑VA/Q↓（<0.84）：通气不足(VA)↓或血流过剩(Q)↑→功能性动-静脉短路→肺泡通气不良→PO2↓PCO2↑新生儿呼吸生理与病理生理（七）呼吸气体的交换：通气/血流比值（VA/Q比值）新生儿呼吸生理与病理生理（七）呼吸气体的交换：通气/血流比值（VA/Q比值）VA/Q↑or↓→换气效率↓→缺O2和CO2潴留的症状；但以缺O2为主，原因：①∵A-V血间PO2＞PCO2，∴功能性A-V短路时，A血PO2↓的程度＞V血PCO2↑；②∵CO2的扩散系数是O2的20倍，CO2的扩散速＞O2，∴不易出现CO2潴留的症状；③∵A血PO2↓和PCO2↑时，可刺激呼吸，增加肺泡通气量，有助于CO2的排出，而几乎无助于O2的摄取（O2和CO2解离曲线的特点所决定的）。新生儿呼吸生理与病理生理（八）氧的运输：物理溶解：1.5%化学结合：98.5%必须先有物理溶解才有化学结合O2与Hb的可逆性结合：Hb+O2当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上，呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）（重症贫血-缺氧但无紫绀；CO中度-缺氧但粘膜颜色红润；红细胞增多症-不缺氧但可出现紫绀）新生儿呼吸生理与病理生理

PO2↑(氧合)HbO2暗红色

鲜红色PO2↓(氧离)（八）氧的运输：O2与Hb结合的特征:①反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化②是氧合，非氧化③1分子Hb可与4分子O2可逆结合新生儿呼吸生理与病理生理（八）氧的运输：氧解离曲线Hb与O2的亲和力与其变构效应有关，使其结合或解离曲线呈S形去氧Hb—紧密型(T型)，亲和力低氧合Hb—疏松型(S型)，亲和力高Hb的4个亚单位在结合O2或释放O2时，彼此间有协同效应新生儿呼吸生理与病理生理（八）氧的运输：氧解离曲线-上段相当于在PO260~100mmHg之间的氧饱和度反映Hb与O2结合的部分曲线较平坦，表明在该范围内PO2的变化对Hb氧饱和度影响不大，只要PO2不低于60mmHg,Hb的氧饱和度仍维持90%以上,血液可携带足够量的O2，不致发生明显的低氧血症。新生儿呼吸生理与病理生理（八）氧的运输：氧解离曲线-中段相当于在PO240~60mmHg之间的氧饱和度反映Hb释放O2的部分曲线较陡，表明Hb与O2的亲和力变化显著随PO2变化既可迅速结合运输也易解离释放，有效地保证了在肺部氧的载入运输和周身组织的释放利用新生儿呼吸生理与病理生理（八）氧的运输：氧解离曲线-下段相当于在PO215~40mmHg之间的氧饱和度反映Hb与O2解离的部分组织活动加强时，PO2可降至15mmHg，促进HbO2释放出比安静时更多的氧，因此可反映血液中O2的贮备新生儿呼吸生理与病理生理（八）氧的运输：影响氧解离曲线的因素P50–使Hb氧饱和度达50%时的PO2，表示Hb对的O2亲和力P50↑，表明Hb对的O2亲和力↓，氧解离曲线右移P50↓，表明Hb对的O2亲和力↑，氧解离曲线左移PH和PCO2的影响波尔效应PH↓或PCO2↑→Hb对的O2亲和力↓→P50↑→氧解离曲线右移PH↑或PCO2↓→Hb对的O2亲和力↑→P50↓→氧解离曲线左移机制：H+可以与Hb结合，促使Hb分子向T型转变意义：既可促进肺毛细血管内混合静脉血的氧合，又有利于组织毛细血管血液释放O2新生儿呼吸生理与病理生理（八）氧的运输：影响氧解离曲线的因素温度的影响温度↑→Hb对的O2亲和力↓→促进释放O2

、氧解离曲线右移温度↓→Hb对的O2亲和力↑→不利于O2释放、氧解离曲线左移机制：温度↑→H+活度↑→Hb对的O2亲和力↓意义：组织代谢活动↑→局部组织温度↑、CO2、酸性代谢产物↑→有利于HbO2解离→组织可获得更多的O2，能适应代谢增加的需要2,3–

二磷酸甘油酸（2,3–DPG）红细胞无氧酵解的产物2,3–DPG↑→Hb对的O2亲和力↓→氧解离曲线右移2,3–DPG↓→Hb对的O2亲和力↑→氧解离曲线左移机制：2,3