肺功能不全

1、概述,,,,,,,O2,CO2,O2,CO2,肺,血液循環(huán),組織細胞,呼吸全過程示意圖,呼吸衰竭 (Respiratory Failure),概念：外呼吸功能嚴重障礙導致PaO2↓，伴有或不 伴有PaCO2↑的病理過程。,診斷標準：PaO2 50mmHg (6.67kPa),呼吸功能不全 (respiratory insufficiency),按動脈血氣： I型:低氧血癥型 PaO2↓,不伴有PaCO2↑ I

2、I型:高碳酸血癥型 PaO2↓, 伴有PaCO2↑按發(fā)病機制：通氣性、換氣性按病變部位：中樞性、外周性按發(fā)病急緩：急性、慢性,分類,第一節(jié) 原因和發(fā)病機制,,,呼衰發(fā)生機制,阻塞性通氣不足,,,限制性通氣不足,一、肺通氣功能障礙,發(fā)病環(huán)節(jié),原因,機制,（一）限制性通氣不足,順應性↓,吸氣時肺泡的擴張受限引起的肺泡通氣不足,呼吸肌活動障礙,呼吸動力↓,,胸廓及胸膜疾患,,限制性通氣障礙,,,肺組織變硬、表面活性物質↓,胸

3、腔積液和氣胸,,壓迫肺,,,概念：,呼吸中樞周圍神經受損,,呼吸動力↓,,（二）阻塞性通氣不足,概念：呼吸道狹窄或阻塞，氣道阻力增加引起的通氣不足。,氣道阻力(正常人平靜呼吸)：80%: 直徑 >2mm 氣管、支氣管 20%: 直徑 <2mm 小支氣管、細支氣管 氣道阻力∝,,長度、速度、氣體粘滯度,半徑4,氣道阻塞:中央性：指喉、氣管、大支氣管的狹窄與阻塞。又分為胸外與胸內阻塞2種。外周性：內

4、徑小于2mm的小支氣管阻塞。常見于慢性阻塞性肺疾病 (COPD),,,,,,,,胸廓,,,,中央性氣道阻塞,中央性氣道阻塞,2.表現： 阻塞位于胸外：吸氣性呼吸困難 阻塞位于胸內：呼氣性呼吸困難,1.常見原因 喉頭水腫、異物、腫瘤,中央性氣道阻塞－位于胸外－吸氣性呼吸困難,,氣道內壓＜大氣壓,,氣道內壓＞大氣壓,吸氣性呼吸困難,中央性氣道阻塞－位于胸內－呼氣性呼吸困難,,,氣道內壓＞胸內壓,,胸內壓升高

5、壓迫氣道,,外周性氣道阻塞,內徑小于2mm小支氣管、細支氣管及終末細支氣管阻塞特點：細支氣管無軟骨支撐常見原因：COPD、支氣管哮喘,,氣道阻力↑機制：,氣道內徑變小,,1.管壁增厚,2.平滑肌痙攣,4.肺泡壁萎縮或斷裂，對管壁牽張力減弱,等壓點移向小氣道，用力呼氣時小氣道受壓而閉合,3.分泌物堵塞,,,,,吸氣,,,,,,阻塞減輕,外周性氣道阻塞,阻塞加重,,用力呼氣時，氣道內壓與胸內壓相等的部位稱等壓點。,等壓點:

6、(equal pressure point),正常人用力呼氣,用力呼氣時，胸內壓、氣道內壓大于大氣壓，推動肺泡內氣體沿氣道呼出，在此過程中，氣道內壓從肺泡到鼻、口腔進行性下降。因此，在呼出的氣道上必定有一點氣道內壓與胸內壓相等，這一點被稱為等壓點。用力呼氣時，正常人的等壓點位于有軟骨支撐的較大氣道，而慢性支氣管炎、肺氣腫時，由于氣道內阻力異常增加，從而使等壓點上移（移向肺泡端）。當等壓點移至無軟骨支撐的膜性氣道時，導致小氣道壓縮而閉合

7、。,,,,,,,,+20,+20,+20,+20,+30,+35,+10,0,,+20,正常人用力呼氣,,,大氣道,等壓點,（三）肺通氣功能障礙時的血氣變化,單純肺泡通氣不足時的血氣變化: PaO2↓,PaCO2↑（Ⅱ 型呼吸衰竭）PaCO2的增值與PaO2的降值成一定的比例關系，其比值相 當于呼吸商（R）PaCO2是反映總肺泡通氣量變化的最佳指標。,PaO2↓與 PaCO2↑成比例變化,解剖分流增加,通氣血流比例失調,彌散障

8、礙,,,,二 肺換氣功能障礙,（一）彌散障礙,概念：指肺泡膜面積減少或 異常增厚和彌散時間縮短引起的氣體交換障礙。,O2,CO2,⑴肺泡膜面積減少 正常：成人肺泡膜總面積80m2，平靜呼吸35～40m2病理：肺實變、肺不張、肺葉切除等（減少面積>50%）⑵肺泡膜厚度增加 正常：肺泡膜薄部<1μm，肺泡腔到紅細胞膜<5μm病理：肺水腫、肺纖維化、肺泡透明膜形成彌散距離增寬，減慢彌散速度 ⑶彌散時間縮短

9、肺泡膜病變＋心輸出量增加和肺血流加快,1.彌散障礙的原因,正常與肺泡膜增厚時Hb氧合所需時間血液流經肺泡的時間，靜息時（1）、運動時（2）,PCO2 (mmHg),0 0.25 0.50 0.75,血液通過肺泡毛細血管時的血氣變化,PaCO2,(s),40,46,PvCO2,PvO2,,,,,,,,,,,,實線為正常人，虛線為肺泡膜病變患者,,,,,,80,60,40,20,PO2

10、,,,,,PaO2,,2.彌散障礙時的血氣變化,⑵肺泡膜病變在體力負荷增加時的血氣變化（單純性彌散障礙）： PaO2↓ PaCO2正常（ I型呼衰） 原因：CO2溶解度比O2大（38℃，100mL血漿O2溶解 度2.14mL，CO2溶解度51.5mL）,⑴肺泡膜病變在靜息時一般不出現血氣異常,（二）肺泡通氣與血流比例失調,通氣血流比值 （V/Q) 平均為4 / 5 = 0.8通氣血流比值范圍

11、 0.6-3.0生理性的肺泡通氣與血流比例不協調是造成PaO2比PAO2稍低的主要原因,類型：,部分肺泡通氣不足部分肺泡血流不足,1.部分肺泡通氣不足,功能性分流 靜脈血摻雜,氣道阻塞,限制性通障礙,肺泡通氣不足,血流未減少，甚至增多,,,（1）病因：支氣管哮喘、COPD、肺氣腫、肺水腫、 肺纖維化等,（2）機制,,正常,功能性分流,功能性分流：正常：僅占肺血流量3%慢阻肺時：可達30%-50%,嚴重影響換氣

12、功能,因通氣障礙引起部分肺泡通氣嚴重不足，但血流量未相應減少， 顯著降低，以致流經該部分肺泡的靜脈血未經充分氧合便摻入動脈血中，稱靜脈血摻雜(venous admixture)，因類似動－靜脈短路，故又稱功能性分流(functional shunt)。,部分肺泡通氣不足,功能性分流,健肺,全肺,病肺,=0.8,?0.8,?0.8,,,,,代償性通氣增加,,?0.8,,?0.8,?,?,?,?,?,?,N,N,PCO2和PO2,血

13、液氧和二氧化碳解離曲線,CO2和 O2含 量,(ml/dl),,,氧解離曲線,CO2解離曲線,,,,,部分肺泡通氣不足血氣改變 PaO2 ↓ PaCO2 ⑴ 正常 ⑵↓（代償性通氣過度，總通氣量增加） ⑶↑（病變嚴重，總通氣量減少）,2. 部分肺泡血流不足,(1）病因：肺動脈栓塞、炎癥收縮、肺內DIC等,(2）機制：,死腔樣通氣,正常,死腔樣通氣,死腔樣通氣：正常：生

14、理死腔僅占潮氣量30% 肺血管病變嚴重：可達60%-70%,肺動脈栓塞、肺動脈炎癥、肺毛細血管床大量破壞等可使流經該部分肺泡的血液量減少，而通氣相對良好，VA/Q比可顯著大于正常，患部肺泡血流少而通氣多，肺泡通氣不能充分被利用，稱為死腔樣通氣(dead space like ventilation)。生理死腔：占潮氣量30% 疾病時功能性死腔：高達60%～70%,健肺,全肺,病肺,=0.8,?0.8,?0.8,,,血流增加,部分肺

15、泡血流不足,死腔樣通氣,,,,?0.8?0.8,,部分肺泡血流不足血氣改變 PaO2 ↓ PaCO2 ⑴ 正常(總肺通氣量正常） ⑵↓（總通氣量增加） ⑶↑（總通氣量減少）,通氣/血流比值及其變化示意圖,（三）解剖分流增多,生理解剖分流： 一部分靜脈血經支氣管靜脈,極少肺內動-靜脈交通支回流肺靜脈；由于該部分血液完全未經氣體交換，故稱真性分流，其分流

16、量約占心輸出量的2 % -3 %肺實變、肺不張、支氣管擴張癥伴支氣管血管擴張和肺內動-靜脈短路開放，使解剖（真性）分流增加，而發(fā)生呼衰。,真性分流（true shunt):,真性分流與功能性分流有何異同？,總之，在通氣分布不均或血流分布不均以及通氣和血流配合不當時，有的肺泡通氣與血流比率明顯降低，可低至0.1以下；有的肺泡通氣血流比率明顯增高，可高達10以上，也有的仍接近0.83，各部分肺泡的V/Q比率的變動范圍明顯擴大，嚴重偏離正常

17、的范圍。這樣就可引起換氣障礙并從而導致呼吸衰竭。 解剖分流的血液完全未經氣體交換過程，故稱為真性分流,原因與發(fā)病機制小結,1.單純通氣障礙通常引起Ⅱ型呼衰,2.換氣障礙通常引起Ⅰ型呼衰,3.臨床上常為多種機制參與，如休克肺,通氣功能障礙包括限制性和阻塞性2種類型。,由彌散障礙、通氣/血流比例失調、解剖分流增加引起。,急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）,急性肺損傷（acute lung injury，ALI，肺泡-毛細血管膜損傷

18、）引起的急性呼吸衰竭。,原因：①化學性因素：吸入毒氣、煙霧、胃內容物 ②物理性因素：放射性損傷，廣泛的肺挫傷 ③生物因素：冠狀病毒[重癥急性呼吸綜合征（SARS）] ④全身性病理過程：嚴重感染、敗血癥、休克、 大面積燒傷 ⑤某些治療措施所致：體外循環(huán)，血液透析,ALI發(fā)生機制： 肺泡-毛細血管膜損傷 ①致病因

19、子對肺泡膜的直接損傷作用 ②激活的白細胞、巨噬細胞和血小板的間接損傷作用 ③大量中性粒細胞黏附、聚集、釋放 ④肺血管內微血栓形成進一步引起肺損傷,ALI引起呼衰的機制： ①滲透性肺水腫，肺彌散功能障礙 ②肺泡表面活性物質↓，順應性↓，形成肺不張,形成功能分流 ③水腫液阻塞氣道、支氣管痙攣導致功能分流 ④肺內DIC形成及炎性介質引起的肺血管收縮可導

20、致死腔樣通氣 V/Q失調(ARDS致呼衰的主要發(fā)病機制）, 通常導致Ⅰ型呼衰,,肺毛細血管旁感受器簡稱"J一感受器"。緊靠于肺泡毛細血管旁的一種感受器，傳人纖維是很細的無髓C纖維，在迷走神經中上行。感受性不甚敏感，一般生理性的肺張縮不引起反應，故在正常呼吸調節(jié)中，它不起作用。在肺充血、肺水腫時，可刺激它引起呼吸快速反應，并引起低血壓和心率減慢。,ARDS引起呼衰發(fā)

21、病機制,第二節(jié) 呼吸衰竭時主要功能代謝變化,PaO2 ＜ 60mmHg 代償反應為主 ＜ 30mmHg 功能代謝嚴重紊亂 PaCO2 ＞ 50mmHg 代償反應為主 ＞ 80mmHg 功能代謝嚴重紊亂,一. 酸堿平衡及電解質紊亂,⑴代謝性酸中毒 缺氧時無氧代謝加強，乳酸等酸性代謝產物增多⑵呼吸性酸中毒 Ⅱ型呼衰時，大量CO2潴留⑶呼吸性堿中毒Ⅰ型呼衰，缺氧肺過

22、度通氣 人工呼吸機過快排出大量CO2一般而言，呼衰時常發(fā)生混合性酸堿平衡紊亂,二. 呼吸系統變化,1.低氧血癥和高碳酸血癥對呼吸中樞的影響PaO2 ↓50mmHg 直接興奮呼吸中樞PaCO2↑>80mmHg 直接抑制呼吸中樞（此時呼吸運動主要依靠PaO2對外周化學感受器的刺激得以維持）。,II型呼吸衰竭的給氧原則：低濃度(30%)、低流量(1～2 L/min)、持續(xù)給氧。使PaO2 上升不超過50～60mmHg。

23、,2.引起呼衰的原發(fā)病對呼吸的影響,⑴中樞性呼衰: 淺慢呼吸、潮式呼吸、間歇呼吸等呼 吸節(jié)律紊亂,⑵阻塞性通氣障礙 吸氣性呼吸困難 呼氣性呼吸困難⑶限制性通氣障礙 淺快呼吸,三. 循環(huán)系統變化,1.低氧血癥和高碳酸血癥對心血管系統影響：輕、中度→心血管中樞興

24、奮：心率↑、心收縮力↑ 、外周血管收縮、全身血液重新分配。（循環(huán)系統的代償反應）重度→心血管中樞抑制：心率失常、心收縮力↓、外周血管擴張（肺血管收縮）、血壓↓。,2.肺源性心臟?。汉粑ソ邥r常伴肺動脈高壓，從而引起右心肥大與衰竭。 肺源性心臟病的發(fā)生機制： ⑴肺動脈壓升高 缺氧、酸中毒→肺小血管收縮→肺A壓升高⑵持久穩(wěn)定的慢性肺動脈高壓 肺小血管長期收縮、缺氧→肺血管平滑肌細胞、成 纖維細胞增生；膠原蛋白

25、、彈性蛋白合成增多→持久穩(wěn)定的慢性肺A高壓,⑶代償性紅細胞增多 血液粘度增高⑷有些肺部病變（肺小動脈炎、血管床的大量破壞、肺栓塞） 肺動脈高壓（如肺泡壁的破裂造成毛細血管網的毀損，肺泡毛細血管床減損至超過70%時則肺循環(huán)阻力增大，促使肺動脈高壓的發(fā)生 ）⑸缺氧、酸中毒降低心肌舒縮功能 ⑹胸內壓升高使心臟舒張受限；胸內壓降低使心臟收縮負荷增加,四. 中樞神經系統變化,PaO2≤60mmHg 智力和視力輕度減退Pa

26、O2≤40～50mmHg 神經精神癥狀 （頭痛、不安等）PaO2≤20mmHg 神經細胞不可逆損害（精神錯亂、嗜 睡、昏迷等） PaCO2≥80mmHg 定向障礙、肌肉震顫、嗜睡、木僵、 昏迷等（CO2麻醉）,肺性腦?。河珊粑ソ咭鸬哪X功能障礙 發(fā)生機制： 1.酸中毒和缺氧對腦血管的作用 ⑴腦血管擴張 Pa

27、CO2升高10mmHg，腦血流量增加50% ⑵腦間質水腫 ⑶腦細胞水腫：ATP生成↓→Na+-K+泵功能障礙 ⑷血管內凝血 加重缺血缺氧2.酸中毒和缺氧對腦細胞的作用 呼吸衰竭時，腦脊液pH變化比血液更明顯 ⑴腦谷氨酸脫羧酶活性增強→ γ-氨基丁酸生成增多→中樞抑制 ⑵腦內磷酯酶活性增強→溶酶體水解酶釋放→神經細胞損傷,五. 腎或胃腸功能變化,缺氧、酸中毒→交感神經興奮→腎血管收縮→GFR↓→功能性急性腎功能衰

28、竭。缺氧、 酸中毒 →交感神經興奮→腹腔內臟血管收縮→胃腸黏膜缺血→糜爛、壞死、出血、潰瘍形成。,第三節(jié)呼吸衰竭的防治原則,防治原發(fā)病吸氧以提高PaO2對Ⅱ型呼吸衰竭，改善肺通氣降低PaCO2解除氣道阻塞；增強通氣動力人工輔助通氣；補充營養(yǎng)改善內環(huán)境及重要臟器的功能,患者男性，60歲。因反復咳嗽25年，浮腫，尿少月余?！案忻啊焙蟀Y狀加重3日而住院。體格檢查：體溫38℃，脈搏120次／min，呼吸30次／min，血壓100／7

29、0mmHg。半臥位，呼吸困難，嗜睡，唇及指甲明顯發(fā)紺，頸靜脈怒張。桶狀胸，叩診呈過清音，呼吸音減弱，呼氣延長，兩肺可聞及干濕性啰音。劍突下可見收縮期搏動，心濁音界縮小，心音遙遠，心率120次／min，心律規(guī)則，P2>A2。腹部膨隆，有移動性濁音，肝頸靜脈返流征陽性，肝脾觸診不滿意。足背及骶部凹陷性水腫明顯。 實驗室檢查：紅細胞5.4×1012／L(540萬／mm3)，血紅蛋白160g/L(16g％)，白細胞1

30、3.5×109／L(13500／mm3)，中性粒細胞0.82，淋巴細胞0.18，PaO250mmHg，pH7.25，PaCO285mmHg ，AB27.3mmol／L，SB 20.5 mmol／L。心電圖及X線檢查示右心肥大征象。試分析： （1）該病人出現哪些病理生理紊亂，寫出主要依據? （2）此慢性支氣管炎病人引起血氣異常的可能機制有哪些? （3）此病人為什么會有右心肥大的征象?,平時作業(yè)：1.在本學期動物實驗中，

31、你最大的失誤是什么？你準備如何改進。2.請你對病生教學提出一些好的建議。,【學習要求】,? 掌握呼吸衰竭，阻塞性通氣不足，限制性通氣不足，功能性分流，死腔樣通氣和真性分流的概念? 掌握呼吸功能不全的病因及其發(fā)生機制? 熟悉呼吸功能不全的主要代謝功能變化? 熟悉ARDS的概念、特征及其發(fā)病機制? 了解呼吸功能不全防治的病理生理基礎,氣道受到某種刺激而發(fā)生縮窄的程度，如果這種刺激在正常人呈無反應狀態(tài)或反應程度較輕，而在某些人卻引起

32、了明顯的支氣管狹窄，稱為氣道高反應性（Broncho Hyper Reactivity BHR ）。 　　氣道高反應性是指氣管對各種刺激呈高度敏感狀態(tài),是支氣管哮喘的主要特征和診斷依據,可直接反應支氣管哮喘嚴重程度.當氣道中以EOS為主的炎性細胞增多時,氣道高反應性也隨之出現,因而呈現間歇性可逆性的氣流受限 　　指氣道對各種刺激因子出現過強或過早的收縮反應。 　　氣道反應性——指氣道對各種物理、化學、變應原或運動的反應程度。 　

33、　氣道高反應——指因氣道炎癥而處于的過度反應狀態(tài)，表現出敏感而過強的支氣管平滑肌收縮反應，引起氣道狹窄和氣道阻力增加，從而引發(fā)咳嗽、胸悶、呼吸困難和喘息等癥狀。,肺氣腫的發(fā)病機制至今尚未完全闡明，一般認為是多種因素協同作用形成的。引起慢支的各種因素如感染、吸煙、大氣污染、職業(yè)性粉塵和有害氣體的長期吸入、過敏等，均可引起阻塞性肺氣腫。其發(fā)生機制可歸納如下：①由于支氣管的慢性炎癥，使管腔狹窄，形成不完全阻塞，吸氣時氣體容易進入肺泡，呼氣時由

34、于胸膜腔內壓增加使氣管閉塞；殘留肺泡的氣體多，使肺泡充氣過度；②慢性炎癥破壞小支氣管壁軟骨，失去支氣管正常的支架作用，吸氣時支氣管舒張，氣體尚能進入肺泡，但呼氣時支氣管過度縮小、陷閉，阻礙氣體排出，肺泡內積聚多量的氣體，使肺泡明顯膨脹和壓力升高；③肺部慢性炎癥使白細胞和巨噬細胞釋放的蛋白分解酶增加，損害肺組織和肺泡壁，致多個肺泡融合成肺大泡或氣腫；此外紙煙成分尚可通過細胞毒性反應和刺激有活性的細胞而使中性粒細胞釋放彈性蛋白酶，巨噬細胞在

35、體外和體內試驗均證實接觸紙煙煙霧后可釋放一種類似彈性蛋白酶的一種酶；④肺泡壁的毛細血管受壓，血液供應減少，肺組織營養(yǎng)障礙，也引起肺泡壁彈性減退，更易促成肺氣腫發(fā)生。,關于彈性蛋白酶及其抑制因子失衡學說，認為人體內存在著彈性蛋白酶和彈性蛋白酶抑制因子（主要為a1-抗胰蛋白酶）。彈性蛋白酶能夠分解彈力纖維，造成肺氣腫病變。但在正常情況下，彈性蛋白酶抑制因子可以抑制此酶的活力，使彈性蛋白酶和其抑制因子處于平衡狀態(tài)，避免肺氣腫的發(fā)生。如果彈性蛋

36、白酶增多或其抑制因子減少，發(fā)生不平衡狀態(tài)，可引起肺氣腫。蛋白酶－抗蛋白酶失衡的學說不能解釋所有實驗性和人體肺氣腫中所觀察的現象。如實驗性酶誘導的肺氣腫是全小葉型而不是小葉中央型，而后者在慢性氣道阻塞的患者中是比較常見的類型。a1-AT缺乏性肺氣腫是由于先天性遺傳缺乏a1-AT所致。發(fā)病年齡較輕、進展較快。國外報道較多，而國內鮮見，多由慢性炎癥致中性粒細胞的釋放蛋白酶相對增加，而形成肺氣腫。,呼吸衰竭發(fā)病環(huán)節(jié),功能性分流見于慢性阻塞性