病理生理学_肺功能不全

1、 重点重点 呼吸衰竭、急性呼吸窘迫综合症、慢性阻塞呼吸衰竭、急性呼吸窘迫综合症、慢性阻塞 性肺部疾病的概念性肺部疾病的概念 呼吸衰竭的发病机制呼吸衰竭的发病机制 Internal Internal RespirationRespiration External External RespirationRespiration Gas Gas TransportTransport * * *呼吸衰竭呼吸衰竭 ( (Respiratory FailureRespiratory Failure) ) 外呼吸功能严重障碍导致外呼吸功能严重障碍导致PaO2，伴有或不，伴有或不 伴有伴有PaCO2的病理过程

2、。的病理过程。 呼吸衰竭的分类呼吸衰竭的分类 按动脉血气：按动脉血气： type 低氧血症型低氧血症型: PaO2 8 kPa （60mmHg） type高碳酸血症型高碳酸血症型 : PaO2 6.67kpa（50mmHg） 按发病机制：通气性、换气性按发病机制：通气性、换气性 按病变部位：中枢性、外周性按病变部位：中枢性、外周性 按发生快慢和持续时间：急性、慢性按发生快慢和持续时间：急性、慢性 第一节第一节 原因和原因和*发病机制发病机制 CO2 O2 O2CO2 HbO2 CO2 1 通气功能障碍通气功能障碍 2弥散功能障碍弥散功能障碍 3通气血流失调通气血流失调 通气通气 换气换气 4解

3、剖分流增加解剖分流增加 2021-8-4 一、肺通气功能障碍一、肺通气功能障碍 （一）限制性通气不足（一）限制性通气不足 吸气时肺泡扩张受限引起肺泡通气不足吸气时肺泡扩张受限引起肺泡通气不足 呼吸肌活动障碍呼吸肌活动障碍 胸廓的顺应性降低胸廓的顺应性降低 肺的顺应性降低肺的顺应性降低 呼吸中枢抑制呼吸中枢抑制 脊髓高脊髓高 位损伤位损伤 脊髓前角脊髓前角 细胞受损细胞受损 运动神经受损运动神经受损 呼吸肌呼吸肌 无力无力 弹性阻力弹性阻力 增加增加 胸壁损伤胸壁损伤 1. 中央气道阻塞中央气道阻塞 胸外部分胸外部分吸气性呼吸困难吸气性呼吸困难 胸内部分胸内部分 呼气性呼吸困难呼气性呼吸困难 2

4、. 外周气道阻塞外周气道阻塞 呼气性呼吸困难呼气性呼吸困难 病因：病因： 慢性阻塞性慢性阻塞性 肺疾病肺疾病 （二）阻塞性通气不足（二）阻塞性通气不足 气道狭窄或阻塞所导致的通气障碍气道狭窄或阻塞所导致的通气障碍 呼气呼气吸气吸气 中央气道胸外段阻塞吸气困难中央气道胸外段阻塞吸气困难 中央气道胸外段阻塞无呼气困难中央气道胸外段阻塞无呼气困难 呼气呼气吸气吸气 中央气道胸内段阻塞无吸气困难中央气道胸内段阻塞无吸气困难 中央气道胸内段阻塞呼气困难中央气道胸内段阻塞呼气困难 外周性气道阻塞外周性气道阻塞 用力呼气时等压点移向小气道用力呼气时等压点移向小气道 0 +3535 30 正常人正常人 0 +

5、35 肺气肿肺气肿慢性支气管炎慢性支气管炎 0 +3535 20 呼气时，气道内压力与气道外压力相等的位置呼气时，气道内压力与气道外压力相等的位置 等压点等压点 20 2020 20 35 30 20 10 0 20 2020 20 25 20 10 0 等压点上移等压点上移 上游上游 尾端尾端 （三）通气不足时的血气变化（三）通气不足时的血气变化 PaO2 PaCO2 总通气量减少总通气量减少 2021-8-4 二、肺换气功能障碍二、肺换气功能障碍 影响气体弥散的因素影响气体弥散的因素 肺泡毛细血管两侧气体分压差肺泡毛细血管两侧气体分压差 肺泡膜的面积与厚度肺泡膜的面积与厚度 气体的弥散能力

6、（分子量和溶解度）气体的弥散能力（分子量和溶解度） 气体与血液接触时间气体与血液接触时间 肺泡气与肺泡毛细血管血液之间肺泡气与肺泡毛细血管血液之间 进行气体交换的物理过程进行气体交换的物理过程 （一）弥散功能障碍（一）弥散功能障碍 O2 CO2 内皮细胞内皮细胞 上皮细胞上皮细胞 间质间质 肺泡肺泡 血液血液 表面活性物质表面活性物质 肺泡膜面积减少肺泡膜面积减少 肺泡膜厚度增加肺泡膜厚度增加 血液与气体接触时间缩短血液与气体接触时间缩短 1. 弥散障碍的原因弥散障碍的原因 O2 CO2 内皮细胞内皮细胞 上皮细胞上皮细胞 间质间质 肺泡肺泡血液血液 表面活性物质表面活性物质 2. 弥散障碍时

7、的血气变化弥散障碍时的血气变化 PaO2 PaCO2 / 弥散速度弥散速度 弥散系数弥散系数/分压差分压差 CO2O2 2021-8-4 血液流经肺泡时能否获得足够的氧和充分排出血液流经肺泡时能否获得足够的氧和充分排出 二氧化碳，取决于肺泡通气量与血流量的比例二氧化碳，取决于肺泡通气量与血流量的比例 死腔样通气死腔样通气 V（4）/ Q （5）0.8 正常正常 V/Q 0.8 V/Q 0.8 功能性分流功能性分流 肺通气或和血流不均匀，可造成部分肺泡通气与血流比例失调肺通气或和血流不均匀，可造成部分肺泡通气与血流比例失调 患部肺泡通气正常而血流患部肺泡通气正常而血流 V/Q 肺泡内肺泡内部分气

8、体未参与气体交换部分气体未参与气体交换 肺血管收缩或肺肺血管收缩或肺Cap床床 病肺 健肺 VD/VT60% (正常正常30%) 呼衰呼衰 病肺 健肺 部分肺泡通气部分肺泡通气而血流正常或而血流正常或 V/Q 静脉血未充分氧和即掺入动脉静脉血未充分氧和即掺入动脉 呼衰呼衰 阻塞性或限制性通气障碍阻塞性或限制性通气障碍 (正常正常3%) 生理情况下，肺内存在生理情况下，肺内存在 解剖分流解剖分流(anatomic shunt)， 即有一小部分静脉血经支气即有一小部分静脉血经支气 管静脉和极少的肺内动管静脉和极少的肺内动-静脉静脉 吻合支直接流入肺静脉，其吻合支直接流入肺静脉，其 分流量约占心排出

9、量分流量约占心排出量2%3%。 这部分血液未经氧合即流入这部分血液未经氧合即流入 体循环动脉血中，称之为真体循环动脉血中，称之为真 性分流性分流(ture shunt) 。 （三）解剖分流增加（三）解剖分流增加 支气管扩张症支气管扩张症肺肺A-V短路开放短路开放(解剖分流解剖分流) 肺不张、肺实变肺不张、肺实变肺泡无通气而仍有血流肺泡无通气而仍有血流 （解剖样分流）（解剖样分流） 流经肺泡的流经肺泡的V血未经氧合血未经氧合即混入即混入A血中血中 真性分真性分 流，流，此时单纯吸氧治疗无效此时单纯吸氧治疗无效 。 PaO2明显明显，PaCO2可正常可正常（无明显通气障碍）（无明显通气障碍）或或

10、（肺（肺Cap旁旁J感受器受刺激）感受器受刺激），严重时也可，严重时也可（死腔通（死腔通 气量过大或伴有通气障碍）气量过大或伴有通气障碍） 原因与发病机制小结原因与发病机制小结 ARDS指在多种原发病过程中，因指在多种原发病过程中，因急性弥漫性肺急性弥漫性肺 泡泡- -毛细血管膜损伤毛细血管膜损伤（急性肺损伤急性肺损伤acute lung injury， ALI）而引起的急性呼吸衰竭，以而引起的急性呼吸衰竭，以进行性呼吸困难进行性呼吸困难 和顽固性低氧血症和顽固性低氧血症为特征为特征。 早期早期PaO2, PaCO2；重度；重度ARDS的晚期，的晚期， PaO2, PaCO2（由（由I型呼衰转

11、为型呼衰转为II型呼衰）。型呼衰）。 引起呼吸衰竭的机制引起呼吸衰竭的机制 致病因子致病因子 肺泡肺泡-毛细血管膜损伤毛细血管膜损伤 肺水肿肺水肿 透明膜形成透明膜形成 表面活性物质减少表面活性物质减少 肺不张肺不张 支气管痉支气管痉 挛、阻塞挛、阻塞 肺内肺内DIC 肺血管收缩肺血管收缩 肺毛细血管损伤肺毛细血管损伤 肺顺应性肺顺应性 下降下降 限制性肺通气限制性肺通气 不足不足 阻塞性肺通气阻塞性肺通气 不足不足 功能性分流功能性分流 死腔样通气死腔样通气弥散障碍弥散障碍 PaO2下降，肺充血下降，肺充血 J 感受器刺激感受器刺激 反射引起呼吸加快反射引起呼吸加快, PaO2 PaCO2

12、/ PaO2 PaCO2 COPD指由指由慢性支气管炎和肺气肿慢性支气管炎和肺气肿引起的慢引起的慢 性气道阻塞，性气道阻塞，简称慢阻肺，其共同特征简称慢阻肺，其共同特征是是不可逆不可逆 性气流受阻。性气流受阻。COPD是导致慢性呼衰的最常见病因。是导致慢性呼衰的最常见病因。 多为多为II型呼衰。型呼衰。 *慢性阻塞性肺病慢性阻塞性肺病 支气管壁肿胀支气管壁肿胀 痉挛、堵塞痉挛、堵塞, 气道等压点上移气道等压点上移 肺泡肺泡表面活性物质表面活性物质 呼吸肌衰竭呼吸肌衰竭 肺泡弥散面积肺泡弥散面积 肺泡膜炎性增厚肺泡膜炎性增厚 肺泡低通气肺泡低通气 肺泡低血流肺泡低血流 阻塞性阻塞性 通气障碍通气

13、障碍 限制性限制性 通气障碍通气障碍 弥散功能弥散功能 障碍障碍 通气血流通气血流 比例失调比例失调 一、酸碱平衡及电解质紊乱一、酸碱平衡及电解质紊乱 CO2潴留潴留呼酸呼酸K+ Cl-+ HCO3-型型 CO2呼碱呼碱K+ Cl-+ HCO3-型型 PaO2 无氧代谢无氧代谢 乳酸生成乳酸生成 代酸代酸 肾功不全肾功不全 K+ Cl-+ HCO3- 药物排钾过多药物排钾过多 代碱代碱呼酸纠正速度过快呼酸纠正速度过快 RBC中 HCO3- 肾小管上皮细胞产肾小管上皮细胞产NH3NaHCO3重吸收重吸收，NH4Cl，NaCl排出排出 PaO2 3060 mmHg外周化感器外周化感器 呼吸中枢呼吸

14、中枢 化感器化感器 + PaO280 mmHg - 呼吸频率、节律、呼吸频率、节律、 运动幅度改变运动幅度改变 1. PaO2PaCO2改变对呼吸影响改变对呼吸影响 PaCO2 4080 mmHg + + - 二、呼吸系统的变化 强大迅速但不长久强大迅速但不长久 中枢兴奋性过低中枢兴奋性过低呼吸暂停呼吸暂停血血PaCOPaCO2 2中枢兴奋中枢兴奋呼吸运呼吸运 动动排出排出COCO2 2 中枢兴奋性过低中枢兴奋性过低 一定程度一定程度的的PaO2和和 PaCO2可可兴兴 奋奋心血管中枢心血管中枢心率心率，心肌收缩性，心肌收缩性，外周血管收，外周血管收 缩，血流重分配缩，血流重分配 严重严重Pa

15、O2和和 PaCO2抑制抑制心血管中枢心血管中枢 心率心率，心肌收缩性，心肌收缩性；PaO2和和 PaCO2扩张体循环扩张体循环 血管血管(如脑血管如脑血管) 缺氧缺氧肺血管收缩肺血管收缩（尤其是肺小动脉）；（尤其是肺小动脉）；CO2潴留潴留 引起的引起的 H+可加强肺血管可加强肺血管收缩收缩; ; 肺小动脉长期缺氧肺小动脉长期缺氧收缩收缩肺血管重塑肺血管重塑持久稳定的持久稳定的 肺动脉高压肺动脉高压; 肺毛细血管网破坏、减少肺毛细血管网破坏、减少血管床总横截面积血管床总横截面积减少减少; 长期缺氧长期缺氧血液中红细胞数量血液中红细胞数量血液粘滞性血液粘滞性 或钠或钠 水潴留使水潴留使血容量血

16、容量最终均造成肺动脉高压。最终均造成肺动脉高压。 发病机制如下：发病机制如下： 缺氧、高碳酸血症、酸中毒及电解质紊乱缺氧、高碳酸血症、酸中毒及电解质紊乱抑制心抑制心 肌舒缩功能肌舒缩功能 长期心肌缺氧长期心肌缺氧心肌病变（坏死、纤维化等）使心肌病变（坏死、纤维化等）使心心 肌收缩成分肌收缩成分 用力吸气使胸内压用力吸气使胸内压限制右心收缩限制右心收缩 用力呼气使胸内压用力呼气使胸内压妨碍右心舒张妨碍右心舒张 四、中枢神经系统变化四、中枢神经系统变化 轻度（轻度（PaO260mmHg） 智力和视力减退智力和视力减退 l 中度（中度（PaO240-50mmHg） 头痛，记忆障碍，精神错乱，嗜睡，惊

17、厥，昏迷头痛，记忆障碍，精神错乱，嗜睡，惊厥，昏迷 l 重度（重度（PaO220mmHg） 神经细胞不可逆损伤神经细胞不可逆损伤 呼吸衰竭时引起的以中枢神经（脑）功能障碍呼吸衰竭时引起的以中枢神经（脑）功能障碍 为主要表现的临床综合症。为主要表现的临床综合症。 脑血管扩张脑血管扩张 血管性脑水肿血管性脑水肿 酸中毒、缺氧酸中毒、缺氧 颅内压颅内压 血管通透性血管通透性脑间质水肿脑间质水肿 加重脑缺氧加重脑缺氧 缺氧缺氧细胞细胞ATP生成生成脑细胞功能脑细胞功能，脑细胞水，脑细胞水 肿；酸中毒肿；酸中毒脑脊液脑脊液pH脑细胞内酸中毒脑细胞内酸中毒 -氨基丁酸生成氨基丁酸生成 中枢抑制中枢抑制 溶酶体酶释放溶酶体酶释放 损伤损伤N组织和细胞组织和细胞 脑水肿、颅内压脑水肿、颅内压，脑细胞，脑细胞ATP，抑制性中枢递，抑制性中枢递 质质，均使脑细胞代谢功能障碍，出现神经精神症状。，均使脑细胞代谢功能障碍，出现神经精神症状。 缺氧和高碳酸血症使肾血管收缩，轻者出现尿缺氧和高碳酸血症使肾血管收缩，轻者出现尿 改变；重者可发生功能性肾衰。改变；重者可发生功能性肾衰。 缺氧和高碳酸血症使血管收缩，肠粘膜缺氧和高碳酸血症使血管收缩，肠粘膜 糜烂、溃疡、出血；糜烂、溃疡、出血；CO2 滁留滁留 碳酸酐酶活性碳酸酐酶活性 胃酸分泌胃酸分泌