病理生理学第十章呼吸功能不全孔小燕

1、病理生理学第十章呼吸功能不全孔小燕主要内容正常肺功能及调节机制呼吸功能不全的概念、分类呼吸功能不全的原因呼吸功能不全的发病机制呼吸功能不全时机体的变化急性呼吸窘迫综合症肺的结构和功能 氧获得和利用过程包括： 外 呼 吸 肺通气 肺换气 气体运输 内 呼 吸 （组织换气）第一节 呼吸功能不全的概念及分类概念: 呼吸功能不全 呼吸功能不全（respiratory insufficiency）指由于外呼吸功能的严重障碍，静息时虽能维持较为正常的血气水平，但在体力活动、发热等因素致呼吸负荷加重时，不能维持正常机体所需的气体交换，以致动脉血氧分压低于正常范围，伴有或不伴有二氧化碳分压增高，并引起一系列临

2、床症状和体征的病理过程。 呼吸衰竭（respiratory failure） 呼吸功能不全发展的严重阶段，以致静息时动脉血氧分压低于60mmHg(8kPa)，伴有或不伴有二氧化碳分压高于50mmHg(6.67kPa)。成年人在海平面的正常值： PaO2 = (13.3 0.043年龄） 0.66(kPa) PCO2 = 5.330.67(kPa)呼吸衰竭的判断标准：FiO2 20% 时：PaO2 6.67kPa (50mmHg)FiO2 20% 时：RFI 300 RFI= PaO2/ FiO21. 据血气变化分 低氧血症型（型） 高碳酸血症型 （型 ）2. 据发病机制分 通气性 换气性3.据

3、发病部位分 中枢性 外周性4.据病程缓急分急性慢性 分类 第二节 原因和发病机制 一、原因1.呼吸中枢受损：脑外伤、肿瘤、炎症、缺氧、麻醉剂2.周围神经受损：脊髓损伤、脊髓灰质炎、多发性神经炎3.呼吸肌受损：多发性肌炎、重症肌无力、低血钾4.胸廓病变：胸廓畸形、多发性肋骨骨折5.胸膜腔疾患：胸膜积液、气胸、胸膜粘连增厚6.呼吸道疾患：喉头水肿、气管异物、慢性阻塞性肺疾患7.肺部疾患：肺炎、肺肿瘤、肺结核、肺气肿、肺不张8.肺循环障碍：肺动脉栓塞、肺内、肺动脉炎外呼吸肺通气：肺泡气与外界气体交换肺换气 ：肺泡气与血液间的气体交换 肺通气障碍呼吸衰竭 弥散障碍 肺换气障碍 肺泡通气血流失调 解剖分

4、流增加 发病机制（一）肺通气功能障碍： 1、肺通气障碍的类型与原因 （1）限制性通气不足： 吸气时肺泡的扩张受限制所引起 的肺泡通气不足限制性通气障碍的原因和机制呼吸中枢呼吸肌胸廓和胸膜肺 呼吸肌活动障碍 ： 中枢或周围神经的器质性病变 过量镇静、麻醉药的应用 呼吸肌的病变 胸廓的顺应性降低：畸形 纤维化 肺的顺应性降低：纤维化 PS 胸腔积液或气胸：(2)阻塞性通气不足 由气道狭窄或阻塞使气道阻力增加所致的通气障碍 气道阻力 ： R=8L / r4 ：气体的黏滞系数 L ：气道长度 r ：气道半径 中央气道阻塞：气管分叉处以上气道 胸外中央气道阻塞：吸气性呼吸困难 胸内中央气道阻塞：呼气性呼

5、吸困难 外周气道阻塞：内径 2mm 的气道 呼气性呼吸困难 中 央 气 道 阻 塞胸外气道阻塞：白喉、喉头水肿、声带麻痹、水肿吸气气道内压大气压气道狭窄加重呼气气道内压大气压气道阻塞减轻胸内气道阻塞：异物、肿瘤吸气胸内压气道内压阻塞减轻呼气胸内压气道内压阻塞加重1 胸外中央气道阻塞 胸内中央气道阻塞外 周 气 道 阻 塞吸气胸内压肺泡扩张小气道口径呼气胸内压肺泡回缩小气道口径常见于慢性支气管炎、支气管哮喘、慢性阻塞性肺气肿（COPD）COPD呼气性呼吸困难的机理: （1）慢性炎症引起小气道壁充血、水肿 纤维增生 使管壁增厚、管腔狭窄 （2） 黏液腺增生、黏液分泌增多、纤毛细胞受损 分泌物清除障

6、碍，阻塞气道 （3） 多种炎症介质造成气道高反应性，平滑肌收 缩，管道狭窄 （4）小气道周围组织增生、纤维化，压迫小气道 （5）肺泡壁损坏对小气道牵引力降低，小气道口径变小。用力呼气时胸内压增高引起小气道闭合气道动态性压缩（dynamic compression)生理情况下，小气道内径随呼吸运动发生动力学变化；呼气过程中，气道内压与胸内压相等处为等压点（isobaric point）;等压点下游端气道内压低于胸内压，气道可能被压缩；COPD患者等压点上移至无软骨支撑的膜性气道。2、肺泡通气不足时的血气变化: ( 型) 总肺泡通气量不足时：PaO2 PaCO2 且 其下降值与升高值呈一定比例关系

7、，比值相 当于呼吸商 (二)、弥散障碍（difussion impairment) 是指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 体交换状态 气体弥散速度与以下因素有关：肺泡膜两侧的气体分压差气体的分子量气体的溶解度肺泡膜的面积肺泡膜的厚度肺毛细血管中血液与肺泡接触时间1、弥散障碍的原因： (1) 肺泡膜面积减少：总面积80m2 肺实变、肺不张、肺叶切除 （2）肺泡膜厚度增加： 肺水肿、肺泡透明膜形成 肺纤维化、稀血症（3）.弥散时间过短）可发生PaO22、弥散障碍时的血气变化： （ 型） 一般 只有PaO2 下降， 不伴有 PaCO2升高 代偿性通气过度时， PaCO2降

8、低 (三)、肺泡通气与血流比例失调： （ventilation-perfusion imbalance) 血液流经肺泡时能否保证得到充足的O2和充分地排出CO2，使血液动脉化，除需有正常的肺通气功能和良好的肺泡膜弥散功能外，还取决于肺泡通气量与血流量之间的正常比例。1、肺通气血流比例失调的类型和原因： （1）部分肺泡通气不足： 支气管哮喘 慢性支气管炎 阻塞性肺气肿 V/Q 降低 肺纤维化 （功能性分流） 肺水肿 （静脉血掺杂） 功能性分流(2) 部分肺泡血流不足: 肺动脉栓塞 DIC 肺泡血流减少，V/Q 肺动脉炎 (死腔样通气） （功能性死腔） 死腔样通气2、肺泡通气与血流比例失调时的血气

9、变化： PaO2 PaCO2 N 、 严重时 ( 四)、解剖分流增加： (真性分流)慢性阻塞性肺病引起呼衰的机制1.阻塞性通气不足2.限制性通气不足：呼吸肌疲劳；炎症累及肺泡使肺顺应性降低3.弥散功能障碍：肺泡壁损伤肺泡膜面积减少炎症肺泡膜增厚4.通气血流失调：气道阻塞不匀部分肺泡通气不足肺大泡破裂肺毛细血管床破坏部分肺泡血流不足5.真性分流增加 第三节 呼吸功能不全时机体的变化(一）酸碱平衡及电解质紊乱 1、呼吸性酸中毒：CO2潴留 血钾 增高、血氯降低 2、代谢性酸中毒：低氧血症等所致 3、呼吸性碱中毒：代偿性过度通气所致 4、代谢性碱中毒：呼吸功能不全伴消化 功能障碍（二）呼吸系统变化：

10、 1、低氧血症和高碳酸血症的影响： PaO2 (8kPa) 颈动脉体和主动 脉体化学感受器 反射性 引起呼吸运动增强 PaO2 直接抑制呼吸中枢 PaO2 10.7kPa 时） 抑制呼吸中枢2、原发病的影响：中枢性呼吸功能不全时，呼吸浅而慢、节律紊乱阻塞性通气障碍时，呼吸减慢加深 肺顺应性降低时， 刺激牵张感受器 或肺血管旁感受器 引起呼吸变浅变快(三)循环系统变化: PaO2 PaCO2 兴奋心血管运 HR 动中枢 心缩力 外周血管收缩 对心、血管的直接作用是抑制心脏活动、 扩张血管 （肺血管除外） 呼吸衰竭引起肺原性心脏病的可能机制： （1）肺泡缺氧和CO2 潴留 H浓度 肺小动脉收缩 肺

11、动脉高压 （2）肺小动脉的长期收缩和缺氧的直接作用 （3）长期缺氧引起的代偿性RBC增多 血粘度 （4）肺小动脉炎 管壁增厚、管腔狭窄 （5）缺氧、酸中毒和电解质紊乱降低心肌舒缩功能 （6）呼吸困难时，胸内压增高使心脏受压 （7）反复肺部感染时，细菌或内毒素直接损伤心肌 （8）长期缺氧导致心肌变性、坏死、纤维化（四）中枢神经系统的变化： PaO2 降至8kPa时 智力、视力轻度减退 降至5.33-6.67kPa时 神经精神症状 低于2.6kPa 时 神经细胞不可逆损伤 PaCO2超过 10.7kPa时 二氧化碳麻醉 肺性脑病 （pulmonary encephalopathy) 1、概念 由呼

12、吸衰竭 引起的脑功能障碍 2、机制： （1）酸中毒和缺氧对脑血管的作用： 酸中毒和缺氧使脑血管扩张，脑血流量增加 缺氧和酸中毒损伤血管内皮 脑间质水肿 血管内凝血 脑供血不足（2）酸中毒和缺氧对脑细胞的作用： 脑脊液pH 7.25时，脑电波变慢 脑脊液pH 6.8 时 ，脑电活动停止 神经细胞内酸中毒时： 谷氨酸脱羧酶活性 - GABA 磷脂酶活性 溶酶体释放 组 织细胞损伤缺氧酸中毒ATP膜泵功能障碍 钠水内流脑细胞水肿（五）肾功能变化： 缺氧和高碳酸血症 反射性 兴奋交感神经 肾血管收缩 肾血流量减少 功能性 肾功能衰竭(六)消化系统功能障碍: 表现: 消化不良、食欲不振、消化道出血等 机

13、制： 缺氧 胃壁血管收缩 降低胃粘 膜的屏障作用 CO2 潴留 增加胃壁细胞内碳酸酐 酶活性 胃酸分泌 合并DIC 第四节 呼吸功能不全的防治原则（一）防止与去除呼吸衰竭的原因：（二）提高PaO2： 型呼吸衰竭 较高浓度的氧 型呼吸衰竭 较低浓度的氧 （三）降低PaCO2: 1、解除呼吸道阻塞 2、增强呼吸动力 3、人工辅助呼吸 4、补充营养（四）改善内环境及重要器官的功能病例分析患者，女性，40岁。四天前因交通事故造成左侧股骨与尺骨骨折，伴有严重的肌肉损伤及肌肉内出血。治疗时，除给予止痛剂外，曾给予口服抗凝药以防血栓栓塞。一天前晚上有轻度发热，现突然感到呼吸困难。体格检查：病人血压为18/1

14、2kPa,心率110次/分，肺底部可听到一些罗音与散在的喘鸣音。血气分析：PaO2 7kPa,PaCO2。肺量计检查：每分通气量（V）为，肺泡通气量为（VA）为4.1L/min,为V的 46%（正常应为60%-70%），生理死腔为5L/min，为V的54%（正常为 30%-40%）。PaO2在呼吸室内空气时为13.3kPa, PA-aO2为，怀疑有肺内血栓形成，于是作了进一步检查：心排血量3.8L/min(正常为4.8L/min),肺动脉压8.7/6kPa(正常为1.6-3.7/0.4-1.7kPa),肺动脉造影证明右肺有两叶充盈不足。请思考：1. 如何解释肺泡和动脉血间的氧分压差(PA-aO

15、2)增大?2. 为什麽本例有缺氧而没有高碳酸血症？第五节 急性呼吸窘迫综合症一、概念 急性呼吸窘迫综合症（acute respiratory distress syndrome,ARDS)：由心源性以外的各种肺内外致病因素导致的急性肺损伤（acute lung injury,ALI)而引起的急性、进行性缺氧性呼吸衰竭，以非心源性肺水肿、进行性呼吸困难和顽固性低氧血症为特征。 二、ARDS的发生机制INCITING FACTORSShockAspiration of gastric contentsTraumaInfectionsInhalation of toxic gases and fum

16、esDrugs and poisonsMiscellaneous（多种多样的）STAGES Acute, exudative（渗出） phaserapid onset of respiratory failure after triggerdiffuse alveolar（肺泡） damage with inflammatory cell infiltration（浸润）Hyaline（透明） membrane formationcapillary injuryprotein-rich edema fluid in alveolidisruption of alveolar epitheliu

17、mNORMAL ALVEOLUSType I cellEndothelialCellRBCsCapillaryAlveolarmacrophageType IIcellACUTE PHASE OF ARDSType I cellEndothelialCellRBCsCapillaryAlveolarmacrophageType IIcellNeutrophilsARDS Acute Exudative PhaseSTAGES Subacute, Proliferative phase:persistent hypoxemiadevelopment of hypercarbia（高碳酸血症）fi

18、brosing alveolitisfurther decrease in pulmonary compliancepulmonary hypertension STAGESChronic phaseObliteration(闭塞） of alveolar and bronchiolar spaces and pulmonary capillariesRecovery phasegradual resolution of hypoxemiaimproved lung complianceResolution（消退） of radiographic（X线照相） abnormalitiesPATHOGENESISTarget organ injury from hosts inflammatory response and uncontrolled liberation of inflammatory mediatorsLocalized man