病理生理学呼吸系统

关于病理生理学呼吸系统呼吸全过程Respiration肺通气pulmonaryventilation肺换气gasexchangeinthelungs组织换气gasexchangeinthetissues细胞氧化代谢cellularrespiration气体血液运输gastransportintheblood

外呼吸

externalrespiration

内呼吸

internalrespiration第2页,共47页，2024年2月25日，星期天第3页,共47页，2024年2月25日，星期天SymbolsP Pressure PartialpressureA Alveolara arterialv venousV Volumeofgas/unittimeQ Volumeofblood/unittime..第4页,共47页，2024年2月25日，星期天呼吸衰竭(RespiratoryFailure)

外呼吸功能严重障碍PaO2,伴有或不伴有PaCO2的病理过程。判断标准： PaO2<60mmHg

(正常：100mmHg) PaCO2>50mmHg

(正常：40mmHg)呼吸功能不全(RespiratoryInsufficiency)第5页,共47页，2024年2月25日，星期天呼衰的类型

ClassificationofRespiratoryfailure1.按PaCO2

是否升高：低氧血症型（I型）低氧血症伴高碳酸血症（II型）2.按主要发病机制：通气障碍型换气障碍型3.按病变部位：中枢性和外周性第6页,共47页，2024年2月25日，星期天一、呼衰的原因和发病机制

RespiratoryFailure:TheCausesandtheMechanisms.

肺通气功能障碍

DisordersinPulmonaryVentilation.

肺换气功能障碍

DisordersinGasExchangeoftheLungs

第7页,共47页，2024年2月25日，星期天

（一）肺通气功能障碍:

DisordersinPulmonaryVentilation限制性通气不足:肺泡扩张受限2. 阻塞性通气不足:呼吸道阻塞或狭窄气道阻力增加。第8页,共47页，2024年2月25日，星期天1. 限制性通气不足（Restrictive Hypoventilation）：肺泡扩张受限中枢神经受损,周围神经受损,呼吸肌本身收缩功能障碍。

肺充血和严重肺纤维化,肺泡表面活性物质减少。胸廓和胸膜本身病变。呼吸肌活动障碍肺顺应性降低胸廓顺应降低胸腔积液和气胸第9页,共47页，2024年2月25日，星期天

气道阻力(正常人平静呼吸)：

80%:直径>2mm气管

20%:直径<2mm气管

病因：气管痉挛`肿胀`纤维化`渗出物`异物`肿瘤`

气道内外压力改变2. 阻塞性通气不足（Obstructive

Hypoventilation):呼吸道阻塞或 狭窄气道阻力增加。第10页,共47页，2024年2月25日，星期天阻塞位于胸外，表现为吸气性呼吸困难(InspiratoryDyspnea)呼气吸气第11页,共47页，2024年2月25日，星期天阻塞位于胸内，表现为呼气性呼吸困难(ExspiratoryDyspnea)呼气吸气第12页,共47页，2024年2月25日，星期天用力呼气时等压点(isobaricpoint)移向小气道02520+353520202030正常人0152020+3525202020肺气肿慢性支气管炎0+3535152520202020第13页,共47页，2024年2月25日，星期天问题：

呼吸衰竭?

限制性通气不足的定义及其发生原因?

胸内、胸外气道阻塞在呼吸中的差异?第14页,共47页，2024年2月25日，星期天（二）弥散障碍

DiffusionImpairment弥散面积减少2.弥散膜厚度增加3.弥散时间缩短第15页,共47页，2024年2月25日，星期天毛细血管内皮细胞肺泡I型细胞基膜红细胞肺泡-毛细血管膜Alveolar-CapillaryMembrane(弥散膜,diffusionmembrane)

第16页,共47页，2024年2月25日，星期天1. 弥散面积减少(DecreaseintheSurfaceAreaoftheMembrane)正常成人肺泡面积：70

m2静息时换气面积： 40m2弥散面积减少：肺不张，肺实变，肺叶切除等。第17页,共47页，2024年2月25日，星期天2. 弥散膜厚度增加(IncreaseintheThicknessoftheMembrane)肺泡膜厚度： 1mM弥散距离： 5mM弥散膜厚度增加： 肺水肿，肺泡透明膜形成，肺纤维化，肺泡毛细血管扩张等。第18页,共47页，2024年2月25日，星期天3. 弥散时间缩短(ShorteningintheDiffusionTime)正常静息状态： 血流通过毛细血管时间:0.75s

弥散时间：

0.25s弥散时间缩短: 心输出量增加,肺血流加快第19页,共47页，2024年2月25日，星期天SolubilityCoefficient(vol/vol,760mmHg):O2: 0.024 CO2: 0.57第20页,共47页，2024年2月25日，星期天正常静息状态下：每分钟肺泡通气量（VA)：~4L

每分钟肺血流量（Q):~5LVA/Q:0.8....（三）肺泡通气与血流比例失调Ventilation-PerfusionImbalance第21页,共47页，2024年2月25日，星期天VA.VA/Q<0.8>0.8=0.8>0.8<0.8..

病肺健肺全肺PaO2PaCO2N1. 部分肺泡通气不足(AlveolarVentilationInsufficiency)

功能性分流(functionalshunt)

静脉血掺杂（venousadmixture)第22页,共47页，2024年2月25日，星期天血液氧和二氧化碳解离曲线OxygenandCarbonDioxide

DissociationCurves第23页,共47页，2024年2月25日，星期天O2transportedas:O2:1.5%Hb.O2:98.5% CO2transportedas:CO2: 7%Hb.CO2:23%HCO3-:70%氧和二氧化碳血液中的运输TransportofO2andCO2intheBlood第24页,共47页，2024年2月25日，星期天2. 解剖分流增加(IncreaseinAnatomicShunt)

解剖分流(anatomicshunt)又称真性分流(trueshunt):生理条件下一部分静脉血经支气管静脉和极少的肺内A-V吻合支直接流入肺静脉(~2%-3%心输出量).

支气管扩张症支气管血管扩张，肺内A-V短路开放解剖分流PaO2.第25页,共47页，2024年2月25日，星期天Q.PaO2PaCO2NVA/Q..病肺健肺全肺>0.8<0.8=0.8>0.8<0.83.部分肺泡血流不足(AlveolarPerfusionInsufficiency)

死腔样通气(deadspacelikeventilation）第26页,共47页，2024年2月25日，星期天血液氧和二氧化碳解离曲线OxygenandCarbonDioxide

DissociationCurves第27页,共47页，2024年2月25日，星期天问题：弥散障碍的发生机制?功能性分流,静脉血掺杂?解剖分流,真性分流?死腔样通气?第28页,共47页，2024年2月25日，星期天肺泡-毛细血管膜(alveolarcapillarymembrane)损伤引起的急性呼吸衰竭。病因：感染（肺炎，败血症等），休克，严重创伤，吸入毒物或胃酸等。（四）急性呼吸窘迫综合征AcuteRespiratoryDistressSyndrome(ARDS)Severeacuterespiratorysyndrome(SARS)isagoodexampleofaprobableinfectiouspneumoniathatpathologicallyandclinicallyisARDS.Expertshavespeculatedthatthecauseisfromacoronavirusthatmaybetransmittedviarespiratorysecretionsanddevelopsafter2-11daysofafebrileillness.

第29页,共47页，2024年2月25日，星期天第30页,共47页，2024年2月25日，星期天ARDS发生机制(Pathogenesis)肺泡膜内皮细胞损伤致病因子释放中性粒细胞趋化因子中性粒细胞聚集，释放氧自由基、蛋白酶、炎症介质肺水肿死腔样通气肺泡Ⅱ型上皮细胞损伤表面活性物质合成支气管痉挛血管收缩微血栓肺泡膜通透性肺不张功能性分流PaO2PaCO2第31页,共47页，2024年2月25日，星期天Apreviouslyhealthy23-year-oldmalesustainednumeroustraumaticcrush,burn,andsmokeinhalationinjuriesduringalandingaccidentinanairplane.HisinitialB.P.was80/50mmHg,andhewasimmediatelyinfusedwithsalineatthemaximalrate.IntheERhewasintubatedandhadnosignsofpneumothorax.Hisorthopedicinjuriesandburnsweretreated.Theventilatorwasplacedontheassist-controlmodewiththeinitialsettingsofinspiredO2concentrationat40%,respirationrateat12/min,andtidalvolumeat900ml.Arterialbloodgasmeasurementswere:pH=7.47,PCO2of33mmHg,andPO2of62mmHg.ClinicalCase第32页,共47页，2024年2月25日，星期天

24hrs.afteradmission,thepatientbecomesagitatedandhisrespirationrateincreasedto30/min.Hisminuteventilationalsoincreasedfrom8.5l/minto20l/min.Airwaypressureincreasedfrom18to65cmH2O.RepeatarterialbloodgasmeasurementofPO2indicated35mmHgandchestx-raynowshoweddiffuseinfiltratesina"whiteout"pattern.ClinicalCase第33页,共47页，2024年2月25日，星期天

ThediagnosisofARDSiscontingentupon5factors:1.Hypoxemia,2.Diffusepulmonaryinfiltratesonradiography,3.Absenceofcongestiveheartfailure,4.Decreasedlungcompliance(effectivestaticcompliance<25-35ml/cmH2O),and5.Appropriateantecedenthistory.Currently,therearenospecificlaboratorytestsforARDS.Adefinitivediagnosisismadewhenthesesignsandsymptomsarelinkedwithdiffusealveolardamage.ClinicalCase第34页,共47页，2024年2月25日，星期天急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的概念及发生机制?问题

：第35页,共47页，2024年2月25日，星期天二、呼衰时机体功能和代谢变化

FunctionalandMetabolicChangeinRespiratoryFailure（一）酸碱平衡紊乱(acid-basebalancedisturbance)和电解质变化呼酸:Ⅱ型呼衰CO2潴留血K+,血Cl-

呼碱：I型呼衰肺过度通气血K+,血Cl-代酸：严重缺氧无氧代谢乳酸第36页,共47页，2024年2月25日，星期天（二）呼吸系统的变化(ChangesinRespiratorySystem)呼吸调节(RegulationofRespiration)

的变化外周化学感受器中枢化学感受器呼吸加深加快抑制呼吸中枢PaO2↓<60mmHgPaCO2↑>50mmHgPaO2↓<30mmHgPaCO2↑>80mmHg第37页,共47页，2024年2月25日，星期天（三） 循环系统变化(ChangesinCirculationSystem)

轻度PaO2和PaCO2

可兴奋心血管运动中枢严重PaO2

和PaCO2抑制心血管运动中枢

第38页,共47页，2024年2月25日，星期天缺氧肺小动脉收缩肺动脉压 右心后负荷长期缺氧肺血管平滑肌增殖管壁增厚长期缺氧红细胞增多血液粘度心负荷缺氧、酸中毒心肌舒缩功能呼吸衰竭右心衰竭肺源性心脏病

(corpulmonale)第39页,共47页，2024年2月25日，星期天PaO2:60mmHg智力，视力轻度减退

40-50mmHg神经精神症状

20mmHg神经细胞不可逆损坏

(慢性呼衰PaO220mmHg神志仍可清醒）PaCO2 >80mmHgCO2麻醉(头痛,头昏,嗜睡，精神错乱,扑翼样震颤,抽搐,及昏迷等中枢神经系统症状）肺性脑病(pulmonaryencephalopathy): 呼衰引起的脑功能障碍（四）中枢神经系统变化ChangesinCentralNervousSystem第40页,共47页，2024年2月25日，星期天肺性脑病发生机制Pathogenesisofpulmonaryencephalopathyγ-氨基丁酸脑脊液pH溶酶体酶释放中枢抑制磷脂酶活性神经损伤颅内压PO2PaCO2血管内皮损伤血管通透性脑水肿脑血管扩张脑充血第41页,共47页，2024年2月25日，星期天问题：呼吸衰竭时呼吸调节的变化？肺源性心脏病发生机制?肺性脑病的定义及发生机制？第42页,共47页，2024年2月25日，星期天（一）一般原则(General