病理生理學課件肺功能不全

肺功能不全

（respiratoryinsufficiency）醫(yī)學院病理生理學1InternalRespirationExternalRespirationGasTransport2成年人在海平面、靜息時,PaO2=（100－0.32×年齡）±5mmHgPaCO2=40±0.5mmHg3呼吸功能不全（respiratoryinsufficiency）：由于外呼吸功能的嚴重障礙，以致動脈血氧分壓低于正常范圍，伴有或不伴有二氧化碳分壓增高的病理過程呼吸衰竭（RespiratoryFailure）：呼吸功能不全的嚴重階段，動脈血氧分壓（PaO2）必須<

60mmHg，伴有或不伴有動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）>

50mmHg，并進一步引起一系列損害的臨床綜合征

當FiO2≠20%時，呼吸衰竭指標（RFI）=PaO2/FiO2≤3004呼吸衰竭的分類按動脈血氣：低氧血癥型（I型），高碳酸血癥型（II型）按發(fā)生快慢和持續(xù)時間：急性、慢性、慢性呼衰的急性加重

按發(fā)病機制：通氣性、換氣性按病變部位：中樞性、外周性5呼吸衰竭的病因和發(fā)病機制引起呼吸衰竭的常見呼吸系統(tǒng)疾病呼吸衰竭時機體主要的代謝功能變化呼吸衰竭的防治原則66第一節(jié)呼吸衰竭的病因和發(fā)病機制機制肺通氣功能障礙肺換氣功能障礙7一、肺通氣功能障礙兩種類型限制性通氣不足阻塞性通氣不足通氣的動力、通氣的阻力8（一）限制性通氣不足（restrictivehypoventilation）概念：吸氣時肺泡的擴張受限制所引起的肺泡通氣不足吸氣動力不足彈性阻力增大肺擴張受限呼吸肌活動障礙：1.呼吸肌本身的病變2.中樞及周圍神經器質性病變3.呼吸中樞受抑制胸腔積液和氣胸嚴重的腹水、肝、脾腫大

肺的順應性降低肺的總容量減小肺組織纖維化肺泡表面活性物質↓胸廓的順應性降低胸廓疾患胸膜疾患吸氣性呼吸困難9肺泡表面活性物質（pulmonarysurfactant）

Ⅱ型肺泡上皮細胞的發(fā)育不全（嬰兒呼吸窘迫綜合征）Ⅱ型肺泡上皮細胞急性損傷（急性呼吸窘迫綜合征ARDS）肺過度通氣→表面活性物質的過度消耗肺水腫→表面活性物質被稀釋和破壞磷脂酶活性增強→表面活性物質分解加快（急性胰腺炎）Laplace’slaw:P=2T/r10（二）阻塞性通氣不足（obstructivehypoventilation）概念：因呼吸道狹窄或阻塞所致的通氣障礙機制：氣道阻力增加生理情況下，氣道阻力80%來自于直徑>2mm的大氣道，20%來自于直徑<2mm的小氣道層流時，影響氣道阻力的最主要因素是氣道內徑原因：氣道管壁痙攣、腫脹或纖維化管腔被粘液、滲出物、異物等阻塞肺組織彈性降低，對氣道管壁的牽引力減弱111、大氣道阻塞（中央性氣道阻塞）喉、氣管、大支氣管的狹窄和阻塞阻塞位于胸外甲狀腺腫聲帶麻痹炎癥、水腫喉癌等阻塞位于胸內氣管炎癥氣道異物縱隔腫瘤肺腫瘤等吸氣性呼吸困難呼氣性呼吸困難122、小氣道阻塞（外周性氣道阻塞）內徑小于2mm的小支氣管或細支氣管的狹窄和阻塞常見病因：慢性阻塞性肺病（COPD）、哮喘主要表現(xiàn)：呼氣性呼吸困難13二、肺換氣功能障礙彌散障礙肺泡通氣與血流比例失調解剖分流增加14（一）彌散障礙肺泡膜面積減少：肺實變、肺不張、肺葉切除、肺氣腫等肺泡膜厚度增加：肺水腫、肺泡透明膜形成、肺纖維化及肺泡毛細血管擴張、或貧血導致血漿層變厚等

彌散時間縮短：肺泡膜病變＋心輸出量增加/肺血流加快

PO2（KPa）肺動脈肺毛細血管（1）（2）正常肺泡膜面積減少或厚度增加肺靜脈13.310.78.05.32.700s0.25s0.50s0.75s15（二）肺泡通氣與血流比例失調通氣血流比值(Ventilation/perfusionratio,VA/Q)：肺泡每分鐘肺通氣量（VA）與每分鐘肺血流量（Q）之間的比值，平均值為4.0:5.0=0.8

VA:Q----------------------------------肺上部：0.6:0.2=3.0肺中部：1.0:1.0=1.0肺下部：2.4:3.8=0.6161、部分肺泡通氣不足阻塞性通氣障礙：支氣管哮喘、慢性支氣管炎、阻塞性肺氣腫限制性通氣障礙：肺纖維化、肺水腫等肺泡通氣不足而血流正常，VA/Q下降靜脈血摻雜(venousadmixture)功能性分流(functionalshunt)流經這部分肺泡的靜脈血液未經充分動脈化而摻入動脈血內17182、部分肺泡血流不足肺動脈栓塞、彌散性血管內凝血肺動脈炎、肺血管收縮肺泡通氣良好而血流不足，VA/Q上升死腔樣通氣（deadspacelikeventilation）功能性死腔（functionaldeadspace）肺泡通氣不能充分被利用，導致?lián)Q氣功能障礙1819（三）解剖分流增加支氣管擴張癥（常伴有支氣管血管擴張和肺內動-靜脈短路開放），肺實變和肺不張

靜脈血未經肺部的氣體交換直接進入動脈

類似解剖分流，稱為真性分流（trueshunt）

生理性解剖分流：一部分靜脈血經支氣管靜脈和極少的肺內動-靜脈交通支直接流入肺靜脈，其分流量約占心輸出量的2%~3%19小結肺通氣功能障礙：限制性和阻塞性兩種類型肺換氣功能障礙：彌散障礙、通氣/血流比例失調、解剖分流增加臨床上常為多種機制參與，如休克肺

20第二節(jié)引起呼吸衰竭的常見呼吸系統(tǒng)疾病一、急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）概念：急性彌漫性肺泡-毛細血管膜損傷（簡稱急性肺損傷acutelunginjury，ALI）引起的急性呼吸衰竭病因化學性因素：吸入毒氣、煙霧、胃內容物物理性因素：放射性損傷，廣泛的肺挫傷等生物因素：禽流感病毒、冠狀病毒全身性病理過程：嚴重感染、敗血癥、休克、大面積燒傷某些治療措施所致：體外循環(huán)，血液透析21急性肺損傷（acutelunginjury，ALI）的形成機制：急性彌漫性肺泡-毛細血管膜損傷致病因子對肺泡膜的直接損傷作用激活的白細胞、巨噬細胞和血小板的間接損傷作用大量中性粒細胞黏附、聚集、釋放肺血管內微血栓形成進一步引起肺損傷22ARDS引起呼衰發(fā)病機制（I型呼吸衰竭為主)限制性通氣不足：由于肺泡表面活性物質↓，順應性↓，形成肺不張，引起限制性通氣不足阻塞性通氣障礙：肺水腫液引起氣道阻塞，炎癥介質引起支氣管痙攣亦可導致阻塞性通氣障礙彌散功能障礙：滲透性肺水腫，使彌散膜厚度增加；肺不張、肺實變使彌散膜面積減少V/Q失調：肺通氣不足引起肺功能型分流↑；肺內DIC形成及炎性介質引起的肺血管收縮，又可導致死腔樣通氣↑23二、慢性阻塞性肺病

（chronicobstructivepulmonarydisease,COPD）概念：指具有氣流阻塞特征的一類疾病原因慢性支氣管炎：肺部感染、氣溫下降、煙霧粉塵、吸煙慢性阻塞性肺氣腫：慢性支氣管炎、肺內抗蛋白酶-蛋白酶平衡失調慢性支氣管哮喘出現(xiàn)不可逆氣流受阻24發(fā)生機制阻塞性通氣功能障礙：支氣管壁腫脹、痙攣、堵塞使氣道阻力增大，出現(xiàn)阻塞性通氣功能障礙限制性通氣功能障礙：氣道阻力增高，呼吸肌做功和耗氧量明顯升高，導致呼吸肌疲勞；長期患病所致的營養(yǎng)不良，低氧血癥，酸中毒等均可膈肌萎縮，呼吸肌做功更加下降通氣/血流比失調：COPD病人的肺泡通氣不足呈現(xiàn)非均勻分布；肺泡壁破壞，秒細血管床受壓，肺泡血流量減少也呈現(xiàn)非均勻分布，使通氣/血流離散度明顯增大，可從0.1~10直接波動。故COPD病人可同時出現(xiàn)死腔樣通氣和功能型分流彌散功能障礙：肺泡壁破壞使彌散膜面積減少25第三節(jié)呼吸衰竭時機體主要功能代謝變化血氣變化酸堿平衡及電解質紊亂呼吸系統(tǒng)變化循環(huán)系統(tǒng)變化中樞神經系統(tǒng)變化腎功能變化胃腸變化26一、血氣改變血氧改變：低氧血癥PaO2

＜60mmHg代償反應為主PaO2＜30mmHg代謝、機能嚴重紊亂血二氧化碳改變：降低、增高、不變PaCO2

＞50mmHg代償反應為主PaCO2

＞80mmHg代謝機能嚴重紊亂2728肺泡通氣不足時的血氣變化PaCO2是反映總肺泡通氣量變化的最佳指標總肺泡通氣不足時，血液流經肺泡不能充分動脈化，導致PaO2

降低和PaCO2

升高，最終出現(xiàn)Ⅱ型呼吸衰竭全肺通氣不足：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）部分肺泡通氣量不足：PaCO2升高與PaO2下降不成比例，無病變部位的肺泡通氣量代償性增加并不能改善低氧血癥

2829換氣功能障礙時的血氣變化彌散障礙時血氣變化I型呼衰：PaO2↓，PaCO2

正常原因：CO2彌散速度比O2快VA/Q失調不論是部分肺泡通氣不足引起的功能性分流增加，還是部分肺泡血流不足引起的功能性死腔增加，均可導致PaCO2可正?；蚪档停玍A/Q嚴重失調時PaCO2也可升高29二、酸堿平衡及電解質紊亂代謝性酸中毒（最常見的原因）缺氧時無氧代謝加強，乳酸等酸性代謝產物增多患者合并腎功能不全或感染、休克等、則因腎臟排酸保堿功能障礙或體內固定酸產生增多伴有血鉀濃度升高呼吸性酸中毒(見于II型呼吸衰竭)大量二氧化碳潴留，造成原發(fā)性血漿碳酸過多伴有血鉀濃度升高、血清氯濃度降低30呼吸性堿中毒I型呼衰病人伴過度通氣伴有血鉀降低、血氯增高代謝性堿中毒（醫(yī)源性）人工呼吸機過快排出大量二氧化碳糾正酸中毒時，使用NaHCO3過量肺心病病人使用排鉀利尿劑混合型酸堿平衡紊亂II型呼吸衰竭病人，代謝性酸中毒合并呼吸性酸中毒I型呼吸衰竭病人，可發(fā)生代謝性酸中毒合并呼吸性堿中毒31三、呼吸系統(tǒng)變化低氧血癥對呼吸的影響PaO2↓<60mmHg刺激頸動脈體與主動脈體化學感受器PaO2↓<30mmHg直接抑制呼吸中樞高碳酸血癥對呼吸的影響PaCO2↑>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(1～2L/min)、持續(xù)給氧。使PaO2

上升不超過50～60mmHg。32呼吸系統(tǒng)疾病本身對呼吸運動形式的影響中樞性呼吸衰竭：淺而慢和節(jié)律異常（潮式呼吸、間歇呼吸、抽泣樣呼吸、嘆氣樣呼吸等）限制性通氣障礙性疾病：肺順應性降低，導致呼吸變淺而快阻塞性通氣障礙時：吸氣性呼吸困難、呼氣性呼吸困難潮式呼吸間歇式呼吸33四、循環(huán)系統(tǒng)變化輕、中度低氧血癥和高碳酸血癥心血管中樞興奮：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(tǒng)的代償反應重度低氧血癥和高碳酸血癥心血管中樞抑制：心率失常、心收縮力↓外周血管擴張（肺血管收縮）、血壓↓34呼吸衰竭誘發(fā)肺源性心臟病（右心肥大和心力衰竭）肺動脈壓高升,引起右心后負荷加重缺氧、酸中毒→肺小血管收縮肺小血管長期收縮、缺氧→肺血管平滑肌細胞、成纖維細胞增生；膠原蛋白、彈性蛋白合成增多缺氧→代償性紅細胞增多癥→血液粘度增高肺血管床的大量破壞右心功能受損缺氧、酸中毒→心肌能量代謝障礙→舒縮功能受損心肌變性、壞死、纖維化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35五、中樞神經系統(tǒng)變化

低氧血癥PaO2<60mmHg)：智力和視力輕度減退

PaO2<40～50mmHg：一系列神經精神癥狀，如頭痛、不安、定向與記憶障礙、精神錯亂、嗜睡，以致驚厥和昏迷PaO2<20mmHg：神經細胞的不可逆性損害二氧化碳潴留腦血管舒張，腦血流增加，引起持續(xù)性頭疼，尤以夜間和晨起為甚PaCO2>80mmHg：頭痛、頭暈、煩躁不安、言語不清、撲翼樣震顫、精神錯亂、嗜睡、抽搐、呼吸抑制等，稱為二氧化碳麻醉36肺性腦病(pulmonaryencephalopathy)定義：呼吸衰竭時由于中樞神經功能障礙而出現(xiàn)一系列神經精神癥狀的病理過程發(fā)病機制對腦血管的作用腦血管擴張，腦血流量增加腦間質水腫和腦細胞水腫腦血管內皮損傷尚可引起血管內凝血對腦細胞的作用γ-氨基丁酸生成增多→中樞抑制腦內磷酯酶活性增強→溶酶體水解酶釋放→神經細胞損傷37六、腎或胃腸功能變化功能性腎功能衰竭輕者，尿中出現(xiàn)蛋白、紅細胞、白細胞及管型等；嚴重時出現(xiàn)少尿、氮質血癥和代謝性酸中毒等機制：缺氧、酸中毒→交感神經興奮→腎血管收縮→GFR胃腸功能變化胃腸粘膜糜爛、壞死、出血與潰瘍形成等病變機制嚴重缺氧可使胃壁血管收縮，能降低胃粘膜的屏障作用二氧化碳潴留可增強胃壁細胞碳酸酐酶活性，使胃酸分泌增多若患者合并有彌散性血管內凝血、休克等，會進一步加重消化系統(tǒng)的缺血缺氧狀態(tài)38第四節(jié)呼吸衰竭的防治原則治療原發(fā)病防止與去除誘因的作用暢通氣道和改善通氣改善缺氧I型呼吸衰竭有缺氧而無二氧化碳潴留，可吸入較高濃度的氧（一般不超過50％）II型