病理生理学第十九章呼吸功能不全

急性呼吸功能不全是由于肺内外各种原因引起的肺通气和（或）换气功能比较严重障碍，以至不能进行有效的气体交换，在呼吸空气时，产生严重缺氧伴高碳酸血症，从而引起一系列生理功能和代谢紊乱的临床综合症。复习专用思维导图，赶快收藏学起来吧！

呼吸功能不全

• 第一节 呼吸衰竭概述
  • 一、呼吸功能不全
    • 1.定义：各种原因引起外呼吸功能障碍，使肺功能储备降低， 以致在静息或体力活动后出现动脉血氧分压（PA02）低于正常范围或伴有动脉血二氧化碳分压（PAＣ02）高于正常值等呼吸功能的异常，并出现相应的症状体体征。
    • 呼吸功能不全：涵盖了外呼吸功能障碍由轻到重的全过程
    • 呼吸衰竭：只是呼吸功能不全的严重阶段
  • 二、呼吸衰竭
    • 1.定义：是指各种原因引起外呼吸功能严重障碍，导致机体在海平面静息状态吸入空气的情况下，PAO2低于60MMHG，或伴有PACO2高于50MMHG，表现出一系列病理生理紊乱的临床综合征
    • 人在静息时，动脉血氧分压PAO2为80-100MMHG，动脉血二氧化碳分压PACO2范围36-44MMHG
  • 三、呼吸衰竭的分类
    • 一、根据发生的快慢和持续时间的长短分为急性和慢性
      • 急性呼衰：窒息、严重开放性气胸
      • 慢性呼衰：早期、轻症机体可以代偿
    • 二、按发病机制和血气变化分为换气障碍型和通气障碍型
      • 换气障碍型：患者只有低血氧症，PACO2正常或偏低，又称低血氧1型呼衰
      • 通气障碍型：除低血氧症之外，患者还有PACO2升高，又称高碳酸血症2型呼衰
    • 三、按原发病变部位分为中枢型和外周型
      • 中枢型呼衰：多由颅脑或脊髓病变所引起
      • 外周型呼衰：由呼吸器官和胸腔性疾病引起
        • 主要治疗方式：气道阻塞—解除呼吸道梗阻
    • 四、按病因分为泵呼衰和肺呼衰
      • 泵呼衰：呼吸驱动力不足和呼吸运动受限
      • 肺呼衰：气道阻塞、肺组织病变、肺血管病变
• 第二节 呼吸衰竭的病因与机制
  • 三、呼吸衰竭的机制
    • 一、肺泡通气不足
      • 肺通气包括肺泡通气+无效腔通气
      • 1.通气动力不足
        • 主要由呼吸肌损伤、呼吸肌疲劳、支配呼吸运动的神经及呼吸中枢病变引起
        • 常见于 严重创伤、牛角伤、脑或脊髓损伤、脑炎、脊髓灰质炎、重症肌无力
      • 2.肺顺应性降低
        • 1.肺顺应性定义：在单位压力作用下，引起肺容量的变化
        • 2.肺顺应性降低，使肺总容量减少，导致肺通气不足
        • 3.降低因素
          • 1.肺组织弹性降低
            • 原因；肺水肿、淤血、实变、间质增生，纤维化使肺组织变硬
          • 2.肺泡表面活性物质减少
            • 表面活性物质，可降低表面张力，可降低肺的回缩力
            • 表面活性物质减少—导致表面张力越大—则产生的回缩力越大—肺顺应性降低—肺通气不足—甚至发生肺泡萎缩和肺不张
          • 3.胸廓、胸膜病变
            • 例：胸廓外伤、气胸、胸膜炎、胸腔积液
            • 均可导致胸膜腔负压降低或消失—使肺扩张受到限制或被压缩而造成通气不足
      • 3.气道阻力增加
        • 气道阻力，以气道内径最重要
        • 气道阻力，与气道粘滞度、气道长度成正比，与气道半径四次方成反比
        • 成人平静吸气—气道阻力80%来自大气道+20%小气道
        • 分类
          • 1.上呼吸道阻塞
            • 1.原因：多由喉头水肿、声带麻痹、气道异物、气道肿瘤、气道外压迫所致
            • 2.胸外、吸气性呼吸困难：若阻塞位于胸外—患者吸气—气体流经阻塞部位后压力骤减—使气道内压明显低于大气压—气道狭窄加重—表现出吸气性呼吸困难
            • 3.胸内、呼气性呼吸困难：若阻塞位于大气道胸内部—呼气时胸膜腔内压升高—压迫气道—使气道狭窄加重—表现为呼气性呼吸困难
            • 4.“三凹症”：严重者可出现胸骨上窝、锁骨上窝和肋间隙凹陷
          • 2.下呼吸道阻塞
            • 1.病因：COPD、支气管炎症、痉挛、哮喘
            • 2.这些疾病易造成：小气道管壁增厚、纤维化、痉挛—管径缩小，被分泌物堵塞、变形或塌陷
            • 3.常表现为呼气性呼吸困难
            • 4.机制
              • 1.患者用力呼吸—胸腔内压升高—压迫气道—气道狭窄加重
              • 2.等压点移位（上移，肺上为上，肺下为下）
                • 1.等压点定义：在呼气时，气体所流经的气道上，总有一个部位的气道内压与胸腔内压相等。一般等压点位于软骨性气道，胸腔内压不会压缩气道
                • 2.不正常：当小气管有狭窄或堵塞—气流在通过狭窄区后其压力显著下降—气道内压明显低于胸腔内压—等压点向肺泡方向移位
                • 3.当等压点移至膜性气道时—胸腔内压使小气道压缩—用力呼气时甚至造成小气管压闭
      • 肺通气取决于两种条件
        • 1.肺能正常扩张与回缩
        • 2.呼吸道顺畅
      • 肺通气不足分两类
        • 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称为限制性通气不足
          • 常见原因
            • 1、呼吸肌活动障碍，如中枢及周围神经病变，呼吸中枢抑制等
            • 2、胸廓及胸膜疾病及肺组织的纤维化
            • 3、胸腔积液和气胸
          • 其各自机制主要有
            • 1、呼吸动力的下降。
            • 2、弹性阻力增大，肺泡顺应性下降
            • 3、肺扩张受限。
        • 2.阻塞性通气不足
          • 由于气管狭窄或阻塞所引起的肺泡通气障碍。
          • 原因
            • 1.上呼吸道阻塞或狭窄（中央气道阻塞）
            • 2.下呼吸道阻塞或狭窄（外周气道阻塞）
              • 小气道阻塞—引起呼气性呼吸困难、肺气肿
    • 二、肺换气障碍
      • 肺换气是指肺泡与毛细血管之间的气体交换的过程
        • 肺泡把02给肺毛细血管利用
        • 肺毛细血管把C02给肺泡呼出体外
      • 影响肺泡的因素
        • 有效通气量
        • 流经肺泡毛细血管血流量
        • 呼吸膜厚度
        • 肺泡有效换气面积
      • 肺换气障碍发生在以下环节
        • 1.气体弥散障碍
          • 1.弥散膜面积减少
            • 常见于肺叶切除、肺实变、肺不张、肺水肿
          • 2.呼吸膜增厚
            • 常见于肺水肿、肺间质纤维化、肺内透明膜形成
            • 呼吸膜增厚—弥散距离增加—弥散速率减慢
          • 3.弥散时间过短
            • 常见于机体活动显著增加、情绪激动
            • 以上情况使心输出量增加+肺血液加快—血液和肺泡接触时间明显缩短—换气不足
          • 概念：弥散功能障碍，系指O2、CO2等气体通过肺泡膜进行交换的物理弥散过程发生障碍
        • 2.肺泡通气与血流比例失调
          • 1.部分肺泡V/Q（肺泡总通气量/总血流量）降低
            • 1.功能性分流/假性静脉血掺杂：因部分肺泡通气严重不足而血流量正常，导致部分肺泡通气血流比值降低，使得流经该部分肺泡的静脉血未经充分氧合便流入动脉血中
            • 2.主要见于COPD + 引起肺顺应性严重降低的疾病
              • 慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）
            • 3.其结果：造成动脉血氧分压PA02降低，严重者发生呼吸衰竭
          • 2.部分肺泡V/Q升高
            • 1.无效腔样通气：当肺泡通气良好，而流经该部分肺泡的血流不足或阻断，即可引起通气血流比值升高，使该部分肺泡通气不能被充分用于气体交换
            • 2.主要见于肺动脉分支栓塞、肺内DIC、肺动脉痉挛收缩、炎症和毛细血管床大量破坏
            • 3.结果：流经该部分肺泡的血量减少—该部分肺泡的通气血流比值明显升高—该部分肺泡无效腔气量增加
        • 3.解剖分流增加
          • 1.解剖分流定义：由肺动脉分支向肺静脉分支的分流
          • 2.又称真性分流/真性静脉血掺杂：这部分静脉血完全未经气体交换直接流入动脉血中
          • 3.鉴别功能性分流与真性分流的有效方法：吸入纯氧实验
            • 功能性分流：吸入纯氧30分钟，提高PA02
            • 真性分流：吸入纯氧，无明显变化
          • 4.此时V/Q=0
• 第三节 呼吸衰竭对机体的影响
  • 一、血气变化
    • 呼衰—缺氧—低血氧症OR伴有高碳酸血症
    • 四种变现形式
      • 1.PA02降低伴PAC02成比例升高
        • 1.全肺通气不足
        • 2.例如：中枢性呼衰、气管至鼻腔的大气道阻塞、窒息和开放性气胸引起的双肺压缩
        • 3.成一定比例，根据呼吸熵的比例，PAC02/PA02=0.8
      • 2.PA02降低伴PAC02不成比例升高
        • 1.部分肺泡通气不足
        • 2.血氧饱和度曲线已经到S平直，不能随着代偿性PA02增加而增加。
      • 3.PA02降低PAC02不变
        • 1.肺换气障碍型（1型呼衰）
        • 2.C02弥散性强，任何引起肺换气障碍的，对C02排出影响不大
      • 4.PA02降低PAC02也降低
        • 1.换气障碍伴有过度通气的患者
        • 2.如：急性呼吸窘迫综合征、肺严重纤维化
        • 3.机制：肺严重损伤（呼吸膜受损）+肺间质感受器受到强烈的刺激—反射性引起通气极度加强
  • 二、肺性脑病
    • 1.定义：由呼吸衰竭引起的脑功能的障碍，并表现出一系列的神经精神症状的病理过程
    • 2.机制：呼衰引起的严重缺氧、C02潴留、酸中毒—-导致脑功能障碍
    • 三者作用难以分开
      • 1.缺氧对脑功能的影响
        • 缺氧—脑细胞生成ATP减少
          • 1.直接引起脑功能降低
          • 2.导致NA+泵功能障碍—使脑细胞内钠水潴留—引起细胞毒性脑水肿—颅内压增高—脑组织、脑血管受压—进一步加重脑功能障碍
      • 2.C02潴留对脑功能的影响
        • C02易通过血脑屏障进入大脑，2型呼衰，比1型呼衰更易引起肺性脑病
        • 机制
          • 1.对脑血管的作用
            • 1.高碳酸血症时—大量C02进入脑内—直接作用于脑血管—脑血管扩张+脑毛细血管通透性增加—脑血流量增加
            • 2.导致颅内压升高+间质水肿
            • 3.严重者形成脑疝
          • 2.对脑细胞的作用
            • 1.C02过多—中枢抑制+脑功能障碍
            • 2.CO2麻痹或麻醉：当PAC02超过80MMHG，可出现头痛、头晕、烦躁不安、言语不清、扑翼样震颤、精神错乱、嗜睡、昏迷、抽搐等神经精神症状
      • 3.酸中毒对脑功能的影响
        • 1.缺氧+CO2潴留都会导致酸中毒，且2型呼衰脑组织中酸中毒比脑外更严重
        • 2.原因
          • 1.CO2更易进入脑内，血中的HCO3-不易透过血-脑脊液屏障，脑脊液PH略低于血液，缓冲能力也弱于血液
          • 2.2型呼衰缺氧使细胞内酸中毒 + 大量CO2进入脑脊液—脑脊液缓冲能力差—加重脑内酸中毒
        • 3.影响
          • 1.中枢抑制：酸中毒—增强谷氨酸脱羧酶活性—γ-氨基丁酸生成增多—中枢抑制
          • 2.脑细胞损伤或死亡：酸中毒—磷脂酶活性增加—分解膜磷脂—破坏细胞膜结构+溶酶体膜稳定性—脑细胞损伤或死亡
          • 3.脑水肿+颅内压升高，加重脑功能障碍：脑内酸中毒—脑血管扩张，通透性增加—脑水肿，颅内压升高—加重脑功能障碍
  • 三、心功能不全
    • 1.肺源性心脏病：由肺部病变和（或）呼吸功能障碍引起的心脏形态、功能异常
    • 2.COPD→肺源性心脏病→右心衰竭
      • 表明呼吸衰竭与心力衰竭联系
      • 呼衰到心衰主要是右心衰竭
      • 主要机制：肺动脉高压+心肌受损
    • 肺血管功能性改变，肺动脉高压的发病机制
      • 1.肺血管收缩，增加肺循环阻力
        • 缺氧—引起肺血管收缩 + CO2潴留—血液Ｈ+浓度增加—增加肺血管对缺氧的敏感性—使肺血管进一步收缩—加大肺循环阻力
      • 2.肺小动脉+肺毛细血管网形态学改变，增加肺循环阻力
        • 原发性肺部疾病—导致肺小动脉管腔增厚、纤维化、管腔狭窄；肺毛细血管网受破坏减少、毛细血管内皮细胞肿胀、微循环阻塞等形态学改变
      • 3.血流量改变
        • 1.慢性呼衰—血液红细胞增多—血液黏滞性增高
        • 2.某些患者因血流量增多或因呼吸加深加快—胸腔负压增加
      • 以上三点，均可加重右心负荷
      • 4.心肌受损
        • 1.呼衰导致的缺氧、高碳酸血症、酸中毒、电解质代谢紊乱—均可损害心肌
        • 2.长期持续缺氧—心肌变性、坏死、纤维化病变
      • 心肌受损+右心负荷增加=右心衰竭
• 第四节 急性呼吸窘迫综合症（ARDS）
  • 1.概念：急性呼吸窘迫综合征是由急性肺损伤引起的急性低氧血症呼吸衰竭
    • 急性肺损伤
      • 1.定义：感染、创伤后出现的肺部炎症和肺毛细血管通透性增加为主要表现的临床综合征
      • 2.强调了病变从轻-重的过程
      • 3.ARDS为最严重极端情况
        • 1.主要病理特征：弥散性肺泡-毛细血管膜损伤
        • 2.临床表现主：进行性呼吸困难+顽固性低氧血症
  • 2.原因和机制
    • 2.ALI发生机制
      • 1.直接损伤
      • 2.间接损伤
        • 致病因子（严重创伤、休克）—通过激活炎症细胞（巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞、血小板）—产生大量细胞因子和炎性介质—引起全身炎症反应综合征—间接导致肺损伤
        • 损伤集中在肺泡-毛细血管膜
    • 3.ALI引起呼衰机制
      • 1.弥散障碍
        • 肺泡-毛细血管膜严重损伤+炎性介质作用—肺泡上皮和毛细血管通透性增加—引起渗透性肺水肿—导致弥散障碍
      • 2.肺泡通气不足
        • 肺泡2型上皮细胞受损，表面活性物质生成减少 + 水肿液稀释和肺泡过度通气消耗表面活性物质———肺泡表面张力增加——-肺顺应性降低———导致肺不张
      • 3.肺内分流增加
        • 肺不张+炎性介质—引起支气管痉挛—导致肺内分流增加
      • 4.肺泡通气/血流比例失调
        • 1.肺内DIC+炎性介质—引起肺血管收缩—导致无效腔样通气
        • 2.ALI发生呼吸衰竭的主要机制：无效腔样通气+肺内分流—-导致肺泡通气/血流比例失调—-低氧血症
        • 3.患者PA02降低——降低对血管化学感受器的刺激+降低肺充血、水肿对肺泡毛细血管旁J感受器的刺激——使呼吸运动增强——呼吸加深加快——表现为呼吸窘迫+PA02降低
        • 4.ARDS患者常发生1型呼衰；极端严重者，肺部病变，肺总通气量减少—2型呼衰
  • 3.ARDS病理生理特征
    • 1.肺水肿和肺泡内透明膜的形成
      • 呼吸膜通透性异常增高—肺间质和肺泡水肿明显—伴有透明膜形成
    • 2.肺容积减少
      • 肺水肿、肺萎陷所致。表现：硬肺、小肺、婴儿肺
    • 3.肺顺应性降低
      • 肺泡表面活性物质减少—肺泡表面张力增加—引起肺不张和肺水肿、肺实质、肺纤维化
    • 4.通气/血流比例严重失调
      • 1.有通气血流比值降低，功能性分流
      • 2.也有通气血流比值增高，无效腔样通气
      • 3.肺内动-静脉短路大量开放—解剖分流增加，即真性分流增加
      • 患者出现急性进行性呼吸困难和顽固性低氧血症，而PAC02却降低
    • 5.肺循环改变
      • ARDS肺循环改变特点：肺毛细血管通透性增加—肺动脉高压—而肺动脉楔压正常
        • 肺动脉楔压是指血液流经肺循环对肺动脉血管产生的侧压力
      • 这一特点，可与心源性水肿区别
      • ARDS肺动脉高压，由于低氧血症+缩血管介质引起肺动脉痉挛所致；内皮细胞NO生成减少，也可引起肺动脉高压
• 第五节 防治呼衰
  • 1.氧疗
    • 1型呼衰，吸入较高浓度氧气
    • 2型呼衰，采用控制性氧疗。低浓度、低流量持续给氧。使PAO2维持在50-60MMHG
  • 2.纠正酸碱紊乱
    • 1.代谢性酸中毒
      • 补充NAＨCO3
    • 2.呼吸性酸中毒
      • 改善肺通气
    • 3.代谢性碱中毒
      • 补充KCL、精氨酸
        • 肾素-血管紧张素-醛固酮系统为体内肾脏所产生的一种升压调节体系，引起血管平滑肌收缩及水、钠潴留，产生升压作用。醛固酮，保钠排钾
        • 心房钠尿肽（atrialnatriureticpeptide,ANP），又称心房利钠肽，是由心房肌细胞合成并释放的肽类激素；ANP的主要作用是使血管平滑肌舒张和促进肾脏排钠、排水。当心房壁受牵拉时（如血量过多、头低足高位、中心静脉压升高和身体浸入水中）均可刺激心房肌细胞释放ANP