呼吸生理與病理學(xué)基礎(chǔ)

1、呼吸生理學(xué),呼吸系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu),肺的結(jié)構(gòu),肺的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系,肺部結(jié)構(gòu)和功能區(qū)分布,,,解剖死腔,肺泡的結(jié)構(gòu)與功能,肺泡的結(jié)構(gòu)與功能,肺泡及毛細(xì)血管示意圖,分流,,呼吸過(guò)程與心肺的關(guān)系示意圖,全身的動(dòng)脈由主動(dòng)脈分支出來(lái)將含有豐富氧氣和養(yǎng)料輸送至各臟器。全身的靜脈將血液(含較多的二氧化碳)經(jīng)上、下腔靜脈返回心臟。全身的毛細(xì)血管網(wǎng)是氧氣、二氧化碳和其他養(yǎng)料在血液和細(xì)胞之間交換的場(chǎng)所。,寬泛的呼吸概念,肺通氣---外界氣體與肺內(nèi)氣體交換

2、肺換氣---肺泡氣體與肺動(dòng)脈血液進(jìn)行交換氧氣和CO2在血液中運(yùn)輸氧氣和CO2在組織器官中釋放和交換氧氣在組織中利用，產(chǎn)生能量和CO2,,呼吸,外呼吸,氣體在血液中運(yùn)輸,內(nèi)呼吸,,,,肺通氣,肺換氣,,,,,,,,,,,,,,O2,CO2,細(xì)胞,血液循環(huán),肺泡,,外界,呼吸概念分類,,,血液與組織氣體交換,氧氣在細(xì)胞中利用產(chǎn)生能量,,,,,,,,,,,肺通氣,組織換氣,氣體運(yùn)輸,細(xì)胞內(nèi)氧代謝,O2,CO2,,彌散功能,肺通

3、氣,肺內(nèi)氣體交換,,肺內(nèi)氣體交換示意圖,呼吸運(yùn)動(dòng)的控制和調(diào)節(jié)一　呼吸中樞和呼吸節(jié)律　 呼吸中樞：　　延髓　　基本中樞　　腦橋　　調(diào)整中樞二　呼吸運(yùn)動(dòng)的反射性調(diào)節(jié),,,,（一）肺牽張反射,,肺擴(kuò)張反射,肺萎陷反射,（二）呼吸肌本體感受性反射 感受器 肌梭(牽張反射),,（三）化學(xué)感受性反射,,外周化學(xué)感受器,中樞化學(xué)感受器,,頸動(dòng)脈體,主動(dòng)脈體,,延髓腹外側(cè),,,

4、1.ＣＯ２對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) ＣＯ２是呼吸的生理性刺激因素,其對(duì)呼吸的調(diào)節(jié) 通過(guò)兩條途徑。以刺激中樞化學(xué)感受器為主。2. 缺Ｏ２對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) 以刺激外周化學(xué)感受器為主。 3. 血液[H+]對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) 以刺激外周化學(xué)感受器為主。,呼吸衰竭時(shí)中樞化學(xué)感受器的調(diào)節(jié),呼吸的調(diào)節(jié)與控制示意圖,呼吸的調(diào)節(jié)與控制示意圖,一些呼吸相關(guān)概念,基本概念,潮氣量 每一次呼吸或通氣所

5、吸入氣體量稱吸入潮氣量;呼出氣體量稱為呼出潮氣量。呼吸頻率 每分鐘呼吸總次數(shù)稱呼吸頻率，包括自主呼吸和 機(jī)械通氣分鐘通氣量 每分鐘所有潮氣量之和，受潮氣量大小和呼吸頻率的影響氣道峰壓 吸氣相氣道最高壓力,肺的容量概念,,基本概念,肺活量(VC):最大吸氣后呼出氣量,以NIP監(jiān)測(cè)。殘氣量(RV):最大呼氣后殘留在肺內(nèi)的氣體量。功能殘氣量(FRC):平靜呼氣未留在肺內(nèi)的量,加用PEEP即將壓力基線

6、上移增加FRC。解剖死腔量(VD aw):即上、下呼吸道的本身的容積(量)它們不參與氣體交換。肺泡死腔量(VD alv):即肺泡通氣不足或肺泡周圍毛細(xì)血管血流灌注不足所造成的無(wú)效通氣量.VD/VT正常應(yīng)小于0.3。,呼吸運(yùn)動(dòng)相關(guān)概念,順應(yīng)性,單位壓力產(chǎn)生的容積改變,對(duì)一個(gè)特定的肺來(lái)說(shuō)，反映的是壓力和容量的相互關(guān)系,C = VT/（平臺(tái)壓-PEEP)=500/（20-0）=25ml/cm H2O,,“反映呼吸系統(tǒng)和胸廓的阻力特性”,

7、,,,,,R = （平臺(tái)壓-PEEP）/ 峰流速=（20-0）(cm H2O)/6 (L/s)= 0.4 cm.s/L,,,R =,,D P,D F,氣道阻力,單位流速改變所需要的壓力改變,自主呼吸胸廓與膈肌運(yùn)動(dòng),呼吸過(guò)程與心肺的關(guān)系示意圖,全身的動(dòng)脈由主動(dòng)脈分支出來(lái)將含有豐富氧氣和養(yǎng)料輸送至各臟器。全身的靜脈將血液(含較多的二氧化碳)經(jīng)上、下腔靜脈返回心臟。全身的毛細(xì)血管網(wǎng)是氧氣、二氧化碳和其他養(yǎng)料在血液和細(xì)胞之間交換的場(chǎng)

8、所。,正常血?dú)夥治鲋?動(dòng)脈血 混合靜脈血正常范圍正常范圍pH值 7.407.35-7.457.367.31-7.41PCO2, mmHg4035-454641-51PO2, mmHg9780-1004035-40O2Sat. %9795-10075 70-75HCO3, mEq/L2422-262422-26BE, mEq/L

9、0+2 0+2,血?dú)庖话憬忉?pH:升高 = 堿中毒 (> 7.45)降低 = 酸中毒 (100 mmHg)降低 = 低氧血癥 ( 45mmHg)降低 = 低碳酸血癥 ( +2 mEq/L)降低 = 酸中毒 (< -2 mEq/L),呼吸病理生理與疾病簡(jiǎn)介,概 述,呼吸衰竭是指各種原因引起的肺通氣和（或）換氣功能嚴(yán)重障礙，以致在靜息狀態(tài)下也不能維持足夠的氣體交換，導(dǎo)致低氧血癥伴（或

10、不伴）高碳酸血癥，進(jìn)而引起一系列病理生理改變和相應(yīng)臨床表現(xiàn)的綜合征。臨床表現(xiàn)缺乏特異性明確診斷有賴于動(dòng)脈血?dú)夥治觥?概 述,呼吸衰竭的診斷標(biāo)準(zhǔn)是在海平面、 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、靜息狀態(tài)、呼吸空氣條件下，PaO250mmHg， 并排除心內(nèi)解剖分流和原發(fā)于心排除量降低等致低氧因素。,病 因,參與外呼吸即肺通氣和肺換氣的任何一個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)重病變，都可導(dǎo)致呼吸衰竭。,病因概述,中樞神經(jīng)及傳導(dǎo)系統(tǒng)疾病肌肉及呼吸肌疾病呼吸道阻塞性疾病肺組織

11、疾病肺血管疾病胸廓及胸膜疾病,病因,一、氣道阻塞性病變 氣管-支氣管的炎癥、痙攣、腫瘤、異物、纖維化瘢痕，如慢性阻塞性肺疾病(COPD)、重癥哮喘等引起氣道阻塞，導(dǎo)致肺通氣不足，或伴有通氣/血流比例失調(diào)，發(fā)生缺氧和二氧化碳潴留。,病 因,二、肺組織病變 各種累及肺泡和（或）肺間質(zhì)的病變，如肺炎、肺氣腫、嚴(yán)重肺結(jié)核、彌漫性肺纖維化、肺水腫、矽肺等，可導(dǎo)致肺泡減少、有效彌散面積減少、肺順應(yīng)性減低、通氣/血流比

12、例失調(diào)，導(dǎo)致缺氧或合并二氧化碳潴留。,病 因,三、肺血管疾病 肺栓塞、肺血管炎等可引起通氣/血流比例失調(diào)，或部分靜脈血未經(jīng)氧合直接流入肺靜脈，導(dǎo)致呼吸衰竭。,病 因,四、胸廓與胸膜病變 胸部外傷、氣胸均可影響胸廓活動(dòng)和肺臟擴(kuò)張，造成通氣減少及吸入氣體分布不均，導(dǎo)致肺通氣和換氣功能障礙，如嚴(yán)重氣胸,引起急性呼衰。嚴(yán)重脊柱畸形、大量胸腔積液、胸膜肥厚粘連、強(qiáng)直性脊柱炎、類風(fēng)濕性脊柱炎均可引起呼衰。,病 因,五、神經(jīng)肌

13、肉疾病 腦血管疾病、顱腦外傷、腦炎和鎮(zhèn)靜催眠劑中毒，使呼吸中樞受抑制。脊髓損傷、脊髓灰質(zhì)炎、多發(fā)性神經(jīng)炎、重癥肌無(wú)力、有機(jī)磷中毒、破傷風(fēng)，均可累積呼吸肌功能，造成呼吸肌無(wú)力、疲勞、麻痹等，導(dǎo)致呼吸動(dòng)力下降而引起肺泡通氣不足。,病 因,一、按照動(dòng)脈血?dú)夥治龇诸悾海ㄒ唬㊣型呼吸衰竭（缺氧性呼吸衰竭）PaO2<60mmHg，PaCO2降低或正常。 主要見于肺換氣障礙（通氣/血流比例失調(diào)、彌散功能障礙和

14、肺動(dòng)-靜脈分流）疾病，如：嚴(yán)重肺炎，間質(zhì)性肺疾病、急性肺栓塞、ARDS等。,分 類,（二）II型呼吸衰竭（高碳酸性呼吸衰竭） PaO250mmHg 主要由于肺泡通氣不足所致，常見COPD。,分 類,二、按照發(fā)病急緩分類 （一）急性呼吸衰竭 由于某些突發(fā)的致病因素，如嚴(yán)重肺疾病、創(chuàng)傷、休克、電擊、急性氣道阻塞等，使肺通氣和（或）換氣功能產(chǎn)生障礙，在短時(shí)間內(nèi)引起呼吸衰竭。如不及

15、時(shí)搶救，會(huì)危及患者生命。如嚴(yán)重肺疾患、創(chuàng)傷、休克、電擊等 。,分 類,（二）慢性呼吸衰竭 指一些慢性疾病，造成呼吸功能損害逐漸加重，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展為呼吸衰竭。如COPD、肺結(jié)核、間質(zhì)性肺疾病、神經(jīng)肌肉病變，其中以COPD最常見。,分 類,三、按發(fā)病機(jī)制分類（一）通氣性呼吸衰竭：呼吸泵功能障礙引起的呼吸衰竭，表現(xiàn)為Ⅱ型呼吸衰竭。 呼吸泵：指驅(qū)動(dòng)或制約呼吸運(yùn)動(dòng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、外周神經(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)肌肉系統(tǒng)、以及胸

16、廓。,分 類,（二）換氣性呼吸衰竭（肺衰竭） 肺組織、氣道阻塞和肺血管病變?cè)斐?的呼吸衰竭，稱為肺衰竭，引起Ⅰ型呼衰，在嚴(yán)重的COPD患者，肺部病變也影響通氣功能，引起和加重Ⅱ型呼衰。,分 類,發(fā)病機(jī)制和病理生理,一、低氧血癥和高碳酸血癥的發(fā)生機(jī)制 四個(gè)主要機(jī)制（一）肺通氣不足 正常成人在靜息狀態(tài)下有效肺泡通氣量約為4L/min，當(dāng)肺泡通氣量減少會(huì)引起PaO2降低和PaCO2增高

17、，從而引起缺氧和二氧化碳潴留。,,發(fā)病機(jī)制和病理生理,（二）彌散障礙 指O2 、CO2等氣體通過(guò)肺泡膜進(jìn)行交換的物理彌散過(guò)程發(fā)生障礙。 O2的彌散能力僅為CO2的1/20，故彌散障礙時(shí)，通常以低氧血癥為主。 吸入高濃度的氧可以糾正彌散障礙引起的低氧血癥。,低氧血癥和高碳酸血癥的發(fā)病機(jī)制,5. 氧耗量增加——是呼吸功能不全時(shí)加重缺氧的原因之一,發(fā)熱 寒顫 抽搐 呼吸困難,機(jī)體耗氧量,缺氧

18、加重,,,,,,,氧耗：正常250ml/min, 寒戰(zhàn)：500ml/min,呼衰、哮喘時(shí)呼吸肌氧耗增加十多倍,（三）通氣/血流比例失調(diào) 正常成人靜息狀態(tài)下，通氣/血流比值約為0.8，通氣/血流比例失調(diào)見于以下兩種情況：,低氧血癥和高碳酸血癥的發(fā)病機(jī)制,V/Q(4L/5L) = 0.8。V/Q＞0.8時(shí)無(wú)效腔通氣。V/Q＜0.8時(shí)肺動(dòng)-靜脈樣分流。V/Q失調(diào)僅產(chǎn)生缺氧。嚴(yán)重V/Q失調(diào)也可導(dǎo)致CO2潴留。,低氧血癥和

19、高碳酸血癥的發(fā)病機(jī)制,通氣>血流 無(wú)效腔通氣,正常換氣,,通氣<血流 動(dòng)-靜脈樣分流,1、部分肺泡通氣不足 比值降低，靜脈血未能充分氧合，形成肺動(dòng)-靜脈樣分流,又稱功能性分流。2、部分肺泡血流不足 比值增高，吸入氣體不能與血液進(jìn)行充分交換，又稱為死腔樣通氣。 通氣/血流比例失調(diào)，只產(chǎn)生低氧血癥，而無(wú)二氧化碳潴留。,通氣/血流比例失調(diào),（四）肺內(nèi)動(dòng)-靜脈解剖分流增加

20、肺動(dòng)脈內(nèi)的靜脈血未經(jīng)氧合直接流入肺靜脈，導(dǎo)致低氧血癥，常見于肺動(dòng)-靜脈瘺。 肺動(dòng)-靜脈樣分流增加引起的低氧血癥不能用吸入高濃度氧解決。 肺泡萎陷、肺不張、肺水腫、肺實(shí)變等可引起肺動(dòng)-靜脈樣分流增加,低氧血癥和高碳酸血癥的發(fā)病機(jī)制,通氣血流比例失調(diào)示意圖,通氣血流比例失調(diào)示意圖,（五）氧耗量增加氧耗量增加是加重低氧血癥的原因之一發(fā)熱、寒戰(zhàn)、呼吸困難、抽搐可增加氧耗量氧耗量增加可使肺泡氧分壓下降氧耗量增多的病人同

21、時(shí)伴有通氣功能障礙，則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的缺氧,低氧血癥和高碳酸血癥的發(fā)病機(jī)制,二、低氧血癥和高碳酸血癥對(duì)機(jī)體的影響（一）對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響 腦耗氧量占全身1?5～1/4，停止供氧4-5分鐘可引起不可逆的腦損害。,發(fā)病機(jī)制和病理生理,1、缺O(jiān)2 PaO2<60mmHg：注意力不集中、智力和視力輕度減退 PaO2<40～50mmHg：頭痛、嗜睡、精神錯(cuò)亂 PaO2<30mmHg：昏迷 PaO2&

22、lt;20mmHg：數(shù)分鐘出現(xiàn)不可逆神經(jīng)細(xì)胞損傷。,對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響,2、CO2潴留（肺性腦?。?由缺氧和二氧化碳潴留導(dǎo)致的神經(jīng)精神障礙癥候群稱為肺性腦病。表現(xiàn)頭痛、頭暈、煩躁不安、精神錯(cuò)亂、嗜睡、抽搐、昏迷等。 缺O(jiān)2和CO2潴留可造成細(xì)胞內(nèi)鈉和水增加，引起腦細(xì)胞水腫，從而引起腦組織充血、水腫和引起顱內(nèi)壓增高，甚至腦疝。,對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響,（二）對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的影響 1、心率增快，心肌收縮力增

23、強(qiáng)，心排出量增加2、嚴(yán)重缺缺O(jiān)2和CO2潴留時(shí)Bp下降，心律失常3、急性嚴(yán)重缺O(jiān)2時(shí)室顫或猝死,低氧血癥和高碳酸血癥對(duì)機(jī)體的影響,（三）對(duì)呼吸系統(tǒng)的影響 1、缺氧：輕度時(shí)：可興奮呼吸中樞 （PaO280mmHg，對(duì)呼吸中 樞產(chǎn)生抑制和麻醉作用。,低氧血癥和高碳酸血癥對(duì)機(jī)體的影響,（四）對(duì)腎功能的影響 尿素氮、肌酐增高，隨呼吸衰竭好轉(zhuǎn)，腎功能可以恢復(fù)。,低氧血癥和高碳酸血癥對(duì)機(jī)體的