病理生理學(xué)第十三章.doc

第十三章 呼吸衰竭 呼吸是吸入外界氣體與血液之間進(jìn)行氣體交換的過(guò)程。通過(guò)呼吸攝入氧和排出二氧化碳，維持血液氣體分壓于正常范圍內(nèi)。氣體交換過(guò)程分為通氣、彌散、灌流和呼吸調(diào)控4個(gè)功能部分。通氣是指空氣從外界進(jìn)入體內(nèi)，在氣管支氣管系統(tǒng)內(nèi)分布到氣體交換單位即肺泡。彌散包括O2和CO2經(jīng)肺泡毛細(xì)血管膜在肺泡腔和肺毛細(xì)血管之間運(yùn)動(dòng)。灌流是指肺動(dòng)脈的混合靜脈血經(jīng)肺循環(huán)分布到肺泡毛細(xì)血管，再回到肺靜脈的過(guò)程。呼吸調(diào)控即通氣調(diào)節(jié)，通常與代謝需要的變化一致。 呼吸衰竭的概念 在海平地區(qū)靜息時(shí)吸入空氣的條件下，由于呼吸功能障礙致動(dòng)脈血氧分壓（PaO2）下降低于60 mmHg（8.0 kPa），或伴有動(dòng)脈血二氧化碳分壓（PaCO2）升高超過(guò)50 mmHg (6.7 kPa)，同時(shí)有呼吸困難表現(xiàn)者，稱(chēng)為呼吸衰竭(respiratory failure)。我們將從輕到重不同程度的呼吸功能障礙都稱(chēng)為呼吸功能不全，呼吸衰竭是呼吸功能不全的嚴(yán)重階段。本章闡述呼吸衰竭的分類(lèi)、原因、發(fā)病機(jī)制、機(jī)能代謝變化，并專(zhuān)門(mén)介紹急性呼吸衰竭的一個(gè)例子急性呼吸窘迫綜合征。第一節(jié) 呼吸衰竭的分類(lèi) 從不同角度出發(fā)，可將呼吸衰竭分成各種類(lèi)型。一、急性和慢性 根據(jù)發(fā)生的速度分為急性和慢性呼吸衰竭。急性呼吸衰竭可在數(shù)分鐘到數(shù)日內(nèi)發(fā)生，常出現(xiàn)明顯癥狀。見(jiàn)于呼吸中樞病變、呼吸道阻塞和肺的急性病變。慢性呼吸衰竭的發(fā)展歷時(shí)數(shù)月到數(shù)年，在代償功能不足時(shí)出現(xiàn)呼吸衰竭的各種表現(xiàn)。最典型的是慢性阻塞性肺疾患。二、通氣性和換氣性 根據(jù)發(fā)生機(jī)理，將呼吸衰竭分為通氣性和換氣性兩類(lèi)。通氣性呼吸衰竭是因肺的舒縮受限或氣道阻力增加所引起；換氣性呼吸衰竭多因肺內(nèi)分流、通氣與血流比例失調(diào)和氣體彌散障礙所引起。三、低氧血癥型和低氧血癥伴高碳酸血癥型 低氧血癥型又稱(chēng)型呼吸衰竭，患者僅有低氧血癥，PaCO2正?；蚪档?。低氧血癥同時(shí)伴有高碳酸血癥又稱(chēng)為型呼吸衰竭。四、中樞性和外周性 根據(jù)病變部位可分為中樞性和外周性呼吸衰竭。中樞性因顱內(nèi)炎癥、腫瘤或藥物、毒物影響中樞，致通氣不足。外周性呼吸衰竭乃因呼吸器官本身如支氣管、肺、胸壁或胸膜病變引起。 第二節(jié) 呼吸衰竭的原因和發(fā)病機(jī)理 外呼吸包括通氣和換氣兩個(gè)基本環(huán)節(jié)。各種病因都是通過(guò)通氣功能障礙或換氣功能障礙而引起呼吸衰竭的。一、通氣障礙 通氣是肺泡與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換的過(guò)程。吸氣時(shí)呼吸肌收縮使胸廓和肺擴(kuò)張，克服阻力造成負(fù)壓，使空氣從體外 圖 13-1 呼吸衰竭的原因進(jìn)入肺泡腔。正常人在靜息狀態(tài)下每分鐘肺泡通氣量為46升，運(yùn)動(dòng)時(shí)可高達(dá)70L/ min 以上。通氣功能障礙時(shí)肺泡通氣不足，可引起呼吸衰竭。通氣功能障礙可分兩類(lèi)：(一) 限制性通氣不足(restrictive hypoventilation) 胸廓和肺的擴(kuò)張和回縮受限制所引起的通氣不足，稱(chēng)為限制性通氣不足，其特征為肺容量和肺活量都減少。正常肺的擴(kuò)張和回縮有賴于呼吸中樞的興奮性、呼吸肌的收縮力、胸廓的完整性以及胸廓和肺的彈性阻力。這些環(huán)節(jié)之一受損即引起限制性通氣不足。見(jiàn)于： 1呼吸中樞受損或抑制 常見(jiàn)的原因有：顱內(nèi)感染 如化膿性腦膜炎、流行性乙型腦炎等侵犯呼吸中樞；顱內(nèi)壓升高 腦外傷、腦出血、腦水腫或顱內(nèi)腫瘤壓迫腦干呼吸中樞；鎮(zhèn)靜藥、安眠藥或麻醉藥過(guò)量。 2呼吸肌功能障礙 重癥肌無(wú)力、脊髓灰質(zhì)炎、嚴(yán)重低鉀血癥和有機(jī)磷中毒等可引起呼吸肌收縮力減弱。頸部或高位胸部脊髓損傷可因呼吸肌麻痹而立即引起呼吸衰竭。 3胸廓和胸膜疾患 脊柱嚴(yán)重畸形、肋骨骨折、胸腔積液、氣胸和胸膜增厚等，引起胸廓運(yùn)動(dòng)受限制或胸膜腔負(fù)壓消失，使肺的擴(kuò)張受限制。 4肺實(shí)質(zhì)病變 肺炎、肺水腫、肺淤血、肺纖維化（矽肺、肺結(jié)核）等肺實(shí)質(zhì)病變使肺組織變硬，彈性阻力增加，肺順應(yīng)性降低，影響肺泡舒張和回縮。上述情況是否發(fā)生呼吸衰竭決定于其范圍和嚴(yán)重程度。 肺泡表面活性物質(zhì)減少引起肺泡萎陷，也限制肺泡通氣。正常時(shí)肺泡、肺泡管和呼吸性細(xì)支氣管表面被復(fù)有一層肺泡表面活性物質(zhì)，能降低肺泡表面張力，降低肺泡回縮力，防止肺泡萎陷，維持肺泡大小均勻性和穩(wěn)定性；并阻止肺泡表面張力增加所引起的血管內(nèi)液體滲出。 表面活性物質(zhì)是肺泡型上皮細(xì)胞合成和分泌的磷脂和蛋白的復(fù)合物。肺的循環(huán)障礙、長(zhǎng)時(shí)間吸入高濃度氧、脂肪栓塞等都可損害肺泡型上皮細(xì)胞，使肺泡表面活性物質(zhì)產(chǎn)生減少。一些早產(chǎn)兒肺泡型上皮細(xì)胞未發(fā)育完全，致使表面活性物質(zhì)分泌不足，引起新生兒呼吸窘迫綜合征。肺泡內(nèi)滲出液和血中的磷脂酶、蛋白水解酶可使肺泡表面活性物質(zhì)分解；人工呼吸潮氣量過(guò)大也可使其破壞。肺泡表面活性物質(zhì)產(chǎn)生減少或破壞增多都使肺泡的表面張力增加而降低肺順應(yīng)性，使肺泡不易擴(kuò)張甚至萎陷，發(fā)生限制性通氣不足。 由呼吸中樞抑制或呼吸肌麻痹引起的通氣不足是全肺性均勻一致的，是單純性的通氣不足。由肺病變引起的常是局部性不均勻的，除有通氣不足外，還有通氣血流分布不均和氣體彌散障礙。(二)阻塞性通氣不足(obstructive hypoventilation） 氣道狹窄或阻塞所引起的肺泡通氣不足稱(chēng)為阻塞性通氣不足。氣道阻力是氣體流動(dòng)時(shí)，氣體分子之間、氣流與呼吸道內(nèi)壁之間發(fā)生摩擦而形成的阻力。氣道阻力是通氣過(guò)程中主要的非彈性阻力，正常約為每秒13cmH2O/L。呼氣時(shí)略高于吸氣時(shí)。其中80%以上發(fā)生于直徑在2mm以上的氣道，直徑2mm的外周小氣道的阻力僅占總阻力的20%以下。 影響氣道阻力最主要的是氣道內(nèi)徑。氣道外的壓迫和氣道內(nèi)的堵塞（粘液、滲出物、異物或腫瘤）以及氣道本身痙攣、腫脹或纖維化等都可使氣道內(nèi)徑狹窄或不規(guī)則而增加氣流阻力，引起阻塞性通氣不足。氣道阻塞分為兩類(lèi)：1上呼吸道阻塞 指聲門(mén)到氣管隆凸間的氣道阻塞。多見(jiàn)于氣管異物、喉頭水腫、聲帶麻痹、腫瘤或白喉假膜堵塞。嚴(yán)重的阻塞可引起窒息。2下呼吸道阻塞 多見(jiàn)于慢性支氣管炎、支氣管哮喘和慢性阻塞性肺氣腫等疾患。管徑 2 mm的小氣道管壁薄，無(wú)軟骨支撐，吸氣時(shí)受周?chē)鷱椥越M織牽拉，使管徑變大，管道伸長(zhǎng)；呼氣時(shí)管道縮短變窄。上述疾病時(shí)，小氣道常因炎癥痙攣、管壁腫脹增厚、分泌物堵塞以及肺泡壁彈力纖維破壞對(duì)小氣道的彈性牽引力減弱等影響，致管腔狹窄，氣道阻力增加。尤其是在呼氣時(shí)，胸內(nèi)壓升高大于氣道內(nèi)壓，使小氣道受壓而閉合阻塞，常發(fā)生呼氣困難。 上呼吸道阻塞引起的是全肺通氣不足。下呼吸道阻塞因病變部位和程度不均勻，其通氣不足不是全肺性的，常同時(shí)存在肺泡通氣與血流比例失調(diào)而伴有換氣功能障礙。二、換氣功能障礙 肺換氣是肺泡氣和肺毛細(xì)血管內(nèi)血液之間的氣體交換過(guò)程。肺泡通氣和血流的比例、氣體經(jīng)肺泡-毛細(xì)血管膜彌散障礙以及肺內(nèi)發(fā)生動(dòng)靜脈分流都影響肺的換氣功能而引起呼吸衰竭。（一） 彌散障礙（impaired diffusion） 彌散是指O2和CO2經(jīng)肺泡-毛細(xì)血管膜在肺泡和血液之間進(jìn)行交換的過(guò)程。影響氣體彌散的因素可用下式表示： 氣體分壓溶解度肺泡呼吸面積 彌散速度 彌散膜厚度 肺泡-毛細(xì)血管膜的厚度僅14m。血液與肺泡的總接觸時(shí)間約0.75秒，而完成氣體彌散過(guò)程只需0.25秒，因此靜息時(shí)有足夠的時(shí)間使氣體在血液和肺泡之間達(dá)到平衡，雖有彌散障礙但不致引起低氧血癥，除非極度嚴(yán)重。而運(yùn)動(dòng)時(shí)，心輸出量增加，通過(guò)肺毛細(xì)血管的血流速度加快，血液與肺泡的接觸時(shí)間縮短，未能充分完成彌散過(guò)程而引起動(dòng)脈血氧分壓降低。不過(guò)即使在運(yùn)動(dòng)時(shí)，單獨(dú)的彌散障礙也很少引起呼吸衰竭，彌散能力要降低至正常的20%以下才會(huì)影響動(dòng)脈血的氧合。彌散障礙主要是使其他機(jī)制引起的低氧血癥加重。彌散障礙見(jiàn)于下列情況。1彌散面積減少 是影響彌散能力最主要的因素。肺葉切除、肺實(shí)變、肺不張和肺氣腫等都可使彌散面積減少。2肺泡膜厚度增加 肺泡-毛細(xì)血管膜由肺泡表面液層、肺泡上皮、基底膜、間質(zhì)和毛細(xì)血管內(nèi)皮組成，厚14m，易為氣體透過(guò)。當(dāng)發(fā)生肺泡和間質(zhì)的炎癥、水腫、纖維化以及肺泡內(nèi)面形成透明膜時(shí)，都可使肺泡膜厚度增加，彌散距離加大，彌散速度延緩。由于CO2的彌散速率比O2大20倍，單純的彌散障礙不致引起PaCO2升高。（二） 肺泡通氣和血流比例失調(diào)（ventilation-perfusion mismatching）有效地進(jìn)行換氣不僅要求有正常的通氣量和肺血流量，而且二者在量上應(yīng)保持一定的比例。肺內(nèi)通氣和血流分布不均勻造成通氣-血流比例（V / Q）失調(diào)，嚴(yán)重影響氣體交換，是肺部疾病引起呼吸衰竭最常見(jiàn)的原因。 正常人在靜息狀態(tài)下，肺泡通氣量約為 4 L/min，肺血流量約5 L/min，V/Q比值為0.8。直立時(shí)因重力關(guān)系，通氣和血流自肺底遞增，尤以血流量在肺底更大。V/Q比值在肺尖最高為1.7，肺中部為0.9，肺下部為0.7（13-2）但就整個(gè)肺來(lái)說(shuō)，通過(guò)彼此補(bǔ)償，仍可使血?dú)獗３衷谡７秶?。圖13-2 正常人直立時(shí)通氣和血流的比例。 V/Q比值在肺尖高，向肺底遞減 如果通氣和血流任何一方增加或減少，就會(huì)引起V/Q比例失調(diào)。其形式有二：1 V/Q比值降低 肺泡通氣明顯減少而血流無(wú)相應(yīng)下降甚至還增多，使V/Q比值500 mmHg，表示是由V/Q比值所引起，改善通氣不良肺泡的供氧可使血液充分氧合。 500 mmHg提示主要存在肺內(nèi)解剖分流，大量靜脈血不能接觸含高濃度氧的肺泡而徑直進(jìn)入動(dòng)脈血(圖13-4)。 圖13-4解剖分流和功能性分流吸入純氧后PaO2的變化呼吸衰竭的發(fā)生中，上述各因素單獨(dú)起作用的很少，往往是綜合起作用。但各個(gè)具體疾病各有其主要的發(fā)病機(jī)制，須作具體分析。第三節(jié) 呼吸衰竭時(shí)的機(jī)能代謝改變 呼吸衰竭時(shí)機(jī)體各系統(tǒng)的機(jī)能都受影響，其主要的共同機(jī)制是低氧血癥和高碳酸血癥。 一、血液氣體的變化 (一)低氧血癥 PaO2正常范圍為10.713.3 kPa (80100 mmHg )，低于10.7 kPa (80 mmHg )即為低氧血癥。通氣和換氣障礙的結(jié)果都是PaO2降低，其中以肺泡通氣不足，V/Q失調(diào)和肺內(nèi)分流量增加最為重要。低氧血癥由PaO2可判斷。此外還可計(jì)算肺泡-動(dòng)脈氧分壓差（alveolar-arterial oxygen gradient, A-aDO2）,它是判斷有無(wú)換氣障礙的有用指標(biāo)。正常人為12kPa(815mmHg),隨年齡遞增，但不超過(guò)2.7kPa(20mmHg)。通氣障礙時(shí)肺泡氧分壓 (PAO2) 降低，PaO2也隨之降低，A-aDO2仍正常。彌散障礙、通氣血流異常和肺內(nèi)分流時(shí)，因氣體交換發(fā)生障礙，致使A-aDO2增大。 （二）高碳酸血癥 肺泡通氣不足引起，根據(jù)肺泡氣方程式； 0.863 VCO2 PACO2 = VA 即在CO2產(chǎn)生量（VCO2）不變時(shí)，PACO2與肺泡通氣量（VA）成反比，CO2通過(guò)肺泡膜彌散快，PACO2基本上與PaCO2相等，所以PaCO2是判斷肺泡通氣狀況的良好指標(biāo)。肺泡通氣量不足以充分排出同時(shí)產(chǎn)生的CO2，PaCO2即升高。通氣血流比例失調(diào)及肺內(nèi)右-左分流引起PaCO2升高的情況不常見(jiàn)，因?yàn)楫?dāng)PaCO2趨向增高時(shí)，會(huì)刺激外周和中樞化學(xué)感受器使通氣增強(qiáng)，CO2從正常和病變較輕的肺泡排出增多，使PaCO2不致升高。肺泡內(nèi)O2和CO2分壓有一定關(guān)系，如肺泡氣體公式所示： PAO2=PiO2- PACO2/R 若吸入氣氧分壓（PiO2）為150mmHg，當(dāng)通氣量降低一半，PACO2從正常的40mmHg增高至80mmHg，在呼吸商（R）為0.8時(shí)，依上式計(jì)算，PAO2即從100mmHg降至50mmHg。反映在動(dòng)脈血內(nèi)即PaCO2上升，二者呈一定比例加重。見(jiàn)于呼吸中樞病變，呼吸肌麻痹以及上呼吸道阻塞所引起的呼吸衰竭，這些情況下全肺呈均勻一致的肺泡通氣不足。 在肺實(shí)質(zhì)病變時(shí)，因肺泡、間質(zhì)、血管或外周小氣道的病變并非均勻一致，不僅有肺泡通氣不足，而且還有通氣血流比例失調(diào)，使通氣不足所引起的高碳酸血癥在通氣尚正常的肺泡得到部分代償，因此PaCO2雖仍然增高，但小于PaO2下降的程度，與低氧血癥不呈固定的比例關(guān)系。 (三)PaCO2正?；虻吞妓嵫Y 型呼吸衰竭表現(xiàn)為單純的低氧血癥，PaCO2并不高，而是正常甚至降低。見(jiàn)于肺泡通氣血流比例失調(diào)、彌散障礙和肺內(nèi)動(dòng)靜脈分流等換氣障礙的情況。這是因?yàn)椋?1部分肺泡通氣過(guò)度致代償性排出CO2過(guò)多 引起換氣障礙的肺病變往往不是全肺均勻一致。炎癥、水腫等病變興奮肺泡壁牽張感受器或肺毛細(xì)血管旁J感受器，反射性地引起呼吸淺快。低氧血癥刺激頸動(dòng)脈體化學(xué)感受器反射性地增強(qiáng)通氣。這些反射引起呼吸興奮，使CO2從尚正常的肺泡排出增多，抵消病變肺組織血中的PCO2增高，結(jié)果PaCO2正常甚至降低。 2CO2的特性 CO2通過(guò)肺泡膜的彌散能力很強(qiáng)，約為O2的20倍，只要PACO2不增高，多可充分排出，甚至排出過(guò)度。此外，當(dāng)PaCO2在4060mmHg時(shí)，血液CO2解離曲線近似直線（圖13-5）。在代償性過(guò)度通氣的肺泡，隨著CO2排出，PaCO2降低，血液CO2含量也就相應(yīng)減少，可代償通氣不足的肺泡所造成的CO2潴留。而氧解離曲線的特點(diǎn)則與此不同。當(dāng)PO2為100mmHg時(shí)，血氧飽和度已達(dá)9598%，代償通氣的肺泡內(nèi)PO2即使提高，流經(jīng)的血液氧飽和度和氧含量增加也極其有限，不能抵消病變部位所造成的低氧血癥。 如上所述，換氣功能障礙引起的呼吸衰竭一般不伴有高碳酸血癥，但若病變范圍過(guò)大，殘存正常的肺泡太少無(wú)法代償，也會(huì)出現(xiàn)PaCO2增高。 圖13-5 CO2解離曲線 二、酸堿平衡紊亂 呼吸衰竭時(shí)的酸堿平衡紊亂最為復(fù)雜，表現(xiàn)多樣。常見(jiàn)的有呼吸性酸、堿中毒及合并代謝性酸、堿中毒。 （一）呼吸性酸中毒 型呼吸衰竭的主要肺功能變化是肺泡通氣量不足，血中CO2潴留，使PaCO2升高，引起呼吸性酸中毒。應(yīng)用呼吸興奮劑和支氣管擴(kuò)張藥物后提高肺泡通氣量，可使呼吸性酸中毒減輕。 （二）呼吸性堿中毒 型呼吸衰竭的主要變化是肺實(shí)質(zhì)病變所致的低氧血癥。此時(shí)發(fā)生的過(guò)度通氣引起低碳酸血癥，造成呼吸性堿中毒。若用人工呼吸機(jī)潮氣量過(guò)大，也可引起呼吸性堿中毒。 （三）代謝性酸中毒 各種類(lèi)型的呼吸衰竭都有低氧血癥，組織缺氧，乳酸產(chǎn)生增加。進(jìn)食少時(shí)，因饑餓還可有酮體生成增多，因此代謝性酸中毒在呼吸衰竭時(shí)甚為常見(jiàn)。由于乳酸和酮體增多，陰離子隙增大。 （四）代謝性堿中毒 慢性阻塞肺疾患病人使用排鉀利尿劑和腎上腺皮質(zhì)激素等可引起代謝性堿中毒。型呼吸衰竭若因創(chuàng)傷、大手術(shù)等引起，由應(yīng)激反應(yīng)引起的腎上腺皮質(zhì)激素大量分泌也可引起代謝性堿中毒。 呼吸衰竭的病人視病情和治療措施不同而可表現(xiàn)為上述酸堿紊亂的混合型。 三、呼吸系統(tǒng)變化 呼吸衰竭病人因原發(fā)病不同，而有各種形式的呼吸機(jī)能的改變，表現(xiàn)為：（一） 呼吸型式的改變 即呼吸頻率、深度和節(jié)律的改變。通常有以下幾種型式： 1淺快呼吸 見(jiàn)于限制性通氣不足。由肺內(nèi)炎癥和水腫刺激牽張感受器反射引起，胸腔積液和氣胸限制肺的活動(dòng)，也引起淺快呼吸。 2.淺慢呼吸 見(jiàn)于呼吸中樞抑制。 3.深慢呼吸 見(jiàn)于上呼吸道狹窄和塞。 4.呼氣時(shí)間延長(zhǎng) 多發(fā)生于慢性阻塞性肺 疾患。由于外周小氣道在呼氣時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)壓縮，呼氣比吸氣更為困難，呼氣時(shí)間延長(zhǎng)。 5.周期性呼吸 為呼吸衰竭嚴(yán)重時(shí)的表現(xiàn)，因呼吸中樞興奮性降低所引起。呼吸運(yùn)動(dòng)和呼吸暫停呈周期性的變化，最常見(jiàn)的是潮式（Cheyne-Stokes）呼吸（圖 13-6）。潮式呼吸多發(fā)生圖13-6 潮式呼吸 于嚴(yán)重缺氧、心力衰竭、尿毒癥以及呼吸中樞受損或抑制時(shí)。其發(fā)生機(jī)理，一般認(rèn)為是由于呼吸中樞興奮性降低，血中CO2濃度不足以引起中樞興奮，于是發(fā)生呼吸暫停；呼吸暫停期間，血中PCO2逐漸升高，達(dá)到足以興奮呼吸中樞的程度時(shí)，則又出現(xiàn)呼吸。呼吸運(yùn)動(dòng)恢復(fù)后，PaCO2逐漸下降，又出現(xiàn)呼吸暫停。如此反復(fù)交替，表現(xiàn)為潮式呼吸。（二） 呼吸困難 外周性呼吸衰竭多有代償性的呼吸運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。病人感到呼吸費(fèi)力，喘不過(guò)氣；客觀上也有呼吸困難的表現(xiàn)。這可能是由于呼吸中樞興奮，呼吸肌過(guò)度用力和肺通氣量增加而產(chǎn)生的。呼吸肌做功增加，使氧耗增多，更加重缺氧；同時(shí)呼吸肌更易疲勞，使缺氧和呼吸困難加重。（三） 呼吸中樞的興奮性改變高碳酸血癥患者PaCO2升高，作用于延髓腹側(cè)表面中樞化學(xué)感受器，使呼吸中樞興奮，呼吸加深加快；但隨著PaCO2進(jìn)一步升高，中樞化學(xué)感受器漸趨抑制，對(duì)CO2的敏感性降低。此時(shí)主要靠低氧血癥對(duì)外周化學(xué)感受器的刺激來(lái)維持呼吸中樞的興奮性，PaO2低于8kPa(60mmHg)啟動(dòng)此反應(yīng)。如果給病人吸入高濃度氧，消除了缺氧對(duì)呼吸的興奮作用，使呼吸進(jìn)一步抑制，通氣量更加減少而加重CO2潴留。四、循環(huán)系統(tǒng)變化 缺氧和高碳酸血癥起初可通過(guò)交感-腎上腺系統(tǒng)興奮引起心跳加強(qiáng)加快、血壓升高和全身血液再分配等代償性反應(yīng)。但發(fā)生急驟而嚴(yán)重時(shí)，則代償不完全。心肌缺氧，能量產(chǎn)生不足，致收縮力減弱；心血管運(yùn)動(dòng)中樞抑制也減弱心血管反應(yīng)，可使血壓下降。有時(shí)還發(fā)生心率不齊。 呼吸衰竭常伴有肺動(dòng)脈壓升高，尤其是慢性阻塞性肺疾患所引起的更為重要。這是因?yàn)椋悍闻軵O2低或再伴有高碳酸血癥和酸中毒，引起肺小動(dòng)脈收縮；肺氣腫使肺泡壁毛細(xì)血管受壓或萎縮，肺纖維化時(shí)肺小血管也受累，管壁狹窄，阻力增加；慢性缺氧使紅細(xì)胞生成增多，血液粘滯性增高，也增加肺血管阻力。肺血管阻力增加使肺動(dòng)脈壓升高，長(zhǎng) 久可使右心肥大，成為慢性肺源性心臟病。右心負(fù)擔(dān)過(guò)重失代償時(shí)發(fā)生右心衰竭。五、中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化 中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)缺氧很敏感。當(dāng)PaO2降至8kPa(60mmHg)時(shí)，可出現(xiàn)智力和視力輕度減退；降到5.36.7kPa(4050mmHg)以下，就會(huì)引起一系列精神神經(jīng)癥狀。PaO2低于2.7kPa(20mmHg)時(shí)，幾分鐘就可造成神經(jīng)細(xì)胞的不可逆損害。 CO2潴留使PaCO2超過(guò)10.7kPa(80mmHg)時(shí)可引起頭痛、頭暈、煩躁不安、呼吸抑制、嗜睡、抽搐以至昏迷。慢性呼吸衰竭時(shí)出現(xiàn)的中樞神經(jīng)機(jī)能障礙稱(chēng)為肺性腦?。╬ulmonary encephalopathy）。早期表現(xiàn)為神情淡漠、失眠、頭痛、記憶力減退，繼之出現(xiàn)煩躁、譫妄、定向障礙、嗜睡、抽搐乃至昏迷。開(kāi)始是功能性改變，晚期則有腦水腫、出血等形態(tài)學(xué)變化。其發(fā)生機(jī)制仍未完全明了，一般認(rèn)為是低氧血癥、高碳酸血癥和酸堿平衡紊亂綜合作用的結(jié)果，引起下列改變。（一） 腦血管擴(kuò)張 CO2可直接擴(kuò)張腦血管，增加腦血流量。PaCO2升高10mmHg，腦血流量可增加50%。腦血管過(guò)度擴(kuò)張可引起腦水腫和顱內(nèi)壓升高。（二） 腦脊液pH降低 腦脊液的緩沖能力比血液為低。PCO2比動(dòng)脈血內(nèi)高8mmHg左右，HCO3-與血中相似，故腦脊液的pH較血中為低（7.337.40）。腦脊液內(nèi)的緩沖鹽只有HCO3-，故pH改變完全決定于PCO2與HCO3-的比例。血中PCO2升高時(shí)，CO2容易通過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦脊液，而HCO3-和H+則很緩慢，致使腦脊液pH下降更甚，引起神經(jīng)細(xì)胞功能障礙以至結(jié)構(gòu)改變（圖13-7）。（三） 神經(jīng)細(xì)胞能量供應(yīng)不足 缺氧使神經(jīng)細(xì)胞ATP產(chǎn)生減少，細(xì)胞膜鈉泵功能障礙, 引起神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)水腫和鈉積聚。這些情況在缺氧章已詳述。 雖然肺性腦病一般認(rèn)為是綜合作用的結(jié)果，但許多人仍重視高碳酸血癥的作用。發(fā)生肺性 圖13-7 PaCO2和pH在肺性腦病發(fā)生中的作用腦病的患者PaCO2都在60mmHg以上，PaCO2達(dá)80mmHg時(shí)，大多數(shù)患者都發(fā)生肺性腦病。因此一些人將肺性腦病稱(chēng)為CO2麻醉。六、胃腸道改變 慢性呼吸衰竭晚期可發(fā)生消化道出血，胃腸粘膜廣泛充血糜爛，這可能是由于缺氧和高碳酸血癥引起皮膚和內(nèi)臟小血管收縮，微循環(huán)障礙或發(fā)生播散性血管內(nèi)凝血有關(guān)。有的病人可因消化道大量出血而死亡。 慢性呼吸衰竭時(shí)，由于長(zhǎng)期低氧血癥、高碳酸血癥和酸中毒的作用，影響全身許多系統(tǒng)器官的功能。除上述各系統(tǒng)的功能障礙外，還可出現(xiàn)腎功能衰竭、彌漫性血管內(nèi)凝血以及肝功能障礙。 第四節(jié) 防治原則一、防治原發(fā)病和誘因，打斷發(fā)展到呼吸衰竭的中間環(huán)節(jié)。保持呼吸道通暢。二、吸氧 PaO2在50mmHg以上不致危及生命，在50mmHg以下將損害組織細(xì)胞。只有低氧血癥而無(wú)CO2潴留的患者，可吸入較高濃度的氧，使PaCO2升至60mmHg以上。但也不宜長(zhǎng)時(shí)間吸入高濃度氧，以免發(fā)生氧中毒。 對(duì)于慢性型呼吸衰竭患者，給氧的原則是持續(xù)低濃度低流量。即氧濃度為24%30%, 流量為12 L/min, 使PaCO2維持在5060 mmHg。這是因?yàn)椋?1嚴(yán)重低氧血癥時(shí)PaO2位于氧解離曲線的陡峭部，稍提高PaO2，氧飽和度就有較大的增加。PaO2在5055mmHg時(shí)血氧飽和度已達(dá)8085%。此時(shí)的氧含量足以維持有氧代謝。 2慢性通氣衰竭的患者，中樞化學(xué)感受器對(duì)CO2的敏感性降低，呼吸中樞的興奮主要靠低氧血癥對(duì)頸動(dòng)脈體化學(xué)感受器的刺激來(lái)維持。PaO2在60mmHg以上則不能使之興奮，所以要控制給氧量，保持一定的缺氧狀態(tài)，以維持呼吸中樞的興奮性。給高濃度氧將使呼吸中樞抑制加深，通氣量減少，加重CO2潴留，誘發(fā)肺性腦病。 三、正確判斷酸堿平衡狀況，同時(shí)還要注意檢查心、腦、腎和胃腸道功能以及凝血系統(tǒng)狀況，防治各器官的并發(fā)癥。 第五節(jié) 急性呼吸窘迫綜合征一、概念 急性呼吸窘迫綜合征是指原無(wú)心肺疾病，在各種因素作用下，發(fā)生急性肺泡毛細(xì)血管膜損傷而引起的呼吸功能不全。表現(xiàn)為在原始病因作用后數(shù)小時(shí)到數(shù)日之內(nèi)，相繼出現(xiàn)呼吸困難，持續(xù)性通氣過(guò)度，進(jìn)行性低氧血癥，病程為數(shù)天到數(shù)周，時(shí)間稍長(zhǎng)可發(fā)生肺纖維化。ARDS的死亡率甚高。達(dá)40%70%。以往曾有多種名稱(chēng)如“休克肺”、“創(chuàng)傷后肺功能衰竭”和“濕肺”、“充血性肺不張”等。由于臨床表現(xiàn)和病理檢查與新生兒呼吸窘迫綜合征十分類(lèi)似，1967年Ashbaugh 建議稱(chēng)為成人呼吸窘迫綜合征（adult respiratory distress syndrome, ARDS），后被廣泛采用。1992年美歐ARDS討論會(huì)上改名為急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome），縮寫(xiě)仍為ARDS。將發(fā)展為ARDS的由輕到重的全過(guò)程稱(chēng)為急性肺損傷，ARDS是急性肺損傷發(fā)展的嚴(yán)重階段。左心衰竭引起的肺水腫不屬于急性肺損傷。二、原因 引起ARDS的原因可分直接和間接兩大類(lèi)。 直接原因 胃內(nèi)容物吸入肺內(nèi)，肺挫傷、淹溺、煙霧或毒物吸入性損傷和彌漫性肺炎等。致病因素由氣道進(jìn)入，直接損傷肺泡毛細(xì)血管膜。 間接原因 通過(guò)細(xì)胞或體液機(jī)制，經(jīng)循環(huán)而引起肺泡毛細(xì)血管膜病變。常發(fā)生在膿毒癥、多發(fā)傷、大手術(shù)、氧中毒（吸入氧濃度在60%以上2448 h 或吸入純氧1224 h 即可發(fā)生氧中毒）、急性胰腺炎、長(zhǎng)骨骨折和彌漫性血管內(nèi)凝血等情況。有時(shí)也可發(fā)生血液透析和體外循環(huán)。以上情況被認(rèn)為是發(fā)生ARDS的高危因素（high risk factors）。三、發(fā)病機(jī)理 ARDS的發(fā)病機(jī)理尚未最終闡明。 各種不同的病因能引起共同的病理生理和臨床改變，提示不同的損害通過(guò)共同的途徑造成肺損傷?，F(xiàn)在認(rèn)為ARDS病理改變的中心環(huán)節(jié)是急性肺泡毛細(xì)血管膜損傷。間接因素經(jīng)血液循環(huán)首先影響毛細(xì)血管內(nèi)皮一側(cè)，直接因素經(jīng)氣道進(jìn)入首先損傷肺泡上皮。不論首先損傷哪一部位，最后都影響到整個(gè)肺泡-毛細(xì)血管膜。 肺泡毛細(xì)血管膜受損機(jī)理的機(jī)理是近20年來(lái)ARDS研究的焦點(diǎn)，并取得了長(zhǎng)足進(jìn)展?，F(xiàn)認(rèn)為這是全身性炎癥反應(yīng)失控在肺部的表現(xiàn)。創(chuàng)傷、感染使中性粒細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞（包括肺泡巨噬細(xì)胞）等吞噬細(xì)胞激活，釋放大量炎癥介質(zhì)誘發(fā)肺部的炎癥反應(yīng)。同時(shí)體內(nèi)還產(chǎn)生抗炎物質(zhì)，損傷機(jī)體免疫功能，兩方面共同作用使炎癥反應(yīng)失控。與肺泡毛細(xì)血管膜損傷有關(guān)的炎癥反應(yīng)有下列幾類(lèi)。 （一）補(bǔ)體系統(tǒng)和凝血纖溶系統(tǒng)激活 全身性感染、嚴(yán)重創(chuàng)傷等情況下有全身性的補(bǔ)體系統(tǒng)激活，產(chǎn)生C5a等活化補(bǔ)體。它使循環(huán)中的中性粒細(xì)胞互相聚集成為白細(xì)胞栓子，隨血流嵌塞在各器官尤其是肺的小血管內(nèi)；還促使它們粘附于血管內(nèi)皮，并經(jīng)小血管壁游出至肺間質(zhì)和肺泡腔內(nèi)。聚集和粘附的中性粒細(xì)胞處在激活狀態(tài)，釋放出氧自由基、蛋白酶和花生四烯酸代謝產(chǎn)物等，引起急性肺損傷。 ARDS病人尸檢常可見(jiàn)肺內(nèi)有微血栓。DIC病人發(fā)生ARDS較多。微血栓的來(lái)源可能是凝血途徑被激活或血小板聚集之故。微血栓中血小板釋放出的5-羥色胺可使細(xì)支氣管收縮。血栓中纖維蛋白降解產(chǎn)物可能引起肺微血管通透性增高。血小板也能釋出血栓素等，參與肺損害的發(fā)生。(二) 細(xì)胞因子釋放 激活的吞噬細(xì)胞釋放TNFa、IL-1b、IL-6、IL-8等，一些ARDS病人和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的血漿和支氣管肺泡灌洗液中，這些細(xì)胞因子的水平升高。細(xì)胞因子通過(guò)與其受體結(jié)合，作用于吞噬細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和血小板，進(jìn)一步誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)的合成和釋放，擴(kuò)大了炎癥反應(yīng)。用TNF單抗、IL-1受體拮抗劑阻斷TNFa、IL-1的作用，可防止肺和其他器官損傷，提示這些細(xì)胞因子在ARDS發(fā)生中起重要作用。（三）粘附蛋白的作用 TNFa、IL-1等可刺激中性粒細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生多種粘附蛋白，使中性粒細(xì)胞粘附在血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，并在趨化因子作用下向肺間質(zhì)和肺泡內(nèi)浸潤(rùn)。中性粒細(xì)胞激活產(chǎn)生氧自由基，釋放溶酶體酶等內(nèi)容物，損傷鄰近細(xì)胞。肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷使肺泡上皮屏障破壞，使間質(zhì)內(nèi)積聚的液體進(jìn)入肺泡。正常情況下肺間質(zhì)壓若增高，肺泡型上皮細(xì)胞可進(jìn)行主動(dòng)的離子轉(zhuǎn)運(yùn)清除肺泡內(nèi)液體，產(chǎn)生肺泡表面活性物質(zhì)來(lái)穩(wěn)定肺泡表面張力；肺泡上皮受損使這些防御代償作用喪失而發(fā)生肺水腫。四、肺的形態(tài)和機(jī)能變化 各種原因引起的ARDS都有類(lèi)似的形態(tài)和機(jī)能改變。(一) 形態(tài)改變 大體觀肺有充血、出血、重量增加，似肝樣。濕而硬，因此有“創(chuàng)傷性濕肺”之稱(chēng)。鏡檢有間質(zhì)和肺泡水腫。肺小血管擴(kuò)張充血，可有白細(xì)胞聚集物和微血栓形成。有散在的片狀圖13-8 ARDS的病理改變肺不張。肺的病變呈不均勻分布。在骨折和軟組織損傷的患者，可能并發(fā)脂肪栓塞。滲到肺泡內(nèi)的血漿蛋白久后可干縮成層，復(fù)蓋于肺泡內(nèi)表面，稱(chēng)為透明膜。（圖13-8）。若患者存活，肺內(nèi)炎癥病變可消散恢復(fù)，肺泡型上皮細(xì)胞增生，修復(fù)