COPD的基礎(chǔ)與臨床進(jìn)展北京大學(xué)人民醫(yī)院呼吸科

1、2003年年8月月28日日骨骼肌的分類骨骼肌的分類慢收縮抗疲勞纖維：慢收縮抗疲勞纖維：型纖維型纖維快收縮纖維：快收縮纖維： 型纖維型纖維 a 型纖維：快收縮耐疲勞纖維型纖維：快收縮耐疲勞纖維 b型纖維：快收縮易疲勞纖維型纖維：快收縮易疲勞纖維證據(jù)證據(jù)肌肉萎縮肌肉萎縮肌肉無力肌肉無力肌肉形變肌肉形變: 型纖維減少，型纖維減少，b型纖維增加；型纖維增加； 型型a型纖維萎縮，肌肉內(nèi)血管形成減少型纖維萎縮，肌肉內(nèi)血管形成減少肌肉代謝能力的改變肌肉代謝能力的改變 肌肉內(nèi)肌肉內(nèi)ph降低，降低，atp濃度減少，乳酸堆積，線粒濃度減少，乳酸堆積，線粒體酶活力降低體酶活力降低肌肉的質(zhì)量和力量：萎縮肌肉的質(zhì)量和力

2、量：萎縮肌肉纖維的類型、尺寸和血管形成肌肉纖維的類型、尺寸和血管形成肌肉纖維的分類肌肉纖維的分類 型：收縮速度慢、氧化能力強(qiáng)、不易疲勞型：收縮速度慢、氧化能力強(qiáng)、不易疲勞 a型：介于型：介于型和型和b型型 b型：收縮速度快、氧化能力強(qiáng)、易疲勞型：收縮速度快、氧化能力強(qiáng)、易疲勞中重度中重度copd患者：患者： 型纖維減少型纖維減少型和型和a型纖維萎縮，血管形成減少型纖維萎縮，血管形成減少肌肉的氧化能力、耐受性、內(nèi)環(huán)境肌肉的氧化能力、耐受性、內(nèi)環(huán)境不同部位肌肉所受的影響不同部位肌肉所受的影響copd患者各部位肌肉所受的影響并非一患者各部位肌肉所受的影響并非一致致上肢肌肉基本不受影響上肢肌肉基本不受

3、影響下肢肌肉活動(dòng)耐力下降，不易抵抗疲勞下肢肌肉活動(dòng)耐力下降，不易抵抗疲勞膈肌：抵抗疲勞能力增強(qiáng)膈?。旱挚蛊谀芰υ鰪?qiáng)copd患者骨骼肌功能障礙的原因患者骨骼肌功能障礙的原因一、慢性制動(dòng)一、慢性制動(dòng)明顯的活動(dòng)后氣短、運(yùn)動(dòng)后疲勞導(dǎo)致明顯的活動(dòng)后氣短、運(yùn)動(dòng)后疲勞導(dǎo)致copd患者不得不顯著減少患者不得不顯著減少“自由活動(dòng)自由活動(dòng)”量（量（ambulation）上肢活動(dòng)量受限不多，下肢活動(dòng)量顯著上肢活動(dòng)量受限不多，下肢活動(dòng)量顯著減少減少膈肌活動(dòng)量顯著增加膈肌活動(dòng)量顯著增加不同部位肌肉所受的影響不同部位肌肉所受的影響copd患者各部位肌肉所受的影響并非一患者各部位肌肉所受的影響并非一致致上肢肌肉基本不受影

4、響上肢肌肉基本不受影響下肢肌肉活動(dòng)耐力下降，不易抵抗疲勞下肢肌肉活動(dòng)耐力下降，不易抵抗疲勞膈?。旱挚蛊谀芰υ鰪?qiáng)膈?。旱挚蛊谀芰υ鰪?qiáng)二、肌肉損傷和炎癥二、肌肉損傷和炎癥copd患者體內(nèi)可能存在低水平的全身炎癥反應(yīng)患者體內(nèi)可能存在低水平的全身炎癥反應(yīng)中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞釋放前炎性細(xì)胞因子：中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞釋放前炎性細(xì)胞因子：tnf-、il-1、il-6尚見于其他疾病晚期：心衰、尚見于其他疾病晚期：心衰、aids、腫瘤、腫瘤衰老衰老衰老時(shí)的肌肉變化衰老時(shí)的肌肉變化 肌肉質(zhì)量減少、機(jī)械力量削弱、氧化能力肌肉質(zhì)量減少、機(jī)械力量削弱、氧化能力降低；降低；型纖維不萎縮、型纖維不萎縮、型纖維萎縮型纖維

5、萎縮copd患者患者型纖維萎縮型纖維萎縮所以，衰老不能解釋所以，衰老不能解釋copd患者肌肉的全患者肌肉的全部變化部變化營(yíng)養(yǎng)失衡營(yíng)養(yǎng)失衡與正常人相比，與正常人相比，copd患者的靜息時(shí)和活動(dòng)后患者的靜息時(shí)和活動(dòng)后的能量消耗都顯著增加，攝入熱卡相對(duì)不足。的能量消耗都顯著增加，攝入熱卡相對(duì)不足。所以患者肌肉質(zhì)量減少、體重減輕所以患者肌肉質(zhì)量減少、體重減輕輕度輕度copd患者可以通過增加攝入獲得代償?；颊呖梢酝ㄟ^增加攝入獲得代償。氣流阻塞程度越重，攝入減少，逐步失代償氣流阻塞程度越重，攝入減少，逐步失代償營(yíng)養(yǎng)失衡不能解釋全部：增加熱量攝入無益于營(yíng)養(yǎng)失衡不能解釋全部：增加熱量攝入無益于肌肉力量的增加肌

6、肉力量的增加肌肉的慢性溶解肌肉的慢性溶解低氧低氧文獻(xiàn)報(bào)道：股外肌中文獻(xiàn)報(bào)道：股外肌中型纖維的含量與型纖維的含量與copd患患者的者的pao2平行平行copd患者外周肌肉功能障礙與患者長(zhǎng)期低氧、患者外周肌肉功能障礙與患者長(zhǎng)期低氧、頻繁的活動(dòng)后低氧、睡眠時(shí)低氧有關(guān)頻繁的活動(dòng)后低氧、睡眠時(shí)低氧有關(guān)糖皮質(zhì)激素糖皮質(zhì)激素激素相關(guān)性肌?。杭∪馕s、無力（激素相關(guān)性肌病：肌肉萎縮、無力（b）對(duì)于那些經(jīng)常使用全身激素的對(duì)于那些經(jīng)常使用全身激素的copd患者，患者，外周肌肉功能不良與全身使用激素密不可分外周肌肉功能不良與全身使用激素密不可分copd患者對(duì)激素相關(guān)性肌病易感性較高，患者對(duì)激素相關(guān)性肌病易感性較高，

7、即使即使10mg也可發(fā)生也可發(fā)生電解質(zhì)失衡電解質(zhì)失衡低鉀、低鎂、低磷低鉀、低鎂、低磷利尿劑、茶堿、激素利尿劑、茶堿、激素評(píng)估評(píng)估copd患者的肌肉情況應(yīng)考慮患者的肌肉情況應(yīng)考慮電解質(zhì)情況電解質(zhì)情況外周肌肉功能障礙的后果外周肌肉功能障礙的后果活動(dòng)耐力降低活動(dòng)耐力降低 肺功能好壞與活動(dòng)耐力并不平行肺功能好壞與活動(dòng)耐力并不平行 證據(jù)證據(jù)：肺移植患者肺功能恢復(fù)正：肺移植患者肺功能恢復(fù)正 常，活常，活動(dòng)耐力仍然很差動(dòng)耐力仍然很差生活質(zhì)量降低生活質(zhì)量降低生存率降低生存率降低外周肌肉功能障礙的干預(yù)外周肌肉功能障礙的干預(yù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練舊觀點(diǎn)舊觀點(diǎn)：copd患者難以達(dá)到一定強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)患者難以達(dá)到一定強(qiáng)度的運(yùn)

8、動(dòng)訓(xùn)練，所以不能提升骨骼肌的耐力。練，所以不能提升骨骼肌的耐力。 新觀點(diǎn)新觀點(diǎn)：copd患者可以患者可以“適應(yīng)適應(yīng)”運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，增運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，增加對(duì)適當(dāng)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的耐力加對(duì)適當(dāng)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的耐力適應(yīng)的證據(jù)適應(yīng)的證據(jù)營(yíng)養(yǎng)支持營(yíng)養(yǎng)支持體重增加往往是脂肪的增加，肌肉含量和力量體重增加往往是脂肪的增加，肌肉含量和力量并無增加。所以，口服和腸道營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)給的效果并無增加。所以，口服和腸道營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)給的效果不佳不佳但體重增加可改善患者的一般狀況但體重增加可改善患者的一般狀況主張合理補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，配合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和補(bǔ)充激素主張合理補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，配合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和補(bǔ)充激素藥物藥物-合成代謝激素合成代謝激素生長(zhǎng)激素生長(zhǎng)激素睪酮睪酮效果令人失望：

9、可以增加肌肉的效果令人失望：可以增加肌肉的體積，但不能增加肌肉的力量體積，但不能增加肌肉的力量氧療氧療研究：研究：6-9月的氧療，有助于增加肌肉月的氧療，有助于增加肌肉atp含量，但不能增強(qiáng)肌肉線粒體酶含量，但不能增強(qiáng)肌肉線粒體酶的活性的活性推測(cè)：推測(cè)：ltot可以增加可以增加copd患者的體患者的體力，間接改善肌肉功能力，間接改善肌肉功能總結(jié)總結(jié)第二講第二講 copd患者的呼吸肌功能下降患者的呼吸肌功能下降respiratory muscle dysfunction引起呼吸肌肉疲勞或無力的因素引起呼吸肌肉疲勞或無力的因素呼吸中樞驅(qū)動(dòng)不足呼吸中樞驅(qū)動(dòng)不足神經(jīng)肌肉疾?。弘跎窠?jīng)損傷神經(jīng)肌肉疾?。弘?/p>

10、神經(jīng)損傷肌肉形變：肺氣腫肌肉形變：肺氣腫負(fù)荷增加：支氣管哮喘負(fù)荷增加：支氣管哮喘能量供應(yīng)不足和代謝障礙：低鉀血癥能量供應(yīng)不足和代謝障礙：低鉀血癥呼吸肌的構(gòu)成呼吸肌的構(gòu)成主要的吸氣?。弘跫≈饕奈鼩饧。弘跫≈饕暮魵饧。焊辜≈饕暮魵饧。焊辜『粑∈枪趋兰『粑∈枪趋兰『粑」δ苁潜ＷC正常通氣的必要條件呼吸肌功能是保證正常通氣的必要條件已經(jīng)證明，已經(jīng)證明，copd患者的吸氣肌功能不患者的吸氣肌功能不良。而且，良。而且，copd患者的呼吸肌面臨異患者的呼吸肌面臨異常增加的彈性和阻力負(fù)荷常增加的彈性和阻力負(fù)荷吸氣肌功能障礙和負(fù)荷增加之間的矛盾，吸氣肌功能障礙和負(fù)荷增加之間的矛盾，是導(dǎo)致是導(dǎo)致copd

11、患者呼吸困難和高碳酸血患者呼吸困難和高碳酸血癥的重要機(jī)制癥的重要機(jī)制總呼吸肌力量的測(cè)定總呼吸肌力量的測(cè)定吸氣肌力量的測(cè)定吸氣肌力量的測(cè)定最大吸氣壓（最大吸氣壓（mip） 在功能殘氣位、氣流阻斷時(shí)，用最大努力吸在功能殘氣位、氣流阻斷時(shí)，用最大努力吸氣能產(chǎn)生的最大吸氣口腔壓氣能產(chǎn)生的最大吸氣口腔壓呼氣肌力量的測(cè)定呼氣肌力量的測(cè)定最大呼氣壓（最大呼氣壓（mep） 在肺總量位、氣流阻斷時(shí)，用最大努力呼氣在肺總量位、氣流阻斷時(shí)，用最大努力呼氣能產(chǎn)生的最大口腔壓能產(chǎn)生的最大口腔壓膈肌力量的測(cè)定膈肌力量的測(cè)定最大跨膈肌壓（最大跨膈肌壓（pdimax） 在在frc位、氣道阻斷的狀態(tài)下，以位、氣道阻斷的狀態(tài)下，

12、以最大努力吸氣時(shí)產(chǎn)生的最大努力吸氣時(shí)產(chǎn)生的pdi最大值最大值跨膈肌壓跨膈肌壓=腹內(nèi)壓腹內(nèi)壓-胸內(nèi)壓胸內(nèi)壓 =胃內(nèi)壓胃內(nèi)壓-食管壓食管壓copd患者的患者的mip顯著低于正常人顯著低于正常人copd患者由患者由frc位產(chǎn)生的最大跨膈肌壓位產(chǎn)生的最大跨膈肌壓（pdimax）顯著低于正常人）顯著低于正常人copd患者的患者的mep受影響程度較小受影響程度較小 copd患者吸氣肌功能顯著下降患者吸氣肌功能顯著下降為什么為什么copd患者喜歡坐位？患者喜歡坐位？體位對(duì)正常人的體位對(duì)正常人的mip沒有影響沒有影響重度重度copd患者，在坐位、稍前傾患者，在坐位、稍前傾時(shí)，時(shí)，mip最大。所以在最大。所以在

13、copd急性急性加重時(shí)，患者采取這種被迫體位加重時(shí)，患者采取這種被迫體位吸氣肌功能障礙的原因吸氣肌功能障礙的原因機(jī)械因素機(jī)械因素呼吸肌肉初長(zhǎng)改變呼吸肌肉初長(zhǎng)改變呼吸肌內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化呼吸肌內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化呼吸肌肉周圍環(huán)境改變呼吸肌肉周圍環(huán)境改變機(jī)械因素對(duì)膈肌的影響機(jī)械因素對(duì)膈肌的影響laplace原理：圓弧物體的張力（原理：圓弧物體的張力（t）與跨壁壓（與跨壁壓（p）、圓弧半徑（）、圓弧半徑（r）的）的關(guān)系關(guān)系 p=2t/r在同樣的收縮強(qiáng)度下在同樣的收縮強(qiáng)度下,若膈肌的形狀若膈肌的形狀越向上彎曲，其產(chǎn)生的跨膈壓越大，越向上彎曲，其產(chǎn)生的跨膈壓越大，吸氣就越有效吸氣就越有效過度充氣狀態(tài)對(duì)膈肌收縮的影響一

14、過度充氣狀態(tài)對(duì)膈肌收縮的影響一膈肌頂端隨著呼吸的升降運(yùn)動(dòng)如同活膈肌頂端隨著呼吸的升降運(yùn)動(dòng)如同活塞在汽缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。它在吸氣時(shí)下降，塞在汽缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。它在吸氣時(shí)下降，對(duì)潮氣（對(duì)潮氣（tv）的貢獻(xiàn)最大。過度充氣）的貢獻(xiàn)最大。過度充氣狀態(tài)將減弱膈頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)幅度狀態(tài)將減弱膈頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)幅度過度充氣狀態(tài)對(duì)膈肌收縮的影響二過度充氣狀態(tài)對(duì)膈肌收縮的影響二正常情況下，吸氣時(shí)腹內(nèi)壓升高，作正常情況下，吸氣時(shí)腹內(nèi)壓升高，作用于用于并列區(qū)并列區(qū)（zone of apposition：膈：膈肌附著于低位胸廓的區(qū)域），使胸廓肌附著于低位胸廓的區(qū)域），使胸廓擴(kuò)大擴(kuò)大過度充氣狀態(tài)下，并列區(qū)縮小，胸廓過度充氣狀態(tài)下，并列區(qū)縮小，胸廓

15、擴(kuò)張受限擴(kuò)張受限zone of apposition過度充氣狀態(tài)對(duì)膈肌收縮的影響三過度充氣狀態(tài)對(duì)膈肌收縮的影響三正常情況下，吸氣時(shí)膈肌收縮，同時(shí)相對(duì)正常情況下，吸氣時(shí)膈肌收縮，同時(shí)相對(duì)于并列區(qū)內(nèi)的低位肋骨有插入作用于并列區(qū)內(nèi)的低位肋骨有插入作用（insertion action）。這種膈肌向低位肋）。這種膈肌向低位肋骨的插入作用一方面抬升肋骨，擴(kuò)張胸廓，骨的插入作用一方面抬升肋骨，擴(kuò)張胸廓，另一方面使低位肋骨外旋另一方面使低位肋骨外旋過度充氣狀態(tài)時(shí)，插入作用減弱，胸廓擴(kuò)過度充氣狀態(tài)時(shí)，插入作用減弱，胸廓擴(kuò)張的幅度減少張的幅度減少膈肌肌肉長(zhǎng)度對(duì)功能的影響膈肌肌肉長(zhǎng)度對(duì)功能的影響肌肉的基本特征肌肉

16、的基本特征研究顯示，研究顯示，copd患者的膈肌長(zhǎng)患者的膈肌長(zhǎng)度縮短，尤其是位于并列區(qū)內(nèi)的度縮短，尤其是位于并列區(qū)內(nèi)的部分。導(dǎo)致膈肌的初長(zhǎng)部分。導(dǎo)致膈肌的初長(zhǎng)-張力曲線張力曲線位于左側(cè)的下降支，因此吸氣時(shí)位于左側(cè)的下降支，因此吸氣時(shí)膈肌收縮所產(chǎn)生的張力減少膈肌收縮所產(chǎn)生的張力減少膈肌初長(zhǎng)的適應(yīng)現(xiàn)象膈肌初長(zhǎng)的適應(yīng)現(xiàn)象臨床現(xiàn)象：產(chǎn)生相同的肺容量時(shí)，肺氣腫臨床現(xiàn)象：產(chǎn)生相同的肺容量時(shí)，肺氣腫患者的患者的mip可大于正常人可大于正常人解釋：膈肌的解釋：膈肌的“適應(yīng)適應(yīng)” 為了產(chǎn)生更大的收縮張力，肺氣腫患為了產(chǎn)生更大的收縮張力，肺氣腫患者的膈肌可逐步者的膈肌可逐步“丟失丟失”肌小節(jié)，使膈肌肌小節(jié)，使膈肌

17、的最適初長(zhǎng)縮短，調(diào)節(jié)膈肌的初長(zhǎng)的最適初長(zhǎng)縮短，調(diào)節(jié)膈肌的初長(zhǎng)-張力曲張力曲線左移，以發(fā)揮最大的收縮張力線左移，以發(fā)揮最大的收縮張力但這種適應(yīng)代償是有限度的但這種適應(yīng)代償是有限度的只要有呼氣氣流阻塞存在，就會(huì)發(fā)生只要有呼氣氣流阻塞存在，就會(huì)發(fā)生急性的動(dòng)態(tài)過度充氣狀態(tài)（急性的動(dòng)態(tài)過度充氣狀態(tài)（dynamic hyperinflation），尤其當(dāng)患者通氣的），尤其當(dāng)患者通氣的需求增加時(shí)（例，活動(dòng)）。這時(shí)候不需求增加時(shí)（例，活動(dòng)）。這時(shí)候不可能發(fā)生膈肌的急性適應(yīng)。所以患者可能發(fā)生膈肌的急性適應(yīng)。所以患者仍然感到力不從心仍然感到力不從心肌肉構(gòu)成對(duì)吸氣功能不良的影響肌肉構(gòu)成對(duì)吸氣功能不良的影響如前所述，

18、如前所述，copd患者存在外周骨骼患者存在外周骨骼肌尤其是下肢肌肉的肌尤其是下肢肌肉的“肌病肌病”，那么，那么，呼吸肌會(huì)不會(huì)得肌病？呼吸肌會(huì)不會(huì)得肌?。繘]有肯定答案。但有一點(diǎn)是肯定的，沒有肯定答案。但有一點(diǎn)是肯定的，呼吸肌的肌肉構(gòu)成將發(fā)生與骨骼肌完呼吸肌的肌肉構(gòu)成將發(fā)生與骨骼肌完全不同的變化全不同的變化呼吸肌肌肉構(gòu)成的變化呼吸肌肌肉構(gòu)成的變化膈肌膈肌 型纖維（慢收縮、氧化、抗疲勞纖維）型纖維（慢收縮、氧化、抗疲勞纖維） 比例增加，比例增加，b纖維（快收縮、無氧酵纖維（快收縮、無氧酵 解、易疲勞纖維）減少解、易疲勞纖維）減少骨骼肌骨骼肌 型纖維比例減少，型纖維比例減少， b纖維比例增加纖維比例增

19、加膈肌膈肌 負(fù)荷增加、耐力訓(xùn)練負(fù)荷增加、耐力訓(xùn)練骨骼肌骨骼肌 慢性制動(dòng)、廢用性萎縮慢性制動(dòng)、廢用性萎縮原因原因證據(jù)證據(jù)輕度輕度copd患者，膈肌肌肉成患者，膈肌肌肉成分沒有變化分沒有變化中重度中重度copd患者，上肢肌肉患者，上肢肌肉成分沒有變化成分沒有變化營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì)呼吸肌的影響營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì)呼吸肌的影響低體重者的低體重者的mip顯著低于正常體重者顯著低于正常體重者copd患者的體重指數(shù)與患者的體重指數(shù)與mip和和mep相關(guān)相關(guān)營(yíng)養(yǎng)不良可造成呼吸肌萎縮營(yíng)養(yǎng)不良可造成呼吸肌萎縮激素可顯著影響激素可顯著影響型纖維的數(shù)量，導(dǎo)致型纖維的數(shù)量，導(dǎo)致mip和和mep降低降低肌肉的微環(huán)境對(duì)吸氣功能不良的影響肌肉

20、的微環(huán)境對(duì)吸氣功能不良的影響膈肌肌電圖膈肌肌電圖 在一定的電刺激下，高碳酸血癥的在一定的電刺激下，高碳酸血癥的copd患患者的者的pdi顯著降低顯著降低tnf- 重度晚期的重度晚期的copd患者血清中患者血清中tnf-水平水平增高，考慮與體重減輕有關(guān)增高，考慮與體重減輕有關(guān)呼吸肌負(fù)荷增加呼吸肌負(fù)荷增加吸氣肌面臨的負(fù)荷增加吸氣肌面臨的負(fù)荷增加 氣道阻力增高氣道阻力增高 內(nèi)源性內(nèi)源性peep 呼氣末胸廓的彈性回縮力呼氣末胸廓的彈性回縮力吸氣肌功能不良和吸氣肌負(fù)荷增加的長(zhǎng)吸氣肌功能不良和吸氣肌負(fù)荷增加的長(zhǎng)期不協(xié)調(diào)導(dǎo)致期不協(xié)調(diào)導(dǎo)致copd患者呼吸困難、吸患者呼吸困難、吸氣肌疲勞。氣肌疲勞。respiratory muscle drive吸氣驅(qū)動(dòng)的測(cè)定指標(biāo)吸氣驅(qū)動(dòng)的測(cè)定指標(biāo)p0.1 閉和吸氣閥作吸氣努力后閉和吸氣閥作吸氣努力后100ms產(chǎn)生的口腔或食道壓力產(chǎn)生的口腔或食道壓力,代表中樞代表中樞的呼吸驅(qū)動(dòng)能力的呼吸驅(qū)動(dòng)能力copd患者無論在靜息或活動(dòng)時(shí)，呼吸患者無論在靜息或活動(dòng)時(shí)，呼吸驅(qū)動(dòng)都顯著增強(qiáng)。即使吸純氧糾正低驅(qū)動(dòng)都顯著增強(qiáng)。即使