病理生理學(xué)呼吸系統(tǒng)

關(guān)于病理生理學(xué)呼吸系統(tǒng)呼吸全過程Respiration肺通氣pulmonaryventilation肺換氣gasexchangeinthelungs組織換氣gasexchangeinthetissues細(xì)胞氧化代謝cellularrespiration氣體血液運(yùn)輸gastransportintheblood

外呼吸

externalrespiration

內(nèi)呼吸

internalrespiration第2頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共47頁，2024年2月25日，星期天SymbolsP Pressure PartialpressureA Alveolara arterialv venousV Volumeofgas/unittimeQ Volumeofblood/unittime..第4頁,共47頁，2024年2月25日，星期天呼吸衰竭(RespiratoryFailure)

外呼吸功能嚴(yán)重障礙PaO2,伴有或不伴有PaCO2的病理過程。判斷標(biāo)準(zhǔn)： PaO2<60mmHg

(正常：100mmHg) PaCO2>50mmHg

(正常：40mmHg)呼吸功能不全(RespiratoryInsufficiency)第5頁,共47頁，2024年2月25日，星期天呼衰的類型

ClassificationofRespiratoryfailure1.按PaCO2

是否升高：低氧血癥型（I型）低氧血癥伴高碳酸血癥（II型）2.按主要發(fā)病機(jī)制：通氣障礙型換氣障礙型3.按病變部位：中樞性和外周性第6頁,共47頁，2024年2月25日，星期天一、呼衰的原因和發(fā)病機(jī)制

RespiratoryFailure:TheCausesandtheMechanisms.

肺通氣功能障礙

DisordersinPulmonaryVentilation.

肺換氣功能障礙

DisordersinGasExchangeoftheLungs

第7頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

（一）肺通氣功能障礙:

DisordersinPulmonaryVentilation限制性通氣不足:肺泡擴(kuò)張受限2. 阻塞性通氣不足:呼吸道阻塞或狹窄氣道阻力增加。第8頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1. 限制性通氣不足（Restrictive Hypoventilation）：肺泡擴(kuò)張受限中樞神經(jīng)受損,周圍神經(jīng)受損,呼吸肌本身收縮功能障礙。

肺充血和嚴(yán)重肺纖維化,肺泡表面活性物質(zhì)減少。胸廓和胸膜本身病變。呼吸肌活動障礙肺順應(yīng)性降低胸廓順應(yīng)降低胸腔積液和氣胸第9頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

氣道阻力(正常人平靜呼吸)：

80%:直徑>2mm氣管

20%:直徑<2mm氣管

病因：氣管痙攣`腫脹`纖維化`滲出物`異物`腫瘤`

氣道內(nèi)外壓力改變2. 阻塞性通氣不足（Obstructive

Hypoventilation):呼吸道阻塞或 狹窄氣道阻力增加。第10頁,共47頁，2024年2月25日，星期天阻塞位于胸外，表現(xiàn)為吸氣性呼吸困難(InspiratoryDyspnea)呼氣吸氣第11頁,共47頁，2024年2月25日，星期天阻塞位于胸內(nèi)，表現(xiàn)為呼氣性呼吸困難(ExspiratoryDyspnea)呼氣吸氣第12頁,共47頁，2024年2月25日，星期天用力呼氣時(shí)等壓點(diǎn)(isobaricpoint)移向小氣道02520+353520202030正常人0152020+3525202020肺氣腫慢性支氣管炎0+3535152520202020第13頁,共47頁，2024年2月25日，星期天問題：

呼吸衰竭?

限制性通氣不足的定義及其發(fā)生原因?

胸內(nèi)、胸外氣道阻塞在呼吸中的差異?第14頁,共47頁，2024年2月25日，星期天（二）彌散障礙

DiffusionImpairment彌散面積減少2.彌散膜厚度增加3.彌散時(shí)間縮短第15頁,共47頁，2024年2月25日，星期天毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞肺泡I型細(xì)胞基膜紅細(xì)胞肺泡-毛細(xì)血管膜Alveolar-CapillaryMembrane(彌散膜,diffusionmembrane)

第16頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1. 彌散面積減少(DecreaseintheSurfaceAreaoftheMembrane)正常成人肺泡面積：70

m2靜息時(shí)換氣面積： 40m2彌散面積減少：肺不張，肺實(shí)變，肺葉切除等。第17頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2. 彌散膜厚度增加(IncreaseintheThicknessoftheMembrane)肺泡膜厚度： 1mM彌散距離： 5mM彌散膜厚度增加： 肺水腫，肺泡透明膜形成，肺纖維化，肺泡毛細(xì)血管擴(kuò)張等。第18頁,共47頁，2024年2月25日，星期天3. 彌散時(shí)間縮短(ShorteningintheDiffusionTime)正常靜息狀態(tài)： 血流通過毛細(xì)血管時(shí)間:0.75s

彌散時(shí)間：

0.25s彌散時(shí)間縮短: 心輸出量增加,肺血流加快第19頁,共47頁，2024年2月25日，星期天SolubilityCoefficient(vol/vol,760mmHg):O2: 0.024 CO2: 0.57第20頁,共47頁，2024年2月25日，星期天正常靜息狀態(tài)下：每分鐘肺泡通氣量（VA)：~4L

每分鐘肺血流量（Q):~5LVA/Q:0.8....（三）肺泡通氣與血流比例失調(diào)Ventilation-PerfusionImbalance第21頁,共47頁，2024年2月25日，星期天VA.VA/Q<0.8>0.8=0.8>0.8<0.8..

病肺健肺全肺PaO2PaCO2N1. 部分肺泡通氣不足(AlveolarVentilationInsufficiency)

功能性分流(functionalshunt)

靜脈血摻雜（venousadmixture)第22頁,共47頁，2024年2月25日，星期天血液氧和二氧化碳解離曲線OxygenandCarbonDioxide

DissociationCurves第23頁,共47頁，2024年2月25日，星期天O2transportedas:O2:1.5%Hb.O2:98.5% CO2transportedas:CO2: 7%Hb.CO2:23%HCO3-:70%氧和二氧化碳血液中的運(yùn)輸TransportofO2andCO2intheBlood第24頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2. 解剖分流增加(IncreaseinAnatomicShunt)

解剖分流(anatomicshunt)又稱真性分流(trueshunt):生理?xiàng)l件下一部分靜脈血經(jīng)支氣管靜脈和極少的肺內(nèi)A-V吻合支直接流入肺靜脈(~2%-3%心輸出量).

支氣管擴(kuò)張癥支氣管血管擴(kuò)張，肺內(nèi)A-V短路開放解剖分流PaO2.第25頁,共47頁，2024年2月25日，星期天Q.PaO2PaCO2NVA/Q..病肺健肺全肺>0.8<0.8=0.8>0.8<0.83.部分肺泡血流不足(AlveolarPerfusionInsufficiency)

死腔樣通氣(deadspacelikeventilation）第26頁,共47頁，2024年2月25日，星期天血液氧和二氧化碳解離曲線OxygenandCarbonDioxide

DissociationCurves第27頁,共47頁，2024年2月25日，星期天問題：彌散障礙的發(fā)生機(jī)制?功能性分流,靜脈血摻雜?解剖分流,真性分流?死腔樣通氣?第28頁,共47頁，2024年2月25日，星期天肺泡-毛細(xì)血管膜(alveolarcapillarymembrane)損傷引起的急性呼吸衰竭。病因：感染（肺炎，敗血癥等），休克，嚴(yán)重創(chuàng)傷，吸入毒物或胃酸等。（四）急性呼吸窘迫綜合征AcuteRespiratoryDistressSyndrome(ARDS)Severeacuterespiratorysyndrome(SARS)isagoodexampleofaprobableinfectiouspneumoniathatpathologicallyandclinicallyisARDS.Expertshavespeculatedthatthecauseisfromacoronavirusthatmaybetransmittedviarespiratorysecretionsanddevelopsafter2-11daysofafebrileillness.

第29頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共47頁，2024年2月25日，星期天ARDS發(fā)生機(jī)制(Pathogenesis)肺泡膜內(nèi)皮細(xì)胞損傷致病因子釋放中性粒細(xì)胞趨化因子中性粒細(xì)胞聚集，釋放氧自由基、蛋白酶、炎癥介質(zhì)肺水腫死腔樣通氣肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞損傷表面活性物質(zhì)合成支氣管痙攣血管收縮微血栓肺泡膜通透性肺不張功能性分流PaO2PaCO2第31頁,共47頁，2024年2月25日，星期天Apreviouslyhealthy23-year-oldmalesustainednumeroustraumaticcrush,burn,andsmokeinhalationinjuriesduringalandingaccidentinanairplane.HisinitialB.P.was80/50mmHg,andhewasimmediatelyinfusedwithsalineatthemaximalrate.IntheERhewasintubatedandhadnosignsofpneumothorax.Hisorthopedicinjuriesandburnsweretreated.Theventilatorwasplacedontheassist-controlmodewiththeinitialsettingsofinspiredO2concentrationat40%,respirationrateat12/min,andtidalvolumeat900ml.Arterialbloodgasmeasurementswere:pH=7.47,PCO2of33mmHg,andPO2of62mmHg.ClinicalCase第32頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

24hrs.afteradmission,thepatientbecomesagitatedandhisrespirationrateincreasedto30/min.Hisminuteventilationalsoincreasedfrom8.5l/minto20l/min.Airwaypressureincreasedfrom18to65cmH2O.RepeatarterialbloodgasmeasurementofPO2indicated35mmHgandchestx-raynowshoweddiffuseinfiltratesina"whiteout"pattern.ClinicalCase第33頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

ThediagnosisofARDSiscontingentupon5factors:1.Hypoxemia,2.Diffusepulmonaryinfiltratesonradiography,3.Absenceofcongestiveheartfailure,4.Decreasedlungcompliance(effectivestaticcompliance<25-35ml/cmH2O),and5.Appropriateantecedenthistory.Currently,therearenospecificlaboratorytestsforARDS.Adefinitivediagnosisismadewhenthesesignsandsymptomsarelinkedwithdiffusealveolardamage.ClinicalCase第34頁,共47頁，2024年2月25日，星期天急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的概念及發(fā)生機(jī)制?問題

：第35頁,共47頁，2024年2月25日，星期天二、呼衰時(shí)機(jī)體功能和代謝變化

FunctionalandMetabolicChangeinRespiratoryFailure（一）酸堿平衡紊亂(acid-basebalancedisturbance)和電解質(zhì)變化呼酸:Ⅱ型呼衰CO2潴留血K+,血Cl-

呼堿：I型呼衰肺過度通氣血K+,血Cl-代酸：嚴(yán)重缺氧無氧代謝乳酸第36頁,共47頁，2024年2月25日，星期天（二）呼吸系統(tǒng)的變化(ChangesinRespiratorySystem)呼吸調(diào)節(jié)(RegulationofRespiration)

的變化外周化學(xué)感受器中樞化學(xué)感受器呼吸加深加快抑制呼吸中樞PaO2↓<60mmHgPaCO2↑>50mmHgPaO2↓<30mmHgPaCO2↑>80mmHg第37頁,共47頁，2024年2月25日，星期天（三） 循環(huán)系統(tǒng)變化(ChangesinCirculationSystem)

輕度PaO2和PaCO2

可興奮心血管運(yùn)動中樞嚴(yán)重PaO2

和PaCO2抑制心血管運(yùn)動中樞

第38頁,共47頁，2024年2月25日，星期天缺氧肺小動脈收縮肺動脈壓 右心后負(fù)荷長期缺氧肺血管平滑肌增殖管壁增厚長期缺氧紅細(xì)胞增多血液粘度心負(fù)荷缺氧、酸中毒心肌舒縮功能呼吸衰竭右心衰竭肺源性心臟病

(corpulmonale)第39頁,共47頁，2024年2月25日，星期天PaO2:60mmHg智力，視力輕度減退

40-50mmHg神經(jīng)精神癥狀

20mmHg神經(jīng)細(xì)胞不可逆損壞

(慢性呼衰PaO220mmHg神志仍可清醒）PaCO2 >80mmHgCO2麻醉(頭痛,頭昏,嗜睡，精神錯亂,撲翼樣震顫,抽搐,及昏迷等中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀）肺性腦病(pulmonaryencephalopathy): 呼衰引起的腦功能障礙（四）中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化ChangesinCentralNervousSystem第40頁,共47頁，2024年2月25日，星期天肺性腦病發(fā)生機(jī)制Pathogenesisofpulmonaryencephalopathyγ-氨基丁酸腦脊液pH溶酶體酶釋放中樞抑制磷脂酶活性神經(jīng)損傷顱內(nèi)壓PO2PaCO2血管內(nèi)皮損傷血管通透性腦水腫腦血管擴(kuò)張腦充血第41頁,共47頁，2024年2月25日，星期天問題：呼吸衰竭時(shí)呼吸調(diào)節(jié)的變化？肺源性心臟病發(fā)生機(jī)制?肺性腦病的定義及發(fā)生機(jī)制？第42頁,共47頁，2024年2月25日，星期天（一）一般原則(General