发布时间 : 星期五 文章第十四章_肺功能不全-王建枝更新完毕开始阅读156957e887c24028905fc3ba
（三）解剖分流增加
生理情况下,肺内也存在解剖分流,即一部分静脉血经支气管静脉和极少的肺内动-静脉交通支直接流入肺静脉。这些解剖分流(anatomic shunt)的血流量正常约占心输出量的2%～3%。支气管扩张症可伴有支气管血管扩张和肺内动-静脉短路开放,使解剖分流量增加,静脉血掺杂异常增多,而导致呼吸衰竭。解剖分流的血液完全未经气体交换过程,故称为真性分流(true shunt)。在肺实变和肺不张时,病变肺泡完全失去通气功能,但仍有血流,流经的血液完全未进行气体交换而掺入动脉血，类似解剖分流。吸入纯氧可有效地提高功能性分流的PaO2，而对真性分流的PaO2则无明显作用,用这种方法可对二者进行鉴别
在呼吸衰竭的发病机制中,单纯通气不足,单纯弥散障碍,单纯肺内分流增加或单纯死腔增加的情况较少见,往往是几个因素同时存在或相继发生作用。例如在休克肺(即急性呼吸窘迫综合征)时,既有由肺不张引起的肺内分流, 有微血栓形成和肺血管收缩引起的死腔样通气,还有由肺水肿引起的气体弥散功能障碍等。
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)与呼吸衰竭：ARDS是由急性肺损伤（acute lung injury，ALI）引起的一种急性呼吸衰竭。急性肺损伤的原因很多,可以是化学性因素,如吸入毒气、烟雾、胃内容物等；物理性因素,如化学损伤，放射性损伤等；生物因素，如肺部冠状病毒感染引起的严重急性呼吸综合症(severe acute respiratory syndrome, SARS)等；或全身性病理过程,如休克、大面积烧伤、败血症等；或由某些治疗措施,如作体外循环、血液透析等所致。
急性肺损伤的发生机制很复杂,尚未完全阐明。有些致病因子可直接作用于肺泡膜引起肺损伤；有的则主要通过激活白细胞、巨噬细胞和血小板间接地引起肺损伤。大量中性粒细胞在趋化因子(TNFα、IL-8、脂多糖、C5a、LTB4、TXA2、PAF、FDP等)作用下聚集于肺、粘附于肺泡毛细血管内皮,释放氧自由基、蛋白酶和炎症介质等,损伤肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞。血管内膜的损伤和中性粒细胞及肺组织释放的促凝物质, 导致血管内凝血,形成微血栓,后者通过阻断血流进一步引起肺损伤,通过形成纤维蛋白降解产物及释放TXA2等血管活性物质进一步使肺血管通透性增高。
急性肺损伤引起呼吸衰竭的机制是由于肺泡-毛细血管膜的损伤及炎症介质的作用使肺泡上皮和毛细血管内皮通透性增高，引起渗透性肺水肿,致肺弥散性功能障碍。肺泡Ⅱ型上皮细胞损伤使表面活性物质生成减少，加上水肿液的稀释和肺泡过度通气消耗表面活性物质,使肺泡表面张力增高,肺的顺应性降低，形成肺不张。肺不张、肺水肿引起的气道阻塞,以及
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炎症介质引起的支气管痉挛可导致肺内分流；肺内DIC 及炎症介质引起的肺血管收缩，可导致死腔样通气。肺弥散功能障碍、肺内分流和死腔样通气均使PaO2降低,导致Ⅰ型呼吸衰竭。在上述机制中，肺泡通气血流比例失调是ARDS病人呼吸衰竭的主要发病机制。病人由于PaO2降低对血管化学感受器的刺激,和肺充血、水肿对肺泡毛细血管旁J感受器的刺激,使呼吸运动加深加快,导致呼吸窘迫和PaCO2降低。故ARDS病人通常发生Ⅰ型呼吸衰竭；极端严重者,由于肺部病变广泛，肺总通气量减少,可发生Ⅱ型呼吸衰竭(图14-10)。
图14-10 ARDS病人呼吸衰竭的发病机制示意图（同第六版五年制规划教材图15-10）
慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）与呼吸衰竭：COPD指由慢性支气管炎和肺气肿引起的慢性气道阻塞，简称 “慢阻肺”，其共同特征是管径小于2mm的小气道阻塞和阻力增高。COPD是引起慢性呼吸衰竭（chronic respiratory failure）的最常见的原因。其机制涉及①阻塞性通气障碍：因炎细胞浸润、充血、水肿、粘液腺及杯状细胞增殖、肉芽组织增生引起的支气管壁肿胀；因气道高反应性、炎症介质作用引起的支气管痉挛；因粘液分泌多、纤毛细胞损伤引起的支气管腔堵塞；因小气道阻塞、肺泡弹性回缩力降低引起的气道等压点上移；②限制性通气障碍：因Ⅱ型上皮细胞受损及表面活性物质消耗过多引起的肺泡表面活性物质减少；因营养不良、缺氧、酸中毒、呼吸肌疲劳引起的呼吸肌衰竭；③弥散功能障碍：因肺泡壁损伤引起的肺泡弥散面积减少和肺泡膜炎性增厚；④肺泡通气与血流比例失调：因气道阻塞不均引起的部分肺泡低通气；因微血栓形成引起的部分肺泡低血流（图14-11）。
慢性阻塞性肺病
支气管壁肿胀、 肺泡表面活性物质? 肺泡弥散面积? 部分肺泡低通气
痉挛、堵塞， 呼吸肌衰竭 部分肺泡低血流 气道等压点上移
? ? ? ? 阻塞性通气障碍 限制性通气障碍 弥散功能障碍 通气血流比例失调 呼吸衰竭
图14-11 慢性阻塞性肺病引起呼吸衰竭的机制
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第三节 呼吸衰竭时主要的代谢功能变化
呼吸衰竭时发生的低氧血症和高碳酸血症可影响全身各系统的代谢和功能, 首先是引起一系列代偿适应性反应,以改善组织的供氧,调节酸碱平衡,和改变组织器官的功能、 代谢以适应新的内环境。呼吸衰竭严重时,如机体代偿不全,则可出现严重的代谢功能紊乱。
一、酸碱平衡及电解质紊乱
Ⅰ型和Ⅱ型呼吸衰竭时均有低氧血症，因此均可引起代谢性酸中毒；Ⅱ型呼吸衰竭时低氧血症和高碳酸血症并存，因此可有代谢性酸中毒和呼吸性酸中毒；ARDS患者由于代偿性呼吸加深加快，可出现代谢性酸中毒和呼吸性碱中毒；若给呼衰者应用人工呼吸机、过量利尿剂或NaHCO3等则可引起医源性代谢性碱中毒。一般而言，呼吸衰竭时常发生混合性酸碱平衡紊乱。
（一）代谢性酸中毒 严重缺氧时无氧代谢加强,乳酸等酸性产物增多，可引起代谢性酸中毒。此外,呼吸衰竭时可能出现功能性肾功能不全，肾小管排酸保碱功能降低，以及引起呼吸衰竭的原发疾病或病理过程,如感染、休克等均可导致代谢性酸中毒。此时血液电解质主要有以下变化:①血清钾浓度增高:由于酸中毒可使细胞内K外移及肾小管排K减少,导致高血钾；②血清氯浓度增高:代谢性酸中毒时由于HCO3降低,可使肾排Cl减少,故血Cl常增高。
（二）呼吸性酸中毒 Ⅱ型呼吸衰竭时,大量二氧化碳潴留可引起呼吸性酸中毒，此时可有高血钾和低血氯。造成低血氯的主要原因是：高碳酸血症使红细胞中HCO3生成增多,后者与细胞外Cl交换使Cl转移入细胞；酸中毒时肾小管上皮细胞产生NH3增多，NaHCO3重吸收增多,使尿中NH4Cl和NaCl的排出增加,均使血清Cl降低。当呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒时，血Cl可正常。
（三）呼吸性碱中毒 Ⅰ型呼吸衰竭时，因缺氧引起肺过度通气，可发生呼吸性碱中毒。此时病人可出现血钾降低，血氯增高。
二、呼吸系统变化
PaO2降低作用于颈动脉体与主动脉体化学感受器，反射性增强呼吸运动，此反应要在PaO2低于60mmHg才明显，PaO2为30mmHg时肺通气最大。缺氧对呼吸中枢有直接抑制作用,当P aO2低于30mmHg时,此作用可大于反射性兴奋作用而使呼吸抑制。PaCO2升高主要作用于中枢化学感受器,使呼吸中枢兴奋,引起呼吸加深加快。但当PaCO2超过80mmHg时,则抑制呼吸中枢，此时呼吸运动主要靠动脉血低氧分压对血管化学感受器的刺激得以维持。在这种情
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况下,氧疗只能吸入30%的氧,以免缺氧完全纠正后反而呼吸抑制,加重高碳酸血症而使病情更加恶化。
引起呼吸衰竭的呼吸系统疾病本身也会导致呼吸运动的变化。如中枢性呼吸衰竭时呼吸浅而慢,可出现潮式呼吸、间歇呼吸、抽泣样呼吸、叹气样呼吸等呼吸节律紊乱。其中最常见者为潮式呼吸,可能由于呼吸中枢兴奋过低而引起呼吸暂停,从而使血中CO2逐渐增多，PaCO2升高到一定程度使呼吸中枢兴奋，恢复呼吸运动，从而排出CO2，使PaCO2降低到一定程度又可导致呼吸暂停，如此形成周期性呼吸运动。在肺顺应性降低所致限制性通气障碍的疾病,因牵张感受器或肺毛细血管旁感受器(juxtapulmonary capillary receptor,J感受器)受刺激而反射性地引起呼吸运动变浅变快。阻塞性通气障碍时,由于气体受阻,呼吸运动加深,由于阻塞的部位不同,表现为吸气性呼吸困难或呼气性呼吸困难。
在生理情况下,肺通气1L呼吸肌耗氧约0.5ml。在静息时呼吸运动的耗氧量约占全身耗氧量的1%～3%。呼吸衰竭时,如存在长时间增强的呼吸运动,使呼吸肌耗氧增加，加上血氧供应不足,可能导致呼吸肌疲劳，使呼吸肌收缩力减弱,呼吸变浅变快。呼吸浅则肺泡通气量减少,可加重呼吸衰竭。
三、循环系统变化
一定程度的PaO2降低和PaCO2升高可兴奋心血管运动中枢，使心率加快、心缩力增强、外周血管收缩,加上呼吸运动增强使静脉回流增加,导致心输出量增加。但缺氧和二氧化碳潴留对心、血管的直接作用是抑制心脏活动，并使血管扩张(肺血管例外)。一般器官的血管运动通常主要受神经调节, 但脑血管与冠脉在呼吸衰竭时则主要受局部代谢产物，如腺苷等的调节,从而导致血流分布的改变,有利于保证心、脑的血液供应。
严重的缺氧和CO2潴留可直接抑制心血管中枢和心脏活动，扩张血管, 导致血压下降、心收缩力下降、心律失常等严重后果。
呼吸衰竭可累及心脏,主要引起右心肥大与衰竭,即肺原性心脏病。肺原性心脏病的发病机制较复杂:①肺泡缺氧和CO2潴留所致血液H浓度过高,可引起肺小动脉收缩(CO2本身对肺血管起扩张作用),使肺动脉压升高,从而增加右心后负荷；②肺小动脉长期收缩,缺氧均可引起无肌型肺微动脉肌化,肺血管平滑肌细胞和成纤维细胞肥大增生,胶原蛋白与弹性蛋白合成增加,导致肺血管壁增厚和硬化,管腔变窄,由此形成持久而稳定的慢性肺动脉高压；③长期缺氧引起的代偿性红细胞增多症可使血液的粘度增高,也会增加肺血流阻力和加重右心的负荷；④有些肺部病变如肺小动脉炎、肺毛细血管床的大量破坏、肺栓塞等也能成为肺动脉高压的原因；⑤缺氧和酸中毒降低心肌舒、缩功能；⑥呼吸困难时,用力呼气则使胸内压异
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