病理生理学第十三章

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1、文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ 第十三章 呼吸衰竭 呼吸是吸入外界气体与血液之间进行气体交换的过程。通过呼吸摄入氧和排出二氧化碳，维持血液气体分压于正常范围内。气体交换过程分为通气、弥散、灌流和呼吸调控4个功能部分。通气是指空气从外界进入体内，在气管支气管系统内分布到气体交换单位即肺泡。弥散包括O2和CO2经肺泡毛细血管膜在肺泡腔和肺毛细血管之间运动。灌流是指肺动脉的混合静脉血经肺循环分布到肺泡毛细血管，再回到肺静脉的过程。呼吸调控即通气调节，通常与代谢需要的变化一致。 呼吸衰竭的概念 在海平地区静息时吸入空气的条件下，由于呼吸功能障碍致动脉血氧分压（PaO2）下降低于60 m

2、mHg（8.0 kPa），或伴有动脉血二氧化碳分压（PaCO2）升高超过50 mmHg (6.7 kPa)，同时有呼吸困难表现者，称为呼吸衰竭(respiratory failure)。我们将从轻到重不同程度的呼吸功能障碍都称为呼吸功能不全，呼吸衰竭是呼吸功能不全的严重阶段。本章阐述呼吸衰竭的分类、原因、发病机制、机能代谢变化，并专门介绍急性呼吸衰竭的一个例子急性呼吸窘迫综合征。第一节 呼吸衰竭的分类 从不同角度出发，可将呼吸衰竭分成各种类型。一、急性和慢性 根据发生的速度分为急性和慢性呼吸衰竭。急性呼吸衰竭可在数分钟到数日内发生，常出现明显症状。见于呼吸中枢病变、呼吸道阻塞和肺的急性病变。慢

3、性呼吸衰竭的发展历时数月到数年，在代偿功能不足时出现呼吸衰竭的各种表现。最典型的是慢性阻塞性肺疾患。二、通气性和换气性 根据发生机理，将呼吸衰竭分为通气性和换气性两类。通气性呼吸衰竭是因肺的舒缩受限或气道阻力增加所引起；换气性呼吸衰竭多因肺内分流、通气与血流比例失调和气体弥散障碍所引起。三、低氧血症型和低氧血症伴高碳酸血症型 低氧血症型又称型呼吸衰竭，患者仅有低氧血症，PaCO2正常或降低。低氧血症同时伴有高碳酸血症又称为型呼吸衰竭。四、中枢性和外周性 根据病变部位可分为中枢性和外周性呼吸衰竭。中枢性因颅内炎症、肿瘤或药物、毒物影响中枢，致通气不足。外周性呼吸衰竭乃因呼吸器官本身如支气管、肺、

4、胸壁或胸膜病变引起。 第二节 呼吸衰竭的原因和发病机理 外呼吸包括通气和换气两个基本环节。各种病因都是通过通气功能障碍或换气功能障碍而引起呼吸衰竭的。一、通气障碍 通气是肺泡与外界环境进行气体交换的过程。吸气时呼吸肌收缩使胸廓和肺扩张，克服阻力造成负压，使空气从体外 图 13-1 呼吸衰竭的原因进入肺泡腔。正常人在静息状态下每分钟肺泡通气量为46升，运动时可高达70L/ min 以上。通气功能障碍时肺泡通气不足，可引起呼吸衰竭。通气功能障碍可分两类：(一) 限制性通气不足(restrictive hypoventilation) 胸廓和肺的扩张和回缩受限制所引起的通气不足，称为限制性通气不足，

5、其特征为肺容量和肺活量都减少。正常肺的扩张和回缩有赖于呼吸中枢的兴奋性、呼吸肌的收缩力、胸廓的完整性以及胸廓和肺的弹性阻力。这些环节之一受损即引起限制性通气不足。见于： 1呼吸中枢受损或抑制 常见的原因有：颅内感染 如化脓性脑膜炎、流行性乙型脑炎等侵犯呼吸中枢；颅内压升高 脑外伤、脑出血、脑水肿或颅内肿瘤压迫脑干呼吸中枢；镇静药、安眠药或麻醉药过量。 2呼吸肌功能障碍 重症肌无力、脊髓灰质炎、严重低钾血症和有机磷中毒等可引起呼吸肌收缩力减弱。颈部或高位胸部脊髓损伤可因呼吸肌麻痹而立即引起呼吸衰竭。 3胸廓和胸膜疾患 脊柱严重畸形、肋骨骨折、胸腔积液、气胸和胸膜增厚等，引起胸廓运动受限制或胸膜腔

6、负压消失，使肺的扩张受限制。 4肺实质病变 肺炎、肺水肿、肺淤血、肺纤维化（矽肺、肺结核）等肺实质病变使肺组织变硬，弹性阻力增加，肺顺应性降低，影响肺泡舒张和回缩。上述情况是否发生呼吸衰竭决定于其范围和严重程度。 肺泡表面活性物质减少引起肺泡萎陷，也限制肺泡通气。正常时肺泡、肺泡管和呼吸性细支气管表面被复有一层肺泡表面活性物质，能降低肺泡表面张力，降低肺泡回缩力，防止肺泡萎陷，维持肺泡大小均匀性和稳定性；并阻止肺泡表面张力增加所引起的血管内液体渗出。 表面活性物质是肺泡型上皮细胞合成和分泌的磷脂和蛋白的复合物。肺的循环障碍、长时间吸入高浓度氧、脂肪栓塞等都可损害肺泡型上皮细胞，使肺泡表面活性物

7、质产生减少。一些早产儿肺泡型上皮细胞未发育完全，致使表面活性物质分泌不足，引起新生儿呼吸窘迫综合征。肺泡内渗出液和血中的磷脂酶、蛋白水解酶可使肺泡表面活性物质分解；人工呼吸潮气量过大也可使其破坏。肺泡表面活性物质产生减少或破坏增多都使肺泡的表面张力增加而降低肺顺应性，使肺泡不易扩张甚至萎陷，发生限制性通气不足。 由呼吸中枢抑制或呼吸肌麻痹引起的通气不足是全肺性均匀一致的，是单纯性的通气不足。由肺病变引起的常是局部性不均匀的，除有通气不足外，还有通气血流分布不均和气体弥散障碍。(二)阻塞性通气不足(obstructive hypoventilation） 气道狭窄或阻塞所引起的肺泡通气不足称为阻

8、塞性通气不足。气道阻力是气体流动时，气体分子之间、气流与呼吸道内壁之间发生摩擦而形成的阻力。气道阻力是通气过程中主要的非弹性阻力，正常约为每秒13cmH2O/L。呼气时略高于吸气时。其中80%以上发生于直径在2mm以上的气道，直径2mm的外周小气道的阻力仅占总阻力的20%以下。 影响气道阻力最主要的是气道内径。气道外的压迫和气道内的堵塞（粘液、渗出物、异物或肿瘤）以及气道本身痉挛、肿胀或纤维化等都可使气道内径狭窄或不规则而增加气流阻力，引起阻塞性通气不足。气道阻塞分为两类：1上呼吸道阻塞 指声门到气管隆凸间的气道阻塞。多见于气管异物、喉头水肿、声带麻痹、肿瘤或白喉假膜堵塞。严重的阻塞可引起窒息

9、。2下呼吸道阻塞 多见于慢性支气管炎、支气管哮喘和慢性阻塞性肺气肿等疾患。管径 2 mm的小气道管壁薄，无软骨支撑，吸气时受周围弹性组织牵拉，使管径变大，管道伸长；呼气时管道缩短变窄。上述疾病时，小气道常因炎症痉挛、管壁肿胀增厚、分泌物堵塞以及肺泡壁弹力纤维破坏对小气道的弹性牵引力减弱等影响，致管腔狭窄，气道阻力增加。尤其是在呼气时，胸内压升高大于气道内压，使小气道受压而闭合阻塞，常发生呼气困难。 上呼吸道阻塞引起的是全肺通气不足。下呼吸道阻塞因病变部位和程度不均匀，其通气不足不是全肺性的，常同时存在肺泡通气与血流比例失调而伴有换气功能障碍。二、换气功能障碍 肺换气是肺泡气和肺毛细血管内血液之

10、间的气体交换过程。肺泡通气和血流的比例、气体经肺泡-毛细血管膜弥散障碍以及肺内发生动静脉分流都影响肺的换气功能而引起呼吸衰竭。（一） 弥散障碍（impaired diffusion） 弥散是指O2和CO2经肺泡-毛细血管膜在肺泡和血液之间进行交换的过程。影响气体弥散的因素可用下式表示： 气体分压溶解度肺泡呼吸面积 弥散速度 弥散膜厚度 肺泡-毛细血管膜的厚度仅14m。血液与肺泡的总接触时间约0.75秒，而完成气体弥散过程只需0.25秒，因此静息时有足够的时间使气体在血液和肺泡之间达到平衡，虽有弥散障碍但不致引起低氧血症，除非极度严重。而运动时，心输出量增加，通过肺毛细血管的血流速度加快，血液与

11、肺泡的接触时间缩短，未能充分完成弥散过程而引起动脉血氧分压降低。不过即使在运动时，单独的弥散障碍也很少引起呼吸衰竭，弥散能力要降低至正常的20%以下才会影响动脉血的氧合。弥散障碍主要是使其他机制引起的低氧血症加重。弥散障碍见于下列情况。1弥散面积减少 是影响弥散能力最主要的因素。肺叶切除、肺实变、肺不张和肺气肿等都可使弥散面积减少。2肺泡膜厚度增加 肺泡-毛细血管膜由肺泡表面液层、肺泡上皮、基底膜、间质和毛细血管内皮组成，厚14m，易为气体透过。当发生肺泡和间质的炎症、水肿、纤维化以及肺泡内面形成透明膜时，都可使肺泡膜厚度增加，弥散距离加大，弥散速度延缓。由于CO2的弥散速率比O2大20倍，单

12、纯的弥散障碍不致引起PaCO2升高。（二） 肺泡通气和血流比例失调（ventilation-perfusion mismatching）有效地进行换气不仅要求有正常的通气量和肺血流量，而且二者在量上应保持一定的比例。肺内通气和血流分布不均匀造成通气-血流比例（V / Q）失调，严重影响气体交换，是肺部疾病引起呼吸衰竭最常见的原因。 正常人在静息状态下，肺泡通气量约为 4 L/min，肺血流量约5 L/min，V/Q比值为0.8。直立时因重力关系，通气和血流自肺底递增，尤以血流量在肺底更大。V/Q比值在肺尖最高为1.7，肺中部为0.9，肺下部为0.7（13-2）但就整个肺来说，通过彼此补偿，仍可

13、使血气保持在正常范围。图13-2 正常人直立时通气和血流的比例。 V/Q比值在肺尖高，向肺底递减 如果通气和血流任何一方增加或减少，就会引起V/Q比例失调。其形式有二：1 V/Q比值降低 肺泡通气明显减少而血流无相应下降甚至还增多，使V/Q比值500 mmHg，表示是由V/Q比值所引起，改善通气不良肺泡的供氧可使血液充分氧合。 500 mmHg提示主要存在肺内解剖分流，大量静脉血不能接触含高浓度氧的肺泡而径直进入动脉血(图13-4)。 图13-4解剖分流和功能性分流吸入纯氧后PaO2的变化呼吸衰竭的发生中，上述各因素单独起作用的很少，往往是综合起作用。但各个具体疾病各有其主要的发病机制，须作具

14、体分析。第三节 呼吸衰竭时的机能代谢改变 呼吸衰竭时机体各系统的机能都受影响，其主要的共同机制是低氧血症和高碳酸血症。 一、血液气体的变化 (一)低氧血症 PaO2正常范围为10.713.3 kPa (80100 mmHg )，低于10.7 kPa (80 mmHg )即为低氧血症。通气和换气障碍的结果都是PaO2降低，其中以肺泡通气不足，V/Q失调和肺内分流量增加最为重要。低氧血症由PaO2可判断。此外还可计算肺泡-动脉氧分压差（alveolar-arterial oxygen gradient, A-aDO2）,它是判断有无换气障碍的有用指标。正常人为12kPa(815mmHg),随年龄递

15、增，但不超过2.7kPa(20mmHg)。通气障碍时肺泡氧分压 (PAO2) 降低，PaO2也随之降低，A-aDO2仍正常。弥散障碍、通气血流异常和肺内分流时，因气体交换发生障碍，致使A-aDO2增大。 （二）高碳酸血症 肺泡通气不足引起，根据肺泡气方程式； 0.863 VCO2 PACO2 = VA 即在CO2产生量（VCO2）不变时，PACO2与肺泡通气量（VA）成反比，CO2通过肺泡膜弥散快，PACO2基本上与PaCO2相等，所以PaCO2是判断肺泡通气状况的良好指标。肺泡通气量不足以充分排出同时产生的CO2，PaCO2即升高。通气血流比例失调及肺内右-左分流引起PaCO2升高的情况不常

16、见，因为当PaCO2趋向增高时，会刺激外周和中枢化学感受器使通气增强，CO2从正常和病变较轻的肺泡排出增多，使PaCO2不致升高。肺泡内O2和CO2分压有一定关系，如肺泡气体公式所示： PAO2=PiO2- PACO2/R 若吸入气氧分压（PiO2）为150mmHg，当通气量降低一半，PACO2从正常的40mmHg增高至80mmHg，在呼吸商（R）为0.8时，依上式计算，PAO2即从100mmHg降至50mmHg。反映在动脉血内即PaCO2上升，二者呈一定比例加重。见于呼吸中枢病变，呼吸肌麻痹以及上呼吸道阻塞所引起的呼吸衰竭，这些情况下全肺呈均匀一致的肺泡通气不足。 在肺实质病变时，因肺泡、间

17、质、血管或外周小气道的病变并非均匀一致，不仅有肺泡通气不足，而且还有通气血流比例失调，使通气不足所引起的高碳酸血症在通气尚正常的肺泡得到部分代偿，因此PaCO2虽仍然增高，但小于PaO2下降的程度，与低氧血症不呈固定的比例关系。 (三)PaCO2正常或低碳酸血症 型呼吸衰竭表现为单纯的低氧血症，PaCO2并不高，而是正常甚至降低。见于肺泡通气血流比例失调、弥散障碍和肺内动静脉分流等换气障碍的情况。这是因为： 1部分肺泡通气过度致代偿性排出CO2过多 引起换气障碍的肺病变往往不是全肺均匀一致。炎症、水肿等病变兴奋肺泡壁牵张感受器或肺毛细血管旁J感受器，反射性地引起呼吸浅快。低氧血症刺激颈动脉体化

18、学感受器反射性地增强通气。这些反射引起呼吸兴奋，使CO2从尚正常的肺泡排出增多，抵消病变肺组织血中的PCO2增高，结果PaCO2正常甚至降低。 2CO2的特性 CO2通过肺泡膜的弥散能力很强，约为O2的20倍，只要PACO2不增高，多可充分排出，甚至排出过度。此外，当PaCO2在4060mmHg时，血液CO2解离曲线近似直线（图13-5）。在代偿性过度通气的肺泡，随着CO2排出，PaCO2降低，血液CO2含量也就相应减少，可代偿通气不足的肺泡所造成的CO2潴留。而氧解离曲线的特点则与此不同。当PO2为100mmHg时，血氧饱和度已达9598%，代偿通气的肺泡内PO2即使提高，流经的血液氧饱和度

19、和氧含量增加也极其有限，不能抵消病变部位所造成的低氧血症。 如上所述，换气功能障碍引起的呼吸衰竭一般不伴有高碳酸血症，但若病变范围过大，残存正常的肺泡太少无法代偿，也会出现PaCO2增高。 图13-5 CO2解离曲线 二、酸碱平衡紊乱 呼吸衰竭时的酸碱平衡紊乱最为复杂，表现多样。常见的有呼吸性酸、碱中毒及合并代谢性酸、碱中毒。 （一）呼吸性酸中毒 型呼吸衰竭的主要肺功能变化是肺泡通气量不足，血中CO2潴留，使PaCO2升高，引起呼吸性酸中毒。应用呼吸兴奋剂和支气管扩张药物后提高肺泡通气量，可使呼吸性酸中毒减轻。 （二）呼吸性碱中毒 型呼吸衰竭的主要变化是肺实质病变所致的低氧血症。此时发生的过度

20、通气引起低碳酸血症，造成呼吸性碱中毒。若用人工呼吸机潮气量过大，也可引起呼吸性碱中毒。 （三）代谢性酸中毒 各种类型的呼吸衰竭都有低氧血症，组织缺氧，乳酸产生增加。进食少时，因饥饿还可有酮体生成增多，因此代谢性酸中毒在呼吸衰竭时甚为常见。由于乳酸和酮体增多，阴离子隙增大。 （四）代谢性碱中毒 慢性阻塞肺疾患病人使用排钾利尿剂和肾上腺皮质激素等可引起代谢性碱中毒。型呼吸衰竭若因创伤、大手术等引起，由应激反应引起的肾上腺皮质激素大量分泌也可引起代谢性碱中毒。 呼吸衰竭的病人视病情和治疗措施不同而可表现为上述酸碱紊乱的混合型。 三、呼吸系统变化 呼吸衰竭病人因原发病不同，而有各种形式的呼吸机能的改变

21、，表现为：（一） 呼吸型式的改变 即呼吸频率、深度和节律的改变。通常有以下几种型式： 1浅快呼吸 见于限制性通气不足。由肺内炎症和水肿刺激牵张感受器反射引起，胸腔积液和气胸限制肺的活动，也引起浅快呼吸。 2.浅慢呼吸 见于呼吸中枢抑制。 3.深慢呼吸 见于上呼吸道狭窄和塞。 4.呼气时间延长 多发生于慢性阻塞性肺 疾患。由于外周小气道在呼气时发生动态压缩，呼气比吸气更为困难，呼气时间延长。 5.周期性呼吸 为呼吸衰竭严重时的表现，因呼吸中枢兴奋性降低所引起。呼吸运动和呼吸暂停呈周期性的变化，最常见的是潮式（Cheyne-Stokes）呼吸（图 13-6）。潮式呼吸多发生图13-6 潮式呼吸 于

22、严重缺氧、心力衰竭、尿毒症以及呼吸中枢受损或抑制时。其发生机理，一般认为是由于呼吸中枢兴奋性降低，血中CO2浓度不足以引起中枢兴奋，于是发生呼吸暂停；呼吸暂停期间，血中PCO2逐渐升高，达到足以兴奋呼吸中枢的程度时，则又出现呼吸。呼吸运动恢复后，PaCO2逐渐下降，又出现呼吸暂停。如此反复交替，表现为潮式呼吸。（二） 呼吸困难 外周性呼吸衰竭多有代偿性的呼吸运动加强。病人感到呼吸费力，喘不过气；客观上也有呼吸困难的表现。这可能是由于呼吸中枢兴奋，呼吸肌过度用力和肺通气量增加而产生的。呼吸肌做功增加，使氧耗增多，更加重缺氧；同时呼吸肌更易疲劳，使缺氧和呼吸困难加重。（三） 呼吸中枢的兴奋性改变高

23、碳酸血症患者PaCO2升高，作用于延髓腹侧表面中枢化学感受器，使呼吸中枢兴奋，呼吸加深加快；但随着PaCO2进一步升高，中枢化学感受器渐趋抑制，对CO2的敏感性降低。此时主要靠低氧血症对外周化学感受器的刺激来维持呼吸中枢的兴奋性，PaO2低于8kPa(60mmHg)启动此反应。如果给病人吸入高浓度氧，消除了缺氧对呼吸的兴奋作用，使呼吸进一步抑制，通气量更加减少而加重CO2潴留。四、循环系统变化 缺氧和高碳酸血症起初可通过交感-肾上腺系统兴奋引起心跳加强加快、血压升高和全身血液再分配等代偿性反应。但发生急骤而严重时，则代偿不完全。心肌缺氧，能量产生不足，致收缩力减弱；心血管运动中枢抑制也减弱心血

24、管反应，可使血压下降。有时还发生心率不齐。 呼吸衰竭常伴有肺动脉压升高，尤其是慢性阻塞性肺疾患所引起的更为重要。这是因为：肺泡PO2低或再伴有高碳酸血症和酸中毒，引起肺小动脉收缩；肺气肿使肺泡壁毛细血管受压或萎缩，肺纤维化时肺小血管也受累，管壁狭窄，阻力增加；慢性缺氧使红细胞生成增多，血液粘滞性增高，也增加肺血管阻力。肺血管阻力增加使肺动脉压升高，长 久可使右心肥大，成为慢性肺源性心脏病。右心负担过重失代偿时发生右心衰竭。五、中枢神经系统变化 中枢神经系统对缺氧很敏感。当PaO2降至8kPa(60mmHg)时，可出现智力和视力轻度减退；降到5.36.7kPa(4050mmHg)以下，就会引起一

25、系列精神神经症状。PaO2低于2.7kPa(20mmHg)时，几分钟就可造成神经细胞的不可逆损害。 CO2潴留使PaCO2超过10.7kPa(80mmHg)时可引起头痛、头晕、烦躁不安、呼吸抑制、嗜睡、抽搐以至昏迷。慢性呼吸衰竭时出现的中枢神经机能障碍称为肺性脑病（pulmonary encephalopathy）。早期表现为神情淡漠、失眠、头痛、记忆力减退，继之出现烦躁、谵妄、定向障碍、嗜睡、抽搐乃至昏迷。开始是功能性改变，晚期则有脑水肿、出血等形态学变化。其发生机制仍未完全明了，一般认为是低氧血症、高碳酸血症和酸碱平衡紊乱综合作用的结果，引起下列改变。（一） 脑血管扩张 CO2可直接扩张脑

26、血管，增加脑血流量。PaCO2升高10mmHg，脑血流量可增加50%。脑血管过度扩张可引起脑水肿和颅内压升高。（二） 脑脊液pH降低 脑脊液的缓冲能力比血液为低。PCO2比动脉血内高8mmHg左右，HCO3-与血中相似，故脑脊液的pH较血中为低（7.337.40）。脑脊液内的缓冲盐只有HCO3-，故pH改变完全决定于PCO2与HCO3-的比例。血中PCO2升高时，CO2容易通过血脑屏障进入脑脊液，而HCO3-和H+则很缓慢，致使脑脊液pH下降更甚，引起神经细胞功能障碍以至结构改变（图13-7）。（三） 神经细胞能量供应不足 缺氧使神经细胞ATP产生减少，细胞膜钠泵功能障碍, 引起神经细胞内水肿

27、和钠积聚。这些情况在缺氧章已详述。 虽然肺性脑病一般认为是综合作用的结果，但许多人仍重视高碳酸血症的作用。发生肺性 图13-7 PaCO2和pH在肺性脑病发生中的作用脑病的患者PaCO2都在60mmHg以上，PaCO2达80mmHg时，大多数患者都发生肺性脑病。因此一些人将肺性脑病称为CO2麻醉。六、胃肠道改变 慢性呼吸衰竭晚期可发生消化道出血，胃肠粘膜广泛充血糜烂，这可能是由于缺氧和高碳酸血症引起皮肤和内脏小血管收缩，微循环障碍或发生播散性血管内凝血有关。有的病人可因消化道大量出血而死亡。 慢性呼吸衰竭时，由于长期低氧血症、高碳酸血症和酸中毒的作用，影响全身许多系统器官的功能。除上述各系统的

28、功能障碍外，还可出现肾功能衰竭、弥漫性血管内凝血以及肝功能障碍。 第四节 防治原则一、防治原发病和诱因，打断发展到呼吸衰竭的中间环节。保持呼吸道通畅。二、吸氧 PaO2在50mmHg以上不致危及生命，在50mmHg以下将损害组织细胞。只有低氧血症而无CO2潴留的患者，可吸入较高浓度的氧，使PaCO2升至60mmHg以上。但也不宜长时间吸入高浓度氧，以免发生氧中毒。 对于慢性型呼吸衰竭患者，给氧的原则是持续低浓度低流量。即氧浓度为24%30%, 流量为12 L/min, 使PaCO2维持在5060 mmHg。这是因为： 1严重低氧血症时PaO2位于氧解离曲线的陡峭部，稍提高PaO2，氧饱和度就有

29、较大的增加。PaO2在5055mmHg时血氧饱和度已达8085%。此时的氧含量足以维持有氧代谢。 2慢性通气衰竭的患者，中枢化学感受器对CO2的敏感性降低，呼吸中枢的兴奋主要靠低氧血症对颈动脉体化学感受器的刺激来维持。PaO2在60mmHg以上则不能使之兴奋，所以要控制给氧量，保持一定的缺氧状态，以维持呼吸中枢的兴奋性。给高浓度氧将使呼吸中枢抑制加深，通气量减少，加重CO2潴留，诱发肺性脑病。 三、正确判断酸碱平衡状况，同时还要注意检查心、脑、肾和胃肠道功能以及凝血系统状况，防治各器官的并发症。 第五节 急性呼吸窘迫综合征一、概念 急性呼吸窘迫综合征是指原无心肺疾病，在各种因素作用下，发生急性

30、肺泡毛细血管膜损伤而引起的呼吸功能不全。表现为在原始病因作用后数小时到数日之内，相继出现呼吸困难，持续性通气过度，进行性低氧血症，病程为数天到数周，时间稍长可发生肺纤维化。ARDS的死亡率甚高。达40%70%。以往曾有多种名称如“休克肺”、“创伤后肺功能衰竭”和“湿肺”、“充血性肺不张”等。由于临床表现和病理检查与新生儿呼吸窘迫综合征十分类似，1967年Ashbaugh 建议称为成人呼吸窘迫综合征（adult respiratory distress syndrome, ARDS），后被广泛采用。1992年美欧ARDS讨论会上改名为急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory dis

31、tress syndrome），缩写仍为ARDS。将发展为ARDS的由轻到重的全过程称为急性肺损伤，ARDS是急性肺损伤发展的严重阶段。左心衰竭引起的肺水肿不属于急性肺损伤。二、原因 引起ARDS的原因可分直接和间接两大类。 直接原因 胃内容物吸入肺内，肺挫伤、淹溺、烟雾或毒物吸入性损伤和弥漫性肺炎等。致病因素由气道进入，直接损伤肺泡毛细血管膜。 间接原因 通过细胞或体液机制，经循环而引起肺泡毛细血管膜病变。常发生在脓毒症、多发伤、大手术、氧中毒（吸入氧浓度在60%以上2448 h 或吸入纯氧1224 h 即可发生氧中毒）、急性胰腺炎、长骨骨折和弥漫性血管内凝血等情况。有时也可发生血液透析和体

32、外循环。以上情况被认为是发生ARDS的高危因素（high risk factors）。三、发病机理 ARDS的发病机理尚未最终阐明。 各种不同的病因能引起共同的病理生理和临床改变，提示不同的损害通过共同的途径造成肺损伤。现在认为ARDS病理改变的中心环节是急性肺泡毛细血管膜损伤。间接因素经血液循环首先影响毛细血管内皮一侧，直接因素经气道进入首先损伤肺泡上皮。不论首先损伤哪一部位，最后都影响到整个肺泡-毛细血管膜。 肺泡毛细血管膜受损机理的机理是近20年来ARDS研究的焦点，并取得了长足进展。现认为这是全身性炎症反应失控在肺部的表现。创伤、感染使中性粒细胞和单核巨噬细胞（包括肺泡巨噬细胞）等吞噬

33、细胞激活，释放大量炎症介质诱发肺部的炎症反应。同时体内还产生抗炎物质，损伤机体免疫功能，两方面共同作用使炎症反应失控。与肺泡毛细血管膜损伤有关的炎症反应有下列几类。 （一）补体系统和凝血纤溶系统激活 全身性感染、严重创伤等情况下有全身性的补体系统激活，产生C5a等活化补体。它使循环中的中性粒细胞互相聚集成为白细胞栓子，随血流嵌塞在各器官尤其是肺的小血管内；还促使它们粘附于血管内皮，并经小血管壁游出至肺间质和肺泡腔内。聚集和粘附的中性粒细胞处在激活状态，释放出氧自由基、蛋白酶和花生四烯酸代谢产物等，引起急性肺损伤。 ARDS病人尸检常可见肺内有微血栓。DIC病人发生ARDS较多。微血栓的来源可能

34、是凝血途径被激活或血小板聚集之故。微血栓中血小板释放出的5-羟色胺可使细支气管收缩。血栓中纤维蛋白降解产物可能引起肺微血管通透性增高。血小板也能释出血栓素等，参与肺损害的发生。(二) 细胞因子释放 激活的吞噬细胞释放TNFa、IL-1b、IL-6、IL-8等，一些ARDS病人和实验动物的血浆和支气管肺泡灌洗液中，这些细胞因子的水平升高。细胞因子通过与其受体结合，作用于吞噬细胞、血管内皮细胞和血小板，进一步诱导炎症介质的合成和释放，扩大了炎症反应。用TNF单抗、IL-1受体拮抗剂阻断TNFa、IL-1的作用，可防止肺和其他器官损伤，提示这些细胞因子在ARDS发生中起重要作用。（三）粘附蛋白的作用

35、 TNFa、IL-1等可刺激中性粒细胞和血管内皮细胞产生多种粘附蛋白，使中性粒细胞粘附在血管内皮细胞表面，并在趋化因子作用下向肺间质和肺泡内浸润。中性粒细胞激活产生氧自由基，释放溶酶体酶等内容物，损伤邻近细胞。肺毛细血管内皮细胞损伤使肺泡上皮屏障破坏，使间质内积聚的液体进入肺泡。正常情况下肺间质压若增高，肺泡型上皮细胞可进行主动的离子转运清除肺泡内液体，产生肺泡表面活性物质来稳定肺泡表面张力；肺泡上皮受损使这些防御代偿作用丧失而发生肺水肿。四、肺的形态和机能变化 各种原因引起的ARDS都有类似的形态和机能改变。(一) 形态改变 大体观肺有充血、出血、重量增加，似肝样。湿而硬，因此有“创伤性湿肺

36、”之称。镜检有间质和肺泡水肿。肺小血管扩张充血，可有白细胞聚集物和微血栓形成。有散在的片状图13-8 ARDS的病理改变肺不张。肺的病变呈不均匀分布。在骨折和软组织损伤的患者，可能并发脂肪栓塞。渗到肺泡内的血浆蛋白久后可干缩成层，复盖于肺泡内表面，称为透明膜。（图13-8）。若患者存活，肺内炎症病变可消散恢复，肺泡型上皮细胞增生，修复上皮屏障。一些患者可发生肺泡壁纤维化。 (二)机能改变 主要是换气功能障碍，通气功能也有损害。 1肺内分流增加 肺内充满渗出物或肺泡完全不张的区域，血流经过时不能氧合；血管内有脂肪栓塞和微血栓的部位，肺循环阻力增加，致肺动静脉吻合支开放；这些情况造成肺内解剖分流增

37、加，使未经氧合的静脉血直接注入动脉血内，静脉血掺杂，引起严重的低氧血症。有明显症状的患者，分流率可达心输出量的25%50%左右。 2通气和血流比例失调 部分肺泡有渗出物或膨胀不足以至通气不良，V/Q比值降低，流经的血液不能充分氧合，形成功能性分流。有些部位的血管栓塞无血流通过，而形成死腔通气，使V/Q比值增大。这些情况都引起低氧血症。 3弥散障碍 肺间质和肺泡水肿增大氧弥散的距离，肺泡内表面形成的透明膜影响氧的弥散。 4肺顺应性降低 间质和肺泡充血水肿、肺泡不张都使肺的顺应性降低，造成一些区域限制性通气不足，以致呼吸功增加。5.小气道痉挛收缩或被渗出物所堵塞的部分，发生阻塞性通气不足。 上述病

38、变中，最主要的是由于肺内分流、V/Q比值降低和肺顺应性减小而引起进行性的低氧血症。早期因呼吸浅快、过度通气而伴有低碳酸血症。晚期随病变加重可发生CO2潴留和呼吸性酸中毒。存在大量肺内分流，即使吸入纯氧，低氧血症也难纠正。 对ARDS的认识，最初集中在肺水肿发生的病理生理学上。以后强调急性肺微血管损伤、炎症连锁反应和中性粒细胞介导的肺损伤。目前的认识发展到第三阶段，认为ARDS不仅是肺本身的问题，它常常是全身多器官功能不全（见16章）的重要组成部分。ARDS可以认为是多器官功能不全综合征在肺部的表现。ARDS死亡主要由于全身多个器官衰竭，死于低氧血症呼吸衰竭者仅约25%。五防治原则 ARDS的治

39、疗20余年来没有大的进展。主要是进行呼气末正压呼吸（positive end expiratory pressure, PEEP），使呼气时受到515cmH2O压力的抵抗。这样可使萎陷的肺泡张开，增加功能余气量，以改善血液的氧合，减少分流，降低吸入氧浓度以避免发生氧中毒。 针对全身性炎症反应在ARDS发生中的作用，实验研究和临床试用种种措施阻断失控的炎症反应。糖皮质激素、环加氧酶抑制剂布洛芬、抗内毒素抗体、抗TNF单抗等均经试用，但尚无肯定效果。各种抗粘附分子单抗正在临床试用中。针对ARDS病人肺泡表面活性物质减少发生肺泡不张，给予外源性表面活性物质正用于临床。近年国内外给ARDS患者吸入一氧化氮，能够降低支气管肺泡灌洗液中炎症细胞因子的水平，抑制白细胞粘附，但对用一氧化氮治疗的利与弊评价不一。 近来还有研究给动物造成急性肺损伤之前48小时给予表皮细胞生长因子，可刺激肺泡型上皮细胞分化和增生，产生肺泡表面活性物质，降低肺微血管通透性，从而减轻肺损伤，此种方法正引起重视。 （金丽娟）583 / 28