肺部生理病理

第三章　肺部生理病理

1.呼吸系统从早期胚胎发生到出生后分为：假腺期（24天～16周）、小管期（17周～26周）、终末囊泡期（妊娠26周至出生）。至8岁时才停止发育。

2.在24天时从内胚层的消化管腹侧开始，适在咽部的尾侧发生肺芽，此芽近端连于喉的管道即为气管，气管与食管之间有气管食管隔，二者之间有瘘管相连，称为气管食管瘘，气管远端分为左右肺囊，产生左右支气管，继而形成叶支气管，第5周开始产生段支气管，第10周可分至4～8级支气管，12周时肺叶也明显形成，16周时肺内支气管已达15～25级，以后又分出细支气管及呼吸性细支气管，延续到肺泡期，在肺芽扩展分支时，包绕肺芽的间质伸入分支间并包绕各级分支，分化成为呼吸道的平滑肌、软骨、血管、淋巴管以及结缔组织、脏层胸膜等。

3.气管与支气管的软骨是有近端向远端发展的，在第4周时，软骨首先在气管内壁出现，第10周时在主支气管内出现，第12周时见于段支气管，16周时可增至6～12环。

呼吸道上皮起源于内胚层，间或也来自外胚层和中胚层，有8种上皮细胞和2种游走细胞。在假腺期，呼吸道黏膜与食管相似，上皮为复层上皮，以后逐渐衍变成假复层柱状上皮。上皮细胞起始时统一的未分化型，以后逐渐分化成7种细胞。纤毛细胞出现较早，在第10周时可在气管上皮内见到，在第13周可见于所有支气管树的各级支气管－细支气管－呼吸性细支气管。杯状细胞在第13周开始出现于气管和支气管，逐渐远向生长直到32周，其中分泌性糖蛋白与分泌酸性糖蛋白的杯状细胞相等，在成人则以分泌酸性者为主。浆液细胞在胎儿出生后才发生，可能起源于基底细胞。Clara细胞是细支气管上皮的主要细胞，无纤毛，有丰富的分泌颗粒，提供纤毛液体环境。刷状细胞类似小肠上皮细胞，游离缘有微绒毛，在人胚呼吸道上皮中无此种细胞，可能存在于成人。中间细胞起源于内胚层细胞，为纤毛细胞和腺细胞的前驱细胞。基底细胞在人胚10周上皮分化成假复层时即已形成，位于柱状上皮细胞的深面。此外还有Kulchitsky细胞及起源于中胚层的淋巴细胞和球状白细胞。Kulchitsky细胞起源于外胚层神经嵴，为一种神经内分泌细胞。

4.正常人胸腔的容积为4 L，肺泡内的CO2分压为40 mmHg，氧分压为100 mmHg，血气屏障的厚度为0.3 μm，血气屏障面积为80～100 m2，有300万个肺泡，肺泡直径为1/3 mm。气道从气管分支逐渐变细直到肺泡囊，经历23级分级，气管—左右主支气管—叶支气管—段支气管—终末支气管—呼吸性支气管—肺泡管—肺泡囊。气管至终末支气管16级气道，构成传导气道，容量为150 mL。肺的呼吸区：呼吸性细支气管——肺泡囊（7级）都有肺泡参与气体交换，容量达2 500～3 000 mL。肺动脉压15 mmHg。肺有双重循环系统，除接收肺循环外还接收支气管循环的血液供应。

5.测试者正常呼吸为潮气量（TV：500 mL）。然后最大吸气后呼气所测得呼气量为肺活量（VC）。最大呼气留在肺内的气体为残气量（RV）。平静呼气末肺内所残留的气体为功能残气量（FRC）。残气量加上肺活量为肺总量（TLC）。每分钟通气量5潮气量500 mL×呼吸频率15次/分。CO的弥散阻力主要来自于肺毛细血管容积，故与血气屏障的面积和厚度有关，还受肺毛细血管容积影响。正常动脉血O2分压为100 mmHg，溶解O2为0.3 mL/100 mL，正常血液含有Hb15 g/100 mL，Hb所能结合最大的氧容量为20.8 mLO2/100 mL。1 g纯血红蛋白（Hb）可以结合O2为1.39 mL。Hb氧饱和度5氧含量/氧容量×100%。血氧含量5（1.39×Hb×氧饱和度%）1（0.003×PaO2）。

6.肺胶原纤维占肺结缔组织的60%～70%，其主要成分是胶原（100～200 mg）。Ⅰ、Ⅲ型胶原由成纤维细胞和平滑肌细胞组成，存在于间质基质内。Ⅱ型胶原来源于软骨细胞，存在于气道中。Ⅳ胶原是组成基底膜的成分，主要由内皮或上皮细胞合成，为胶原酶分解。Ⅴ型主要存在于基底膜，来源于平滑肌细胞。特发性肺纤维化时，胶原纤维总量无变化，但Ⅰ型胶原相对增加，Ⅰ、Ⅲ型胶原比率显著增加。Ⅰ型胶原纤维是一种高张力强度、低顺应性、呈平行排列的交叉带状纤维。弹力纤维占肺间质结缔组织的20%～30%，主要蛋白是弹性蛋白，来源于间质成纤维细胞，出生前肺弹性蛋白的产生达到高峰，出生后随年龄增长而减小。a1抗胰蛋白酶（a1-A）和a2抗胰蛋白酶（a1-B）能抑制弹性蛋白酶的活性。蛋白酶-抗蛋白酶平衡失调可导致阻塞性肺气肿。在气管中滴入弹性蛋白酶抑制剂，可造成诱导性肺气肿，但在酶制剂中加入a1-A则可以防止实验性肺气肿的发生。磷脂和某些中性脂肪是构成肺表面活性物质的主要成分，在Ⅱ型细胞层状体内合成并与蛋白结合，存在于肺泡表面，大约由90%脂质和10%的表面物质特异蛋白（SP-A，SP-B，SP-C）组成。肺泡表面活性物质在肺泡的主要功能是在低肺容量时，将表面张力降至10 mN/m，以防止肺泡在低肺容量时发生萎缩和液体漏进肺泡腔。

常见呼吸类型及特点：男性及儿童是以膈肌运动为主的腹式呼吸，女性以肋间肌为主的胸式呼吸。

正常成人呼吸频率为12～20次/分，呼吸与脉搏之比为1：4，新生儿为44次/分。

潮式呼吸：又称陈——施呼吸（Cheyne-Stokes），是一种由浅慢逐渐变为深快，然后再由深快转为浅慢，随之出现一段暂停呼吸后，又开始如上变化的过程。呼吸周期：30 s ～2 min。暂停期可持续5～30 s。

间停呼吸：又称比奥呼吸（Biots），表现为有规律呼吸几次后，突然停止一段时间，又开始呼吸，即周而复始的间停呼吸。

以上两种呼吸周期性节律变化是由于呼吸中枢的兴奋性降低，使调节呼吸的反馈系统失常。只有缺氧严重，二氧化碳潴留至一定程度时，才能刺激呼吸中枢，促使呼吸恢复和加强；当积聚的二氧化碳呼出后，呼吸中枢又失去有效的兴奋性，使呼吸又再次减弱进而暂停。间停式呼吸较潮式呼吸更为严重，预后不良，常在临终前发生。多发生于中枢神经疾病，如脑炎、脑膜炎、颅内压增高及某些中毒，如糖尿病酮症酸中毒。巴比妥中毒等。某些老人深睡时亦可出现潮式呼吸，此为脑动脉硬化、中枢神经供血不足的表现。

抑制性呼吸：为胸部剧烈疼痛所致的吸气相突然中断，呼吸运动短暂地突然受到抑制，患者表情痛苦，呼吸较正常浅而快，常见于胸膜炎、胸膜恶性肿瘤、肋骨骨折及胸部严重外伤等。

叹气样呼吸：表现在一段正常呼吸节律中插入一次深大呼吸，并常伴有叹息声，多为功能性改变。见于神经衰弱、精神紧张或抑郁症。

在肺或胸膜疾病时，如肺炎、重症肺结核及胸膜炎等，或胸壁疾病如肋间神经痛，肋骨骨折等均可使胸式呼吸减弱而腹式呼吸增强；腹膜炎、大量腹水、肝脾极度肿大、腹腔内巨大肿瘤及妊娠晚期时膈肌向下运动受限，腹式呼吸减弱而胸式呼吸增强。

三凹征：胸骨上窝、锁骨上窝、肋间隙向内凹陷。

组织的供氧量5动脉血氧含量×组织血流量；

组织的耗氧量5（动脉血氧含量——静脉血氧含量）×组织血流量；

成人静息时需氧量为250 mL/min，而体内贮存的氧为1.5 L。

缺氧：指组织供氧不足或用氧障碍，从而引起细胞代谢、功能以致形态结构发生异常变化的病理过程。

血氧分压PaO2：溶解在血液中的氧产生的张力。正常动脉血氧分压PaO2为100 mmHg。主要取决于吸入气体的氧分压和肺的外呼吸功能。静脉血氧分压为（PvO2）40 mmHg，如PaO2正常，PvO2则主要取决于组织摄氧和利用氧的能力。

血氧容量：为100 mL血液中的血红蛋白Hb被氧充分饱和时的最大带氧量。取决于Hb的量及与氧的结合能力。在38 ℃氧分压150 mmHg，二氧化碳分压40 mmHg，血红蛋白可被充分饱和，在氧充分饱和时1 g血红蛋白可结合1.34 mL氧，若按100 mL含15 g血红蛋白计算，血氧容量为20 mL/dL。

血氧含量：100 mL血液的实际带氧量，包括血红蛋白实际结合的氧和血浆中物理溶解的氧。主要取决于血氧分压和血氧容量。正常血氧含量（CaO2）约为19 mL/dL，静脉血氧含量（CvO2）约为14 mL/dL。

血氧饱和度（SO2）：指血红蛋白与氧结合的百分数。SO25（血氧含量——溶解氧量）/血氧容量×100%。动脉血血氧饱和度为95%～97%，静脉血为75%。低张性缺氧：指由动脉血氧分压降低引起的组织供氧不足，基本特征为：动脉血氧分压降低，血氧含量减少，原因为：① 吸入气氧分压过低，多见于高海拔地区或高空，又称为大气性缺氧；② 外呼吸功能障碍，肺通气或换气功能障碍，又称为呼吸性缺氧；③ 静脉血分流入动脉。血液性缺氧：由于血红蛋白数量减少或性质改变，以致血液携带氧的能力降低或血红蛋白结合的氧不易释出所引起，又称为等张性缺氧。常见于贫血、一氧化碳中毒、高铁血红蛋白血症，PaO2及血氧饱和度正常，但因血红蛋白数量减少动脉血氧容量和动脉血氧含量减少。循环性缺氧是由于组织血流量减少引起的组织缺氧，可分为缺血性缺氧和淤血性缺氧，又称为低动力性缺氧，PaO2、动脉血氧含量和血氧饱和度正常，静脉血氧含量降低及动-静脉血氧含量差大于正常。组织性缺氧：指因组织细胞的生物氧化过程发生障碍，不能有效地利用氧而导致的组织缺氧，又称氧化障碍性缺氧，常见的病因又抑制细胞氧化磷酸化、线粒体损伤、呼吸酶合成障碍，PaO2、动脉血氧含量和血氧饱和度一般正常，静脉血氧分压和血氧含量均高于正常，动-静脉血氧含量差减小。

氧中毒：

（1）肺型氧中毒：发生于吸入约一个大气压的氧8 h后出现胸骨后疼痛、咳嗽、呼吸困难、肺活量减少、PaO2下降。肺部呈炎性改变，有炎性细胞浸润、充血水肿、出血和肺不张。

（2）脑型缺氧：由吸入2～3个大气压以上的氧引起，病人主要有视觉和听觉障碍、恶心、抽搐、晕厥等神经系统功能异常的临床表现，先抽搐后昏迷。缺氧引起的为先昏迷后抽搐。

（3）眼型氧中毒：主要发生于早产、低体重、有吸氧史的新生儿，表现为眼晶体后纤维组织增生等改变致早产儿视网膜病变（ROP），常导致视力障碍，严重者可导致失明。