二、彌散障礙
肺泡與血流經(jīng)肺泡-毛細(xì)血管膜(下簡(jiǎn)稱(chēng)肺泡膜)進(jìn)行氣體交換的過(guò)程是一個(gè)物理性彌散過(guò)程。單位時(shí)間內(nèi)氣體的彌散量取決于肺泡膜兩側(cè)的氣體分壓差、肺泡的面積與厚度和氣體的彌散常數(shù)。彌散常數(shù)又與氣體的分子量和溶解度相關(guān)。此外,氣體總彌散量還決定于血液與肺泡接觸的時(shí)間。肺的病變引起彌散障礙(diffusion impairment)可發(fā)生于下列情況:
。ㄒ)肺泡膜面積減少 正常成人肺泡總面積約為80m2,靜息呼吸時(shí)參與換氣的肺泡表面積約僅35~40m2,運(yùn)動(dòng)時(shí)增加。由于儲(chǔ)備量大,因此只有當(dāng)肺泡膜面積極度減少時(shí),才會(huì)引起換氣功能障礙,肺泡膜面積減少可見(jiàn)于肺實(shí)變、肺不脹、肺葉切除等時(shí)。醫(yī).學(xué) 全,在.線(xiàn),提供www.med126.com
。ǘ)肺泡膜厚度增加肺泡膜的薄部為氣體交換的部位,它是由肺泡上皮、毛細(xì)血管內(nèi)皮及二者共有的基底膜所構(gòu)成,其厚度小于1μm。雖然氣體從肺泡腔到達(dá)紅細(xì)胞內(nèi)還需經(jīng)過(guò)肺泡表面的液體層、管內(nèi)血漿層和紅細(xì)胞膜,但總厚度也不到5μm。故正常氣體交換是很快的。當(dāng)肺水腫、肺泡透明膜形成、肺纖維化、肺泡毛細(xì)血管擴(kuò)張或稀血癥導(dǎo)致血漿層變厚等時(shí),都可因肺泡膜通透性降低或彌散距離增寬而影響氣體彌散。
。ㄈ)血液與肺泡接觸時(shí)間過(guò)短 正常靜息時(shí),血液流經(jīng)肺泡毛細(xì)血管的時(shí)間約為0.75sec,由于肺泡膜很薄,與血液的接觸面又廣,故只需0.25sec血紅蛋白即可完全氧合。當(dāng)血液流經(jīng)肺泡毛細(xì)血管的時(shí)間過(guò)短時(shí),氣體彌散量將下降。上述肺泡膜面積減少和厚度增加的病人,雖然肺毛細(xì)血管血液中氧分壓上升較慢,但一般在靜息時(shí)肺內(nèi)氣體交換仍可達(dá)到平衡,因而不致產(chǎn)生低氧血癥,往往只是在體力負(fù)荷增大時(shí),才會(huì)因?yàn)檠骷涌,血液和肺泡接觸時(shí)間縮短而發(fā)生明顯的彌散障礙,從而引起低氧血癥(圖13-2)。目前認(rèn)為肺泡膜病變時(shí)發(fā)生呼吸衰竭,主要還是因?yàn)榇嬖谥闻萃庋鞅壤д{(diào)的緣故。
三、肺泡通氣與血流比例失調(diào)
有效的換氣不僅取決于肺泡膜面積與厚度、肺泡總通氣量與血流量,還要求肺泡的通氣與血流配合協(xié)調(diào)。肺部疾病時(shí)肺的總通氣量與總血流量有時(shí)可以正常,但通氣與血流的分布不均勻以及比例的嚴(yán)重失調(diào)(ventilation-perfusion imbalance)卻可使患者不能進(jìn)行有效的換氣。這是肺部疾病引起呼吸衰竭最常見(jiàn)的機(jī)制。
圖13-2 正常人與肺泡膜增厚時(shí)肺循環(huán)中血
紅蛋白氧合的時(shí)間過(guò)程
①休息時(shí)紅細(xì)胞經(jīng)過(guò)肺毛細(xì)血管的時(shí)間;
②運(yùn)動(dòng)時(shí)紅細(xì)胞經(jīng)過(guò)肺毛細(xì)血管的時(shí)間
正常人在靜息狀態(tài)下,肺泡每分通氣量(VA)每分約為4L,肺血流量(Q)約為每分5L,二者的比率(VA/Q)約為0.8左右。但是即使在健康人,肺的各部分通氣與血流的分布也都不是均勻的。直位時(shí),肺泡的通氣量和血流量都是自上而下遞增的,而血流量的上下差別更大,其結(jié)果是各部肺泡的V/Q比率自上而下遞減。在正常青年人VA/Q比率的變動(dòng)范圍自上而下約為0.6~3;隨著年齡增大,變動(dòng)范圍擴(kuò)大。盡管如此,PaO2和PaCO2最終仍可維持在正常范圍。肺部疾病時(shí),若肺泡通氣不足與血流量減少發(fā)生于同一部位(如肺葉切除、大葉性肺炎灰色肝變期),其功能可由其余的健肺以適當(dāng)?shù)谋壤訌?qiáng)通氣與血流來(lái)代償,因而對(duì)換氣功能影響可以不大。但大多數(shù)呼吸系統(tǒng)疾病時(shí)肺泡通氣和血流量的改變多不相平行配合,使部分肺泡V/Q比率降低或增高,而且VA/Q比率的變動(dòng)范圍也擴(kuò)大,因而使肺泡通氣血流比例嚴(yán)重失調(diào),不能保證有效的換氣而導(dǎo)致呼吸衰竭。肺泡通氣血流比例失調(diào)有兩種基本形式:
。ㄒ)部分肺泡V/Q比率降低支氣管哮喘、慢性支氣管炎、阻塞性肺氣腫等引起的氣道阻塞或狹窄性病變,以及肺與胸廓順應(yīng)性降低在肺的各個(gè)部分所造成的影響,往往都不是均勻一致,而是輕重不一的。因此都可導(dǎo)致肺泡通氣分布的嚴(yán)重不均。如肺泡通氣明顯降低而血流無(wú)相應(yīng)減少甚至還增多,即VA/Q比率降低,則流經(jīng)這部分肺泡的靜脈血未經(jīng)充分氧合便摻入動(dòng)脈血內(nèi)。這種情況類(lèi)似肺動(dòng)-靜脈短路,故稱(chēng)功能性分流增加。正常成人由于肺內(nèi)通氣分布不均形成的功能性分流約僅占肺血流量的3%。慢性阻塞性肺疾患嚴(yán)重時(shí),功能性分流明顯增加,可相當(dāng)于肺血流量的30~50%,因此可以嚴(yán)重地影響換氣功能而導(dǎo)致呼吸衰竭(圖13-3(3))。