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1、麻醉与呼吸 河北省胸科医院丁丽景 第一节呼吸道和肺的生理功能 气管软骨 平滑肌 上皮细胞气管 支气管上皮有纤毛细胞 杯状细胞 Clara细胞和基细胞等多种细胞成分 杯状细胞 Clara属分泌性细胞 也具有分裂增殖能力 可分化分纤毛细胞 呼吸道 作用 基本功能通气 纤毛运输 纤毛先向头部快速运动 然后缓慢反向运动 运输粘着沉积颗粒 多因素影响纤毛运输 吸烟 麻醉用药 吸入气不适当温度和湿度 高浓度氧 气管切开术 粘膜干燥 等 抑制纤毛运动 术后应立实施增加气道分泌物排出的冶疗 粘液和浆液分泌 杯状细胞和粘液腺分泌 成份是水 电解质 大分子等的混合物 作用是湿化和粘着吸入气中颗粒 粘稠的粘液层会减
2、慢纤毛快速运输 转化和解毒 将吸入性毒物和药物处理成低毒或低活性的 易被清除的物质 依赖于上皮细胞内的代谢酶 细胞色素P450 催化多种脂从分子氧中接受一个氧原子 生成羟基或环氧化合物 内肽酶可降解肽类物质 抗氧化性损伤 氧自由基 O2 OH H2O2 气道上皮细胞可合成谷光甘肽 过氧化物酶和过氧化氢酶 可清除活性氧 O2 O2 2H O2 H2O H2O2 H2O 分泌调节性介质 上皮源性松弛因子 NO NOS作用于L 精氨酸转化为L 瓜氨酸 再生成NO NO进入平滑肌 松弛气道和血管平滑肌 氧应激 气道炎症时 诱导型NO合酶表达增多 使NO合成 前列腺素 PG 多种酶作用于花生四烯酸生成的
3、 PGE PGI2 PGD 扩张支气管和血管 PGF TXA2 LT 收缩支气管 细胞趋化因子 损伤刺激时 纤毛细胞释放纤维连接蛋白 IL等 是气道上皮细胞自身强有力的趋化吸引因子 吸引纤毛上皮细胞 基细胞到达损伤部位 成纤维细胞向损伤部位迁移及胶原的合成 参与对损伤的修复 吸引中性粒细胞和单核巨噬细胞等向损伤部位迁移局部炎症 肺表面活性物质 pulmonarysurfactant 成分 二棕榈酰卵磷脂 DPL或DPPC 85 90 饱和脂肪 蛋白质 PS 糖 型细胞 双嗜性 液气界面垂直排成单分子层 降解 型细胞和巨噬细胞摄取 酶降解或气道排出 生理功能 降低表面张力 稳定肺泡内压 防肺水肿
4、促巨噬细胞的吞噬 杀菌和趋化活性 肺巨噬细胞上存在PS的受体 PS与受体结合促巨噬细胞的作用 抗氧化性肺损伤 提高细胞膜饱和脂质的含量 降低脂质过氧化损伤 PS可抑制巨噬细胞产生活性氧 促异物排出 促进粘液纤毛的转运速率 影响分泌的因素 肺扩张刺激促释放 鼓励病人深吸气 而浅快的呼吸表面活性物质生成减少 胸腹术后应鼓励患者深吸气 防肺不张的发生 糖皮质激素加速其合成 加速胎肺的分化成熟 受体激动剂促释放甲状腺素和胰岛素促 型细胞的成熟雌激素促合成和分泌 肺循环 壁薄 可扩张性大肺循环途径短 血流阻力小血压低 肺A平均压 13mmHg 垂直流体静力梯度下降 在肺内每垂直升高1cm 压力降低1cm
5、H2O血容量呈周期性变化 用力呼气 肺血流量 200ml 用力吸气 肺血流量 1000ml 动脉血压随呼吸而变化 受重力影响 呼气相 吸气相 毛细血管处的液体交换水通道 aquaporine AQPs 水穿过细胞膜有两种方式 一单纯扩散 直接穿过脂质双分子层 二通过细胞膜上水通道蛋白10种水通道 AQP0 9 AQP3 大气道 AQP4 小气道 AQP5 肺泡上皮 转运水 其他小分子物质 尿素 甘油 等 水向渗透压高的方向转运 基因表达增强和减弱 内收和外装等改变水通道的数目糖皮质激素促水通道表达 促水转运 降低肺水肿气管切开人工气道患者及长期气管切开的患者 吸入气体的加温及湿化功能全部由下呼
6、吸道承担 推测AQP3 4可能与气道湿化有关 呼吸膜 薄侧 0 2 0 3um 气体交换 结构致密防液体入肺泡 厚侧 1 2um 充满结缔组织纤维 弹性纤维等 支撑毛细血管网 液体和营养物交换 疏松结蒂组织间隙易于吸引水和蛋白质等物质至毛细血管进行物质交换 肺泡隔 薄侧 厚侧 肺内液体交换的功能基础组织液的生成 滤过膜通透性 滤过膜的面积有效滤过压 CAP血压 7 组织液胶体渗透压 组织液静水压 负值 血浆胶体渗透压 25 约为0 3mmHg小叶间隔压力比肺泡壁间质内压力低 利于液体向小叶间隔引流薄侧表面张力合力向血管 轻微对抗CAP内压力 防止水出血管 厚侧合力指向肺泡腔 使该间隔内压力更低
7、 利于液体入间隔 淋巴引流 淋巴管仅存于小叶间隙 淋巴回流增多肺上皮屏障 底部细胞之间紧密连接 肺泡腔面相邻细胞质膜相互融合 小分子溶质通过上皮受到限制 Protein不通透 肺内抗水肿安全因素 表面活性物质 降低表面张力 降低对水的吸引力 快速大量输液 血容量增多 血浆胶体渗透压下降 有效滤过压增加 有产生水肿趋势 肺循环的调节 交感神经兴奋 肺血管收缩 体循环血管收缩强 肺血容量增加 肺泡气氧分压 氧分压低于60mmHg 肺血管收缩 低氧性肺血管收缩 部份肺泡低氧通过肺血管收缩反应使血液流向通气好的肺泡 总体低氧时 肺血管广泛收缩至肺A高压血管活性物质 儿茶酚胺类 血管紧张素 5 HT 收
8、缩肺A管 组胺舒血管 肺的非呼吸功能温暖 湿润空气 清除粗大颗粒防御 肺巨噬细胞来源于骨髓 向肺内迁移 首先停留附着于肺血管内壁 再逐步移入肺间质 肺泡腔 小气道和胸膜腔 吞噬细胞等吞噬异物颗粒 细菌和衰老坏死组织等 溶酶体酶 纤毛运输排出代谢 肺组织可合成和释放PG PG种类多 多种生物学功能 PG在过敏 肺栓塞 肺水肿等肺合成和释放PG增加 PGF2 可导致哮喘发作 活化和灭活 AT转换酶可将AT 转换成AT 肺组织含灭活前列腺素类的酶 可灭活前列腺素类含激肽酶 可灭活缓激肽儿茶酚胺 单胺氧化酶和儿茶酚 氧位 甲基转移酶 5 HT MAO和醛脱氢酶 麻醉药物对呼吸道及肺血管的影响 阿托品和
9、东莨菪碱 术前用药 M受体阻断剂抑制平滑肌收缩和多种腺体的分泌 利多卡因 气管插管时用局麻药 Na 通道阻断剂 抑制气道炎症 抑制肌浆网中钙离子的释放而松驰支气管平滑肌 氯胺酮 iv麻药 为谷氨酸受体的阻断剂 拟交感作用 使支气管平滑肌舒张 肺血管阻力增加 肺A压增加不宜用于肺A高压和右心衰的病人 硫喷妥钠 增强GABA介导的Cl 内流 抑制交感神经作用 使副交感神经作用 气管平滑肌收缩 吗啡可引起组胺释放和直接作用于支气管引起气管痉挛氟烷类 扩张支气管和肺血管 上皮释放NO和PG有关筒箭毒碱 N受体阻断剂 气管平滑肌收缩 组胺 氧化亚氮 肺血管阻力增加 肺A压增加不宜用于肺A高压和右心衰的病
10、人 常用肺功能评价的指标及意义 潮气量 500ml 次补吸气量补呼气量深吸气量肺活量 补吸气量 潮气量 补呼气量 反映肺一次通气的最大能力肺总量 肺活量 余气量 降低 提示占位性病变 肺活量和用力肺活量 最大吸气后以最快速度呼气 第1 2 3秒末呼出气量占肺活量的百分数 阻塞性通气障碍 气道狭窄 呼吸气流受阻限制性通气障碍 胸廓活动度受限 如肺间质纤维化 胸廓畸形 胸腔积液等 功能残气量 FRC 和残气量 FRC占肺总量40 缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧化碳的变化幅度 直立位转为仰卧位 FRC减少800ml FRC增加 使吸入麻醉和缺氧延长 最大通气量和通气储量百分比最大通气量 平静通气量 最
11、大通气量 93 86 通气储备不足 70 呼吸功能不全 最大呼气中期流速 3 5L s 3 5L s为限制性通气障碍 呼出25 75 气量的流速 闭合气量和闭合容量 闭合容量 气道开始闭合时 肺内气体容量 闭合气量 肺底部气道闭合时来自肺上部的呼气量闭合容量 CC 闭合气量 CV 余气量 RV 肺弹性减小 气道支撑组织丧失等闭合气量增加 小气道疾患的早期诊断麻醉期间功能余气量降低 闭合气量增加 吸入性麻醉药 氟烷等 潮气量减小 呼吸浅快 可使血PCO2 但血PCO2上升 机体对CO2引起呼吸深快的效应减弱 与低O2的协同作用减弱 静脉麻醉药 抑制血CO2升高引起的通气反应 麻醉性镇痛药 使呼吸
12、频率减慢 潮气量下降 抑制CO2和低O2性通气反应 不同的麻醉剂抑制程度不一样 苯二氮桌类 潮气量 抑制低氧性肺通气反应 麻醉对肺通气的影响 PCO2 PO2 PH变化对呼吸的影响 改变其中一个因素另二个因素不变 改变其中一个因素不控制另二个因素 体位 平卧 侧卧 头低脚高等体位 潮气量 肺活量和功能残气量减少 气道阻力 各种原因气道梗阻 痉挛 气管导管 上下呼吸道和外部麻醉设备通常使气管口径缩小 阻力增加 麻醉期间某些因素对肺通气的影响 麻醉方法和装置 硬膜外麻和全麻 使肺活量和潮气量 抑制呼吸肌 使呼吸肌的收缩力下降 吸入麻醉装置 气管导管装置过长或过细等气道阻力增加 无效腔增加 潮气量下
13、降 气管造口 无效腔降低长时间吸氧或体外循环至肺血流量减少 表面活性物质减少 肺顺应性降低 低血压 椎管麻或控制性低血压等 回心血量减少 心输出量减少至肺血流量减少 通气 血流比值增大 通气方式对机体的影响 间歇正压通气 呼吸道内施行间歇性正压以克服通气阻力 将外界气体送入肺内 使肺泡节律性胀缩形成对流通气分类 控制性机械通气和间歇指令通气缺点 肺内压和胸内压升高 从外周至腔静脉回心血量 肺血流阻力增加 肺A压 通气 血流 呼气末平压 与大气压相等 便于恢愎胸内负压 压入的气体容量稍大于潮气量 如通气低时间短 肺泡扩张不全 增加动静脉短路如通气量过大和跨肺压过高 肺通气过度 血流量减少 通气
14、血流 对肺顺应性差的病人 应适当控制每次通气量 过高的压力的通气不但影响循环 而且所增加的气量进入原通气好的肺泡 反而增加生理无效腔 对通气不好的肺泡作用不大 对气道阻力大 则应适当延长吸气时间 减少通气频率 呼气末正压和持续气道正压通气 在呼吸时施以某种程度的阻力负荷使呼气末气道和肺泡内仍维持正压 自主呼吸时使用持续气流以使呼吸全过程施行持续正压适应 肺部疾病 哮喘 急性呼吸窘迫综合征 睡眠呼吸暂停综合征等 防止肺泡陷闭 增加功能残气量 改善不同区域气分布不均的情况 使已萎缩的肺泡再度扩张 使终末小气道不致过早闭合或保持开放 减少肺内生理性分流 肺扩张可使表面活性物质分泌增加 回心血量减少
15、肺血管阻力增加 心输出量下降 BP下降 对正常肺影响大于病肺肾灌流量 肾交感神经兴奋 ADH 肾素和醛固酮 肺过度扩张刺激牵张感受器 通肺牵张反射抑制吸气 通气较在时可致自主呼吸停止头部静脉回流受阻致颅内压和眼内压升高 高频喷射通气高频正压 高频喷射 高频断流 高频振荡接近或低于解剖无效腔的脉动气流以高速通过细套管向病人气道内喷射 加强对流和弥散 随频率增加 吸入气中PO2增加 肺PO2 过高频率产生呼气末正压 但可使通气 血流正常 PCO2随频率加快而增加 可出现呼吸暂停 肺牵张感受器 对循环影响小 低频通气气道狭窄病人2 4次 min的正压通气 时间6 10S 潮气量 补吸气量 5 6L
16、min 快速通气以克服气流阻力 第三节肺换气及气体在血液中的运输 无呼吸氧合 呼吸暂停而循环继续麻醉诱导 气管插管时无呼吸下进行肺泡PO2 102 40mmHg PCO2 46mmHg 1min呼吸停止前吸入纯氧以提高肺泡中氧分压通O22min 停止90S 3min 停止4min PO2120mmHg 麻醉对肺内气体交换的影响对通气 血流 0 84立位 仰卧位 全麻和肌松药 功能余气量 侧卧低侧肺通气较好 血流量增加 全麻 高侧肺通气好 血流少 通气 血流增加 开胸术 低侧肺通气增加 与血流匹配全麻 肺泡无效腔气量 潮气量 肺血流量 肺A压降低等 通气 血流增加自身调节 PAO2 和PCO2 肺血管收缩 HPV 调节局部通气 血流 而增加肺A压因素 扩管药和某些麻醉药抑制HPV 麻醉对肺内气体弥散的影响吸入麻醉 麻醉气体占一定分压 吸入气氧分压减少 增加吸入气氧分压 吸氧去氮 全麻诱导吸氧去氮 可增加吸入气中氧分压降低气道阻力 解气管痉挛 清除气管分泌物 以克服交换面积的减少和扩散距离增加肺通气 PAO2 60mmHg 对氧弥散无影响 PCO2 气管插管 呼吸停止 先通纯氧 影响氧离曲
