病理生理學(xué)/肺泡通氣與血流比例失調(diào)

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病理生理學(xué)

呼吸衰竭與成人呼吸窘迫綜合征
- 呼吸衰竭的發(fā)病機(jī)制
  - 肺泡通氣不足
  - 彌散障礙
  - 肺泡通氣與血流比例失調(diào)
  - 肺循環(huán)短路增加

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)。肺部疾病時肺的總通氣量與總血流量有時可以正常，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的機(jī)制。

正常人與肺泡膜增厚時肺循環(huán)中血紅蛋白氧合的時間過程

圖13-2 正常人與肺泡膜增厚時肺循環(huán)中血紅蛋白氧合的時間過程

①休息時紅細(xì)胞經(jīng)過肺毛細(xì)血管的時間；

②運(yùn)動時紅細(xì)胞經(jīng)過肺毛細(xì)血管的時間

正常人在靜息狀態(tài)下，肺泡每分通氣量（V_A）每分約為4L，肺血流量（Q）約為每分L，二者的比率（V_A/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，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V_A/Q比率的變動范圍自上而下約為0.6～3；隨著年齡增大，變動范圍擴(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，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)通氣與血流來代償，因而對換氣功能影響可以不大。但大多數(shù)呼吸系統(tǒng)疾病時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V_A/Q比率的變動范圍也擴(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：

（一）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相應(yīng)減少甚至還增多，即V_A/Q比率降低，則流經(jīng)這部分肺泡的靜脈血未經(jīng)充分氧合便摻入動脈血內(nèi)。這種情況類似肺動-靜脈短路，故稱功能性分流增加。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，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））。

（二）部分肺泡V/Q比率增高某些肺部疾患，如肺動脈壓降低、肺動脈栓塞、肺血管受壓扭曲和肺壁毛細(xì)血管床減少等時，V_A/Q比率增高。患部肺泡血流少而通氣多，吸入的空氣沒有或很少參與氣體交換，因而與氣道的情況類似，即猶如增加了肺泡死腔量，故這種情況又稱死腔樣通氣。此時肺臟總的有效通氣量必然減少，因而也會引起血氣異常。正常人的生理死腔量（V_D）約占潮氣量（V_T）的30％，上述疾病時可使死腔氣量明顯增多，V_D/Q_T可高達(dá)60～70％（圖13-3（4））。

總之，在通氣分布不均或血流分布不均以及通氣和血流配合不當(dāng)時，有的肺泡通氣與血流比率明顯降低，可低至0.01；有的肺泡通氣血流比率明顯增高，可高達(dá)10以上，也有的仍接近0.83，各部分肺泡的V/Q比率的變動范圍明顯擴(kuò)大，嚴(yán)重偏離正常的范圍。這樣就可引起換氣障礙并從而導(dǎo)致呼吸衰竭。

肺泡通氣與血流比例失調(diào)模式圖