新生兒呼吸生理與病理生理

新生兒呼吸生理與病理生理呼吸：機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程呼吸全過程：外呼吸、氣體在血液中運(yùn)輸、內(nèi)呼吸概述呼吸系統(tǒng)的組成

鼻、咽、喉——上呼吸道肺外呼吸道氣管、主支氣管下呼肺內(nèi)各級(jí)支氣管吸道肺肺泡血管、神經(jīng)、淋巴管肺的發(fā)育新生兒肺泡數(shù)量?jī)H為成人的1/6-1/8時(shí)期呼吸道發(fā)育情況胚芽期3~5周肺部在孕3周時(shí)發(fā)育成一個(gè)腸型產(chǎn)物，隨后分化為主莖支氣管芽假腺管期5~16周傳導(dǎo)呼吸道發(fā)展為終末支氣管。該期之后，軟骨呼吸道數(shù)量上不會(huì)再增加，氣管和食管分開，縱膈也建立起來小管期16~24周II型肺泡細(xì)胞產(chǎn)生PS，在孕24周囊形期24~35周呼吸道支氣管及終末氣囊出現(xiàn)肺泡期36周呼吸道大小增加，肺泡數(shù)量繼續(xù)增加直至3歲，此后肺泡大小也增加，兒童晚期肺大小達(dá)到成人標(biāo)準(zhǔn)氣管——支氣管——小支氣管——細(xì)支氣管——呼吸性細(xì)支氣管肺的發(fā)育肺的發(fā)育肺段支氣管大的肺段內(nèi)支氣管小的肺段內(nèi)支氣管細(xì)支氣管終末細(xì)支氣管呼吸性細(xì)支氣管肺泡囊和肺泡肺泡：肺泡氣與血液進(jìn)行氣體交換的場(chǎng)所肺的發(fā)育胎兒肺泡面積、肺容量增加與胎齡成正比肺的發(fā)育肺通氣和氣體交換只有在小管期的末期才能進(jìn)行，因此只有肺發(fā)育到小管期的末期的早產(chǎn)兒才有救治價(jià)值34～35周以后是PS迅速進(jìn)入肺泡表面階段出生的最初幾次呼吸會(huì)引起肺內(nèi)40～70mmHg負(fù)壓，有助于清除肺泡內(nèi)的液體，同時(shí)建立起肺內(nèi)接近30ml/kg的氣體容積即功能殘氣量胎兒呼吸是肺的準(zhǔn)備性發(fā)育的內(nèi)容之一，呼吸的調(diào)節(jié)功能在胚胎初期就起著作用。在胚胎12周已見到近似于生后的呼吸；25周的胚胎已不再是一時(shí)性、痙攣性的呼吸，而是持續(xù)數(shù)小時(shí)或更久，每分鐘在60次以上的呼吸肺的發(fā)育（一）解剖生理（1）鼻腔：新生兒期仍未發(fā)育完善，早產(chǎn)兒鼻道狹窄，幾乎沒有下鼻道（2）喉：形如漏斗軟骨較軟聲帶及喉粘膜富于血管和淋巴組織（3）氣管、支氣管：相對(duì)狹窄，氣道阻力較大軟骨柔軟，管壁易變形粘膜血管豐富纖毛運(yùn)動(dòng)差新生兒呼吸生理與病理生理（一）解剖生理（4）肺：“肺儲(chǔ)備功能”不足足月兒肺泡及氣道數(shù)量約為成人肺的10%，肺泡表面面積約為成人的3%肺泡面積和體表面積比相對(duì)較小，但代謝率明顯高于成人新生兒肺內(nèi)含氣量少而含血量多肺泡間隔較厚，不利于氣體交換（5）呼吸?。弘跫∈亲钪匾暮粑±唛g肌較弱，易發(fā)生胸廓凹陷，限制肺擴(kuò)張腹肌是重要的呼氣肌新生兒呼吸生理與病理生理（二）肺通氣的建立肺內(nèi)壓的變化是肺通氣建立的直接原因胸膜腔負(fù)壓是維持肺擴(kuò)張的主要因素呼吸運(yùn)動(dòng)引起胸廓變化是肺通氣的原動(dòng)力新生兒呼吸生理與病理生理（二）肺通氣的建立

呼吸過程→→→呼吸形式腹式呼吸、胸式呼吸平靜呼吸、用力呼吸呼吸頻率成人：12~18次/分新生兒：40~60次/分新生兒呼吸生理與病理生理（二）肺通氣的建立

肺順應(yīng)性：指在外力作用下彈性組織的可擴(kuò)張性肺的彈性阻力：肺彈性組織回縮力：1/3肺泡表面張力：2/3肺泡表面張力肺泡內(nèi)的液-氣界面，因界面層的液體分子受力不均勻，表現(xiàn)的內(nèi)聚力（表面張力）方向是向中心的→使肺泡縮小。新生兒呼吸生理與病理生理（二）肺通氣的建立

肺泡表面張力根據(jù)拉普拉斯（Laplace)定律：P=2T/r。P代表肺泡回縮力，T代表表面張力，r代表肺泡半徑。肺回縮力與表面張力成正比，與肺泡的半徑成反比。肺泡表面張力的作用：肺泡回縮→肺通氣（吸氣）阻力肺泡內(nèi)壓不穩(wěn)定→肺泡破裂或萎縮促肺泡內(nèi)液生成→產(chǎn)生肺水腫新生兒呼吸生理與病理生理（三）肺表面活性物質(zhì)

增加肺順應(yīng)性，減少吸氣做功降低肺泡表面張力，維持呼氣末肺泡穩(wěn)定性和功能殘氣量減少肺組織液生成，防止肺水腫調(diào)理病原體，活化肺泡巨噬細(xì)胞根據(jù)拉普拉斯（Laplace)定律：P=2T/r(即r=P/2T)，在缺乏表面活性物質(zhì)時(shí)，肺泡液表面張力(T)增加，為達(dá)到同樣肺泡擴(kuò)張度(r)時(shí)，必須增加氣道壓力(P)。新生兒呼吸生理與病理生理

正常肺泡RDS新生兒呼吸生理與病理生理

肺表面活性物質(zhì)的作用新生兒呼吸生理與病理生理（四）新生兒呼吸道阻力：Poiseuille公式

注：π圓周率，η氣體粘滯度，L氣道長(zhǎng)度，r氣道半徑氣道阻力與半徑的4次方成反比氣道口徑的輕度變化即可引起氣道阻力顯著改變流速快、湍流、管徑小→→氣道阻力大流速慢、層流、管徑大→→氣道阻力小新生兒呼吸生理與病理生理（四）新生兒呼吸道阻力特點(diǎn)新生兒鼻腔阻力占了總呼吸道阻力的50％新生兒因呼吸道狹窄，呼吸道阻力明顯高于成人足月兒為0.025-0.030cmH2O/mL/s，早產(chǎn)兒為0.060-0.080cmH2O/mL/s足月新生兒的呼吸道阻力是成人的16倍新生兒易發(fā)生上、下呼吸道梗阻，引起窒息新生兒呼吸生理與病理生理（五）新生兒胸壁順應(yīng)性(CW)及肺順應(yīng)性(CL)新生兒胸壁的順應(yīng)性較大，CW=(3-6)×CL，胸廓易擴(kuò)張生后9-12月時(shí)，CW=CL足月新生兒肺順應(yīng)性約1.5-2.0ml／(kg·cmH2O)，其值取決于肺的大小，隨著肺的質(zhì)量的增加、肺的發(fā)育，肺順應(yīng)性也增加早產(chǎn)兒肺的順應(yīng)性相對(duì)較差新生兒呼吸生理與病理生理（六）新生兒肺功能指標(biāo)新生兒肺功能受包括胎齡、出生體重、生產(chǎn)方式等多種因素影響，其中胎齡是影響新生兒肺功能的重要因素新生兒呼吸生理與病理生理潮氣量（VT）：每次平靜呼吸時(shí)，吸入或呼出的氣體量補(bǔ)吸氣量（IRV）：在平靜吸氣后再作最大吸氣動(dòng)作所能增加的吸氣量稱為補(bǔ)吸氣量補(bǔ)呼氣量(ERV)：在平靜呼氣后再作最大呼氣動(dòng)作所能增加的呼氣量稱為補(bǔ)呼氣量肺活量（VC）：不限時(shí)間的情況下，一次最大吸氣后再盡最大能力所呼出的氣體量，這代表肺一次最大的機(jī)能活動(dòng)量，是反映人體生長(zhǎng)發(fā)育水平的重要。VC=IRV+VT+ERV功能殘氣量（FRC）：平靜呼氣末尚存留于肺內(nèi)的氣體量:FRC=ERV+RV殘氣量（RV）：最大呼氣末尚存留于肺內(nèi)的氣體量肺總?cè)萘浚═LC）

死腔（VD）：生理死腔指解剖死腔和肺泡死腔；解剖死腔指聲門以下導(dǎo)氣段呼吸道容量，約2ml/Kg；肺泡死腔，約0.5ml/kg達(dá)峰時(shí)間比(TPEF/TE)：達(dá)到呼氣峰流速的時(shí)間與呼氣時(shí)間之比達(dá)峰容積比(VPEF/VE)：達(dá)到呼氣峰流速的容積與呼氣容積之比新生兒呼吸生理與病理生理（六）新生兒肺功能指標(biāo)潮氣量（VT）每次平靜呼吸時(shí)，吸入或呼出的氣體量其正常值與體表面積、身長(zhǎng)有關(guān)，自主呼吸的健康足月兒VT正常值在5-10ml/kg，而極小早產(chǎn)兒VT可低至3.2ml/kgVT可反映肺順應(yīng)性的變化，新生兒肺的通氣儲(chǔ)備較小，在肺不張、氣道阻塞及通氣調(diào)節(jié)障礙時(shí)VT減低。呼吸機(jī)下設(shè)置VT過高可致通氣過度，易使肺泡和小呼吸道上皮過分牽張損害，并引起二氧化碳分壓(pCO2)迅速變化，過低則可致有效肺泡通氣量下降。新生兒呼吸生理與病理生理（六）新生兒肺功能指標(biāo)潮氣量（VT）Lungfunctionbytidalbreathinginawakehealthynewborninfants.EuropeanRespiratoryJournal,1994,7,1660–1668新生兒呼吸生理與病理生理男女（六）新生兒肺功能指標(biāo)分鐘通氣量(MV)=潮氣量(TV)×呼吸頻率(R)功能殘氣量(FRC)：平靜呼氣末尚存留于肺內(nèi)的氣體量FRC：一般是肺總量的50％左右，足月兒20—30mL／kg，相當(dāng)于出生時(shí)肺液的含量FRC起穩(wěn)定肺泡氣體分壓的作用，減小了通氣間歇對(duì)肺泡內(nèi)氣體交換的影響殘氣量(RV)：最大呼氣末尚存留于肺內(nèi)的氣體量RV：足月兒10-15mL/kg，它的存在可避免肺泡在低肺容積條件下發(fā)生塌陷新生兒呼吸生理與病理生理（六）新生兒肺功能指標(biāo)死腔（VD）：解剖死腔：聲門以下到氣段呼吸道容量，2ml/Kg生理死腔：解剖死腔+肺泡死腔死腔大意味著肺泡有效通氣量下降，臨床一般用死腔與潮氣量比值(VD／VT)表示，可通過PaCO2和呼出氣CO2結(jié)果計(jì)算獲得成人正常值為0.25-0.35，新生兒呼吸淺快其比值大，但當(dāng)VD／VT>0.5常提示存在呼吸衰竭新生兒呼吸生理與病理生理（六）新生兒肺功能指標(biāo)達(dá)峰時(shí)間比(TPEF／TE)：達(dá)到呼氣峰流速的時(shí)間與呼氣時(shí)間之比達(dá)峰容積比(VPEF／VE)：達(dá)到呼氣峰流速的容積與呼氣容積之比TPEF／TE、VPEF／VE是反映氣道阻塞的主要指標(biāo)，二者的相關(guān)性達(dá)到90％以上在阻塞性疾病患兒中，達(dá)峰時(shí)間比(TPEF／TE)數(shù)值下降，且越低則阻塞越重。但TPTEF／TE受呼吸頻率及體位的影響，呼吸快時(shí)其值下降，在俯臥位時(shí)比側(cè)臥及仰臥位低，因此其生理意義有待進(jìn)一步研究新生兒呼吸生理與病理生理（六）新生兒肺功能指標(biāo)：達(dá)峰時(shí)間比(TPEF／TE)新生兒呼吸生理與病理生理男女Lungfunctionbytidalbreathinginawakehealthynewborninfants.EuropeanRespiratoryJournal,1994,7,1660–1668（七）呼吸氣體的交換：氣體交換的原理：氣體的擴(kuò)散影響氣體擴(kuò)散的因素有：氣體的分壓差氣體的分子量和溶解度擴(kuò)散面積和距離溫度新生兒呼吸生理與病理生理（七）呼吸氣體的交換：肺換氣與組織換氣換氣動(dòng)力：分壓差換氣方向：分壓高→分壓低換氣結(jié)果：肺部靜脈血→動(dòng)脈血組織動(dòng)脈血→靜脈血新生兒呼吸生理與病理生理（七）呼吸氣體的交換：呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓（mmHg）新生兒呼吸生理與病理生理海平面空氣肺泡氣動(dòng)脈血混合靜脈血組織PO21591041004030PCO20.340404650（七）呼吸氣體的交換：影響氣體交換的因素——?dú)怏w擴(kuò)散速率新生兒呼吸生理與病理生理分子量血漿溶解度（ml/L）肺泡氣（KPa）動(dòng)脈血（KPa）靜脈血（KPa）擴(kuò)散速率O23221.413.913.35.31CO244515.05.35.36.12在同等條件下，CO2的擴(kuò)散速率是O2的20倍；但在肺中，由于肺泡氣和靜脈血間分壓差的不同，CO2的擴(kuò)散速率實(shí)際約為O2的2倍。（七）呼吸氣體的交換：影響氣體交換的因素——呼吸膜厚度：6層＜1μm，膜厚度↑→氣體交換↓面積：呼吸膜面積↓→氣體交換↓呼吸膜在電子顯微鏡下可分為6層，自肺泡內(nèi)表面向外依次為：1含肺泡表面活性物質(zhì)的液體層、2肺泡上皮層、3上皮基底膜層、4肺泡與毛細(xì)血管之間的間質(zhì)層、5毛細(xì)血管基膜層和6毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞層。新生兒呼吸生理與病理生理（七）呼吸氣體的交換：通氣/血流比值（VA/Q比值）正常成人安靜狀態(tài)下:VA（肺泡通氣量）=4.2L/min；Q（每分鐘肺血流量）=5L/min正常VA/Q比值為0.84VA/Q↑（>0.84）：通氣過剩(VA)↑或血流不足(Q)↓→肺泡無效腔增大→通氣不足→PO2↓PCO2↑VA/Q↓（<0.84）：通氣不足(VA)↓或血流過剩(Q)↑→功能性動(dòng)-靜脈短路→肺泡通氣不良→PO2↓PCO2↑新生兒呼吸生理與病理生理（七）呼吸氣體的交換：通氣/血流比值（VA/Q比值）新生兒呼吸生理與病理生理（七）呼吸氣體的交換：通氣/血流比值（VA/Q比值）VA/Q↑or↓→換氣效率↓→缺O(jiān)2和CO2潴留的癥狀；但以缺O(jiān)2為主，原因：①∵A-V血間PO2＞PCO2，∴功能性A-V短路時(shí)，A血PO2↓的程度＞V血PCO2↑；②∵CO2的擴(kuò)散系數(shù)是O2的20倍，CO2的擴(kuò)散速＞O2，∴不易出現(xiàn)CO2潴留的癥狀；③∵A血PO2↓和PCO2↑時(shí)，可刺激呼吸，增加肺泡通氣量，有助于CO2的排出，而幾乎無助于O2的攝?。∣2和CO2解離曲線的特點(diǎn)所決定的）。新生兒呼吸生理與病理生理（八）氧的運(yùn)輸：物理溶解：1.5%化學(xué)結(jié)合：98.5%必須先有物理溶解才有化學(xué)結(jié)合O2與Hb的可逆性結(jié)合：Hb+O2當(dāng)表淺毛細(xì)血管床血液中去氧Hb達(dá)5g/100ml以上，呈藍(lán)紫色稱紫紺（一般是缺O(jiān)2的標(biāo)志）（重癥貧血-缺氧但無紫紺；CO中度-缺氧但粘膜顏色紅潤(rùn)；紅細(xì)胞增多癥-不缺氧但可出現(xiàn)紫紺）新生兒呼吸生理與病理生理

PO2↑(氧合)HbO2暗紅色

鮮紅色PO2↓(氧離)（八）氧的運(yùn)輸：O2與Hb結(jié)合的特征:①反應(yīng)快、可逆、受PO2的影響、不需酶的催化②是氧合，非氧化③1分子Hb可與4分子O2可逆結(jié)合新生兒呼吸生理與病理生理（八）氧的運(yùn)輸：氧解離曲線Hb與O2的親和力與其變構(gòu)效應(yīng)有關(guān)，使其結(jié)合或解離曲線呈S形去氧Hb—緊密型(T型)，親和力低氧合Hb—疏松型(S型)，親和力高Hb的4個(gè)亞單位在結(jié)合O2或釋放O2時(shí)，彼此間有協(xié)同效應(yīng)新生兒呼吸生理與病理生理（八）氧的運(yùn)輸：氧解離曲線-上段相當(dāng)于在PO260~100mmHg之間的氧飽和度反映Hb與O2結(jié)合的部分曲線較平坦，表明在該范圍內(nèi)PO2的變化對(duì)Hb氧飽和度影響不大，只要PO2不低于60mmHg,Hb的氧飽和度仍維持90%以上,血液可攜帶足夠量的O2，不致發(fā)生明顯的低氧血癥。新生兒呼吸生理與病理生理（八）氧的運(yùn)輸：氧解離曲線-中段相當(dāng)于在PO240~60mmHg之間的氧飽和度反映Hb釋放O2的部分曲線較陡，表明Hb與O2的親和力變化顯著隨PO2變化既可迅速結(jié)合運(yùn)輸也易解離釋放，有效地保證了在肺部氧的載入運(yùn)輸和周身組織的釋放利用新生兒呼吸生理與病理生理（八）氧的運(yùn)輸：氧解離曲線-下段相當(dāng)于在PO215~40mmHg之間的氧飽和度反映Hb與O2解離的部分組織活動(dòng)加強(qiáng)時(shí)，PO2可降至15mmHg，促進(jìn)HbO2釋放出比安靜時(shí)更多的氧，因此可反映血液中O2的貯備新生兒呼吸生理與病理生理（八）氧的運(yùn)輸：影響氧解離曲線的因素P50–使Hb氧飽和度達(dá)50%時(shí)的PO2，表示Hb對(duì)的O2親和力P50↑，表明Hb對(duì)的O2親和力↓，氧解離曲線右移P50↓，表明Hb對(duì)的O2親和力↑，氧解離曲線左移PH和PCO2的影響波爾效應(yīng)PH↓或PCO2↑→Hb對(duì)的O2親和力↓→P50↑→氧解離曲線右移PH↑或PCO2↓→Hb對(duì)的O2親和力↑→P50↓→氧解離曲線左移機(jī)制：H+可以與Hb結(jié)合，促使Hb分子向T型轉(zhuǎn)變意義：既可促進(jìn)肺毛細(xì)血管內(nèi)混合靜脈血的氧合，又有利于組織毛細(xì)血管血液釋放O2新生兒呼吸生理與病理生理（八）氧的運(yùn)輸：影響氧解離曲線的因素溫度的影響溫度↑→Hb對(duì)的O2親和力↓→促進(jìn)釋放O2

、氧解離曲線右移溫度↓→Hb對(duì)的O2親和力↑→不利于O2釋放、氧解離曲線左移機(jī)制：溫度↑→H+活度↑→Hb對(duì)的O2親和力↓意義：組織代謝活動(dòng)↑→局部組織溫度↑、CO2、酸性代謝產(chǎn)物↑→有利于HbO2解離→組織可獲得更多的O2，能適應(yīng)代謝增加的需要2,3–

二磷酸甘油酸（2,3–DPG）紅細(xì)胞無氧酵解的產(chǎn)物2,3–DPG↑→Hb對(duì)的O2親和力↓→氧解離曲線右移2,3–DPG↓→Hb對(duì)的O2親和力↑→氧解離曲線左移機(jī)制：2,3