慢性呼吸衰竭的病理生理是內(nèi)科主治醫(yī)師考試的重要考點(diǎn)，醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)小編搜集整理了相關(guān)資料，便于各位同學(xué)復(fù)習(xí)備考！

一、缺氧和二氧化碳潴留的發(fā)生機(jī)制

（一）通氣不足：在靜息呼吸空氣時(shí)，總肺泡通氣量（VA）約為4L/min，才能維持正常的肺泡氧（PAO2）和二氧化碳分壓（PACO2）。肺泡通氣量減少，則肺泡氧分壓下降，CO2分壓上升。醫(yī)學(xué)教`育網(wǎng)搜集整理呼吸空氣條件下（吸入氧濃度為20.93%，CO2接近零），肺泡CO2分壓與肺泡通氣量（VA）和CO2產(chǎn)生量（VCO2）的關(guān)系亦可以用下列公式反映：PACO2＝0.863×VCO2/VA.由于PACO2直接影響PaCO2，可見(jiàn)通氣不足（VA下降）時(shí)PaCO2升高。

（二）通氣/ 血流比例失調(diào)：肺泡通氣量與其周圍毛細(xì)血管血流量的比例必須協(xié)調(diào)，才能保證有效的氣體交換。正常每分鐘肺泡通氣量（V）為4L，肺毛細(xì)血管總血流量（Q）為5L，兩者之比為0.8.如果此比率增大，吸入氣體不能與血液進(jìn)行有效的交換，即為無(wú)效腔效應(yīng)；比率減少，使靜脈血未能充分氧合，則形成肺動(dòng)－靜脈樣分流。通氣/血流比例失調(diào)通常僅產(chǎn)生缺O(jiān)2，而無(wú)CO2潴留。其原因主要是：①動(dòng)脈與混合靜脈血的氧分壓差為59mmHg，比CO2分壓差5.9m Hg大10倍。②氧解離曲線呈S性，正常肺泡毛細(xì)血管血氧飽和度已處于曲線的平臺(tái)，無(wú)法攜帶更多的氧以代償?shù)蚉aO2區(qū)的血氧含量下降。而CO2解離曲線在生理范圍內(nèi)呈直線，有利于通氣良好區(qū)對(duì)通氣不足區(qū)的代償，排除足夠的CO2，不致出現(xiàn)CO2潴留。然而，嚴(yán)重的通氣/血流比例失調(diào)亦可導(dǎo)致CO2潴留。

（三）肺動(dòng)－靜脈樣分流：由于肺部病變?nèi)绶闻菸荨⒎尾粡?、肺水腫和肺炎實(shí)變等均可引起肺動(dòng)－靜脈樣分流增加，使靜脈血沒(méi)有接觸肺泡氣進(jìn)行氣體交換的機(jī)會(huì)，直接流入肺靜脈。當(dāng)存在肺內(nèi)分流時(shí)，提高吸氧濃度并不能提高分流靜脈血的血氧分壓。分流量越大，吸氧后提高動(dòng)脈血氧分壓效果越差；如分流量超過(guò)30%以上，吸氧并不能明顯提高PaO2.

（四）彌散障礙：肺內(nèi)氣體交換是通過(guò)彌散過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。彌散量受很多因素影響，包括：①?gòu)浬⒚娣e；②肺泡膜的厚度和通透性；③氣體和血液接觸的時(shí)間；④氣體彌散能力（系數(shù)）；⑤氣體分壓差。⑥其他，如心排血量、血紅蛋白含量、V/Q比值等。氧彌散能力僅為二氧化碳的1/20，故意再生彌散障礙時(shí)，通常以低氧為主。

（五）氧耗量：氧耗量增加是加重缺O(jiān)2的原因之一。發(fā)熱、寒戰(zhàn)、呼吸困難和抽搐均增加氧耗量。寒戰(zhàn)耗氧量可達(dá)500ml/min；嚴(yán)重哮喘，隨著呼吸功的增加，用于呼吸的氧耗量可為正常的十幾倍。氧耗量增加，肺泡氧分壓下降，正讓人藉助增加通氣以防止缺氧。隨著氧耗量的增加，肺泡通氣量亦明顯增加。每分鐘氧耗量分別為200、400、800ml時(shí)，維持正常肺泡氧分壓所需的肺泡通氣量分別為3、6、12L.故氧耗量增加的患者，如同時(shí)伴有通氣功能障礙，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的低氧血癥。

二、缺氧、二氧化碳潴留對(duì)機(jī)體的影響

（一）對(duì)中樞神經(jīng)的影響：腦組織耗氧量大，約占全身耗氧量的1/5－1/4.中樞皮質(zhì)神經(jīng)元細(xì)胞對(duì)缺氧最為敏感。缺氧可引起腦細(xì)胞功能障礙，腦毛細(xì)血管通透性增加，腦水腫，最終引起腦細(xì)胞死亡。對(duì)中樞神經(jīng)影響的程度與缺O(jiān)2的程度和發(fā)生的急緩有關(guān)。急性缺氧會(huì)引起煩燥不安，全身抽搐，可在短時(shí)間內(nèi)引起死亡。通常完全停止供氧4－5分鐘即可引起不可逆的腦損害。逐漸出現(xiàn)的缺O(jiān)2，癥狀出現(xiàn)較輕微和緩慢。輕度缺O(jiān)2可引起注意力不集中、智力減退、定向障礙；隨著缺O(jiān)2加重，當(dāng)PaO2低于50mmHg時(shí)，可導(dǎo)致煩燥不安、神志恍惚、譫妄；低于30mHg時(shí)，會(huì)使神志喪失，乃至昏迷；低于20mmHg則會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的腦細(xì)胞損傷。

CO2潴留使腦脊液氫離子濃度增加，影響腦細(xì)胞代謝，降低腦細(xì)胞興奮性，抑制皮質(zhì)活動(dòng)；但輕度的CO2增加，對(duì)皮質(zhì)下層刺激加強(qiáng)，間接引起皮質(zhì)興奮；若PaCO2繼續(xù)升高，皮質(zhì)下層受抑制，使中樞神經(jīng)處于麻醉狀態(tài)。在出現(xiàn)麻醉前的患者，往往先有失眠、精神興奮、煩燥不安的先兆興奮癥狀。

缺O(jiān)2和CO2潴留均會(huì)使腦血管擴(kuò)張，血液阻力減少，血流量增加以代償之。嚴(yán)重缺O(jiān)2和CO2潴留會(huì)發(fā)生血管通透性增加，引起腦間質(zhì)水腫和腦細(xì)胞內(nèi)水腫，導(dǎo)致顱內(nèi)壓增高，擠壓腦組織，壓迫血管，進(jìn)而加重腦組織缺O(jiān)2，形成惡性循環(huán)。

（二）對(duì)心臟、循環(huán)的影響：缺O(jiān)2可刺激心臟，使心率加快和心排血量增加，血壓上升。冠狀動(dòng)脈血流量在缺O(jiān)2時(shí)明顯增加，心臟的血流量可超過(guò)腦和其他臟器。心肌對(duì)缺O(jiān)2十分敏感，早期輕度缺O(jiān)2即在心電圖上顯示出來(lái)。急性嚴(yán)重缺O(jiān)2可導(dǎo)致心室顫動(dòng)或心臟驟停。長(zhǎng)期慢性缺氧可導(dǎo)致心肌纖維化，心肌硬化；缺O(jiān)2能引起肺小動(dòng)脈收縮而增加肺循環(huán)阻力，導(dǎo)致肺動(dòng)脈高壓和增加右心負(fù)荷。最終導(dǎo)致肺源性心臟病。

CO2潴留可使心率加快，心排血量增加，使腦血管、冠狀血管舒張，皮下淺表毛細(xì)血管和靜脈擴(kuò)張，而腎、脾和肌肉的血管收縮。早期CO2潴留可引起血壓升高。

（三）對(duì)呼吸影響：缺O(jiān)2對(duì)呼吸的影響遠(yuǎn)較CO2潴留的影響為小。缺O(jiān)2主要通過(guò)頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈體化學(xué)感受器的反射作用刺激通氣，通常PaO2下降到＜60mmHg時(shí)，才出現(xiàn)興奮呼吸中樞的作用。如缺O(jiān)2程度緩慢加重，這種反射遲鈍。

CO2是強(qiáng)有力的呼吸中樞興奮劑，吸入CO2濃度增加，可使PaCO2增加，而PaCO2每增加1mmHg，通氣量增加2L/mgn，出現(xiàn)深大快速的呼吸；但當(dāng)吸入CO2濃度超過(guò)12%時(shí)，通氣量不再增加，呼吸中樞處于被抑制狀態(tài)。但臨床上慢性高碳酸血癥患者，并無(wú)通氣量新穎增加，反而有所下降。這是呼吸中樞反映性遲鈍，血pH降低不明顯（通過(guò)機(jī)體的代償反應(yīng)），再加上患者氣道阻力增加、肺組織損害嚴(yán)重，胸廓運(yùn)動(dòng)受限等因素綜合作用的結(jié)果。

（四）對(duì)肝、腎和造血系統(tǒng)的影響：缺O(jiān)2可直接或間接損害肝細(xì)胞使丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶上升，但隨著缺O(jiān)2的糾正，肝功能逐漸恢復(fù)正常。

動(dòng)脈血氧降低時(shí)，腎血流量減少，腎小球?yàn)V過(guò)率、尿量和鈉排出量減少。腎功能受到抑制程度與PaO2減低程度相關(guān)。

組織氧分壓第可使紅細(xì)胞生成素產(chǎn)生增加，促使紅細(xì)胞增生，引起繼發(fā)性紅細(xì)胞增多。有利于增加血液攜氧量，但亦增加血液粘稠度。當(dāng)血細(xì)胞比容超過(guò)0.55時(shí)，會(huì)明顯加重肺循環(huán)阻力和右心負(fù)擔(dān)。

CO2潴留可引起腎血管痙攣，血流減少，HCO3-和Na+再吸收增加，尿量減少。然而，輕度的CO2潴留時(shí)，這些改變并不明顯。當(dāng)PaCO2超過(guò)65mmHg、血pH明顯下降時(shí)，這些改變較顯著，臨床上常有尿量減少。

（五）對(duì)酸堿平衡和電解質(zhì)的影響：嚴(yán)重缺O(jiān)2可抑制細(xì)胞能量代謝的中間過(guò)程，如三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化作用和有關(guān)酶的活動(dòng)。這不但降低產(chǎn)生能量效率，還因產(chǎn)生乳酸和無(wú)機(jī)磷引起代謝性酸中毒。由于能量不足，體內(nèi)離子轉(zhuǎn)運(yùn)的鈉泵功能障礙，使細(xì)胞內(nèi)K+和H+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，造成細(xì)胞內(nèi)酸中毒和高鉀血癥。代謝性酸中毒產(chǎn)生的固定酸與緩沖系統(tǒng)中HCO3-起作用，產(chǎn)生H2CO3，使組織CO2分壓增高。

PH值取決于HCO3-與H2CO3的比值，前者靠腎調(diào)節(jié)（需1－3天），H2CO3調(diào)節(jié)靠呼吸）僅需數(shù)小時(shí)）。急性吸衰CO2潴留可使pH迅速下降，如與代謝性酸中毒同時(shí)存在時(shí)，可因嚴(yán)重酸中毒引起血壓下降，心律失常，乃至心臟停搏。而慢性呼呼因CO2潴留發(fā)展緩慢，腎減少HCO3-相應(yīng)降低，產(chǎn)生低氯血癥。