呼吸系统的基本功能,What do you need? To acquire oxygen （氧） To remove carbon dioxide （二氧化碳） To control blood pH （pH值） How do you achieve these things? Efficient gas exchange between the blood and the atmosphere (实现气体交换）,肺泡与血液进行气体交换的结构基础-肺泡毛细血管膜,衡量外呼吸功能正常与否的主要指标：,血气分压,血气分压：kPa (mmHg) A V,O2 13.3(100) 5.32(40),CO2 5.32(40) 6.18(46),动脉血氧分压（PaO2）水平是呼吸功能活动各环节正常与否的总结果，是气体交换完善与否的直接表现。呼吸衰竭的定义则以动脉血氧分压的量值为定义。,判断呼吸功能的指标有许多，但是：,呼吸功能不全（respiratory insufficiency）： 由于肺呼吸储备功能下降，在体力活动、发热等因素致负荷加重时， PaO2降低或伴有PaCO2升高，并出现相应体征和症状。涵盖外呼吸功能障碍的全过程。 发展严重可致呼吸衰竭。,是指由于外呼吸功能发生严重障碍，导致静息状态下动脉氧分压（PaO2） 或伴有动脉CO2分压（PaCO2） 并引起一系列机能障碍、代谢紊乱的病理过程。,呼吸衰竭 (respiratory failure)：,低于8 kPa (60 mmHg)，,高于6.6 kPa (50 mmHg)，,呼吸衰竭指数（respiratory failure index）： RFI PaO2/FiO2（吸入气氧浓度）,急慢性呼吸功能不全的简单鉴别： 急性：几小时内发生，机体未及代偿，pH低于7.3； 慢性：发生几天或更长时间，肾脏代偿，pH只轻微下降。 病史和临床表现更重要。,呼吸功能不全对机体的影响,血气变化 酸碱平衡紊乱 呼吸形式和兴奋性变化 循环系统变化-肺源性心脏病 肺性脑病,Every six seconds people with serious respiratory disease are reminded that their breathing is impaired, that they are not getting enough oxygen with every breath, that they cannot enjoy life as they used to, that their activities are restricted and that their lives may not be as long.,有严重呼吸系统疾病的病人至少每6秒就被提醒一次其后果。,呼吸系统疾病所包括的范畴：,呼吸系统疾病的主要类型： Infectious diseases （感染性疾病） Immune diseases （免疫性疾病） Environmentally induced diseases （环境介导的疾病） Circulatory diseases （循环相关疾病） Tumors （肿瘤疾病）,Diseases and Disorders of the Respiratory System,分类方法有多种，也可以分为阻塞性和限制性等.,病理生理学能解决的问题： 呼吸系统疾病发生的机制和后果,1. The respiratory system is open-ended and in direct contact with the environment. As a result, upper respiratory infections (URIs) are extremely common and occur from infancy to old age. 2. The respiratory system is exposed to many allergens inhaled in air. 3. Inhaled air contains pollutants, airborne particles, and gases, which cause diseases. 4. The heart and the lungs form a functional unit. 5. Inhaled air contains many potential carcinogens.,理解其病理生理必须首先认识到：开放的系统使呼吸系统接触大量病原菌、过敏原、污染微尘，甚至致癌物。 心肺形成一个功能单位，心肺疾病紧密联系。,特点（特别是肺部炎症的特点）： 易发：1. 不断接触吸入气中包含的病原菌和其它致炎物质； 2. 肺是全身静脉血的滤器，血内的有害物质易阻留在 肺，全身炎症反应时，肺部最易受损； 3. 肺泡巨噬细胞、炎性细胞释放出种种血管活性物质 和炎症介质，损伤肺组织。 易觉察：有咳嗽、咳痰、呼吸困难等症状； 有各种检查手段。 后果可以很严重：发热，通透性水肿，缺氧， 酸碱平衡紊乱，呼吸衰竭，ALI和ARDS,一. 呼吸道感染,ALI：acute lung injury；ARDS：acute respiratory distress syndrome,Pathophysiology of influenza,Binding and destruction of epithelial cells from nasopharynx to alveoli,SYSTEMIC BODY REACTION Fever, muscle pain, etc.,LOCAL INFLAMMATORY REACTION Upper respiratory infection,Aymard M. Vaccine 1995: 4770.,1. 上呼吸道感染：最常见-流感,Fulminant （爆发性）influenza,Reported during pandemics (流行期发生) The fulminant form can affect everyone (可影响任何人) Pulmonary manifestation (会有肺部改变) Antibiotics are ineffective (抗生素无效) Influenza viral pneumonia (流感性病毒性肺炎),DEATH,Fever Cough Dyspnoea Cyanosis,Aymard M. Vaccine 1995: 4770.,Epidemic （流行）and Pandemic（大流行）,Symptoms of influenza,Nicholson KG et al., eds. Textbook of Influenza. Malden, Massachusetts: Blackwell Science; 1998.,流感一般症状,Viral 98(6):319-25.,1. 抗生素（抗细菌和抗病毒） 2. 细胞因子拮抗剂 -未见效果 3. 活化蛋白C activated protein C 减轻炎症反应，减少凝血，增加纤溶。 保护微血管功能 4. 激素：低剂量，短期，密切监测 5. 控制应激性高血糖 6. 供氧,ALI和ARDS的一般治疗,ALI和ARDS的一般治疗,Activated protein C, provides physiologic antithrombotic activity and exhibits both anti-inflammatory and anti-apoptotic activities.,ALI和ARDS的一般治疗,重组人活化蛋白C: 抗凝， 抗炎， 抗凋亡。 商品名： Drotrecogin alfa,降低肺泡-毛细血管膜的通透性,适时和适量激素治疗SARS的病理生理基础,病理检查提示SARS患者肺部改变与急性呼吸窘迫综合征相似，表现为弥漫性肺泡损伤，早期为肺水肿及透明膜形成，之后出现肺泡腔内纤维黏液样机化物和肺间质的纤维化。 使用激素不仅可以减轻SARS病人高热等中毒症状，而且可以抑制体内 (包括肺部 ) 过度的炎症反应，防止进一步的弥漫性肺泡损伤，改善低氧血症、急性呼吸窘迫综合征以及多脏器功能衰竭的进展。,SARS患者的确存在机体免疫功能低下的问题, 早期使用激素, 由于抑制了机体的免疫功能, 可能对控制病毒复制不利。因此, 激素的治疗时机应在第2期, 即过度免疫反应期。此期的治疗目的主要是抑制炎症反应, 减少肺泡上皮和肺泡毛细血管的通透性, 改善机体的一般情况, 通过抑制过度免疫反应减轻肺损伤。激素的疗程应涵盖第2期和第3期。,SARS的病理改变分为三期：病毒复制期 过度免疫反应期 肺损害期,激素治疗SARS的时机,激素的作用及其体内拮抗剂MIF,MIF：Macrophage Migration Inhibitory Factor To act in concert with Glucocorticoids to control the set point and magnitude of the immune and inflammatory response. Counter-regulate （反调节） Glucocorticoid的作用。,二、过敏性呼吸道疾病,过敏性鼻炎Allergic rhinitis (hay fever) reaction of nasal mucosa to allergens 支气管哮喘Bronchial asthma reaction of bronhical tree to allergens or other stimuli 肉样瘤病Sarcoidosis granulomatous disease of cell-mediated immunity 超敏感性肺炎Hypersensitivity pneumonitis immune disorder from inhaled foreign antigens such as moldy hay, fungi, sugar cane, maple bark, mushrooms, pigeon droppings, animal pelts.,过敏性疾病大多属抗体IgE介导的型变态反应。当机体接触了过敏原以后，机体产生抗体IgE， 后者吸附在组织肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面，机体即处于致敏状态。当人体再次接触同一过敏原时，过敏原与IgE相结合，引起肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒，释放组胺、激肽、白细胞三烯、前列腺素、嗜酸细胞趋化因子、血小板活化因子、五羟色胺等生物活性介质，在相应的组织上引发过敏反应。,过敏性疾病发病机制,支气管哮喘的细胞因子网络,J. Clin. Invest. 118(11): 3546-3556 (2008).,从病理生理角度而言，重构是机体对损伤性刺激的一种修复反应，但修复后的组织结构和功能均与正常组织不同，如慢性心功能不全时的心肌重构和COPD的气道与肺血管重构，最终将导致功能的衰竭。 气道的持续性损伤和结构异常，即所谓气道重构(airway remodeling)。,过敏性哮喘的气道重构,1.细胞外基质(EM)：基底膜增厚与透明样变。基底膜虽仍保持完整，但其宽度和密度增加。电镜发现其致密层结构正常，但网状结构显著增加。 2.平滑肌：哮喘气道平滑肌增生。大小气道的平滑肌截面积均增加。最近用三维重建技术揭示平滑肌在大气道的主要表现为增生，而在小气道主要为肥厚。平滑肌截面积增加除使气道壁面积增加外，亦与支气管高反应性有密切关系。 3.血管容量：哮喘