七、呼吸功能不全
呼吸系统的功能是进行通气和气体交换。吸进氧气，排出CO2，即进行外呼吸。由于外呼吸障碍超过了呼吸功能的代偿能力，出现动脉血氧降低或伴有血中二氧化碳蓄积的情况，叫作呼吸功能不全。
参与呼吸活动的器官很多，引起外呼吸障碍的原因也很多，除呼吸器官本身的病变外，心脏疾病，血液变化及各种中枢神经系统的病变所引起呼吸调节障碍者，均可引起外呼吸的障碍。下面介绍引起外呼吸障碍的呼吸器官本身的病变。
气管及较大支气管的管腔较大，阻塞的机会较少，但气管异物及白喉假膜可引起堵塞。细支气管以下，管腔较小，可因管壁增厚，分泌物渗出物潴留及管壁平滑肌痉挛引起管腔狭窄和阻塞，常见于慢性支气管炎、支气管哮喘等疾病。喉头水肿、痉挛亦可引起通气障碍。
当肺气肿时，肺泡弹性降低，不能很好回缩，肺不张时，肺泡不能舒张；胸膜腔内有多量渗出物或气体，破坏胸腔负压，压迫肺组织使它们不能舒张。这些均可引起通气障碍。使正常的呼吸生态平衡遭其破坏。
肺泡内气体交换是通过弥散方式进行的。生态正常的肺泡壁很薄，由毛细血管、肺泡上皮细胞及少量弹力性纤维及巨噬细胞所组成，肺泡上皮细胞与毛细血管内皮细胞之间几乎没有间质，气体很容易通过。当肺炎、肺水肿时，肺泡壁因渗出物、水肿液及纤维增生而增厚，肺泡壁表面有渗出物，水肿液附着，均可阻碍气体弥散。
当肺内有大量纤维瘢痕形成时，肺泡减少，使气体交换面积减少。
当肺气肿及肺内弥漫性纤维化时，毛细血管数减少，管腔狭小，使气体交换量减少。
当肺瘀血时，血流缓慢，气体弥散交换量也减少。
在许多疾病，多种障碍往往同时存在，如肺炎时，肺泡腔内渗出物，即使肺泡通气量减少，又使气体弥散发生障碍。
呼吸功能障碍时，不一定会引起呼吸功能不全出现缺氧及二氧化碳潴留，这是由于呼吸系统具有巨大的储备能力，所以代偿能力是很强的。成年人在安静时的通气量为5～7L/min，而在强体力的活动时，甚至可达70～120L/min。在安静状态时，大约只有1/10的肺泡及肺毛细血管是开放工作的。因当部分肺组织的功能被破坏时，其他健康的肺组织完全可以代偿。如一侧肺叶切除后，另一侧肺叶可以代偿而维持整个的呼吸功能。
1.呼吸功能障碍时，参与呼吸活动的器官代偿反应
（1）呼吸加深加快：由于动脉血中氧含量降低，刺激颈动脉体及主动脉体的化学感受器，反射性地引起呼吸加深加快；血中二氧化碳的增高及酸度增高，又可直接刺激延髓呼吸中枢，使呼吸加深加快，大脑皮质有意识地加强呼吸运动。由于呼吸加深加快，可使肺通气量增加，肺泡表面积（即呼吸面积）增大，使气体交换增加。
（2）呼吸变快变浅：多见于肺炎及肺瘀血水肿时，充血及水肿液，渗出物的刺激，使肺泡壁上的牵张感受器的兴奋性增高。吸气时，肺泡稍有扩张，便可产生冲动，沿迷走神经传至呼吸中枢。使呼吸运动过早地被抑制，而开始呼吸运动，因此呼吸变快变浅。
浅快的呼吸代偿作用是有限的，过快过浅的呼吸反而会使肺泡有效通气量下降。因为在吸气时，首先进入肺泡腔内的是上次呼气时残留下来的废气（含二氧化碳高），然后才是从外界吸入的新鲜空气。吸气愈浅，进入肺腔内的新鲜空气就愈少。使残留在肺腔内的气体愈多。因此过快过浅的呼吸使肺泡有效通气量下降。当肺瘀血水肿不明显时，可由于肺牵张反射过敏而呼吸浅快。但肺瘀血引起气体交换量的减少主要不是通气不足或气体弥散障碍，而是因血流缓慢，使浅快呼吸在一定限度内能增加通气量，但不能增加气体交换量，反而增加机体的能量消耗。
深呼吸及浅快呼吸常伴有呼吸运动的增加，辅助肌参加呼吸运动，还出现张口呼吸、鼻翼扇动等现象。
（3）循环系统的变化：呼吸的加深，使胸腔负压加大，回心的血流量增多，心脏加强收缩，使心输出量增多，当缺氧明显时，可通过交感神经-肾上腺系统，反射地引起心跳加强加快，增加心输出量。这就使在单位时间内通过肺脏的血流增多，加强了氧的运输。
在严重的缺氧情况下，肾上腺素分泌增加可使皮肤、腹腔器官等小血管收缩，而冠状血管、脑血管反而扩张，这对维持生命重要器官氧的供应有重要代偿意义。(https://www.daowen.com)
肺的通气量与其血流量互相配合的。安静时肺泡有效通气量约为4L/min，肺血流量约为5L/min，通气量与血流量的比值是0.8。在这种条件下，流经肺泡的血流就能得到充分的气体交换，而完全氧合。只是血流量减少了而使该处气体交换量减少，可以通过健康肺通气量及血流量增加而得到代偿。
长期缺氧使肾脏分泌红细胞生成素增加，使骨髓造血功能增强。红细胞的增多可使血量及血液粘稠度增加，使循环阻力增加，从而加重了心脏的负担。
（4）呼吸功能代偿失调：通气不足及气体交换障碍，超过了呼吸功能的代偿能力；肺泡通气与血流量配合比例失调，在疾病干扰下，生态失衡的情况：一种是肺泡通气减少而血流量不减少，如肺炎、肺不张等。一种是血流减少而肺泡通气量不减少，如肺动脉栓塞时，但影响较大而易失代偿的是前一种。如大叶性肺炎实变早期，肺泡腔内充满了渗出物，肺泡的通气量很少，肺泡壁充血，血流量不减少，还有可能增多。这些血液得不到气体交换，进入肺静脉后与健康肺组织的血液混合，使氧饱和度降低，因此缺氧明显。到实变后期，肺泡内渗出物更多，肺泡通气量更少，甚至没有肺泡通气，毛细血管受渗出物的压迫而狭窄，血流量明显减少，未得到气体交换的血液也明显减少，缺氧的现象却可得到了一定程度的缓解。
呼吸功能代偿失调后，便发生呼吸功能不全，首先出现血氧下降。当毛细血管中还原血红蛋白超过5g/L时，皮肤、粘膜出现发绀。机体缺氧时，由于交感神经-肾上腺系统活动增强，分解代谢增强，当缺氧加重，三羧酸循环发生障碍，氧化过程受抑制，因此氧化不全产物——乳酸，酮体等在体内增多。严重时，尤其肾脏缺氧也发生功能障碍，排氢排氨保钠的能力减弱，可发生代谢性酸中毒。因代谢障碍，各器官组织发生变性，甚至坏死，并有相应的功能障碍。
由于CO2的弥散能力比氧强20倍，因而一般情况下缺氧并不伴有血中CO2的增高，在较严重的呼吸功能不全情况下，才出现CO2的积蓄，甚至发生呼吸性酸中毒。呼吸性酸中毒时，由于肾脏保钠代偿作用增强，血中磷酸氢钠的量降低，尤其在肾脏保钠功能发生障碍后更明显些，这就使CO2结合力有所降低。因此，两种酸中毒合在一起，酸中毒就更严重了。但CO2结合力变化不显著。
2.呼吸功能不全时主要器官的变化
（1）中枢神经系统的变化：全身性缺氧早期，由于全身血液的重新分配，脑血流量增加，使脑组织不致受到缺氧的影响。当脑组织本身有一定程度的缺氧和CO2潴留时，脑血管更加扩张，血流加速，在一定程度上还可以减轻缺氧的影响。中枢神经对缺氧最为敏感，因此在缺氧时中枢神经系统的变化仍比其他器官出现快。中枢神经系统的各个部位对缺氧的敏感性也不相同，大脑皮质及小脑最为敏感，而延髓的耐受性较高，因此缺氧首先出现大脑皮质的功能变化。早期变化是兴奋性增强，患者与酒醉时相似，多话好动、有欣快感、头晕头痛、运动协调及视觉、听觉障碍，并有肌肉痉挛；当缺氧更严重时，兴奋减弱，抑制增强，出现昏睡、意识不清，甚至可引起呼吸、循环中枢的抑制。这些功能变化主要是脑组织的代谢障碍所引起的。神经系统活动的能量主要来自糖代谢，缺氧时糖的有氧分解发生障碍，即三羧酸循环发生障碍，使丙酮酸经氧化脱羧进入三羧酸循环的过程受阻而大量转变为乳酸。少量乳酸堆积可能是引起中枢神经兴奋的主要原因。当缺氧加重，乳酸大量堆积，能量产生及贮存进一步减弱，导致神经细胞兴奋过程减弱，以至抑制。抑制扩散到延髓时，可引起呼吸中枢及心血管中枢的抑制；发生呼吸衰竭及心功能不全等现象。如缺氧同时伴有CO2潴留和呼吸性酸中毒，患者易出现头痛、头昏、运动功能障碍、精神变化甚至昏迷，称之为肺性脑病。脑组织缺氧及CO2潴留，可使脑血管明显扩张充血，严重时因血管壁通透性增加，引发脑水肿；神经细胞可出现变性、坏死，严重时可出现脑疝，其中枕骨大孔疝可压迫延髓，迅速抑制呼吸中枢，出现呼吸衰竭。
（2）心脏变化：缺氧早期，由于全身血液重新分配，冠状血管扩张，心肌并不缺氧，这时心脏代偿性地收缩，当缺氧进一步发展，心肌也发生缺氧，代谢障碍产生，出现变性，坏死，功能上出现收缩力减弱，严重时可致心功能不全。此外严重缺氧还可以抑制心血管运动中枢，使心跳减弱及血管紧张度降低，动脉血压下降，甚至心跳停止的严重机体失衡后果。
（3）呼吸变化：在呼吸功能不全严重时，血中的氧降低及CO2增高，可引起呼吸中枢的兴奋，呼吸仍然代偿性地加深加快。但严重呼吸功能不全，血中氧过低且CO2又过高可抑制呼吸中枢，产生呼吸衰竭。这里呼吸生态严重的失衡表现，最后可发展为呼吸停止。
中医对肺脏生态功能及变化认识：肺脏外合皮毛，开窍于鼻，统营卫而司呼吸。寒邪可乘机体之虚，从皮毛束肺，致使营卫失调；热邪可从鼻窍袭肺，导致呼吸失衡。肺为娇脏，不耐寒热。形寒饮冷，热邪上壅，皆可伤肺。中医认为“在天为燥，在地为金，在体为皮毛，在脏为肺”的关系，故燥邪首先伤肺，外感温、凉燥气，必在肺卫为病；内伤燥邪，可致肺燥阴伤。忧、悲过甚亦可导致肺的病变。
引起肺的生态功能失衡原因如下。
肺气升降失衡。肺主宣发与肃降，寒邪外束皮毛，热邪壅遏肺中，均可使肺气宣发失职，营卫生态失衡。而导致恶寒、发热、自汗等病变。肺气虚不能宣发谷气精微到各脏腑或宣发卫气输精于皮毛，则可引起皮毛枯槁憔悴，表虚自汗，易感冒的生态失衡病变。肺气失于肃降，气机上逆，则可引起胸闷、喘咳等病变。
肺居上焦，如水上之源，有通调水液的作用，水化于气，其本在肾，其标在肺，肺病气不下降，失其通调水道，下输膀胱的生态功能，则可导致水液停留，而为痰、饮、水肿、小便不利等机体失衡病变。《素问》（经脉别论）曰：“脉气散精，上归于肺，通调水道，下输膀胱。”这就具体地说明了人体生态的水液输布与肺的气化是分不开的。由于肺有这种生态功能所以能把多余的水液下输膀胱，排出体外，若肺的这种生态功能失衡，就会影响膀胱的气化，而致水液潴留。
气对血有着调制的生态作用，所以称之为“气为血之帅”。若气不能发挥为血之帅的作用，那也就是因病变而引起的生态失衡表现了。若气虚不能摄血，则可导致失血、崩漏；气滞不能推动血之流行，则可导致疼痛、肿胀。
无论外感之凉燥、温燥，内伤之肺燥、大肠燥，都能引起津液的生态失衡，如鼻干、喉干、皮肤干燥、毛发焦枯、大便秘结、甚而燥热耗伤津液，而致诸痰咳喘之证。
中医认为，忧和悲皆为肺之志，忧愁悲哀太过，就会损害人体的生态平衡。如形瘁气乏、皮毛枯槁等症状。所以《素问》指出“忧伤肺”。若肺气不足，也可出现忧愁悲伤的情绪。如肺痨者多愁善感，脏燥症者悲伤欲哭等。
中医认为，鼻为肺窍，为呼吸的通道，外邪袭肺，肺气不宣，则引起鼻塞流涕，呼吸失衡，不闻香臭等症状。肺与喉咙一气相通，肺因邪气壅塞，导致声音嘶哑，称之金实不鸣；肺阴不足，发出声音嘶哑，称为金碎不鸣。肺与大肠相表里，肺有病变而布散到大肠使其津液减少，肺燥热之气，可影响大便干结。而大肠热壅，又影响肺气肃降，引起气逆喘咳。