病理、病理生理学改变与临床特点

更新于 2026年10月28日 版权声明
一、病理、病理生理学改变与临床特点

COPD主要累及周围气道和肺实质,也累及中央气道,特别是急性发作期整个气道的炎症变化更明显,并进一步影响病理生理学特点和临床表现。

(一)周围气道和肺实质病变

1.外周气道 外周气道的主要结构为单层立方上皮,黏膜下有平滑肌;与中央气道的交接区有软骨片和杯状细胞。主要病理改变为纤维母细胞增生、纤维组织增生,气道壁增厚,平滑肌增生、肥大,气道腔炎性渗出,气道狭窄和阻塞(图6-9)。从正常状态的以层流为主变为以湍流为主。除非特殊情况,气道长度恒定,气道阻力主要受气道内径和气流形态的影响。在层流状态下,气道阻力(R)与流量(F)无关,与半径(R)的4次方成反比,假若半径为2(在此不设置单位),则R≈24≈16;变为湍流后,阻力与半径的5次方成反比,即R≈25≈32;假如流量增加1倍(实际常远高于1倍),则R≈25×22≈64,即同样气道长度条件下,湍流阻力较层流阻力指数式升高,产生通气需要的驱动压显著升高(图5-6至图5-11),呼吸肌的氧耗量显著增大。在呼吸肌本体感受器等兴奋下将出现反射性深慢呼吸,流量减慢,使气流以湍流为主转为以层流为主,呼吸阻力显著降低;否则将出现辅助呼吸肌活动,三凹征阳性;严重者出现呼吸肌疲劳、胸腹矛盾运动。

2.肺实质 主要表现为肺弹力纤维破坏,肺气肿形成。吸气期在胸腔负压和肺间质负压作用下,周围气道开放,吸气气流产生;但呼气中晚期胸腔负压和肺间质负压显著减小,甚至转为正压,在等压点发生气道陷闭(图6-9),气流终止,患者除代偿性深慢呼吸减轻气道陷闭外,更主要是通过声门缩窄,发出“哼哼”声或缩唇呼气,以对抗气道陷闭,降低吸气阻力;否则将进一步诱发辅助呼吸肌活动和呼吸肌疲劳。

上述两种情况相互影响,主要表现为阻塞性通气功能障碍,且以呼气障碍为主,如上述出现代偿性深慢呼吸和缩唇呼气;病情逐渐加重,呼气相肺容积(RV、FRC)增大,TLC 也有所增大,RV/TLC、FRC/TLC升高;这有助于扩张气道,降低气道阻力。呼气末肺容积不断增大将导致横膈低平,曲率半径缩小,膈肌处于不利的力学状态,通气功能下降,加重呼吸困难;部分患者出现“弓腰”走路,使横膈上抬,膈肌曲率半径增大,以改善呼吸困难。病情进一步发展,呼气不能有效完成,呼气末容积明显增大,且出现PEEPi;PEEPi导致吸气阻力明显增大,患者在呼气性呼吸困难的基础上逐渐出现吸气困难,三凹征更明显,也更容易发生呼吸肌疲劳。

气道阻塞、陷闭和肺气肿形成导致气体分布不均匀、图示失调及其离散度增大、有效弥散膜面积减小,气相弥散距离延长,DLCO 和DLCO/VA下降,VD增大;上述深慢呼吸、“哼哼”呼气等也可改善气体分布,降低VD,使呼吸效率提高,即前述改善肺通气功能的措施也是改善肺换气的主要手段。

(1)可逆因素

1)气道平滑肌的增生、收缩:理论上吸入气道扩张剂有较好的治疗作用。但事实上由于气道阻力明显增大,药物进入远端周围气道的剂量小;气道黏膜明显增厚,气道破坏,药物通过黏膜进入平滑肌的量非常有限;平滑肌明显增生,也限制药物的作用,故吸入β2 受体兴奋剂和M 受体阻断剂的扩张作用皆非常有限;若全身用大剂量药物,则不良反应显著增大,实际临床效果也确实如此。

2)支气管炎症细胞聚集、黏液分泌和血浆渗出:理论上吸入糖皮质激素有较好效果,但与支气管哮喘以嗜酸性粒细胞炎症为主不同,COPD 以中性粒细胞炎症为主,吸入糖皮质激素的治疗效果并不明显;而大剂量吸入或全身长时间应用(急性发作期短时间应用除外)不良反应大,实际临床效果也不佳。

3)运动时肺动态过度充气:对增大的肺容积而言,任何药物本身皆无治疗作用,但上述深慢呼吸、缩唇呼气可改善过度充气,也改善气体分布和图示失调;上述药物治疗改善气道阻塞也可能间接减轻肺动态过度充气。

(2)不可逆因素:主要是气道纤维化性狭窄、肺泡破坏和肺弹性回缩力减弱、小气道陷闭,药物无治疗作用,但上述深慢呼吸和缩唇呼气可改善气流形态、对抗PEEPi,降低气道阻力和呼吸阻力,也有助于改善气体分布和图示失调。

上述情况说明可逆性变化不一定需药物治疗,而不可逆变化不一定无治疗手段,这在国内外指南皆存在严重缺陷。

3.中央气道 基本结构为软骨环,有假复层柱状纤毛上皮,其中有大量的杯状细胞;黏膜下有丰富的黏液腺和浆液腺;黏膜有丰富的咳嗽感受器,尤其是气管隆凸部位。基本病理改变为多种炎症细胞浸润,以中性粒细胞和淋巴细胞为主,杯状细胞、黏液腺增生,鳞状上皮化生。主要表现以咳嗽、咳痰为主,稳定期以白色泡沫痰或白色黏痰为主;急性加重期则以白黏痰或黄脓痰为主。故中央气道的阻力基本正常,适当应用祛痰剂和吸入糖皮质激素可能有一定作用;气道扩张剂无治疗作用。

(二)肺功能受损程度与临床表现(https://www.daowen.com)

1.轻度 极量运动时不超过肺的代偿限度,无劳累性呼吸困难;若出现明显呼吸困难,应积极查找其他可能的原因。

2.中度 可能超过肺功能的代偿限度,出现劳累性呼气困难;进一步加重,患者将出现呼气困难,并逐渐出现以呼气困难为主的混合性呼吸困难。患者也将出现代偿性深慢呼吸,静息状态、轻中度体力活动无不适;反之若出现严重呼吸困难,需进一步查找其他原因。

3.重度和极重度 呼吸阻力明显增大,轻中度体力劳动,甚至静息呼吸就出现呼吸困难,呼气和吸气困难均明显困难,三凹征阳性。部分患者出现代偿性深慢呼吸、呼气“哼哼”声、前倾体位,生活质量相对较高,不容易发生呼吸衰竭;反之,缺乏代偿则容易发生呼吸衰竭或呼吸衰竭加重。

无论何种情况,疾病进一步加重,FRC明显增大,胸肺弹性阻力显著增大,与气道阻力增大、PEEPi作用叠加,机体将丧失通气代偿能力,出现浅快呼吸和高碳酸血症性呼吸衰竭。

(三)肺功能受损程度与临床治疗

1.轻度和中度 气流受限程度轻,无临床症状或无明显临床症状,以预防为主,并与其他慢性呼吸疾病鉴别,不限制患者运动,M 受体阻断剂可能有一定作用。

2.重度和极重度 主要涉及以下几个方面。

(1)气流阻塞的治疗

1)气道陷闭的治疗:首选是缩唇呼气,依从性差或合并OSAS或需要MV 的患者则选择简易CPAP装置或呼吸机的CPAP/PEEP装置治疗。

2)气道阻塞的治疗:首选深慢呼吸;在此基础上适当选择药物治疗(主要是吸入性气道扩张剂+吸入糖皮质激素)。

3)横膈低平的治疗:加强腹式呼吸,并注意与胸式呼吸的协调。

(2)肺换气功能障碍的治疗:如上述,以物理治疗为基础的肺通气功能改善,必然伴随气体分布不均匀的改善和V·/Q·失调的改善,DLCO提高。

(3)全身问题的治疗:主要针对缓解期患者,重点是改善呼吸肌力量和耐力、全身运动能力,以及全身状况的综合改善。

(4)我国的某些特殊情况:在我国喘息型慢性支气管炎发病率远较白种人高,α1AT 缺乏所致COPD极其罕见,欧美白种人则有明显不同,故我国居民应用吸入糖皮质激素+β2 受体激动剂的概率高。

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