麻醉与呼吸PPT课件.ppt
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1、山西医科大学麻醉学系山西医科大学麻醉学系第一临床医学院、第一医院第一临床医学院、第一医院 曹定睿曹定睿 教授教授第三章第三章 麻醉与呼吸麻醉与呼吸1 呼吸(respiration)是机体与环境之间进行气体交换的过程,包括:外呼吸:肺通气(肺泡与外界的气体交换)和肺换气(肺泡与血液之间的气体交换)两个环节构成;气体在血液中的运输;内呼吸:组织换气以及细胞内的氧化代谢。2 第一节第一节 呼吸道和肺的生理功能呼吸道和肺的生理功能 一、呼 吸 道(respiratory tract)(一)呼吸道的结构:1、呼吸道,又称气道(airway):以环状软骨下缘为界,以上部分为上呼吸道,以下部分为下呼吸道。2
2、气管:共分为23级。气管为0级,主支气管为1级,16级以前无气体交换功能,为传导区。1719级为呼吸性细支气管,2022级为肺泡管,23级为肺泡囊。3、肺功能单位:呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊以及所属肺泡共同组成。3 (二)气道上皮的生理作用 细胞组成:主要有纤毛细胞、杯状细胞、刷细胞、基细胞、小颗粒细胞等。生理功能:1.分泌粘液和浆液:杯状细胞和浆液细胞,分泌粘液性和浆液性分泌物。粘液在纤毛顶部形成外液体层,粘着吸人气中的颗粒;浆液在粘液下及纤毛周围形成内液体层,降低粘滞阻力,有利于纤毛的运动及粘液运输。2.纤毛运输功能:每个纤毛细胞有约2000根纤毛。纤毛向咽喉部快速摆动,痰液移动速度
3、2.53.5mm/min,以净化吸入空气。气管切开术后或吸入干燥气体时水分丢失大,呼吸道粘膜干燥,纤毛运动可被抑制。临床剂量的麻醉剂也可使纤毛摆动抑制。4 3转化和解毒 上皮细胞处理吸人性毒物和药物,一是将其转化成低毒或低活性、易被清除的物质;另一方面,通过粘液一纤毛转运系统将其排出体外。上皮损伤脱落时,有毒物质可未经转化解毒而直接进人循环引起机体中毒。气道上皮细胞内含有多种降解肽类的酶,如中性内肽酶,可降解局部的多种活性肽,减弱炎性反应和平滑肌效应。上皮损伤时,对炎症性肽类的降解作用被削弱,气道平滑肌反应性增强,易发生哮喘。5 4抗氧化性损伤 许多气源性有害物质导致细胞损伤的机制与诱导活性氧
4、生成及脂质过氧化有关。呼吸道上皮细胞内存在有效的抗氧化系统:过氧化氢酶:上皮细胞内过氧化氢酶含量丰富,足以清除毒物、药物或氧应激等诱导生成的过氧化氢。过氧化氢酶还可能随粘液分泌到细胞周围,增强上皮表面对过氧化氢的清除能力。谷胱甘肽:在长时间臭氧攻击下或氧应激时,气道上皮细胞内还原型谷胱甘肽(GSH)水平增高,是重要的适应机制。6 5.分泌调节性介质 气道上皮细胞分泌的介质:(1)上皮源松弛因子(epithelial derived relaxing factor,EpDRF):可抑制气道平滑肌的收缩,避免小气道因吸人气体中理化刺激发生持续性痉挛,维持局部小气道通畅。EpDRF主要成分可能是一氧
5、化氮(NO)。(2)前列腺素:气道上皮细胞释放PGE2和PGI2,可直接松弛气道平滑肌或降低平滑肌对收缩性介质的敏感性。(3)细胞趋化因子:损伤刺激时,上皮细胞释放纤维连接蛋白(fibronectin,Fn)、白细胞介素(ILs)等。Fn是气道上皮细胞自身的趋化因子,可吸引纤毛细胞、基细胞向损伤部位移动,启动损伤修复。ILs对中性粒细胞、嗜酸性细胞等有趋化吸引作用和激活作用,引起炎症反应(双刃剑双刃剑)。7 二、肺内神经支配和神经内分泌肽 1、支配肺的副交感神经通过迷走神经传出,递质为乙酰胆碱,受体为M受体,引起气道平滑肌收缩、粘膜和腺体分泌增加。2、支配肺的交感神经起源于脊髓胸段,释放儿茶酚
6、胺,作用于-受体和-受体。肺内-受体数量少,主要为-受体的效应,使气道平滑肌舒张。8 3、肺内还存在肽能神经,释放多种肽类递质。分兴奋性和抑制性两类:兴奋性递质:有P物质、神经肽Y等,兴奋时引起气道平滑肌收缩、粘膜和腺体分泌增加。抑制性递质:主要有血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)。VIP具有舒张肺血管和气道平滑肌、减轻炎症反应等多种生物活性。9 三、肺内液体交换 1、肺内水通道 呼吸道上皮和血管内皮的细胞膜上镶嵌水通道蛋白(aquaporine,AQPs),调节水跨上皮及跨血管转运。人类各种组织中已发现有五种水通道,在肺毛细血管内皮主要为AQP
7、1;上皮细胞主要为AQP3和AQP4。对水通道的功能调控:基因转录、翻译;膜成分的内收和外装改变水通道在膜上的数量;糖皮质激素,可促进AQP1、AQP3在呼吸道的表达,促进炎症时细胞间隙的水分通过水通道迅速转移,防止或减轻气道水肿。10 2、肺内抗水肿安全因素:淋巴引流:淋巴回吸收是肺内最重要的抗水肿因素。微血管屏障与肺上皮屏障:肺毛细血管对水及蛋白质的通透性低,肺泡上皮的通透性更低,可防止及水及蛋白质进人肺泡腔。肺表面活性物质:。肺表面活性物质降低表面张力,可对抗液体滤出。血浆胶体渗透压:血浆胶体渗透压可促进液体重吸收人血管。11 四、肺 循 环 肺循环的特点:1、血管壁薄,途径短,仅为体循
8、环阻力的1/10;2、成人肺动脉压:22/8mmHg,平均肺动脉压约13mmHg;3、肺静脉压、左心房压:14mmHg,平均约2mmHg;4、肺毛细血管楔压(PCWP),也称肺小动脉楔压(PAWP)正常值:5-15mmHg,平均压为10mmHg。12 五、肺的非呼吸功能 (一)肺的防御保护功能 鼻、口、咽部使吸人空气温暖,湿润。鼻毛阻挡空气中粗大颗粒的通过。肺泡巨噬细胞富含溶菌酶,能吞噬吸人气中的颗粒、杀灭细菌,使肺泡表面经常保持无菌。吸烟和吸人有害气体可损害巨噬细胞的活力。(二)肺的过滤功能 肺循环内的微细血管能阻挡微小颗粒,使其不能进人体循环,以防止冠状循环或脑循环栓塞。在心脏直视手术时,
9、血液绕过肺经由心肺转流机循环,这种过滤功能完全消失13(三)肺的代谢功能 肺参与许多生物活性物质的代谢。1合成和释放 肺是体内前列腺素(PG)合成的主要场所之一。前列腺素并不在肺内贮存,所合成的前列腺素立即被释放。2活化和灭活 (1)血管紧张素(AT),ATI经肺AT转化酶作用转变为AT。肺组织中AT转化酶含量丰富,通过肺循环一次后,血液中的ATI几乎可全部转化为AT。(2)前列腺素,通过肺循环时呈选择性灭活。PGE和PGF几乎全部灭活。灭活PG的酶为15-羟前列腺素脱氢酶。14(3)缓激肽(BK),肺内降解灭活BK的为激肽酶,在肺循环中通过1次,绝大部分被灭活。(4)儿茶酚胺:肾上腺素、异丙
10、肾上腺素和多巴胺通过肺循环后,活性无明显改变。去甲肾上腺素的活性约降低35,肺血管内皮细胞对它摄取和降解。(5)乙酰胆碱,少量被肺组织直接灭活。(6)5一羟色胺:5一羟色胺通过肺循环1次大部分被灭活。可被肺血管内皮细胞摄取后降解。注意注意:静脉和动脉注射相同剂量的药物,全身作用不同;静脉和动脉血中,去甲肾上腺素、5一羟色胺、缓激肽及前列腺素等生物活性介质的浓度各异。15 六、麻醉药物对呼吸道及肺血管的影响 1、阿托品和东莨菪碱,为M型胆碱能受体阻滞药,可使支气管平滑肌松弛,东莨菪碱作用稍弱。新型抗胆碱药长托宁,有很强的支气管平滑肌松弛作用。2、利多卡因,经雾化吸人或气管内给药直接作用于支气管平
11、滑肌而产生轻度的支气管扩张作用,采用注射途径则无此作用。3、氯胺酮,可直接作用于支气管平滑肌,并间接通过增加内源性儿茶酚胺的释放使受体兴奋而使支气管扩张,可用于哮喘病人的麻醉。但氯胺酮增加肺血管阻力,使肺动脉压升高,不宜用于肺动脉高压或右心衰竭的病人。16 4、硫喷妥钠,硫喷妥钠抑制交感神经,使副交感神经的作用增强,受刺激后可诱发喉痉挛或支气管痉挛,不宜用于哮喘病人。5、苯二氮卓类药物,不引起支气管痉挛,可安全用于哮喘病人。6、依托咪酯,无组胺释放作用,对肺血流动力学无影响。17 7、麻醉镇痛药:吗啡:引起组胺释放及对平滑肌的直接作用可引起支气管痉挛,诱发哮喘发作。哌替啶:也可引起组胺释放,慎
12、用于哮喘病人。芬太尼系列:芬太尼(fentany)、舒芬太尼(sufentany)、阿芬太尼(alfentany)、瑞芬太尼(remifentany)均不引起组胺释放。8、恩氟烷、异氟烷(安、异氟醚)可直接松弛支气管平滑肌。恩氟烷可降低肺血流,肺血管阻力不变或微升。异氟烷对肺血管阻力影响轻微。18 9、七氟烷、地氟烷(七、地氟醚)七氟烷可使乙酰胆碱和组胺引起的支气管痉挛松弛。地氟烷对气道有刺激性,但仍具有支气管扩张作用。10、氧化亚氮(笑气),可直接作用于支气管平滑肌,并间接使内源性儿茶酚胺增加,使支气管扩张。但氧化亚氮可使肺血管收缩,不宜用于肺动脉高压或右室功能不全的病人。19 11、筒箭毒
13、碱(简称箭毒)有组胺释放作用,可增加支气管平滑肌的张力。12、胆碱酯酶抑制药:新斯的明、溴吡斯的明,可使乙酰胆碱作用增强,使支气管平滑肌收缩,此种作用可被阿托品桔抗。13、氨茶碱 松弛支气管平滑肌,直接扩张肺小动脉。20 第二节 肺通气与麻醉 一、肺内压与胸膜腔内压 1、肺内压 自然状态下,大气与肺泡气之间的压力差,为肺内压,是肺通气的直接动力。肺的自然通气是一种“负压通气”:吸气时,肺内压低于大气压(-2-1mmHg),气体进人肺内;呼气时,肺内压高于大气压(12mmHg),气体由肺内流出。吸气或呼气末,肺内压等于大气压,气体停止流动。麻醉时给病人做人工呼吸或施行机械通气时,给予正压(152
14、0mmHg)造成与肺泡气的压力差,是一种“正压通气”。21 2、胸膜腔负压:在正常平静呼吸时胸膜腔内压始终低于大气压,即胸膜腔负压。随呼吸运动发生周期性起伏变化。呼气末胸膜腔内压约为-5-3mmHg;吸气末约为-10-5mmHg。胸膜腔负压的作用:有利于肺保持扩张状态、有利于胸腔内大静脉和淋巴液的回流。22 通气阻力增高时,胸膜腔内压的变化幅度显著增大,也可高于大气压。l关闭声门用力吸气,胸膜腔内压可降至-90mmHg,l憋气时用力呼气时,可升高到110mmHg,使静脉回心血量减少和颈静脉怒张。l开胸手术时,胸膜腔负压消失。23 二、肺通气阻力 肺通气阻力有两种:1、弹性阻力:包括肺和胸廓的弹
15、性阻力,是平静呼吸时的主要阻力,约占总阻力的70。肺弹性阻力:来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡内侧面液体产生的表面张力。肺组织本身的弹性阻力占总阻力的1/3,表面张力约占2/3。肺表面活性物质可降低肺泡表面张力。24 2、非弹性阻力:包括气道阻力、惯性阻力和组织粘滞阻力,占总阻力的30。其中又以气道阻力为主,约占总非弹性阻力的8090。在气道阻力中,鼻腔占50,声门占25,气管和支气管占15,细支气管仅占10。25 三、肺通气功能参数(一)每分通气量(minute ventilation volume,MV)是指每分钟进或出肺的气体总量。MV=Vtf正常成人每分通气量为69L。(二)肺活量、用
16、力肺活量、用力呼气量 1、肺活量(vital capacity,VC)是指尽力吸气后,从肺内所能呼出的最大气量。不限制呼气时间,是一种静态指标,不能充分反映肺的通气功能。2、用力肺活量(forced vital capacity,FVC)是指尽力吸气后,快速用力呼气,所能呼出的最大气量。用力肺活量略小于肺活量。26 3、用力呼气量(forced expiratory volume,FEV),旧称时间肺活量(timed vital capacity,TVC)。是指进行用力肺活量测定时,在一定时间(秒)内呼出的气量,通常用FEVtFVC表示。用力呼气量是动态的肺通气功能指标,反映受试者的肺活量,并
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