【病因機(jī)制】

　　一、病因及分類

　　引起呼吸頻率和節(jié)律異常的疾病繁多，通?？梢苑譃榉卧葱浴⑿脑葱?、血液性、神經(jīng)精神性和中毒性五類。

　　1.肺源性

　　(1)氣道病變：常見(jiàn)于喉及氣管內(nèi)異物、腫瘤、水腫、會(huì)厭炎、咽后壁膿腫、喉白喉、氣管支氣管炎、吸入性損傷等上氣道阻塞和慢性阻塞性肺疾病(COPD)、支氣管哮喘、職業(yè)性哮喘等。

　　(2)肺實(shí)質(zhì)疾病：常見(jiàn)于肺炎、肺結(jié)核、肺癌、肺水腫、肺間質(zhì)纖維化、急性呼吸窘迫綜合征、肺泡出血、塵肺、肺不張等。

　　(3)胸膜縱隔疾?。撼Ｒ?jiàn)于胸腔積液、氣胸、廣泛胸膜增厚粘連、縱隔炎癥、縱隔氣腫和縱隔腫瘤等。

　　(4)肺血管疾?。撼Ｒ?jiàn)于肺栓塞、肺動(dòng)靜脈畸形、原發(fā)性肺動(dòng)脈高壓、肺血管炎等。

　　(5)胸廓和呼吸肌疾病：常見(jiàn)于肋骨骨折、創(chuàng)傷、胸廓畸形、重癥肌無(wú)力、呼吸肌麻痹、膈肌運(yùn)動(dòng)障礙(如膈肌麻痹、大量腹水、高度鼓腸、腹腔巨大腫瘤、胃擴(kuò)張和妊娠末期)等。

　　2.心源性

　　(1)慢性心功能不全：常為高血壓性心臟病、冠心病、二尖瓣或主動(dòng)脈瓣疾病等所致。

　　(2)急性左心衰竭：常為急性心肌梗死、急性瓣膜反流、高血壓危象、心律失常、輸液過(guò)多過(guò)快等所致。

　　(3)急性右心衰竭：常為急性肺源性心臟病、急性風(fēng)濕性或中毒性心肌炎、重度貧血性心臟病等所致。

　　(4)心包積液。

　　(5)縮窄性心包炎。

　　3.血液性

　　(1)嚴(yán)重出血。

　　(2)重度貧血。

　　(3)高鐵血紅蛋白血癥。

　　(4)紅細(xì)胞增多癥。

　　(5)輸血反應(yīng)。

　　4.神經(jīng)精神性

　　(1)中樞性：常見(jiàn)腦出血、腦外傷、腦腫瘤、腦炎、腦膜炎等。

　　(2)精神性：常見(jiàn)高通氣綜合征、癔癥等。

　　5.中毒性

　　(1)代謝性酸中毒：常見(jiàn)糖尿病酮癥酸中毒、尿毒癥酸中毒、腎小管性酸中毒等。

　　(2)化學(xué)毒物中毒：常見(jiàn)有一氧化碳、氰化物、亞硝酸鹽、苯胺等中毒。

　　(3)藥物中毒：如嗎啡、地西泮、苯巴比妥等鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)定、麻醉藥品中毒。

　　二、發(fā)病機(jī)制

　　(一)呼吸節(jié)律的形成假說(shuō)

　　呼吸節(jié)律的形成部位早已肯定在延髓，但其確切的部位并不清楚，近代的研究認(rèn)為前包欽格復(fù)合體(面神經(jīng)后核腹尾側(cè))是其關(guān)鍵部位。呼吸節(jié)律產(chǎn)生的機(jī)制也尚未完全闡明，目前主要有兩種假說(shuō)；起步細(xì)胞學(xué)說(shuō)和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)，其中以后者得到較多的學(xué)者認(rèn)可。

　　1.起步細(xì)胞學(xué)說(shuō) 節(jié)律性呼吸如竇房結(jié)起搏細(xì)胞的節(jié)律性一樣，是由延髓內(nèi)具有起步樣活動(dòng)的神經(jīng)元的節(jié)律興奮引起的。

　　2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō) 呼吸節(jié)律的形成依賴于延髓內(nèi)呼吸神經(jīng)元之間復(fù)雜的相互聯(lián)系和相互作用。該模型認(rèn)為，在延髓內(nèi)存在具有中樞吸氣活動(dòng)發(fā)生器和吸氣切斷機(jī)制作用的神經(jīng)元，中樞吸氣活動(dòng)發(fā)生器的活動(dòng)引發(fā)吸氣神經(jīng)元興奮。興奮傳至脊髓吸氣肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，產(chǎn)生吸氣，肺擴(kuò)張；吸氣切斷機(jī)制接受來(lái)自吸氣神經(jīng)元、腦橋背旁內(nèi)側(cè)核和肺牽張感受器的沖動(dòng)。隨著吸氣相的進(jìn)行，吸氣切斷機(jī)制的活動(dòng)增強(qiáng)到一定閾值時(shí)，吸氣切斷機(jī)制興奮，發(fā)出沖動(dòng)到吸氣神經(jīng)元，以負(fù)反饋形式終止其活動(dòng)，使吸氣活動(dòng)終止，轉(zhuǎn)為呼氣；吸氣切斷機(jī)制的活動(dòng)減弱時(shí)。吸氣活動(dòng)再次發(fā)生。如此周而復(fù)始。腦橋呼吸調(diào)整中樞的活動(dòng)和迷走神經(jīng)肺牽張感受器傳入活動(dòng)可促進(jìn)吸氣切斷機(jī)制的活動(dòng)，從而使吸氣轉(zhuǎn)為呼氣。因此，凡可影響中樞吸氣活動(dòng)發(fā)生器、吸氣切斷機(jī)制閾值或達(dá)到閾值所需時(shí)間的因素都可影響呼吸過(guò)程和呼吸節(jié)律。

　　(二)呼吸頻率和節(jié)律的調(diào)控

　　1.呼吸中樞 呼吸中樞是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)細(xì)胞群。呼吸中樞廣泛分布在大腦皮質(zhì)、間腦、腦橋、延髓和脊髓等各級(jí)部位，它們?cè)诤粑?jié)律的產(chǎn)生和調(diào)節(jié)中起著各自不同的作用，只有在相互配合作用下才產(chǎn)生正常節(jié)律性呼吸運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)研究表明，腦橋上部有抑制吸氣、促使吸氣向呼氣轉(zhuǎn)換的中樞結(jié)構(gòu)，稱為呼吸調(diào)整中樞，位于腦橋的PBKF核群。PBKF分布有呼氣神經(jīng)元、吸氣神經(jīng)元和跨時(shí)相呼吸神經(jīng)元，呈節(jié)律性放電并與呼吸周期相關(guān)。PBKF和延髓的呼吸神經(jīng)核團(tuán)之間存在雙向聯(lián)系，形成調(diào)控呼吸的神經(jīng)元回路。此外，來(lái)自肺部的迷走神經(jīng)傳入沖動(dòng)也有抑制吸氣的作用。當(dāng)延髓失去呼吸調(diào)整中樞和迷走神經(jīng)的抑制作用后，吸氣活動(dòng)不能及時(shí)被中斷，即出現(xiàn)長(zhǎng)吸式呼吸。實(shí)驗(yàn)研究還表明呼吸節(jié)律的基本中樞位于延髓，延髓呼吸神經(jīng)元主要位于背側(cè)呼吸組和腹側(cè)呼吸組。背側(cè)呼吸組的神經(jīng)元軸突交叉到對(duì)側(cè)下行至脊髓頸段和胸段.支配膈肌和肋間外肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。腹側(cè)呼吸組的疑核神經(jīng)元軸突由同側(cè)舌咽神經(jīng)和迷走神經(jīng)傳出。支配喉部呼吸??；后疑核呼吸神經(jīng)元絕大部分交叉下行至脊髓支配肋間內(nèi)、外肌和腹肌的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元；包氏復(fù)合體主要含呼氣神經(jīng)元。它們的軸突主要與背側(cè)呼吸組的吸氣神經(jīng)元形成抑制性聯(lián)系。此外，也有軸突支配脊髓的膈肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，毀損背側(cè)呼吸組和腹側(cè)呼吸組呼吸節(jié)律變化不明顯，提示呼吸節(jié)律可能來(lái)源于多個(gè)部位，所以不易因局灶毀損而喪失呼吸節(jié)律。而既往認(rèn)為的腦橋中下部興奮吸氣的吸氣中樞則未能獲得實(shí)驗(yàn)證實(shí)。呼吸還受大腦皮質(zhì)、邊緣系統(tǒng)、下丘腦的調(diào)節(jié)。大腦皮質(zhì)對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)是隨意呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng)，下位腦于的呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng)是自主節(jié)律呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng)，二者的下行通路是分開(kāi)的，所以臨床有時(shí)候可以看到自主呼吸和隨意呼吸分離的現(xiàn)象。如脊髓外側(cè)索下行的自主呼吸通路受損后，自主呼吸節(jié)律受影響甚至停止，但仍可有隨意呼吸，當(dāng)入睡時(shí)，可能發(fā)生呼吸停止。

　　2.呼吸反射

　　自主節(jié)律性呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生于呼吸中樞，同時(shí)接收來(lái)自呼吸肌、呼吸器官和其他器官感受器傳入沖動(dòng)的反射性調(diào)節(jié)。重要的反射性調(diào)節(jié)有肺牽張反射、呼吸肌本體感受性反射和防御性呼吸反射。

　　(1)肺牽張反射：又稱黑一伯反射，是指肺擴(kuò)張或縮小而引起呼吸的反射性變化，包括肺擴(kuò)張引起吸氣抑制和肺縮小引起吸氣興奮兩種反射。該反射感受器位于從氣管到細(xì)支氣管的平滑肌中，屬于牽張感受器，閾值低，適應(yīng)慢。吸氣時(shí)，肺擴(kuò)張，牽拉支氣管和細(xì)支氣管引起感受器興奮，達(dá)到閾值時(shí)，沖動(dòng)經(jīng)迷走神經(jīng)傳入延髓，通過(guò)吸氣切斷機(jī)制使吸氣神經(jīng)元抑制，結(jié)果吸氣停止，轉(zhuǎn)為呼氣。呼氣時(shí)，肺縮小，牽張感受器的放電頻率降低，經(jīng)迷走神經(jīng)傳入的沖動(dòng)減少，對(duì)延髓吸氣神經(jīng)元的抑制解除，吸氣神經(jīng)元興奮，轉(zhuǎn)為吸氣。肺牽張感受器反射的意義是阻止吸氣過(guò)深過(guò)長(zhǎng)，促使吸氣轉(zhuǎn)為呼氣，與腦橋呼吸調(diào)整中樞共同調(diào)節(jié)著呼吸頻率與深度。在人體，當(dāng)潮氣量達(dá)到800ml以上時(shí)才能引起肺擴(kuò)張反射，所以平靜呼吸時(shí)，肺牽張反射不參與人的呼吸調(diào)節(jié)。

　　(2)呼吸肌本體感受性反射：是指由呼吸肌本體感受器傳入沖動(dòng)所引起的反射性呼吸變化，感受器為肌梭和腱器官。當(dāng)肌肉受牽張時(shí)，肌梭受刺激而興奮，其沖動(dòng)經(jīng)背根傳入脊髓中樞，反射性地引起受牽張的肌肉收縮。呼吸肌通過(guò)本體感受器反射，可使呼吸增強(qiáng)，但在平靜呼吸時(shí)。這一反射活動(dòng)不明顯。呼吸肌本體感受器反射的意義在于隨著呼吸肌負(fù)荷的增加而相應(yīng)地加強(qiáng)呼吸運(yùn)動(dòng)，這在克服氣道阻力上有重要作用。

　　(3)防御性呼吸反射：呼吸道黏膜存在的感受器是黏膜上皮的迷走傳入種經(jīng)末梢。當(dāng)受機(jī)械或者化學(xué)刺激時(shí)，引起對(duì)人體有保護(hù)作用的呼吸反射，稱為防御性呼吸反射，主要有咳嗽反射和噴嚏反射?？人苑瓷涞母惺芷魑挥诤?、氣管和支氣管的黏膜，大支氣管以上部位的感受器對(duì)機(jī)械刺激敏感，二級(jí)點(diǎn)氣管以下部位的感受器對(duì)化學(xué)刺激敏感，傳入沖動(dòng)經(jīng)迷走神經(jīng)傳入延髓，觸發(fā)一系列協(xié)調(diào)的反射反應(yīng)，引起咳嗽反射。噴嚏反射與咳嗽反射類似，刺激作用于鼻黏膜感受器。經(jīng)三叉神經(jīng)傳入延髓。反射性引起腭垂下降、舌壓向軟腭，呼出氣主要從鼻腔噴出，以清除鼻腔中的刺激物。

　　(4)肺毛細(xì)血管旁感受器反射：肺泡毛細(xì)血管旁存在J感受器，在肺毛細(xì)血管充血、肺泡壁間質(zhì)積液時(shí)受刺激，沖動(dòng)經(jīng)迷走神經(jīng)無(wú)鞘c纖維傳入延髓，引起反射性呼吸暫停，繼之以淺快呼吸、血壓降低、心率減慢。

　　3.化學(xué)因素對(duì)呼吸的調(diào)節(jié) 化學(xué)因素是指動(dòng)脈血或腦脊液中的O2、CO2和H+?；瘜W(xué)因素通過(guò)刺激化學(xué)感受器調(diào)節(jié)呼吸，也是一種反射性調(diào)節(jié)。機(jī)體通過(guò)呼吸調(diào)節(jié)血液中的O2、CO2和H+的水平，動(dòng)脈血中的O2、CO2和H+水平的變化又能通過(guò)化學(xué)感受器反射性地調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)，從而維持著內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。

　　(1)化學(xué)感受器：參與調(diào)節(jié)呼吸的化學(xué)感受器按其所在部位分為外周化學(xué)感受器和中樞化學(xué)感受器。外周化學(xué)感受器是指頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體，它在動(dòng)脈血中POz降低、PCO2升高或H+濃度升高時(shí)產(chǎn)生興奮，沖動(dòng)經(jīng)竇神經(jīng)(舌咽神經(jīng)分支，分布于頸動(dòng)脈體)和主動(dòng)脈神經(jīng)(又稱降壓神經(jīng)，迷走神經(jīng)分支，分布于主動(dòng)脈體)傳入延髓。反射性地引起呼吸加深加快和血液循環(huán)的變化。其中頸動(dòng)脈體對(duì)呼吸調(diào)節(jié)的作用強(qiáng)于主動(dòng)脈體。中樞化學(xué)感受器位于延髓腹外側(cè)淺表部位，它的生理刺激是腦脊液和局部細(xì)胞外液中的H-。血液巾的CO2能迅速通過(guò)血腦屏障，在腦脊液中碳酸酐酶的作用下，CO2與H2O形成H2CO3再解離出H+，從而刺激中樞化學(xué)感受器，再引起呼吸中樞興奮。由于外周血中的H+不易通過(guò)血腦屏障，故外周血pH的變動(dòng)對(duì)中樞化學(xué)感受器的作用不大。

　　(2)O2、CO2和H+對(duì)呼吸的詞常：CO2是調(diào)節(jié)呼吸最重要的生理性化學(xué)因素，血液中一定濃度的CO2是維持呼吸中樞興奮性所必需的。CO2興奮呼吸是通過(guò)刺激中樞化學(xué)感受器和外周化學(xué)感受器兩條途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，以前者為主。動(dòng)脈血H+濃度增高，可導(dǎo)致呼吸加深加快，肺通氣量增加；H+濃度降低時(shí)。呼吸受到抑制。雖然中樞化學(xué)感受器對(duì)H+的敏感性較高，約為外周化學(xué)感受器的25倍，但由于H+不易通過(guò)血一腦屏障，因此血液H+對(duì)呼吸的影響主要通過(guò)外周化學(xué)感受器而實(shí)現(xiàn)的。但是腦脊液中H+是中樞化學(xué)感受器最有效的刺激。動(dòng)脈血PO2下降到80mmHg以下時(shí)，肺通氣才出現(xiàn)可覺(jué)察的增加，因此動(dòng)脈血PO2對(duì)正常呼吸的調(diào)節(jié)作用不大。低O2對(duì)呼吸中樞的直接作用是抑制，但是低O2可通過(guò)對(duì)外周化學(xué)感受器的刺激而興奮呼吸中樞，所以在一定程度上可以對(duì)抗低O2對(duì)中樞的直接抑制作用。低O2對(duì)呼吸的刺激作用完全是通過(guò)外周化學(xué)感受器實(shí)現(xiàn)的，在低O2時(shí)吸入純O2，由于解除了外周化學(xué)感受器的低O2刺激，可能會(huì)引起呼吸暫停。當(dāng)血液PaCO2升高、PaO2降低、H+濃度升高時(shí)，分別都有興奮呼吸作用，尤以PaCO2的作用顯著。但在整體情況下，往往是以上一種因素的改變會(huì)引起其余因素相繼改變或幾種因素同時(shí)改變，三者相互影響、相瓦作用，既可發(fā)生總和而加大，也可相互抵消而減弱。