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编号:15415
心脏手术与肺保护.ppt
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    中国医学科学院协和医科大学

    阜外心血管病医院

    麻醉科

    王伟鹏

    心脏手术与肺保护

    ? 呼吸生理

    ? 体外循环对肺的影响

    ? 体外循环与保护

    ? 麻醉与肺保护

    ? 一氧化氮与肺损伤

    肺解剖生理

    ? 肺是呼吸过程中进行气体交换主要器官

    ? 呼吸过程

    ? 外呼吸:肺通气+肺换气

    ? 运输:CO2+O2

    ? 内呼吸

    ? 主要功能-气体交换

    肺生理功能

    ? 气道直径

    ? 去交感神经无影响

    ? 去迷走神经:吸-扩张;呼-狭窄

    ? 血压下降-扩张

    ? 血压升高-收缩

    ? 化学感受器对气道无影响

    肺生理功能-分泌功能

    ? 合成、激活、释放、分解某些活性物质

    ? 肺泡II型细胞合成肺表面活性物质

    ? 肥大细胞释放5-HT、组织胺 -H2受体-收缩支气管平滑肌

    ? 肥大细胞释放慢反应物质(白三烯3)

    -收缩支气管平滑肌,增加血管通透性

    肺生理功能-分泌功能

    ? 合成、激活、释放、分解某些活性物质

    ? 制造前列腺素

    ? PGE2a-支气管及血管收缩

    ? PGE1-支气管及血管扩张

    ? PGE2-支气管收缩/舒张;血管扩张

    ? 肺血管内皮有血管紧张素转换酶

    ? 血管紧张素I转换为II-肺血管收缩

    肺生理功能-分泌功能

    ? 合成、激活、释放、分解某些活性物质

    ? 肺内APUD细胞及神经纤维有神经肽

    ? 血管活性肽、P物质、阿片肽、胆囊收缩素

    生长素-可能参与肺局部调节

    ? 肺可清除

    ? 5-HT、Ach、缓激肽、前列腺素

    去甲肾上腺素-使体循环免受影响

    肺生理功能-受体分布

    ? 肺血管-α, Ach受体

    ? α受体兴奋-缩血管

    ? Ach受体兴奋-扩血管

    ? 支气管平滑肌-β2、Ach、少量α受体

    ? β2受体兴奋-舒张

    ? Ach受体兴奋-收缩

    ? α受体兴奋-轻度收缩

    肺动脉壁结构

    ? 内膜+中膜+外膜

    ? 内膜=内皮细胞+基层

    ? 屏障作用

    ? 合成:去甲肾上腺素,5-HT,EDFR,内皮素

    ? 代谢:血小板激活因子(PAF)

    肺血管及循环

    ? 肺循环-低压系统

    ? 肺小动脉(30-100um)无肌层

    肺大动脉(100-1000um)肌层薄

    ? 双重血供,互相吻合

    ? 肺循环-气体交换

    ? 支气管循环-营养

    肺生理参数

    ? 肺泡数3亿

    ? 肺泡面积80平方米

    ? 肺毛细血管面积70平方米

    ? PAWP:10mmHg

    Fick弥散定律

    通过气-血界面的气体交换与界面的面积

    成正比,与界面的厚度成反比

    气血屏障

    ? 薄

    ? 内皮+基膜+上皮

    ? 面积大50-100m2

    ? 肺泡数目多:3亿(2-5亿)

    ? FRC时直径为0.2mm

    呼吸膜-气血屏障0.5-0.7um

    ? I型上皮细胞-扁平

    ? 基底膜

    ? 血管内皮

    呼吸道

    ? 上呼吸道:传送气体

    ? 鼻、咽、喉

    ? 下呼吸道:传送及交换气体

    ? 气管、支气管及其分之(23级)

    气道阻力

    ? 鼻:50%

    ? 声门:20%

    ? 气管、支气管:15%

    ? 细支气管(2mm)10%

    肺泡

    ? I型上皮细胞(90%)扁平,参与气体交换

    ? II型上皮细胞(10%),立方,分泌表面活性物质

    肺水肿液排出途径

    ? II型肺泡上皮、内皮细胞饮泡泡饮,泡吐转移至肺泡间隙及毛细血管

    ? 淋巴毛细管回流

    ? 钠离子穿过肺泡上皮和远端支气管上皮

    ? 气道纤毛清除装置

    纤毛清除装置

    ? 粘液滴--杯状细胞分泌

    ? 浆液--浆液细胞分泌

    ? 纤毛--纤毛细胞起自终末细支气管至喉部

    影响纤毛运动因素

    ? 正常青年纤毛摆动1000/分钟,以10.5mm/分钟速度推动粘液滴

    ? 老年人粘液滴速度为5.7mm/分钟

    ? 吸如高浓度氧,浓度越高,抑制越强

    ? 体温,〈50C,或〉420C 停止

    ? 麻醉药

    ? 粘滴大小

    肺静脉

    ? 低压:9mmHg

    ? 高容:容纳全身血容量的40-50%

    ? 受左心影响大

    肺、呼吸道神经支配

    ? 气道-丰富植物神经

    ? 肺-较少

    ? 来源:T1-T5

    ? 交感神经节后纤维-气道、血管平滑肌

    ? 副交感神经-支气管腺体、气道和肺血管平滑肌

    ? 肺刺激、牵张经副交感神经传入纤维传至中枢

    CPB对肺功能的影响

    ? 对呼吸功能影响

    ? 非生理循环

    ? 异物接触

    ? 缺血

    ? 代谢功能受损

    ? 肺隔离

    CPB对呼吸机械功能的影响

    ? 肺不张

    ? 多数,70%

    ? 程度不同

    ? 表现各异

    ? 原因复杂

    肺不张原因

    ? FRC 降低20%

    ? 顺应性降低

    ? 肺內分流增加

    ? AaDO2增加

    ? 通气/血流比例异常

    肺不张常见原因

    ? 术前:吸烟,慢支,肥胖,肺水肿

    ? 手术:胸膜破,术中压迫

    ? 麻醉:膈肌麻痹,吸痰不彻底

    ? CPB:炎性反应,缺血,肺表面活性物质降低

    ? 术后:吸痰不彻底,出血压迫肺,疼痛,咳嗽反射减弱

    CPB急性肺损伤

    ? 炎性反应

    ? 缺血、再灌注损伤

    ? 微栓形成

    ? 表现

    ? 多数轻:PaO2下降

    ? 少数重:类似ARDS

    CPB肺损伤的原因

    ? 体液因素

    ? 细胞因素

    ? 自由基及缺血再灌注损伤

    ? 以上因素相互作用

    ? 其他

    肺损伤的体液因素

    ? 补体系统

    ? 凝血、纤溶和激肽酶

    ? 蛋白酶、抗蛋白酶系统

    ? 环氧化酶系统

    ? 脂氧化酶产物

    ? 血小板激活因子

    肺损伤的细胞因素

    ? 中性粒细胞

    ? 血小板

    肺损伤与自由基

    ? 缺血:酸中毒,钙离子重新分布

    ? 再灌注:肺血管反应,通透性增加

    肺损伤与多因素相互作用

    缺血再灌血液与异物接触应激反应内毒素

    激肽儿茶酚胺

    纤溶凝血加压素

    血管紧张素

    补体

    PGI2/TXA2

    PAF

    C3a,C5a等Cytokines

    中性粒细胞

    自由基蛋白酶

    肺上皮细胞肺血管通透性增加

    急性肺损伤

    肺损伤的其它因素

    ? 微栓

    ? 肺內血流

    ? 液体量及性质

    ? CPB时间

    ? 手术

    CPB对肺代谢功能影响

    ? 前列腺素:PGE,PGF代谢

    PGI2血管内皮合成释放

    ? 血管紧张素转换

    ? 去甲肾上腺素清除

    ? 5-HT

    ? 对芬太尼眶置作用

    体外循环相关急性肺损伤的预防

    ? 体外循环系统的改进与肺保护

    ? 肝素涂抹系统

    ? 白细胞滤器

    ? 膜肺

    ? 动脉滤器

    ? 超滤

    体外循环相关急性肺损伤的预防

    ? 体外循环中药物介入与肺保护

    ? 皮质激素

    ? 补体抑制药物

    ? 中性粒细胞激活抑制剂

    ? 丝氨酸蛋白抑制剂

    ? 自由基清除剂

    体外循环相关急性肺损伤的预防

    ? 体外循环管理技术与肺保护

    ? 无血预充

    ? 灌注流量

    ? 稳态

    ? 低温

    一氧化氮(NO)与肺损伤

    一氧化氮(NO)与肺损伤

    ? NO-EDRF(血管内皮细胞舒张因子)

    ? 双重作用

    ? 保护-降低肺动脉压

    ? 损伤-内毒素、自由基、免疫性肺损伤

    一氧化氮在肺内的生物特性

    ? 自由基

    ? 简单、不稳定、潜在毒性

    ? 自由通过细胞膜弥散

    ? 半衰期短:3-50秒

    ? 体内由l-arginine在NO合成酶催化合成

    NOS-NO合成酶

    ? 存在于肺内

    ? 血管内皮细胞(iNOS、cNOS)

    ? 血管平滑肌

    ? 巨噬细胞(只有iNOS)

    ? 中性粒细胞( 只有iNOS)

    ? 非肾上腺素能非胆碱能神经

    NO合成酶

    ? 原生酶-结构性NOS(cNOS)

    ? 诱生酶(iNOS)

    ? NO合成的关键因素

    NO合成酶生物学意义

    ? iNOS-细胞间的信息传递,快、短

    ? 松弛平滑肌

    ? 神经传导

    ? 抑制血小板聚集

    ? 被钙激动的氨基酸、Ach、缓激肽激活

    ? 被l-arg样物质抑制

    NO合成酶生物学意义

    ? iNOS不赖于钙

    ? 受内毒素、TNF、白介素诱导

    ? 受IL-4、转化生长因子β、血小板衍生生长因子抑制

    NO形式

    ? 中性NO

    ? 亚硝基阴离子(NO-)

    ? 亚硝基阳离子(NO+)

    NO作用

    ? 中性NO

    ? 于其它自由基反应生产过氧化亚硝基阴离子(OONO-)

    ? 生理施行毒性、杀伤作用

    ? 过度导致肺损伤

    ? 与血红蛋白结合成高铁和亚硝酰基Hb

    NO作用

    ? NO+

    ? 与亲核物质反应生成铁-亚硝基化合物

    ? 舒张血管作用(生理作用)

    ? 致癌作用(病理作用)

    内源性NO与肺损伤的关系

    ? 机制不清

    ? 中性粒细胞介导

    ? 巨噬细胞介导

    ? 释放具有细胞毒性因子、生物介质(TNF、自由基、白细胞介素、蛋白水解酶)

    ? 以信使和作用分子引起上皮、内皮损伤

    内毒素(LPS)诱导肺损伤

    ? LPS与血管内皮和巨噬细胞孵育

    ? NO、NO2/NO3高于无LPS者

    ? 分子生物学方法证实:

    ? LPS在转录水平控制mRNA表达

    ? 与其它细胞因子(TNF)有协同作用

    ? 使iNOS表达增强,合成大量NO

    内毒素(LPS)诱导肺损伤

    ? NO激活炎性细胞-呼吸爆发-自由基

    ? LPS诱发肺炎(动物),呼出气NO>对照组,NO浓度与渗出、肺损伤程度有关

    ? 巯基乙基胍抗炎作用可能与抑制诱生酶表达和活性有关

    免疫性肺损伤

    ? NO在免疫协同中起着重要作用

    ? 使巨噬细胞产生细胞毒性作用

    ? 使中性粒细胞产生吸附趋化反应

    ? 介导免疫复合物所致的组织损伤

    ? 调节淋巴细胞增生

    NO导致肺损伤的机制

    ? 肺内巨噬细胞、中性粒细胞激活产生大量NO

    ? NO在O2、超氧化阴离子存在时生成大量细胞毒性产物,如:OONO-

    ? 使RNA还原酶失活,抑制DNA复制,损伤线粒体电子传递,抑制细胞呼吸

    ? 促进脂质过氧化反应,破坏细胞膜结构

    NO导致肺损伤的机制

    ? 机制复杂

    ? 损伤、保护双重作用

    ? 取决于

    ? NOS类型

    ? NO释放动力学及靶细胞生化反应

    ? 气道化学环境

    非内源性NO与肺损伤的关系

    ? NO是维持内环境稳定、宿主防御机制的重要介质

    ? 吸入NO

    ? 选择性舒张肺血管

    ? 降低肺动脉压

    ? 调节通气/血流比

    ? 改善氧合

    ? 治疗肺动脉高压、ARDS

    内、外源性NO的区别

    外源性NO不引起体循环血流动力学改变

    吸入NO

    ? 低浓度有治疗作用

    ? 高浓度时造成组织、细胞损伤

    ? 主要是NO氧化产生的氮氧化物(NOX)

    NO吸入

    ? NOX主要来源于NO输送途中的氧化

    ? 氧化与NO初始浓度,温度与O2接触时间及O2浓度有关

    吸入NO对肺损伤的影响

    ? 与物种有关

    ? 鼠、羊、兔及小羊吸入0.01%以下无影响

    ? 小羊在21%O2加80ppmNO中暴露3小时无正铁血红蛋白血症及肺水肿

    ? Von Nieding观察志愿者:

    ? 吸15-20ppm15分后PaO2平均降低0.93kPa

    ? >20ppm气道阻力增加

    ? 正常人短期吸入低浓度NO无害

    麻醉药对气道及肺血管的影响

    麻醉药对气道及肺血管的影响......(后略) ......