COPD的基础与临床进展课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,*,COPD的基础和临床进展,北京大学人民医院呼吸科,卢冰冰,2003年8月28日,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,1,COPD的基础和临床进展北京大学人民医院呼吸科2003年8月,第一讲,COPD患者的外周肌肉功能障碍,Peripheral Muscle Dysfunction in COPD,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,2,第一讲COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科2,骨骼肌的分类,慢收缩抗疲劳纤维：型纤维,快收缩纤维： 型纤维,a 型纤维：快收缩耐疲劳纤维,b型纤维：快收缩易疲劳纤维,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,3,骨骼肌的分类慢收缩抗疲劳纤维：型纤维COPD的基础与临床进,证据,肌肉萎缩,肌肉无力,肌肉形变:,型纤维减少，b型纤维增加；,型a型纤维萎缩，肌肉内血管形成减少,肌肉代谢能力的改变,肌肉内pH降低，ATP浓度减少，乳酸堆积，线粒体酶活力降低,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,4,证据肌肉萎缩COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科4,肌肉的质量和力量：萎缩,发病率：30%,发病率与气流阻塞的程度平行,KEY POINT：体重正常但下肢肌肉萎缩,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,5,肌肉的质量和力量：萎缩发病率：30%COPD的基础与临床进展,肌肉质量减少，同时伴随肌肉力量降低，意味着患者的活动耐力降低，并作为一项独立危险因素（eg，肺功能）与COPD患者的病死率相关,股四头肌力量是衡量COPD患者运动耐力的决定性因素。中重度COPD患者的股四头肌力量平均降低约30%,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,6,肌肉质量减少，同时伴随肌肉力量降低，意味着患者的活动耐力降低,肌肉纤维的类型、尺寸和血管形成,肌肉纤维的分类,型：收缩速度慢、氧化能力强、不易疲劳,a型：介于型和b型,b型：收缩速度快、氧化能力强、易疲劳,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,7,肌肉纤维的类型、尺寸和血管形成肌肉纤维的分类COPD的基础与,中重度COPD患者： 型纤维减少,（COPD：17%29%,vs,Normal：4550%）,型和a型纤维萎缩，血管形成减少,COPD患者运动易于疲劳,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,8,中重度COPD患者： 型纤维减少COPD的基础与临床进展北,肌肉的氧化能力、耐受性、内环境,肌肉线粒体酶活性降低，氧化供能减少，肌肉内pH降低，乳酸堆积。说明肌肉的氧化磷酸化、三羧酸循环功能障碍,COPD患者无论在休息和活动情况下，肌肉的代谢功能都显著低于正常水平。因此患者活动耐力降低，易于疲劳,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,9,肌肉的氧化能力、耐受性、内环境肌肉线粒体酶活性降低，氧化供能,不同部位肌肉所受的影响,COPD患者各部位肌肉所受的影响并非一致,上肢肌肉基本不受影响,下肢肌肉活动耐力下降，不易抵抗疲劳,膈肌：抵抗疲劳能力增强,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,10,不同部位肌肉所受的影响COPD患者各部位肌肉所受的影响并非一,COPD患者骨骼肌功能障碍的原因,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,11,COPD患者骨骼肌功能障碍的原因COPD的基础与临床进展北京,一、慢性制动,明显的活动后气短、运动后疲劳导致COPD患者不得不显著减少“自由活动”量（Ambulation）,上肢活动量受限不多，下肢活动量显著减少,膈肌活动量显著增加,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,12,一、慢性制动明显的活动后气短、运动后疲劳导致COPD患者不得,不同部位肌肉所受的影响,COPD患者各部位肌肉所受的影响并非一致,上肢肌肉基本不受影响,下肢肌肉活动耐力下降，不易抵抗疲劳,膈肌：抵抗疲劳能力增强,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,13,不同部位肌肉所受的影响COPD患者各部位肌肉所受的影响并非一,二、肌肉损伤和炎症,COPD患者体内可能存在低水平的全身炎症反应,中性粒细胞、巨噬细胞释放前炎性细胞因子：TNF-、IL-1、IL-6,尚见于其他疾病晚期：心衰、AIDS、肿瘤,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,14,二、肌肉损伤和炎症COPD患者体内可能存在低水平的全身炎症反,衰老,衰老时的肌肉变化,肌肉质量减少、机械力量削弱、氧化能力降低；型纤维不萎缩、型纤维萎缩,COPD患者型纤维萎缩,所以，衰老不能解释COPD患者肌肉的全部变化,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,15,衰老衰老时的肌肉变化COPD的基础与临床进展北京大学人民医院,营养失衡,与正常人相比，COPD患者的静息时和活动后的能量消耗都显著增加，摄入热卡相对不足。所以患者肌肉质量减少、体重减轻,轻度COPD患者可以通过增加摄入获得代偿。气流阻塞程度越重，摄入减少，逐步失代偿,营养失衡不能解释全部：增加热量摄入无益于肌肉力量的增加肌肉的慢性溶解,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,16,营养失衡与正常人相比，COPD患者的静息时和活动后的能量消耗,低氧,文献报道：股外肌中型纤维的含量与COPD患者的PaO,2,平行,COPD患者外周肌肉功能障碍与患者长期低氧、频繁的活动后低氧、睡眠时低氧有关,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,17,低氧文献报道：股外肌中型纤维的含量与COPD患者的PaO2,糖皮质激素,激素相关性肌病：肌肉萎缩、无力（b）,对于那些经常使用全身激素的COPD患者，外周肌肉功能不良与全身使用激素密不可分,COPD患者对激素相关性肌病易感性较高，即使10mg也可发生,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,18,糖皮质激素激素相关性肌病：肌肉萎缩、无力（b）COPD的基,电解质失衡,低钾、低镁、低磷,利尿剂、茶碱、激素,评估COPD患者的肌肉情况应考虑电解质情况,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,19,电解质失衡低钾、低镁、低磷COPD的基础与临床进展北京大学人,外周肌肉功能障碍的后果,活动耐力降低,肺功能好坏与活动耐力并不平行,证据,：肺移植患者肺功能恢复正 常，活动耐力仍然很差,生活质量降低,生存率降低,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,20,外周肌肉功能障碍的后果活动耐力降低COPD的基础与临床进展北,外周肌肉功能障碍的干预,运动训练,旧观点,：COPD患者难以达到一定强度的运动训练，所以不能提升骨骼肌的耐力。,新观点,：COPD患者可以“,适应,”运动训练，增加对适当强度运动的耐力,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,21,外周肌肉功能障碍的干预运动训练COPD的基础与临床进展北京大,适应的证据,线粒体氧化还原酶系活性增强,型纤维含量增加,运动训练12周后：、a纤维内血管形成增加,肌肉内乳酸含量减少,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,22,适应的证据线粒体氧化还原酶系活性增强COPD的基础与临床进展,营养支持,体重增加往往是脂肪的增加，肌肉含量和力量并无增加。所以，口服和肠道营养补给的效果不佳,但体重增加可改善患者的一般状况,主张合理补充营养，配合运动训练和补充激素,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,23,营养支持体重增加往往是脂肪的增加，肌肉含量和力量并无增加。所,药物-合成代谢激素,生长激素,睾酮,效果令人失望：可以增加肌肉的体积，但不能增加肌肉的力量,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,24,药物-合成代谢激素生长激素COPD的基础与临床进展北京大,氧疗,研究：6-9月的氧疗，有助于增加肌肉ATP含量，但不能增强肌肉线粒体酶的活性,推测：LTOT可以增加COPD患者的体力，间接改善肌肉功能,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,25,氧疗研究：6-9月的氧疗，有助于增加肌肉ATP含量，但不能增,总结,外周肌肉功能障碍是中重度COPD的重要并发症，其机理是多方面的，还不确定,外周肌肉功能障碍的干预应综合治疗,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,26,总结外周肌肉功能障碍是中重度COPD的重要并发症，其机理是多,第二讲 COPD患者的呼吸肌功能下降,Respiratory muscle Dysfunction,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,27,第二讲 COPD患者的呼吸肌功能下降Respirat,概念,呼吸肌肉无力,（weakness）,已充分休息的肌肉产生力量的能力下降,呼吸肌肉疲劳,（fatigue）,呼吸肌在负荷下活动而导致其产生力量和/或速度的能力下降，这种能力的下降可通过休息而恢复。,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,28,概念呼吸肌肉无力（weakness）COPD的基础与临床进展,引起呼吸肌肉疲劳或无力的因素,呼吸中枢驱动不足,神经肌肉疾病：膈神经损伤,肌肉形变：肺气肿,负荷增加：支气管哮喘,能量供应不足和代谢障碍：低钾血症,表现,：气促、呼吸浅快、辅助呼吸肌用力、反常呼吸,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,29,引起呼吸肌肉疲劳或无力的因素呼吸中枢驱动不足COPD的基础与,呼吸肌的构成,主要的吸气肌：膈肌,主要的呼气肌：腹肌,呼吸肌是骨骼肌,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,30,呼吸肌的构成主要的吸气肌：膈肌COPD的基础与临床进展北京大,呼吸肌功能是保证正常通气的必要条件,已经证明，COPD患者的吸气肌功能不良。而且，COPD患者的呼吸肌面临异常增加的弹性和阻力负荷,吸气肌功能障碍和负荷增加之间的矛盾，是导致COPD患者呼吸困难和高碳酸血症的重要机制,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,31,呼吸肌功能是保证正常通气的必要条件COPD的基础与临床进展北,总呼吸肌力量的测定,吸气肌力量的测定,最大吸气压（MIP）,在功能残气位、气流阻断时，用最大努力吸气能产生的最大吸气口腔压,呼气肌力量的测定,最大呼气压（MEP）,在肺总量位、气流阻断时，用最大努力呼气能产生的最大口腔压,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,32,总呼吸肌力量的测定吸气肌力量的测定最大吸气压（MIP）C,膈肌力量的测定,最大跨膈肌压（Pdi,max,）,在FRC位、气道阻断的状态下，以最大努力吸气时产生的Pdi最大值,跨膈肌压=腹内压-胸内压,=胃内压-食管压,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,33,膈肌力量的测定最大跨膈肌压（Pdimax）COPD的基础与临,COPD患者的MIP显著低于正常人,COPD患者由FRC位产生的最大跨膈肌压（Pdi,max,）显著低于正常人,COPD患者的MEP受影响程度较小,COPD患者吸气肌功能显著下降,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,34,COPD患者的MIP显著低于正常人COPD的基础与临床进展北,为什么COPD患者喜欢坐位？,体位对正常人的MIP没有影响,重度COPD患者，在坐位、稍前倾时，MIP最大。所以在COPD急性加重时，患者采取这种被迫体位,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,35,为什么COPD患者喜欢坐位？体位对正常人的MIP没有影响CO,吸气肌功能障碍的原因,机械因素,呼吸肌肉初长改变,呼吸肌内部结构变化,呼吸肌肉周围环境改变,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,36,吸气肌功能障碍的原因机械因素COPD的基础与临床进展北京大学,机械因素对膈肌的影响,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,37,机械因素对膈肌的影响COPD的基础与临床进展北京大学人民医院,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,38,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科38,机械因素过度充气状态,Laplace原理：圆弧物体的张力（T）与跨壁压（P）、圆弧半径（R）的关系,P=2T/R,在同样的收缩强度下,若膈肌的形状越向上弯曲，其产生的跨膈压越大，吸气就越有效,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,39,机械因素过度充气状态Laplace原理：圆弧物体的张力（,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,40,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科40,过度充气状态对膈肌收缩的影响一,膈肌顶端随着呼吸的升降运动如同活塞在汽缸内的运动。它在吸气时下降，对潮气（TV）的贡献最大。过度充气状态将减弱膈顶的运动幅度,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,41,过度充气状态对膈肌收缩的影响一膈肌顶端随着呼吸的升降运动如同,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,42,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科42,过度充气状态对膈肌收缩的影响二,正常情况下，吸气时腹内压升高，作用于,并列区,（zone of apposition：膈肌附着于低位胸廓的区域），使胸廓扩大,过度充气状态下，并列区缩小，胸廓扩张受限,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,43,过度充气状态对膈肌收缩的影响二正常情况下，吸气时腹内压升高，,zone of apposition,并列区,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,44,zone of appositionCOPD的基础与临床进展,过度充气状态对膈肌收缩的影响三,正常情况下，吸气时膈肌收缩，同时相对于并列区内的低位肋骨有插入作用（insertion action）。这种膈肌向低位肋骨的插入作用一方面抬升肋骨，扩张胸廓，另一方面使低位肋骨外旋,过度充气状态时，插入作用减弱，胸廓扩张的幅度减少,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,45,过度充气状态对膈肌收缩的影响三正常情况下，吸气时膈肌收缩，同,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,46,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科46,膈肌肌肉长度对功能的影响,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,47,膈肌肌肉长度对功能的影响COPD的基础与临床进展北京大学人民,肌肉的基本特征,初长-张力曲线,张力,静息初长百分比,收缩张力,静息张力,100%,对于膈肌而言，最佳的收缩张力对应的肌肉初长位于RV位，而非FRC位,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,48,肌肉的基本特征初长-张力曲线张力静息初长百分比收缩张力静息张,研究显示，COPD患者的膈肌长度缩短，尤其是位于并列区内的部分。导致膈肌的初长-张力曲线位于左侧的下降支，因此吸气时膈肌收缩所产生的张力减少,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,49,研究显示，COPD患者的膈肌长度缩短，尤其是位于并列区内的部,膈肌初长的适应现象,临床现象：产生相同的肺容量时，肺气肿患者的MIP可大于正常人,解释：膈肌的“适应”,为了产生更大的收缩张力，肺气肿患者的膈肌可逐步“丢失”肌小节，使膈肌的最适初长缩短，调节膈肌的初长-张力曲线左移，以发挥最大的收缩张力,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,50,膈肌初长的适应现象临床现象：产生相同的肺容量时，肺气肿患者的,张力,初长,膈肌的适应,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,51,张力初长膈肌的适应COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼,但这种适应代偿是有限度的,只要有呼气气流阻塞存在，就会发生急性的动态过度充气状态（,dynamic hyperinflation,），尤其当患者通气的需求增加时（例，活动）。这时候不可能发生膈肌的急性适应。所以患者仍然感到力不从心,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,52,但这种适应代偿是有限度的COPD的基础与临床进展北京大学人民,肌肉构成对吸气功能不良的影响,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,53,肌肉构成对吸气功能不良的影响COPD的基础与临床进展北京大学,如前所述，COPD患者存在外周骨骼肌尤其是下肢肌肉的“肌病”，那么，呼吸肌会不会得肌病？,没有肯定答案。但有一点是肯定的，呼吸肌的肌肉构成将发生与骨骼肌完全不同的变化,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,54,如前所述，COPD患者存在外周骨骼肌尤其是下肢肌肉的“肌病”,呼吸肌肌肉构成的变化,膈肌,型纤维（慢收缩、氧化、抗疲劳纤维）,比例增加，b纤维（快收缩、无氧酵,解、易疲劳纤维）减少,骨骼肌,型纤维比例减少， b纤维比例增加,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,55,呼吸肌肌肉构成的变化膈肌COPD的基础与临床进展北京大学人民,膈肌,负荷增加、耐力训练,骨骼肌,慢性制动、废用性萎缩,原因,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,56,膈肌原因COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科56,证据,轻度COPD患者，膈肌肌肉成分没有变化,中重度COPD患者，上肢肌肉成分没有变化,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,57,证据轻度COPD患者，膈肌肌肉成分没有变化COPD的基础与临,营养状况对呼吸肌的影响,低体重者的MIP显著低于正常体重者,COPD患者的体重指数与MIP和MEP相关,营养不良可造成呼吸肌萎缩,激素可显著影响型纤维的数量，导致MIP和MEP降低,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,58,营养状况对呼吸肌的影响低体重者的MIP显著低于正常体重者CO,肌肉的微环境对吸气功能不良的影响,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,59,肌肉的微环境对吸气功能不良的影响COPD的基础与临床进展北京,膈肌肌电图,在一定的电刺激下，高碳酸血症的COPD患者的Pdi显著降低,TNF-,重度晚期的COPD患者血清中TNF-水平增高，考虑与体重减轻有关,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,60,膈肌肌电图COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科60,呼吸肌负荷增加,吸气肌面临的负荷增加,气道阻力增高,内源性PEEP,呼气末胸廓的弹性回缩力,吸气肌功能不良和吸气肌负荷增加的长期不协调导致COPD患者呼吸困难、吸气肌疲劳。,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,61,呼吸肌负荷增加吸气肌面临的负荷增加COPD的基础与临床进展北,第三讲 COPD患者的呼吸驱动,Respiratory Muscle Drive,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,62,第三讲 COPD患者的呼吸驱动Respiratory M,吸气驱动的测定指标,P,0.1,闭和吸气阀作吸气努力后100ms产生的口腔或食道压力,代表中枢的呼吸驱动能力,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,63,吸气驱动的测定指标P0.1COPD的基础与临床进展北京大学人,COPD患者无论在静息或活动时，呼吸驱动都显著增强。即使吸纯氧纠正低氧血症后，中枢的呼吸驱动仍然较强,而且，膈肌、肋间肌、颈部肌肉、腹肌的驱动都见增强。所以说，重度COPD患者静息情况下动用了正常人活动时才使用的辅助呼吸肌,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,64,COPD患者无论在静息或活动时，呼吸驱动都显著增强。即使吸纯,如何改善吸气肌功能不良,增强吸气肌力量,减轻吸气负荷,吸气肌休息,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,65,如何改善吸气肌功能不良增强吸气肌力量COPD的基础与临床进展,减轻吸气负荷,支气管扩张剂,抗炎：激素,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,66,减轻吸气负荷支气管扩张剂COPD的基础与临床进展北京大学人民,增强吸气肌力量,去除有害因素,避免系统应用激素,改善过度充气状态,支气管扩张剂、肺减容手术,耐力训练：吸气阻力训练,药物：茶碱（增加MIP，改善呼吸困难、增加通气量）（机理：扩张气道、变力）,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,67,增强吸气肌力量去除有害因素COPD的基础与临床进展北京大学人,吸气肌休息,有创和无创机械通气,通过休息，缓解长期的呼吸肌疲劳,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,68,吸气肌休息有创和无创机械通气COPD的基础与临床进展北京大学,总 结,COPD患者的呼吸肌功能改变主要发生在吸气肌，归根结底是肺的过度充气导致的。此外，还和患者的营养、用药有关。同时，吸气负荷的增加加剧了呼吸肌的疲劳,呼吸肌功能不良和吸气负荷增加共同导致COPD患者主诉呼吸困难及高碳酸血症,COPD的基础与临床进展北京大学人民医院呼吸科,69,总 结COPD患者的呼吸肌功能改变主要发生在吸气肌，归根,