copd的基礎與臨床進展北京大學人民醫(yī)院呼吸科

1、COPD的基礎和臨床進展,北京大學人民醫(yī)院呼吸科盧冰冰,2003年8月28日,,第一講COPD患者的外周肌肉功能障礙Peripheral Muscle Dysfunction in COPD,骨骼肌的分類,慢收縮抗疲勞纖維：Ⅰ型纖維快收縮纖維：Ⅱ 型纖維 Ⅱa 型纖維：快收縮耐疲勞纖維 Ⅱb型纖維：快收縮易疲勞纖維,證據(jù),肌肉萎縮肌肉無力肌肉形變: Ⅰ型纖維減少，Ⅱb型纖維增加； Ⅰ型Ⅱa型纖維

2、萎縮，肌肉內(nèi)血管形成減少肌肉代謝能力的改變 肌肉內(nèi)pH降低，ATP濃度減少，乳酸堆積，線粒體酶活力降低,肌肉的質(zhì)量和力量：萎縮,發(fā)病率：30%發(fā)病率與氣流阻塞的程度平行KEY POINT：體重正常但下肢肌肉萎縮,肌肉質(zhì)量減少，同時伴隨肌肉力量降低，意味著患者的活動耐力降低，并作為一項獨立危險因素（eg，肺功能）與COPD患者的病死率相關股四頭肌力量是衡量COPD患者運動耐力的決定性因素。中重度COPD患者的股四頭肌力

3、量平均降低約30%,肌肉纖維的類型、尺寸和血管形成,肌肉纖維的分類 Ⅰ型：收縮速度慢、氧化能力強、不易疲勞 Ⅱa型：介于Ⅰ型和Ⅱb型 Ⅱb型：收縮速度快、氧化能力強、易疲勞,中重度COPD患者： Ⅰ型纖維減少 （COPD：17%～29% vs Normal：45～50%）Ⅰ型和Ⅱa型纖維萎縮，血管形成減少 ————

4、 COPD患者運動易于疲勞,肌肉的氧化能力、耐受性、內(nèi)環(huán)境,肌肉線粒體酶活性降低，氧化供能減少，肌肉內(nèi)pH降低，乳酸堆積。說明肌肉的氧化磷酸化、三羧酸循環(huán)功能障礙COPD患者無論在休息和活動情況下，肌肉的代謝功能都顯著低于正常水平。因此患者活動耐力降低，易于疲勞,不同部位肌肉所受的影響,COPD患者各部位肌肉所受的影響并非一致上肢肌肉基本不受影響下肢肌肉活動耐力下降，不易抵抗疲勞膈?。旱?/p>

5、抗疲勞能力增強,COPD患者骨骼肌功能障礙的原因,一、慢性制動,明顯的活動后氣短、運動后疲勞導致COPD患者不得不顯著減少“自由活動”量（Ambulation）上肢活動量受限不多，下肢活動量顯著減少膈肌活動量顯著增加,不同部位肌肉所受的影響,COPD患者各部位肌肉所受的影響并非一致上肢肌肉基本不受影響下肢肌肉活動耐力下降，不易抵抗疲勞膈?。旱挚蛊谀芰υ鰪?二、肌肉損傷和炎癥,COPD患者體內(nèi)可能存在低水平的全身炎癥

6、反應中性粒細胞、巨噬細胞釋放前炎性細胞因子：TNF-α、IL-1、IL-6尚見于其他疾病晚期：心衰、AIDS、腫瘤,衰老,衰老時的肌肉變化 肌肉質(zhì)量減少、機械力量削弱、氧化能力降低；Ⅰ型纖維不萎縮、Ⅱ型纖維萎縮COPD患者Ⅰ型纖維萎縮所以，衰老不能解釋COPD患者肌肉的全部變化,營養(yǎng)失衡,與正常人相比，COPD患者的靜息時和活動后的能量消耗都顯著增加，攝入熱卡相對不足。所以患者肌肉質(zhì)量減少、體重減輕輕度COP

7、D患者可以通過增加攝入獲得代償。氣流阻塞程度越重，攝入減少，逐步失代償營養(yǎng)失衡不能解釋全部：增加熱量攝入無益于肌肉力量的增加———肌肉的慢性溶解,低氧,文獻報道：股外肌中Ⅰ型纖維的含量與COPD患者的PaO2平行COPD患者外周肌肉功能障礙與患者長期低氧、頻繁的活動后低氧、睡眠時低氧有關,糖皮質(zhì)激素,激素相關性肌?。杭∪馕s、無力（Ⅱb）對于那些經(jīng)常使用全身激素的COPD患者，外周肌肉功能不良與全身使用激素密不可分COP

8、D患者對激素相關性肌病易感性較高，即使＜10mg也可發(fā)生,電解質(zhì)失衡,低鉀、低鎂、低磷利尿劑、茶堿、激素評估COPD患者的肌肉情況應考慮電解質(zhì)情況,外周肌肉功能障礙的后果,活動耐力降低 肺功能好壞與活動耐力并不平行 證據(jù)：肺移植患者肺功能恢復正 常，活動耐力仍然很差生活質(zhì)量降低生存率降低,外周肌肉功能障礙的干預,運動訓練 舊觀點：COPD患者難以達到一定強度的運動訓練，所以不能提升骨骼肌的耐力。

9、 新觀點：COPD患者可以“適應”運動訓練，增加對適當強度運動的耐力,適應的證據(jù),線粒體氧化還原酶系活性增強Ⅰ型纖維含量增加運動訓練12周后：Ⅰ、Ⅱa纖維內(nèi)血管形成增加肌肉內(nèi)乳酸含量減少,營養(yǎng)支持,體重增加往往是脂肪的增加，肌肉含量和力量并無增加。所以，口服和腸道營養(yǎng)補給的效果不佳但體重增加可改善患者的一般狀況主張合理補充營養(yǎng)，配合運動訓練和補充激素,藥物---合成代謝激素,生長激素睪酮效果令人失望：可

10、以增加肌肉的體積，但不能增加肌肉的力量,氧療,研究：6-9月的氧療，有助于增加肌肉ATP含量，但不能增強肌肉線粒體酶的活性推測：LTOT可以增加COPD患者的體力，間接改善肌肉功能,總結(jié),外周肌肉功能障礙是中重度COPD的重要并發(fā)癥，其機理是多方面的，還不確定外周肌肉功能障礙的干預應綜合治療,第二講 COPD患者的呼吸肌功能下降Respiratory muscle Dysfunction,概念,呼吸肌肉無力（weakne

11、ss） 已充分休息的肌肉產(chǎn)生力量的能力下降呼吸肌肉疲勞（fatigue） 呼吸肌在負荷下活動而導致其產(chǎn)生力量和/或速度的能力下降，這種能力的下降可通過休息而恢復。,引起呼吸肌肉疲勞或無力的因素,呼吸中樞驅(qū)動不足神經(jīng)肌肉疾?。弘跎窠?jīng)損傷肌肉形變：肺氣腫負荷增加：支氣管哮喘能量供應不足和代謝障礙：低鉀血癥表現(xiàn)：氣促、呼吸淺快、輔助呼吸肌用力、反常呼吸,呼吸肌的構(gòu)成,主要的吸氣肌：膈肌主要的呼氣?。焊辜『粑∈?/p>

12、骨骼肌,呼吸肌功能是保證正常通氣的必要條件已經(jīng)證明，COPD患者的吸氣肌功能不良。而且，COPD患者的呼吸肌面臨異常增加的彈性和阻力負荷吸氣肌功能障礙和負荷增加之間的矛盾，是導致COPD患者呼吸困難和高碳酸血癥的重要機制,總呼吸肌力量的測定,吸氣肌力量的測定——最大吸氣壓（MIP） 在功能殘氣位、氣流阻斷時，用最大努力吸氣能產(chǎn)生的最大吸氣口腔壓呼氣肌力量的測定——最大呼氣壓（MEP） 在肺總量位、氣流阻斷時，用最

13、大努力呼氣能產(chǎn)生的最大口腔壓,膈肌力量的測定,最大跨膈肌壓（Pdimax） 在FRC位、氣道阻斷的狀態(tài)下，以最大努力吸氣時產(chǎn)生的Pdi最大值跨膈肌壓=腹內(nèi)壓-胸內(nèi)壓 =胃內(nèi)壓-食管壓,COPD患者的MIP顯著低于正常人COPD患者由FRC位產(chǎn)生的最大跨膈肌壓（Pdimax）顯著低于正常人COPD患者的MEP受影響程度較小 ——COPD患者吸氣肌功能顯著

14、下降,為什么COPD患者喜歡坐位？,體位對正常人的MIP沒有影響重度COPD患者，在坐位、稍前傾時，MIP最大。所以在COPD急性加重時，患者采取這種被迫體位,吸氣肌功能障礙的原因,機械因素呼吸肌肉初長改變呼吸肌內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化呼吸肌肉周圍環(huán)境改變,機械因素對膈肌的影響,機械因素——過度充氣狀態(tài),Laplace原理：圓弧物體的張力（T）與跨壁壓（P）、圓弧半徑（R）的關系 P=2T

15、/R在同樣的收縮強度下,若膈肌的形狀越向上彎曲，其產(chǎn)生的跨膈壓越大，吸氣就越有效,,,,,,,,,過度充氣狀態(tài)對膈肌收縮的影響一,膈肌頂端隨著呼吸的升降運動如同活塞在汽缸內(nèi)的運動。它在吸氣時下降，對潮氣（TV）的貢獻最大。過度充氣狀態(tài)將減弱膈頂?shù)倪\動幅度,過度充氣狀態(tài)對膈肌收縮的影響二,正常情況下，吸氣時腹內(nèi)壓升高，作用于并列區(qū)（zone of apposition：膈肌附著于低位胸廓的區(qū)域），使胸廓擴大過度充氣狀態(tài)下，并列區(qū)縮

16、小，胸廓擴張受限,,zone of apposition并列區(qū),,,過度充氣狀態(tài)對膈肌收縮的影響三,正常情況下，吸氣時膈肌收縮，同時相對于并列區(qū)內(nèi)的低位肋骨有插入作用（insertion action）。這種膈肌向低位肋骨的插入作用一方面抬升肋骨，擴張胸廓，另一方面使低位肋骨外旋過度充氣狀態(tài)時，插入作用減弱，胸廓擴張的幅度減少,膈肌肌肉長度對功能的影響,肌肉的基本特征,初長-張力曲線,,,,張力,靜息初長百分比,收縮張力,靜息張力

17、,,100%,,對于膈肌而言，最佳的收縮張力對應的肌肉初長位于RV位，而非FRC位,研究顯示，COPD患者的膈肌長度縮短，尤其是位于并列區(qū)內(nèi)的部分。導致膈肌的初長-張力曲線位于左側(cè)的下降支，因此吸氣時膈肌收縮所產(chǎn)生的張力減少,,,,,膈肌初長的適應現(xiàn)象,臨床現(xiàn)象：產(chǎn)生相同的肺容量時，肺氣腫患者的MIP可大于正常人解釋：膈肌的“適應” 為了產(chǎn)生更大的收縮張力，肺氣腫患者的膈肌可逐步“丟失”肌小節(jié)，使膈肌的最適初長

18、縮短，調(diào)節(jié)膈肌的初長-張力曲線左移，以發(fā)揮最大的收縮張力,,,,,,,張力,初長,膈肌的適應,但這種適應代償是有限度的只要有呼氣氣流阻塞存在，就會發(fā)生急性的動態(tài)過度充氣狀態(tài)（dynamic hyperinflation），尤其當患者通氣的需求增加時（例，活動）。這時候不可能發(fā)生膈肌的急性適應。所以患者仍然感到力不從心,肌肉構(gòu)成對吸氣功能不良的影響,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，呼吸肌會不會得肌病

19、？？？沒有肯定答案。但有一點是肯定的，呼吸肌的肌肉構(gòu)成將發(fā)生與骨骼肌完全不同的變化,呼吸肌肌肉構(gòu)成的變化,膈肌 Ⅰ型纖維（慢收縮、氧化、抗疲勞纖維） 比例增加，Ⅱb纖維（快收縮、無氧酵 解、易疲勞纖維）減少骨骼肌 Ⅰ型纖維比例減少， Ⅱb纖維比例增加,膈肌 負荷增加、耐力訓練骨骼肌 慢性制動、廢用性萎縮,原因,證據(jù),輕度COPD患者，膈肌肌肉成分沒有變化中重度COPD患者

20、，上肢肌肉成分沒有變化,營養(yǎng)狀況對呼吸肌的影響,低體重者的MIP顯著低于正常體重者COPD患者的體重指數(shù)與MIP和MEP相關營養(yǎng)不良可造成呼吸肌萎縮激素可顯著影響Ⅱ型纖維的數(shù)量，導致MIP和MEP降低,肌肉的微環(huán)境對吸氣功能不良的影響,膈肌肌電圖 在一定的電刺激下，高碳酸血癥的COPD患者的Pdi顯著降低TNF-α 重度晚期的COPD患者血清中TNF-α水平增高，考慮與體重減輕有關,呼吸肌負荷增加,吸氣肌面

21、臨的負荷增加 氣道阻力增高 內(nèi)源性PEEP 呼氣末胸廓的彈性回縮力吸氣肌功能不良和吸氣肌負荷增加的長期不協(xié)調(diào)導致COPD患者呼吸困難、吸氣肌疲勞。,第三講 COPD患者的呼吸驅(qū)動Respiratory Muscle Drive,吸氣驅(qū)動的測定指標,P0.1 閉和吸氣閥作吸氣努力后100ms產(chǎn)生的口腔或食道壓力,代表中樞的呼吸驅(qū)動能力,,,,,,,,,,,,,COPD患者無論在靜息或活動時，呼吸驅(qū)動都顯

22、著增強。即使吸純氧糾正低氧血癥后，中樞的呼吸驅(qū)動仍然較強而且，膈肌、肋間肌、頸部肌肉、腹肌的驅(qū)動都見增強。所以說，重度COPD患者靜息情況下動用了正常人活動時才使用的輔助呼吸肌,如何改善吸氣肌功能不良,增強吸氣肌力量減輕吸氣負荷吸氣肌休息,減輕吸氣負荷,支氣管擴張劑抗炎：激素,增強吸氣肌力量,去除有害因素 避免系統(tǒng)應用激素改善過度充氣狀態(tài) 支氣管擴張劑、肺減容手術(shù)耐力訓練：吸氣阻力訓練藥物：茶堿（增加