呼吸衰竭所致的低氧血症和高碳酸血症，可导致全身各系统代谢和功能改变。（
角落里的妖孽）首先是引起一系列代偿适应性反应，如呼吸加深加快，以增强通气和换气功能；心率加快，心肌收缩力加强，以增加心排血量；血流重新分布，以保证重要器官供血；红细胞生成增多，以提高血液运输氧的能力等。若代偿失调，则引起各系统代谢和功能紊乱。
1.电解质紊乱及酸碱平衡失调
（1）电解质紊乱 酸中毒时k+向细胞外转移可引起血清k+增高；呼吸性碱中毒或使用某些利尿剂时血清k+降低。呼吸性酸中毒时，红细胞内hco3-生成增多，hco3-与细胞外cl-交换使cl-转移到细胞内；另外，酸中毒时肾泌nh3、泌h+增加，使尿中nh4 cl排出增加，均使血cl-降低。（
腹黑嫡女）但呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒时，由于hco3-降低可使肾排cl-减少，血cl-可正常。呼吸性碱中毒时血cl-可增高。
（2）酸碱平衡失调 通气障碍所致的呼吸衰竭，因大量co2潴留可引起呼吸性酸中毒，同时因严重缺氧可引起代谢性酸中毒。换气障碍引起的呼吸衰竭，因缺氧可出现代偿性通气过度，使co2排出过多，可在发生代谢性酸中毒的同时并发呼吸性碱中毒。
2.呼吸系统变化 外呼吸功能障碍引起的低氧血症和高碳酸血症可进一步影响呼吸功能。pao2＜8 kpa（60 mmhg）时，刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，反射性增强通气。（
天尊人皇）重度缺氧pao2＜4 kpa对呼吸中枢有直接抑制作用。对呼吸中枢的抑制作用大于反射性兴奋作用而使呼吸抑制。paco2升高主要作用于中枢化学感受器，使呼吸中枢兴奋，呼吸加深加快。但paco2＞10.7 kpa（80 mmhg）后，反而抑制呼吸中枢。此时呼吸中枢兴奋性的维持主要依赖低氧对主动脉体和颈动脉体化学感受器的刺激，如果此时给予高浓度氧吸入，反而使呼吸抑制。
呼吸衰竭患者呼吸运动的变化，还与原发病有关。不同病因所致的呼吸衰竭，呼吸运动的变化不尽一致。如中枢性呼吸衰竭时呼吸浅慢、节律紊乱；阻塞性通气障碍时，可表现为吸气性呼吸困难（中央气道胸外段阻塞）（图15-5）或呼气性呼吸困难（中央气道胸内段阻塞或外周气道阻塞）（图15-6）。（
都市重生之独宠千年妻）
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当呼吸代偿转为失代偿时，呼吸的深度、频率和节律也发生变化，一般由深快变为浅慢，并出现节律紊乱如潮式呼吸、间歇呼吸、抽泣样呼吸、叹气样呼吸等中枢抑制性呼吸。（
总裁前妻太迷人）潮式呼吸的特点是呼吸逐渐加强，又逐渐减弱，直至暂停，周而复始。其发生机制可能是呼吸中枢兴奋性过低时，血中正常浓度的co2不足以刺激呼吸中枢兴奋，呼吸逐渐减弱甚至暂停。在呼吸停止期间，paco2升高，pao2降低，直接和反射地刺激呼吸中枢使之兴奋，唤起呼吸的再现并逐渐加强。随着co2呼出和缺氧得到改善，呼吸再度减弱并停止，周而复始，形成潮式呼吸的特殊形式。
3.循环系统变化 低氧血症与高碳酸血症对心血管的影响相似，二者具有协同作用。（
大蛊巫）其直接作用是抑制心肌活动并使血管扩张，但轻度的pao2降低和paco2升高可通过反射机制兴奋心血管运动中枢，使心率加快，心收缩力加强，外周血管收缩，血压升高，加之呼吸运动增强使静脉回流增加，心排血量增加。由于缺氧，交感神经兴奋，皮肤、腹腔器官血管收缩，而心脑血管因受局部组织代谢产物，如腺苷等扩血管物质的影响，使血流增加，这种血流分布的改变，有利于保证心、脑的血液供应。严重缺氧和co2潴留抑制心血管中枢，导致血压下降，心肌收缩力减弱和心律失常等。
慢性阻塞性肺气肿患者常因呼吸衰竭并发肺源性心脏病，发生右心衰竭。其主要发病机制是：1肺动脉高压，缺氧和co2潴留所致血中h+浓度升高使肺小动脉收缩，肺动脉压升高，加之缺氧时红细胞增多，血液黏度增加，均使右心后负荷增加。肺小动脉长期收缩可引起肺血管壁平滑肌细胞和成纤维细胞的肥大和增生，胶原蛋白和弹性蛋白合成增加，导致肺动脉管壁增厚和硬化，管腔变窄，形成慢性肺动脉高压。2心肌受损，缺氧、co2潴留、酸中毒及电解质紊乱可直接损伤心肌，导致右心衰竭。
4.中枢神经系统变化 中枢神经系统对缺氧及co2潴留是非常敏感的。轻度缺氧表现为注意力不集中；中度缺氧表现为疲劳、淡漠、嗜睡等皮质抑制症状及欣快、多语等皮质下中枢兴奋症状；重度缺氧者出现谵妄、昏迷等临床表现。
co 2潴留对中枢神经系统有明显的危害，当paco2＞10.7 kpa（80 mmhg）时，可引起头痛、头昏、烦躁不安、言语不清、精神错乱、扑翼样震颤、嗜睡、昏迷等，临床上称为“二氧化碳麻醉”（carbon dioxide narcosis）。
呼吸衰竭引起的脑功能障碍称为肺性脑病（pulmonary cephalopathy）。其发生机制尚未完全阐明，认为与下列因素有关。
（1）co2潴留与酸中毒 co2潴留不仅抑制中枢神经系统功能，而且还可直接扩张脑血管、使毛细血管通透性增高，导致脑间质水肿，甚至脑疝形成。同时，co2潴留使脑脊液内碳酸浓度增加，可降低脑组织和脑脊液的值酸中毒使脑细胞的损害进一步加重。
（2）缺氧 缺氧也可使脑血管扩张，毛细血管壁通透性增高，脑间质水肿。缺氧时酸性物质生成增多引起代谢性酸中毒，能量生成障碍使细胞膜泵功能降低，引起脑细胞水肿。此外，由于缺氧、酸中毒导致脑血管内皮细胞损伤引起血管内凝血，均是肺性脑病的发病因素。
5.肾功能变化 呼吸衰竭时，由于缺氧和co2潴留可引起肾小动脉收缩，肾血流量减少，肾小球滤过率降低。轻者尿中出现蛋白、红细胞、白细胞及管型等，严重者可出现少尿、氮质血症、代谢性酸中毒等急性肾衰竭的表现。
6.胃肠变化 严重缺氧可使胃壁血管收缩，降低胃黏膜的屏障作用；co2潴留可增强胃壁细胞碳酸酐酶的活性，使胃酸分泌增多，故呼吸衰竭时常出现胃黏膜糜烂、溃疡，导致消化道出血。
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