หน่วยที่4

วัตถุประสงค์การเรย นรู้
หน่วยที่ 4
พยาธสิ รร วท ยาระบบหายใจ
1. อธบิ ายความหมายของโรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอด โรคปอดท่ีมีการอุดกั้น โรคติดเชอื้ ทางเดินหายใจ ภาวะพรอ่ งออกซเิ จน และภาวะหายใจล้มเหลวได้
2. อธบิ ายสาเหตุและปจจยั เสี่ยงของการเกิดโรคทางระบบหายใจต่าง ๆได้
3. อธบิ ายกลไกการเกิดพยาธสิ รร วท ยาของโรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอด โรค ปอดที่มีการอุดกั้น โรคติดเชื้อทางเดินหายใจ ภาวะพรอ่ งออกซิเจน และภาวะหายใจ
ล้มเหลวได้
4. อธบิ ายพยาธสิ ภาพของโรคทางระบบหายใจต่าง ๆได้
ระบบหายใจ (respiratory system) ประกอบด้วยโครงสรา้ งและอวัยวะต่าง ๆ ที่มีบทบาทสัมพันธ์ กับกระบวนการหายใจ (breathing process) และการแลกเปลี่ยนแก๊ส (gas exchange) อากาศจากชนั้ บรรยากาศเข้าสู่ระบบหายใจโดยเรม่ ต้นจากบรเ วณจมูก (noses) ปาก (mouth) คอหอย (pharynx) ฝา ปดกล่องเสียง (epiglottis) กล่องเสียง (larynx) หลอดลม (trachea) และท่อทางเดินอากาศที่เกิดจาก การแตกแขนงของหลอดลม (tracheobronchial tree) ลงมาจนถึงปอดทั้ง 2 ข้าง (lungs) อากาศที่เข้า มาอยู่ในถุงลมจะเกิดการแลกเปลี่ยนแก๊สโดยการแพร่ (diffusion) บรเ วณผนังถุงลม ซึ่งเปนผนังกั้น ระหว่างอากาศในถุงลมกับเลือดในหลอดเลือดฝอย (alveolar-capillary barrier) ในกระบวนการ แลกเปลี่ยนแก๊ส ระบบหายใจนําออกซิเจน (O2) เข้าสู่ร่างกายและกําจัดคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ออกซิเจนถูกขนส่งโดยเลือดไปยังเนื้อเยื่อทั่วรา่ งกายเพื่อใช้ในกระบวนการ metabolism ระดับเซลล์ ดังนั้นระบบหายใจเปนระบบที่มีความสําคัญต่อการดํารงชีพของสิ่งมีชีวต เมื่อมีความผิดปกติหรอ พยาธิ สภาพของโครงสรา้ งที่ทําหน้าที่ในกระบวนการหายใจ จะส่งผลให้เกิดการลดลงของออกซเิ จนในเลือดแดง (hypoxemia) มีการคั่งของคารบ์ อนไดออกไซด์ในเลือด (hypercapnia) และเนื้อเยื่อขาดออกซิเจน (hypoxia) เมื่อมีพยาธสิ ภาพที่รุนแรงมากขนึ้ อาจทําให้เกิดภาวะการหายใจล้มเหลว (respiratory failure)
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 89
ศุภิสรา เถาะสุวรรณ


4 . 1 ก า ย ว ภ า ค แ ล ะ ส ร ร ว ท ย า ข อ ง ร ะ บ บ ห า ย ใ จ ( A n a t o m y a n d p h y s i o l o g y o f r e s p i r a t o r y system)
ระบบทางเดินหายใจแบ่งได้เปน 2 ส่วนคือ ทางเดินหายใจส่วนบน (upper respiratory tract) และทางเดินหายใจส่วนล่าง (lower respiratory tract) ซึ่งเปนบรเ วณที่อยู่ตากว่ากล่องเสียง (larynx) ได้แก่ทางเดินอากาศที่เรม่ จากกล่องเสียง หลอดลม (trachea) ซึ่งแตกแขนงต่อเปน right and left mainbronchusและมีการแตกแขนงต่อเนื่องไปในส่วนของเนื้อปอดรศั มีของท่อทางเดินหายใจที่แตก แขนงจะมีขนาดเล็กลงเรอ่ ย ๆ ไปถึงบรเ วณที่เปนถุงลม (alveoli) การแบ่งส่วนของระบบทางเดินหายใจยัง สามารถแบ่งได้เปน 2 ส่วนตามหน้าที่คือ ส่วนของทางผ่านของอากาศ (conducting zone) คือบรเ วณที่ เปนทางเดินของอากาศเท่านั้น ไม่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส เรม่ ตั้งแต่รูจมูก (nostril) ไปจนถึงท่อลมส่วน ปลาย (terminal bronchiole) อากาศที่ผ่านเข้ามาในบรเ วณดังกล่าวจงึ เปนอากาศที่เข้ามาแต่ไม่ได้มีการ แลกเปลี่ยนแก๊ส จัดเปนปรม าตรอากาศสูญเปล่า (dead space) และส่วนที่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส (respiratory zone) คือบรเ วณตั้งแต่ respiratory bronchiole ไปจนถึงถุงลม (alveoli) เยื่อบุผนังใน ส่วนของทางผ่านของอากาศ (conducting zone) ประกอบด้วย 3 ชั้นคือ ชั้น mucosa เปนชั้นในสุด ประกอบด้วย epithelial และ connective tissues ชั้นถัดไปคือ submucosa ประกอบด้วยกล้ามเน้ือ เรย บ และชนั้ นอกสุดคือ fibrocartilaginous layer ประกอบไปด้วยเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ซงึ่ บรเ วณ trachea และ bronchus มีชิ้นส่วนของกระดูกอ่อนปกคลุมอยู่ เยื่อบุชั้น epithelial cell บรเ วณ trachea และ bronchus มีการจัดเรย งแบบ pseudostratified epithelial cell ส่วน epithelial cell บรเ วณ bronchiole มีการจดั เรย งตัวแบบ cuboidal epithelial cell และในส่วนของถุงลมจะมีการจดั เรย งแบบ squamous epithelial cell เยื่อบุที่ล้อมรอบทางเดินอากาศในส่วน conducting zone ค่อนข้างหนา และมี hyaline cartilage ล้อมรอบเปนบางส่วน ซงึ่ ไม่เหมาะสมต่อการแลกเปลี่ยนแก๊ส ถุงลมหนา 0.2 – 2.5 ไมครอน เอื้อต่อการแลกเปลี่ยนแก๊ส
หน้าที่ของระบบทางเดินหายใจ
การระบายอากาศที่ปอด (pulmonary ventilation)
กระบวนการนําออกซิเจนเข้าไปในรา่ งกายและกําจัดคารบ์ อนไดออกไซด์ เปนกระบวนการที่เกิด
จากการทํางานของปอดรว่ มกับโครงสรา้ งและอวัยวะต่าง ๆ เชน่ กระดูกซโี่ ครง เยื่อหุ้มปอด กล้ามเนื้อ และ ระบบประสาท ซึ่งจัดเปนโครงสรา้ งและอวัยวะที่รว่ มกันขับเคลื่อนอากาศ (ventilatory pump) อากาศที่ เข้ามาสู่ระบบหายใจไม่ได้มีแต่แก๊สที่จาํ เปนต่อการดํารงชวี ต เท่านั้น แต่ยังมีส่ิงแปลกปลอมอื่นเชน่ ฝุน เขม่า ควันจากท่อไอเสีย และเชอื้ โรคต่าง ๆ ปะปนมาด้วย ระบบหายใจจึงมีกลไกทําหน้าที่กําจัดส่ิงแปลกปลอม และปองกันการติดเชื้อในรา่ งกายมนุษย์ Mucociliary escalator เปนหน่ึงกลไกของระบบหายใจที่ทํา หน้าที่ดังกล่าว กลไกนี้จะขับของเสียดังกล่าวในรูปของเสมหะ มีการวจ ัยพบว่าควันบุหรแ่ ละมลพิษทาง
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 90


อากาศลดการสรา้ งเมือก (mucus) และทําลาย cilia ส่งผลให้มีความเสี่ยงต่อการติดเชอื้ ในระบบทางเดิน หายใจมากขึ้น ส่วน epithelial cell บรเ วณ respiratory bronchiole ไปจนถึงถุงลม เปนลักษณะ cuboidal epithelial cell และไม่มี cilia จึงไม่มีกลไกดังกล่าว แต่บรเ วณผนังถุงลมมี alveolar macrophage ซงึ่ ทําหน้าที่ในการกําจดั ส่ิงแปลกปลอมและเชอื้ โรคออกจากระบบหายใจ
การระบายอากาศ (pulmonary ventilation) หรอ การหายใจ (breathing) เปนกระบวนการที่ อากาศภายนอกไหลเข้าสู่ปอด และอากาศที่มีการแลกเปลี่ยนแก๊สแล้วไหลออกจากปอด อากาศเคลื่อนที่ เมื่อมีความดันขับเคลื่อน (driving pressure) คือมีความแตกต่างของความดันต้นทางและความดัน ปลายทาง ส่งผลให้อากาศเคลื่อนที่จากบรเ วณที่มีความดันอากาศสูงไปยังบรเ วณที่มีความดันอากาศตากว่า ดังนั้น driving pressure เปนปจจยั ที่สําคัญที่ทําให้เกิดการแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างอากาศภายนอกและ ภายในรา่ งกาย
ในการหายใจเข้าออกแต่ละครงั้ รา่ งกายได้รบั อากาศตามปรม าตรปอด (lung volumes and capacities) ซงึ่ มีความแตกต่างกันในแต่ละคน ปจจยั ที่มีผลต่อปรม าตรปอดเชน่ อายุ เพศ นาหนัก ส่วนสูง ท่าทางและเชอื้ ชาติของผู้รบั การตรวจสมรรถภาพปอด Spirometry คือวธ กี ารตรวจสมรรถภาพปอดโดยวัด ปรมาตรของอากาศที่หายใจเข้าและออกจากปอดณชว่งเวลาหนึ่งๆโดยใชอุ้ปกรณ์ที่เรยกว่าspirometer ในทางคลินิก การวัดปรม าตรปอดชว่ ยในการวน ิจฉัยและประเมินการรกั ษาโรคได้ ประเภทของปรม าตรใน ระบบหายใจได้แบ่งได้เปน 2 ส่วนคือ volume และ capacity
Lung volume คือค่าปรม าตรของการหายใจที่ไม่สามารถแบ่งย่อยได้อีก มีทั้งหมด 4 ชนิดดังนี้
1. Tidal volume (TV หรอ VT) คือปรม าตรของอากาศที่หายใจเข้าหรอ หายใจออก 1 ครง้ั ขณะ พัก ในผู้ใหญ่มีค่าประมาณ 500 มล.
2. Inspiratory reserve volume (IRV) คือปรม าตรของอากาศสํารองเพื่อให้หายใจเข้าได้เต็มที่ หลังจากส้ินสุดการหายใจเข้าขณะพัก
3. Expiratory reserve volume (ERV) คือปรม าตรของอากาศสํารองเพื่อให้หายใจออกได้เต็มที่ หลังจากส้ินสุดการหายใจออกขณะพัก
4. Residual volume (RV) คือปรม าตรอากาศที่เหลือค้างในปอดเมื่อส้ินสุดจากการหายใจออก เต็มที่
Lung capacity เกิดจากนําค่า lung volume มากกว่า 1 ชนิดรวมกัน มีทั้งหมด 4 ชนิดดังนี้
1. Inspiratory capacity (IC) คือปรม าตรของอากาศที่หายใจเข้าเต็มที่จากการส้ินสุดการหายใจ ออกขณะพัก ค่า IC เกิดจากผลรวมของ TV และ IRV
2. Functional residual capacity (FRC) คือปรม าตรอากาศในปอดเมื่อส้ินสุดการหายใจออก ขณะพัก ค่า FRC เกิดจากผลรวมของ ERV และ RV
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 91


3. Vital capacity (VC) คือปรม าตรของอากาศที่หายใจออกได้เต็มที่ หลังจากหายใจเข้าเต็มที่ ค่า VC เกิดจากผลรวมของ IC และ ERV
4. Total lung capacity (TLC) คือปรม าตรของอากาศในปอดที่ส้ินสุดเมื่อหายใจเข้าเต็มที่ ค่า TLC เกิดจากผลรวมของ IRV, TV, ERV และ RV
ที่ ม า : Lutfi MF, The physiological basis and clinical significance of lung volume measurements, Multidiscip Respir Med, 2017; 3:1-12
รูปที่ 1 ปรม าตรปอด (Lung volumes & capacities) ตรวจวัดจากเครอ่ ง Spirometer
การแลกเปลี่ยนแก๊ส (Gas exchange) คือหน้าที่หลักของระบบหายใจ โดยมีการแลกเปล่ียน แก๊สออกซิเจนและคารบ์ อนไดออกไซด์ระหว่างเลือดที่ไหลเวย นในปอดกับอากาศที่หายใจเข้าไป ด้วย กระบวนการแพรผ่ ่าน alveolar-capillary barrier
การกําซาบ (Perfusion)
การกําซาบของเลือดที่มีปรม าณออกซเิ จนตา (Deoxygenated blood) ที่ไหลผ่านมายังบรเ วณที่ เปนถุงลม ต้องอาศัยการไหลของเลือดในบรเ วณหลอดเลือดฝอยในปอด และยังขึ้นอยู่กับค่าแรงดันย่อย ของแก๊สออกซเิ จนหรอ คารบ์ อนไดออกไซด์ในเลือดดําและถุงลมรว่ มด้วย ในภาวะปกติ วงจรการไหลเวย น เลือดที่ไหลผ่านปอดจะมีความดันและความต้านทานตา ขนาดของหลอดเลือดในปอดมีขนาดเล็กมากและมี ความยืดหยุ่นสูง จงึ สามารถรบั ปรม าณเลือดสํารองได้มาก
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 92


4.2 พยาธสิ รร วท ยาระบบหายใจ
ระบบหายใจเปนระบบที่มีความสําคัญต่อรา่ งกาย เมื่อมีปจจยั ใด ๆ ไปกระตุ้นหรอ เหนี่ยวนําให้เกิด พยาธสิ ภาพในระบบหายใจ จะมีผลต่อกระบวนการนาํ อากาศเข้ามาที่ปอด (Pulmonary ventilation) การ แลกเปลี่ยนแก๊ส (Gas exchange) และการขนส่งแก๊สไปยังเนื้อเยื่อ (Gas transport) ระบบหายใจจงึ ทํา หน้าที่ได้ไม่สมบูรณ์ ผู้ปวยอาจมีภาวะพรอ่ งออกซเิ จน และถ้าการแลกเปลี่ยนแก๊สเสียไปมากถึงระดับหนึ่ง อาจเกิดระบบหายใจล้มเหลวได้ ในหัวข้อพยาธสิ รร วท ยาระบบหายใจจะกล่าวถึงความผิดปกติของปอดดังนี้
4.2.1 โรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอด (Restrictive lung diseases)
โรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอด (Restrictive lung diseases) เปนกลุ่มโรคที่ความ ยืดหยุ่นของปอดลดลง ขณะหายใจเข้าปอดขยายได้น้อย ส่งผลให้ปรม าตรปอดลดลง เช่น Total lung capacity ขณะหายใจเข้าจงึ ต้องใชแ้ รงในการขยายปอด (lung expansion) เพิ่มขึ้น เชน่ อาศัยการหดตัว ของกล้ามเนื้อชว่ ยหายใจเขา้ มากขึ้น จงึ เปนการเพม่ิ งานของการหายใจ (work of breathing) ความชุกของ โรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอดในสหรฐั อเมรก า พบผู้ปวย 3-6 รายต่อประชากร 100,000 คน
ปจจัยเสี่ยงของโรคปอดที่มีการจํากัดการขยายตัวของปอด (Risk factors of restrictive lung diseases)
1. อายุ มีงานวจ ัยพบว่าความชุกของโรค restrictive lung diseases ในวัยผู้ใหญ่ที่มีอายุ 35 – 44 ป พบ 2.7 รายต่อประชากร 100,000 ราย และมีความชุกการเกิดโรค restrictive lung diseases เพิม่ ขึ้นในผู้สูงอายุที่มีอายุมากกว่า 75 ปขึ้นไป พบ 175 ราย ต่อประชากร 100,000 ราย
2. สีผิว พบว่าชาว African American (35.5 ราย ต่อประชากร 100,000 คน) มีความชุกในการ เกิด restrictive lung diseases มากกว่า White American (10.9 ราย ต่อประชากร 100,000 คน)
3. เพศ พบว่าเพศหญิงมีอุบัติการณ์การเกิดโรค Sarcoidosis ได้บ่อยกว่าผู้ชาย นอกจากนั้นมีการ รายงานว่าเพศหญิงมีความเสี่ยงในการเกิด restrictive lung diseases มาก ส่วนเพศชายมีอุบัติการณ์ การเกิดโรค Interstitial pulmonary fibrosis มากกว่าผู้หญิง
4. ความอ้วน พบว่า restrictive lung diseases ซงึ่ มีผลทําให้ปรม าตรปอดลดลง สัมพันธก์ ับการ เพิม่ ขนึ้ ของ Body mass index
5.สูบบุหร่พบว่าผู้ปวยท่ีเปนโรคInterstitialpulmonaryfibrosisมีประวัติสัมพันธก์ ับการสูบ บุหรเ่ปนประจาํ หรอ หยุดสูบบุหรไ่ปแล้ว
6. อาชพี ผู้ที่ประกอบอาชพี ที่ต้องมีการสัมผัสกับสารบางอย่าง หรอ อยู่ในสิ่งแวดล้อมที่มีมลพิษทาง อากาศ จะเพ่ิมความเสี่ยงในการเกิด restrictive lung diseases เชน่ แอสเบสตอส (Asbestos) ถ่านหิน
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 93


และฝุนละออง เปนต้น สารเหล่านี้ทําให้มีปอดอักเสบ เกิดเปนแผลเปนในเน้ือปอด และมีรูปแบบการเกิด โรค restrictive lung diseases
สาเหตุการเกิดโรคปอดท่ีมีการจาํ กัดการขยายตัวของปอด (Etiology of restrictive lung diseases)
โรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอด (Restrictive lung diseases) เกิดจาก 2 สาเหตุหลัก ดังน้ี
1. สาเหตุภายในปอด (Intrinsic etiology) เกิดจากการมีพยาธสิ ภาพท่ีเน้ือปอด เชน่ มีการทําลาย เน้ือปอด (Destruction of lung parenchyma) มีการอักเสบของเนื้อปอด ได้รบั สารพิษต่าง ๆ หรอ มี สาเหตุมาจาก Interstitial lung diseases คือ กลุ่มโรคที่มีพยาธิสภาพในเนื้อปอดส่วน interstitial space ซึ่งอยู่ระหว่างชั้นของเซลล์เยื่อบุถุงลม (Alveolar epithelial cells) กับหลอดเลือดขนาดเล็กใน ปอด (endothelial basement membrane) ซึ่งทําให้เกิดการอักเสบ และมีการสะสมของ inflammatory cells บรเ วณ interstitial space และมีการกระตุ้นให้มีการสรา้ งเนื้อเยื่อทดแทนมากขึ้น การสร้างเนื้อเย่ือที่มากเกินไปทําให้เกิดเปนพังผืด (lung fibrosis) ส่งผลให้ปอดมีการขยายตัวไม่ดี นอกจากนั้นอาจมีพยาธสิ ภาพบรเ วณถุงลม เช่น มีการอักเสบ บวม หรอ มีเลือดออก ซึ่งจะส่งผลให้มีการ ทําลายโครงสรา้ งของถุงลม และบรเ วณ interstitial space ทําให้การทําหน้าที่ในการระบายอากาศ และ การแลกเปลี่ยนแก๊สของปอดเสียไป
2. สาเหตุภายนอกปอด (Extrinsic etiology) เกิดจากการมีพยาธิสภาพภายนอกเนื้อปอดเช่น ความผิดปกติของผนังทรวงอก เยื่อหุ้มปอด ระบบประสาทและกล้ามเนื้อ
ทั้งสาเหตุภายในปอด (intrinsic etiology) และสาเหตุภายนอกปอด (extrinsic etiology) ทํา ให้มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอด ส่งผลให้ปรม าตรปอดลดลง
ชนิดของโรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอด (Types of restrictive lung diseases)
1. The intrinsic pulmonary restriction คือโรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอดซงึ่ มี สาเหตุจากภายในปอด ประกอบไปด้วย
ความผิดปกติที่มีการสูญเสียเนื้อปอด เช่น มะเร็งปอด และการผ่าตัดเนื้อปอด (Pneumonectomy) เปนต้น
ความผิดปกติของถุงลม เช่น ภาวะปอดบวมนา (Pulmonary edema) ปอดอักเสบ (Pneumonia) เปนต้น
ความผิดปกติของการยืดหยุ่นของปอด เชน่ พังผืดที่ปอด (Pulmonary fibrosis) โรคซารค์ อยด์ (Sarcoidosis) เปนต้น
2. The extrinsic pulmonary restriction คือโรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอดซงึ่ มี สาเหตุจากภายนอกปอด ประกอบไปด้วย
หน่วยท่ี4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 94


ความผิดปกติของผนังทรวงอก เชน่ กระดูกสันหลังคด (Kyphoscoliosis)
ความผิดปกติของเยื่อหุ้มปอด เช่น ภาวะนาในช่องเยื่อหุ้มปอด (Pleural effusion) มีแผลเปน บรเ วณเยื่อหุ้มปอด (Pleural scarring)
ความผิดปกติของระบบประสาทและกลา้ มเนื้อ เชน่ โรคกล้ามเนื้อลีบ (Muscular dystrophy) โรค โปลิโอ โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงเอแอลเอส (Amyotrophic lateral sclerosis)
พ ย า ธ สิ ร ร ว ท ย า Diffusion impairment
โรคปอดที่มีการจํากัดการขยายตัวของปอดซึ่งเกิดจากสาเหตุภายในปอด (The intrinsic pulmonary restriction) จะมีพยาธิสภาพในเนื้อปอด คือมีการอักเสบของเนื้อปอด (lung parenchyma) รว่ มกับมีการสะสมของคอลลาเจนบรเ วณ interstitial space ซงึ่ อาจมีการพัฒนาไปเปน พังผืดที่ปอด (Pulmonary fibrosis) เม่ือเวลาผ่านไปจะพบว่าพังผืดที่ปอดมีการหนาตัวเพิ่มขึ้นและทําให้ บรเ วณผนังถุงลม (alveolar capillary membrane) หนาตัวเช่นเดียวกัน ทําให้การทําหน้าที่ในการ แลกเปลี่ยนแก๊สของปอดลดลง (Diffusion impairment) กรณีที่มีพยาธสิ ภาพดังกล่าวในเนื้อปอดมาก อาจส่งผลทําให้เกิดภาวะพรอ่ งออกซเิ จนในหลอดเลือดแดง (Hypoxemia; Pao2 < 60 mmHg) ตามมา ได้
Ventilation-perfusion inequality
การอักเสบและพังผืดที่พบในปอดนั้นไม่ได้เกิดพยาธสิ ภาพดังกล่าวทั่วทั้งปอดจะพบในบางบรเวณ เท่านั้น โดยพบว่าถุงลมบางส่วนมีการหนาตัวของผนัง บางส่วนแฟบ (Collapse) และบางส่วนปกติ หลอด เลือดในปอดก็ได้รบั ผลกระทบจากพยาธสิ ภาพดังกล่าว หลอดเลือดบางส่วนขยายตัวมากขึ้น บางส่วนก็มี การตีบแคบลง และอาจพบว่ามีการทําลายหลอดเลือดในปอดรว่ มด้วย เนื่องจากกระบวนการอักเสบที่ เกิดขึ้นและการเกิดพังผืดในเนื้อปอด ดังนั้นอากาศที่เข้ามาในถุงลมบางส่วนไม่ได้เกิดการแลกเปลี่ยนแก๊ส หรอ อากาศเข้ามาในถุงลมแล้ว แต่บรเ วณดังกล่าวไม่มีเลือดไหลผ่าน เนื่องจากพยาธสิ ภาพที่เกิดขึ้น จึงมี ลักษณะเปนอากาศที่สูญเปล่า (Dead space – like ventilation) นอกจากนั้นอากาศที่เข้ามาในถุงลม บางส่วน ไม่ได้มีการแลกเปลี่ยนแก๊สเนื่องจากไม่มีการไหลเวย นเลือดไปยังบรเ วณดังกล่าว ทําให้เกิด ลักษณะของ Shunt – like perfusion เมื่อเลือดที่ไหลผ่านปอดทุกส่วนมารวมกันจะเกิดภาวะ hypoxemiaเนื่องจากปอดในส่วนที่มีพยาธสิภาพไม่สามารถcompensateได้ดังนั้นเลือดจากถุงลมส่วน ที่มีพยาธสิภาพไปเจอจางกับเลือดที่เปนoxygenatedbloodและผลที่เกิดขึ้นคือพบภาวะhypoxemia
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 95


Decreased lung compliance
พยาธสิ ภาพในเนื้อปอดทําให้มีการอักเสบและทําให้เนื้อปอดแข็งเปนพังผืด เน่ืองจากเมื่อมีการ บาดเจบ็ ที่ปอด กระบวนการอักเสบจะไปกระตุ้นเซลล์ไฟโบรบลาสต์ (Fibroblast) ให้มีการเพม่ิ จาํ นวนมาก ขึ้นรว่ มกับมีการสรา้ งเนื้อเยื่อเกี่ยวพันมากขึ้น เชน่ คอลลาเจน (Collagen) และอีลาสติน (Elastin) ทําให้ เนื้อปอดแข็ง และมีความยืดหยุ่นของปอดลดลง ความยืดหยุ่นของระบบหายใจ (The compliance of respiratory system) เกิดจากผลรวมของความยืดหยุ่นของปอด และผนังทรวงอก ดังนั้นเมื่อมีพยาธิ สภาพที่ปอด เยื่อหุ้มปอด หรอ ผนังทรวงอกก็จะส่งผลต่อความยืดหยุ่นของระบบหายใจ จะเห็นได้ว่าเมื่อเนื้อ ปอดมีการอักเสบ มีพังผืด ทําให้เนื้อปอดแข็ง (Rigid) และทําให้ความยืดหยุ่นของปอดลดลง กรณีที่มีพยาธิ สภาพที่ผนังทรวงอกเชน่ ความอ้วน และกระดูกสันหลังคด (kyphoscoliosis) ส่งผลให้ความยืดหยุ่นของ ผนังทรวงอกลดลง และเปนการจาํ กัดการขยายตัวของปอดด้วย การที่ความยืดหยุ่นลดลง ไม่ว่าจะเกิดจาก สาเหตุในเนื้อปอดเอง หรอ มีสาเหตุจากภายนอกปอด ส่งผลให้ปรม าตรปอดลดลง ต้องใชแ้ รงดันที่มากขึ้น เพ่ือให้ปอดขยายได้ในปรม าตรเท่าเดิม ซึ่งการเพิ่มแรงดันเพื่อขยายปอดนั้น ต้องอาศัยการหดตัวของ กล้ามเนื้อชว่ยหายใจมากขึ้น
โรคปอดที่มีการจํากัดการขยายตัวของปอด (Restrictive lung diseases) มีด้วยกันหลายโรค โดยในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงพยาธิสรร วท ยาของโรคปอดที่มีการจํากัดการขยายตัวของปอด (Restrictive lung diseases) ดังนี้
1. พังผืดที่ปอด (Pulmonary fibrosis)
พังผืดที่ปอด (Pulmonary fibrosis) คือโรคปอดที่เกิดจากเนื้อเยื่อปอดถูกทําลายและมีรอยโรค ในเนื้อปอดโดยเฉพาะบรเ วณ interstitial space ส่งผลทําให้บรเ วณที่มีรอยโรคหนาตัวขึ้น และปอดมี ความยืดหยุ่นลดลง พังผืดที่ปอดเปนพยาธสิ ภาพระยะท้ายที่พบได้ในหลายโรคที่มีความผิดปกติของเน้ือ ปอด (Diffuse lung parenchymal diseases) พยาธสิ ภาพที่เกิดขึ้นคือ มีการสะสมของเน้ือเย่ือไฟบรสั (Fibrous) หรอ เนื้อเยื่อเกี่ยวพันเช่น คอลลาเจน และอีลาสติน ในบรเ วณเนื้อปอด สาเหตุของการเกิด พังผืดที่ปอด คือ
- มีการสรา้ งแผลเปนในเนื้อปอดหลังจากที่เกิดโรคในปอดเช่น Acute respiratory distress syndrome (ARDS) และวัณโรค (Tuberculosis)
- โรคที่มีความผิดปกติของภูมิคุ้มกันของรา่ งกาย (Immune diseases) เช่น rheumatoid arthritis โรคซารค์ อยด์ (Sarcoidosis)
- ได้รบั สารที่มีอันตรายเชน่ ถ่านหิน ฝุนละออง และแอสเบสตอส (Asbestos)
- การอักเสบเรอ้ รงั (Chronic inflammation)
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 96


- ไม่ทราบสาเหตุ จดั เปนโรคพังผืดที่ปอดที่ไม่ทราบสาเหตุ (Idiopathic pulmonary fibrosis) พบได้บ่อยในผู้ชายที่มีอายุมากกว่า 60 ป
พังผืดที่เกิดขึ้นทําให้เนื้อปอดแข็ง (stiff) และความยืดหยุ่นของปอดลดลง ส่งผลให้มีการระบายอากาศ ลดลง (Decreased pulmonary ventilation) เนื่องจากปอดขยายตัวได้ไม่ดี นอกจากนั้นบรเ วณผนังถุง ลมมีการหนาตัวข้ึน ส่งผลให้มีความผิดปกติในการแลกเปลี่ยนแก๊ส และทําให้เกิดภาวะพรอ่ งออกซิเจน (Hypoxemia)
2. กลุ่มอาการหายใจลําบากเฉียบพลัน (Acute respiratory distress syndrome)
กลุ่มอาการหายใจลําบากเฉียบพลัน (Acute respiratory distress syndrome, ARDS) คือกลุ่ม อาการที่มีการอักเสบเฉียบพลันของปอดรุนแรงรว่ มกับมีภาวะปอดบวมนา (Pulmonary edema) ซงึ่ ไม่ได้ มีสาเหตุจากภาวะนาเกิน (Fluid overload) หรอ การสูญเสียหน้าที่ของระบบไหลเวย นเลือด (non- cardiogenic pulmonary edema) เปนภาวะวก ฤติทางระบบหายใจที่พบได้บ่อยในทางคลินิก สาเหตุ เกิดจากการได้รบั ควันบุหรห่ รอ สารเคมีที่เปนพิษ การติดเชื้อ การสําลักอาหาร ปอดได้รบั บาดเจ็บจาก อุบัติเหตุ เปนต้น มีรายงานพบว่าการมีเชอื้ โรคหรอ พิษของเชื้อโรคในระบบไหลเวย นเลือด (Sepsis) และ กลุ่มอาการตอบสนองต่อการอักเสบทั่วร่างกาย (Systemic inflammatory response syndrome, SIRS) สัมพันธ์กับการเกิด ARDS ปจจัยเสี่ยงต่าง ๆ เหล่านี้ทําให้มีการทําลายเยื่อก้ันระหว่างถุงลมและ หลอดเลือดฝอย (Alveolar capillary membrane) และเหนี่ยวนําให้เกิดการอักเสบ (Inflammation) และสารการอักเสบเช่น proinflammatory cytokines เหนี่ยวนําให้หลอดเลือดขยาย (Vasodilation) และเพ่ิม Permeability ของหลอดเลือดฝอยในปอด ส่งผลให้ของเหลวและโปรตีนที่อยู่ในหลอดเลือด shift มาอยู่บรเ วณ interstitial space และในถุงลม ซงึ่ เปนการเพิ่ม osmotic pressure เปนสาเหตุทํา ให้เกิด Pulmonary edema และมีผลทําลาย Alveolar capillary membrane และเซลล์บรเ วณถุงลม เชน่ Type II alveolar epithelial cells ซงึ่ มีหน้าที่ในการสรา้ งสารลดแรงตึงผิว (Surfactant) ดังนั้นการ ทําลาย alveolar capillary membrane และการคั่งของนาใน interstitial space และถุงลม มีผลไป ขัดขวางการสร้าง Surfactant และเปนสาเหตุให้ถุงลมแฟบ (Atelectasis) ซึ่งเปนการลด Lung compliance จากพยาธิสรร วท ยาดังกล่าวมีผลทําให้มีความผิดปกติในการแลกเปลี่ยนแก๊ส (Gas diffusion impairment) และเมื่อมีพยาธิสภาพดังกล่าวเร้อ รังจะมีการสร้าง hyaline membrane บรเ วณผนังถุงลม ซึ่งไม่ยอมให้แก๊ส O2 และ CO2 ผ่านบรเ วณดังกล่าวได้ และทําให้ถุงลมขยายยากข้ึน ส่งผลต่อ ventilation ในปอด ซ่ึงจะทําให้เกิดภาวะพร่องออกซิเจน (Hypoxemia) ภาวะความดัน คารบ์ อนไดออกไซด์ในเลือดสูง (Hypercapnia) และเลือดเปนกรด (Acidosis)
3. โรคนิวโมโคนิโอสิส (Pneumoconiosis)
โรคนิวโมโคนิโอสิส (Pneumoconiosis) เปนกลุ่มโรคปอดที่เกิดจากการประกอบอาชพี โดยได้รบั สารระคายเคืองเปนระยะเวลานาน เชน่ ถ่านหิน ฝุนซลิ ิกา หรอ แอสเบสตอส โรคนิวโมโคนิโอสิสที่เกิดจาก
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 97


ถ่านหินเรย กว่า Coal worker’s pneumoconiosis นิวโมโคนิโอสิสที่เกิดจากสูดดมถ่านหินเข้าไปเรย กว่า Silicosis และโรคนิวโมโคนิโอสิสที่เกิดจากการได้รบั แอสเบสตอสเข้าไปเรย กว่า Asbestosis สารดังกล่าว เปนparticleขนาดเล็กรว่มกับได้รบัสารเหล่านี้เข้าสู่ปอดเปนระยะเวลานานสารเหล่านี้เปนforeignbody กระตุ้นให้ปอดอักเสบและมีมีการสรา้ งเนื้อเยื่อไฟบรสั เพ่ิมขึ้น รว่ มกับมีการทําลายเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เมื่อมี พยาธสิ ภาพมากขึ้นถุงลมจะถูกทําลาย ส่งผลให้มีความผิดปกติในการแลกเปลี่ยนแก๊ส และหายใจเข้าเพื่อ นําอากาศเข้าปอดยากขึ้น เนื่องจากความยืดหยุ่นของปอดลดลง
4. นาในช่องเยื่อหุ้มปอด (Pleural effusion)
นาในช่องเยื่อหุ้มปอด (Pleural effusion) คือภาวะที่มีนาสะสมในช่องเยื่อหุ้มปอด (Pleural cavity) การตรวจวเ คราะห์นาในชอ่ งเยื่อหุ้มปอดในเบื้องต้นอาจต้องแยกระหว่าง Transudate ซงึ่ เปนนา ที่มาจากหลอดเลือดหรอ ท่อนาเหลืองที่อยู่ในชอ่ งเยื่อหุ้มปอด และ Exudate ซงึ่ เปนของเหลวที่มีเม็ดเลือด ขาว และโปรตีนที่อยู่ในพลาสมาปรม าณมาก บางกรณีของเหลวที่อยู่ในช่องเยื่อหุ้มปอดอาจเปนหนอง (Empyema) หรอ เลือด (Hemothorax) โดยปกติแล้วปรม าณนาในชอ่ งเยื่อหุ้มปอด (Pleural fluid) ที่มี ในปรม าณน้อยนั้นไม่ได้มีผลกระทบต่อการทํางานของระบบหายใจ และจะมีการขับนาที่อยู่ในชอ่ งเย่ือปอด ให้ออกไปทางท่อนาเหลืองเพื่อควบคุมสมดุลของนาใน Pleural cavity อยู่เสมอ แต่ถ้ามีความไม่สมดุลของ การสรา้ งและขับนา Pleural fluid ในชอ่ งเยื่อหุ้มปอดจะทําให้มีนาปรม าณมากสะสมอยู่ ซงึ่ จะทําให้ความ ดันใน Pleural cavity เพ่ิมสูงขึ้นและทําให้มีการแยกออกจากกันของ Parietal และ Visceral pleura ส่งผลให้ปอดและผนังทรวงอกไปเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันเมื่อหายใจเข้าออก ผลกระทบที่เกิดขึ้นทําให้ ปอดไม่ขยายตามปรม าตรปอดปกติ เหนี่ยวนําให้เกิดถุงลมแฟบ (Atelectasis) ในปอดข้างที่เกิด Pleural effusion และความดันที่เกิดขึ้นจะดันอวัยวะใน Mediastinal content ไปอีกด้านของปอดที่ไม่ได้เกิด Pleural effusion ซึ่งเปนการจาํ กัดการขยายตัวของปอดอีกด้านเชน่ กัน นอกจากนั้นความดันในชอ่ งเยื่อ หุ้มปอดที่เพิม่ ขึ้นทําให้มีการลดลงของ Venous return และ Cardiac filling
กลุ่มโรคปอดที่มีการจาํ กัดการขยายตัวของปอด (Restrictive lung diseases) มีผลต่อการยืด ขยายของปอดทั้งขณะหายใจเข้าและหายใจออก ผลการตรวจสมรรถภาพปอดจะพบว่า ค่า Forced expiratory volume in 1 second (FEV1) และค่า Forced vital capacity (FVC) ลดลง ส่วนสัดส่วน ของ FEV1 ต่อ FVC นั้นอาจจะมีค่าลดลงหรอ ปกติได้
อาการและอาการแสดง (Signs and symptoms) อาการและอาการแสดงที่พบในผู้ปวยกลุ่มโรคที่มีการ จาํ กัดการขยายตัวของปอดมีดังนี้ โดยจะมีอาการเด่นของแต่ละกลุ่มโรคแตกต่างกันไป
- อาการหายใจลําบาก (Dyspnea)
- ไอเรอ้ รงั (Chronic cough)
- หายใจมีเสียง Wheezing
- หายใจเรว็ (Increased respiratory rate)
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 98


- เจบ็ หน้าอก (Chest pain)
- ภาวะพรอ่ งออกซเิ จนในหลอดเลือดแดง (Hypoxemia) ภาวะแทรกซ้อน (Complications)
- ภาวะพรอ่ งออกซเิ จนในเนื้อเยื่อ (Hypoxia)
- สูญเสียกล้ามเนื้อ (Muscle wasting)
- นาหนักลด (Weight loss)
- มีความผิดปกติด้านการนอนหลับ (Sleep disorders)
- ภาวะความดันเลือดในปอดสูง (Pulmonary hypertension)
- โรคหัวใจข้างขวาล้มเหลวเนื่องจากโรคของเนื้อปอดและ Pulmonary vascular bed (Cor
pulmonale)
- ภาวะการหายใจล้มเหลว (Respiratory failure)
4.2.2 กลุ่มโรคปอดที่มีการอุดกั้น (Obstructive pulmonary diseases)
กลุ่มโรคปอดที่มีการอุดกั้น (Obstructive pulmonary diseases) เปนกลุ่มโรคที่มีการตีบของ ทางเดินอากาศขนาดเล็กที่บรเ วณส่วนใหญ่ของปอด ผู้ปวยหายใจตื้นและช้า รว่ มกับต้องใช้แรงในการ หายใจออกมากขึ้น จึงต้องอาศัยการหดตัวของกล้ามเนื้อช่วยหายใจออก (Accessory muscles of expiration) อย่างไรก็ตามจะพบว่าอากาศยังคงไหลออกจากปอดได้น้อยลง (Slower lung emptying) อาการและอาการแสดงที่พบในกลุ่มโรคปอดที่มีการอุดกั้น ได้แก่ อาการหายใจลําบาก (Dyspnea) หายใจมี เสียง Wheezing กลุ่มโรคปอดที่มีการอุดกั้น (Obstructive pulmonary diseases) ท่ีพบได้บ่อยได้แก่ โรคหอบหืด(Asthma)และโรคปอดอุดกลั้นเรอ้รงั (Chronicobstructivelungdisease)โดยในหัวข้อ นี้จะกล่าวถึงสาเหตุพยาธสิรรวทยาอาการและอาการแสดงของแต่ละโรคที่พบบ่อยแยกกัน
4.2.2.1 โรคหืด (Asthma)
โรคหืด (Asthma) คือโรคที่มีการอักเสบเรอ้ รงั ของทางเดินอากาศ ส่งผลให้ท่อทางเดินอากาศมี ปฏิกิรยาตอบสนองต่อสารก่อภูมิแพ้และสิ่งแวดล้อมมากกว่าคนปกติ (Bronchial hyperresponsiveness, BHR) ผู้ปวยจะมีอาการไอ แน่นหน้าอก หายใจมีเสียงหวด หรอ มีอาการหอบ เหนื่อยเม่ือได้รบั สารก่อโรคหรอ ส่ิงกระตุ้น อาการดังกล่าวจะหายไปได้เองหรอ เมื่อได้รบั ยาขยายหลอดลม พบได้ในทุกชว่งอายุและมีแนวโน้มที่จะพบอุบัติการณ์เพิม่ขึ้นเรอ่ยๆ
ปจจัยเสี่ยงและสาเหตุของโรคหืด (Etiology of asthma)
โรคหืดมีสาเหตุมาจากหลายปจจยั (Multifactorial factors) หมายความว่าจะเกิดโรคหืดได้ต้อง มีหลายปจจัยรว่ มกันส่งเสรม ให้มีการก่อโรค ปจจัยในการก่อโรคแบ่งได้เปน 2 ปจจัยหลักคือกรรมพันธุ์
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 99


(Genetics) และสิ่งแวดล้อม (Environment) ซึ่งต้องได้รบั 2 ปจจัยดังกล่าวรว่ มกัน เช่นมีความเสี่ยง ทางด้านกรรมพันธุอ์ ยเู่ ดิม เมื่อได้รบั การกระตุ้นจากปจจยั ทางส่ิงแวดล้อม จะก่อโรคหืดได้
1. กรรมพันธุ์ (Genetics)
พบว่าผู้ที่เกิดในครอบครวัที่มีพ่อและ/หรอแม่หรอญาติใกล้ชดิ หรอคู่แฝดเปนโรคหืดมีโอกาส จะเปนโรคหืดมากกว่าผู้ที่เกิดในครอบครวัหรอญาติใกล้ชดิที่ไม่เปนโรคหืดจากงานวจยัพบว่าครอบครวัที่มี พ่อหรอ แม่เปนโรคหืด ลูกจะมีโอกาสเสี่ยงเกิดโรคซา (Recurrence risk) ประมาณ 25 เปอรเ์ ซน็ ต์ ในขณะ ที่ครอบครวั ที่ทั้งพ่อและแม่เปนโรคหืด จะมี Recurrence risk ประมาณ 50 เปอรเ์ ซน็ ต์ และคู่แฝดที่เปน M o n o z y g o t i c t w i n จ ะ ม ี R e c u r r e n c e r i s k ถ ึ ง 7 5 เ ป อ ร เ ์ ซ น็ ต ์
2. ส่ิงแวดล้อม การสัมผัสส่ิงแวดล้อมโดยได้รบั ทางการหายใจ มีผลกระตุ้นให้มีปฏิกิรย าแพ้หรอ ระคายเคืองต่อทางเดินอากาศเชน่ ไรฝุน ขนสัตว์ ละออกเกสร เชอื้ รา ควันบุหร่ สารเคมี มลพิษทางอากาศ เชอื้ ไวรสั และอากาศเย็น เปนต้น
3. ปจจยั อื่น ๆ เชน่ อารมณ์โกรธ ความหวาดกลัว การออกกําลังกาย และยาบางชนิดเชน่ แอสไพรน ยาต้านอักเสบชนิดไม่ใชส่เตียรอยด์(Non-steroidalAnti-inflammatorydrugs)
พ ย า ธ สิ ร ร ว ท ย า
กลไกสําคัญที่ทําให้เกิด Bronchial hyperresponsiveness คือ การอักเสบของทางเดินหายใจ ส่วนล่าง ปจจยั ทางสิ่งแวดล้อมและกรรมพันธุก์ ระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันโดยกําเนิด (Innate immunity) และ ระบบภูมิคุ้มกันแบบจาํ เพาะ (Adaptive immunity) ของรา่ งกาย เซลล์หลายชนิดมีบทบาทสําคัญในการ ทําให้เกิดการอักเสบแบบเร้อ รังของเยื่อบุหลอดลม เช่น Dendritic cells, T-helper 2 (Th2) lymphocytes, B lymphocytes, mast cells, neutrophils, eosinophils, และ Basophils
สารก่อภูมิแพ้ต่าง ๆ (Allergens) มีผลกระตุ้นภูมิคุ้มกันบรเ วณเยื่อบุของทางเดินอากาศ โดย Dendritic cell ทําหน้าที่ในการ detect สารก่อภูมิแพ้และสื่อสารกับ T-helper cell ว่ามีสิ่งแปลกปลอม เข้ามาในร่างกาย T-helper cell จะเปลี่ยนแปลงเปน Th2 cell ซึ่งจะหลั่งสารที่เกี่ยวกับการอักเสบ (Inflammatory cytokines and interleukins) เพื่อกระตุ้นการทํางานของ B-lymphocytes (Plasma cells) และ eosinophils เซลล์ Plasma cell จะหลั่ง IgE ซึ่งมีความจําเพาะต่อการตอบสนองสิ่งท่ีมา กระตุ้น โดย IgG จะไปกระตุ้นให้ mast cell มีการหลั่งสารที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิรย าการแพ้เชน่ Histamine, Bradykinins และ Prostaglandins เปนต้น สารที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบเหล่านี้มีผลทําให้หลอดเลือด ขยายตัว (Vasodilation) เพิ่มการยอมให้สารผ่านเข้าออกหลอดเลือด (Capillary permeability) เยื่อบุ หลอดลมบวม (Mucosal edema) กล้ามเนื้อเรย บบรเ วณหลอดลมหดตัว (Bronchospasm) และมี กระตุ้น Mucosal goblet cells ให้หลั่งสารเมือก (Mucus) มากขึ้น การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทําให้ หลอดลมตีบแคบ และมีผลทําให้มีการอุดกั้นการไหลของอากาศ เซลล์ Eosinophils มีผลทําให้เซลล์
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 100


บรเวณดังกล่าวได้รบั บาดเจ็บ(Cellinjury)และหล่ังToxicNeuropeptideซึ่งทําลายผนังหลอดลม และกระตุ้นให้มีการสรา้ งเนื้อเยื่อเกี่ยวพันมากขึ้นและอาจทําให้เกิดเปนพังผืด (Fibrosis) เปนปจจยั หนึ่งที่ ทําให้เกิดBronchialhyperresponsivenessหลังจากได้รบั สารก่อภูมิแพ้เปนเวลา4–8ชั่วโมงจะมี การสะสมของเซลล์เม็ดเลือดขาวบรเวณที่มีการอักเสบของทางเดินอากาศ และมีการหลั่งสารเกี่ยวกับการ อักเสบ (Inflammatory cytokines and chemokines) มากขึ้นเปนกระบวนการที่ส่งเสรม ให้มีการอุด กั้นทางเดินหายใจมากขึ้น
ผู้ปวยบางรายจะมีการอุดกั้นของทางเดินหายใจแบบผันกลับได้ (Reversible airflow limitation) การเปลี่ยนแปลงของโครงสรา้ งอย่างถาวรของเยื่อบุทางเดินอากาศสัมพันธก์ ับการสูญเสีย หน้าที่ของปอดและเมื่อมีพยาธสิภาพดังกล่าวเรอ้รงัรว่มกับการไม่ได้รบัการรกัษาผนังเยื่อบุทางเดินหายใจ จะมีการหนาตัวขึ้นอย่างถาวร เรย กว่าเกิด Airway remodeling กลไกของการเกิด airway remodeling ประกอบไปด้วย การหนาตัวของ Sub-basement membrane มีพังผืดของ Subepithelial cells มีการ ขยายตัวของกล้ามเนื้อเรย บของทางเดินหายใจ (Airway smooth muscle hypertrophy) รว่ มกับมีการ เพ่ิมจํานวนของเซลล์กล้ามเนื้อเรย บ (Hyperplasia) มีการกระตุ้นให้มีการสรา้ งหลอดเลือดใหม่เพ่ิมขึ้น (Blood vessel proliferation) รว่ มกับกระตุ้นให้หลอดเลือดขยายตัว (Vasodilation) มีการเพ่ิมจาํ นวน ของเซลล์ที่ทําหน้าที่ในการสรา้ งเมือก (Mucus gland hyperplasia) และกระตุ้นให้มีการหลั่งสารเมือก ออกมากขึ้น (Hypersecretion) ดังนั้นเมื่อมี Airway remodeling อาจทําให้การอุดกั้นของทางเดิน หายใจผันกลับได้บางส่วน (Partial reversible airflow limitation)เมื่อได้รบั การรกั ษา
โดยสรุปกลไกสําคัญที่จะทําให้เกิดความผิดปกติของระบบหายใจแบบ Obstructive lung disease คือการอุดกั้นของทางเดินอากาศ (Airway obstruction) ซึ่งเกิดขึ้นได้จากกลไกหลายอย่าง รว่ มกันดังนี้
1. กล้ามเนื้อเรย บบรเ วณหลอดลมหดตัว (Bronchospasm)
2. การบวมของท่อทางเดินอากาศ (Airway edema)
3. การมีปฏิกิรย าตอบสนองต่อสารก่อภูมิแพ้และส่ิงแวดล้อมมากกว่าคนปกติ (Bronchial
hyperresponsiveness, BHR)
4. การเปลี่ยนแปลงโครงสรา้ งของทางเดินอากาศ (Airway remodeling) การอุดกั้นทางเดินอากาศ (Airway obstruction) เปนการเพิ่มความต้านทานของการไหลของ
อากาศ (Airflow) กับอัตราการไหลของอากาศ (Flow rate) โดยเฉพาะอย่างย่ิงการไหลของอากาศขณะ หายใจออก (Expiratory airflow) เมื่อการไหลของอากาศขณะหายใจออกไม่ดีทําให้มีอากาศเหลือค้างใน ปอด (Air trapping และ Hyperinflation) ส่วนที่อยู่ตากว่าบรเ วณที่มีการอุดกั้น จะต้องเพ่ิมงานของการ หายใจ (Work of breathing) เพื่อนําอากาศให้ไหลออกจากปอด การอุดกั้นของทางเดินหายใจไม่ได้เกิด ทั่วทั้งปอด ดังนั้นอากาศที่เข้ามาใหม่จะไหลไปอยู่ในบรเ วณที่มีความต้านทานของทางเดินอากาศน้อย ส่วน
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 101


อากาศที่เหลือค้างในปอดจะมีผลทําให้แรงดันในช่องเยื่อหุ้มปอดและถุงลมเพ่ิมมากขึ้นส่งผลให้การ ไ ห ล เ ว ย น เ ล ื อ ด ม า เ ล ี ้ ย ง บ ร เ ว ณ ท ่ ี ม ี A i r t r a p p i n g น ้ อ ย ล ง ด ั ง น ั ้ น ก า ร เ พ ่ ิ ม ค ว า ม ด ั น ข อ ง ถ ุ ง ล ม ก า ร ล ด ก า ร ระบายอากาศ และการลดลงของการไหลเวย นของเลือด เปนสาเหตุทําให้เกิด Ventilation perfusion inequity ซึ่งจะส่งผลให้เกิดภาวะพร่องออกซิเจน (Hypoxemia) ได้ ซึ่งจะไปกระตุ้น peripheral chemoreceptor ให้ส่งสัญญาณไปที่ศูนย์การหายใจ และทําให้เกิดการหายใจเร็วขึ้น (Hyperventilation) และอาจเปนสาเหตุทําให้ Paco2 ลดลง และ pH เพิ่มขึ้น จนเกิดเปนภาวะ Respiratory alkalosis เมื่อมีอาการเรอ้ รงั มีผลทําให้เกิดการขยายตัวมากเกินไปของทรวงอกและปอด ซงึ่ จะทําให้ปรม าตรปอด Tidal volume ลดลง ทําให้มีการค่ังของ CO2 และเหนี่ยวนําให้เกิดภาวะ Respiratory acidosis
อาการและอาการแสดง
- หายใจมีเสียงหวด ขณะหายใจออก (Expiratory wheezing)
- ภาวะหายใจลําบาก (Dyspnea)
- มีอาการไอ (Cough)
- แน่นหน้าอก
- ใชเ้ วลาหายใจออกนานข้ึน (Prolonged expiration)
- ภาวะหัวใจเต้นเรว็ (Tachycardia)
- หายใจเรว็ (Tachypnea)
ผู้ปวยจะมีอาการเปนพัก ๆ โดยเกิดอาการเม่ือออกกําลังกาย ทํางานหนัก หรอ ได้รบั ส่ิงกระตุ้น อาจแสดง อาการชว่งเวลากลางคืนจงึเปนโรคที่ทรมานและเมื่อมีอาการมากจะมีผลกระทบต่อคุณภาพชวีตของผู้ปวย ในบางกรณีเมื่อได้รับสิ่งกระตุ้นอาจทําให้เกิดภาวะจับหืดฉับพลัน (Exacerbation) คือภาวะที่มีการ เปลี่ยนแปลงแบบฉับพลันในทางที่เลวลง ผู้ปวยจะมีอาการไอ หายใจหอบ หายใจมีเสียงหวด แน่นหน้าอก รว่ มกับมกี ารลดลงอย่างชดั เจนของสมรรถภาพปอด
4.2.2.2 โรคปอดอุดกั้นเรอ้ รงั (Chronic Obstructive Pulmonary Disease)
โรคปอดอุดกั้นเร้อ รัง (Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD) คือโรคที่มีการ จาํ กัดการไหลเวย นของอากาศ (Airflow limitation) พยาธสิ ภาพที่เกิดขึ้นไม่สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิม ได้อย่างสมบูรณ์(Poorlyreversible)การอุดกั้นของทางเดินหายใจมีแนวโน้มเพิม่ขึ้นเรอ่ยๆรว่มกับมีการ ทําลายของเนื้อเยื่อปอดโดยเฉพาะผนังถุงลม โรคปอดอุดกั้นเรอ้ รงั สัมพันธ์กับการอักเสบของปอดที่ ตอบสนองต่อการได้รับสารพิษหรอ แก๊สเปนระยาเวลานาน องค์การอนามัยโลก (World Health Organization (WHO) ประมาณการณ์ว่า โรค COPD จะเปนสาเหตุการตายอันดับท่ี 3 ในป 2030 พบว่า
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 102


มีความชุกของโรค COPD ในเขตเอเชียแปซิฟกประมาณ 6.2 – 6.3 เปอรเ์ ซ็นต์ และความชุกของโรค COPD ในประเทศไทยมีประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ พบว่าผู้ปวย COPD มากกว่าคร่ง หนึ่งมีโรคร่วม (Comorbidities) เช่น การติดเชื้อของระบบทางเดินหายใจส่วนล่าง โรคหัวใจ ภาวะกระดูกพรุน มะเรง็ เบาหวาน และภาวะเมแทบอลิกซนิ โดรม (Metabolic Syndrome) ซงึ่ เปนสาเหตุที่ทําให้คุณภาพชวี ต ไม่ดี
โรคปอดอุดกั้นเรอ้รงั (COPD)ประกอบด้วยโรคถุงลมโปงพอง(Emphysema)และโรคหลอดลม อักเสบเรอ้ รงั (Chronic bronchitis) ดังนั้นการอักเสบของถุงลมและท่ออากาศขนาดเล็กจึงเปนพยาธิ สภาพที่พบในโรคCOPDโรคถุงลมโปงพอง(Emphysema)เปนโรคที่มีพยาธสิ ภาพบรเวณถุงลมผนังถุง ลมถูกทําลายทําให้ขนาดของถุงลมมีขนาดใหญ่ (Alveolar enlargement) ส่งผลให้พื้นที่ในการแลกเปลยี่ น แก๊สน้อยลง โรคหลอดลมอักเสบเรอ้ รงั (Chronic bronchitis) คือโรคที่มีการอักเสบของหลอดลมอย่าง เรอ้รงัทําให้ผนังหลอดลมหนาตัวขึ้นรว่มกับมีการสรา้งสารเมือก(Mucus)ในทางเดินหายใจเพิม่ขึ้นผู้ปวย จะมีอาการไอเรอ้ รงั และมีเสมหะมากอย่างน้อย 3 เดือนหรอ เปนติดต่อกันอย่างน้อย 2 ป
ปจจัยเสี่ยงและสาเหตุการเกิดโรคปอดอุดกั้นเรอ้ รงั
1. สารอันตรายต่าง ๆ (Noxious particles) เช่น การสูบบุหร่ ควันบุหร่ ควันจากการประกอบ อาหารและมลพิษทางอากาศพบว่าสาเหตุหลักของโรคCOPDเกิดจากการสูบบุหร่และผู้ที่ได้รบั ควันบุหร่ มือสอง (Second-hand smoke)
2. ปจจัยทางด้านพันธุกรรม พบว่าผู้ปวย COPD ประมาณ 3% ไม่มียีน Alpha (α) 1-antitrypsin ซงึ่ ทําหน้าที่เปนตัวยับยั้งเอมไซม์ Elastase เม่ือไม่มีตัวยับยั้งการทํางานของ Elastase ทําให้มีการทําลาย Elastin บรเ วณทางเดินอากาศขนาดเล็ก (Small airways) และถุงลม (Alveoli) ส่งผลให้เกิดโรคถุงลม โปงพอง (Emphysema)
พ ย า ธ สิ ร ร ว ท ย า
ควันบุหรท่ ี่เข้าสู่หลอดลมเหนี่ยวนําให้มีการสะสมของเซลล์เม็ดเลือดขาวและกระตุ้น Neutrophils และ Monocytes ให้หลั่งเอมไซม์ Elastase และ Matrix Metalloproteinase – 12 (MMP-12) ตามลําดับ เอมไซม์เหล่านี้ออกฤทธทิ์ ําลาย Elastin ซงึ่ เปนส่วนประกอบของผนังถุงลม ในขณะเดียวกันควัน บุหรจ่ ะไปยับย้ังการทํางานของเอมไซม์ที่ออกฤทธต์ิ ้านการทํางานของ proteases ส่งผลให้ผนังถุงลมถูก ทําลาย จนเกิดภาวะถุงลมโปงพองในที่สุด นอกจากนั้นควันบุหรป่ ระกอบด้วยสารอนุมูลอิสระมากกว่า 1,000 ชนิด สารอนุมูลอิสระเหล่านี้มีผลทําลายเซลล์ ทําให้มีการเปลี่ยนแปลงของโปรตีนและยีน เหนี่ยวนํา ให้มีการอักเสบมากขึ้น ความไม่สมดุลระหว่างสารอนุมูลอิสระ (Oxidant) และสารต้านอนุมูลอิสระ (Free radicals)เปนกลไกหนึ่งในการทําให้เกิดพยาธสิ ภาพในโรคCOPDเมื่อบรเวณเยื่อก้ันระหว่างถุงลมและ หลอดเลือด (Alveolar-capillary membrane) ถูกทําลาย ส่งผลให้พื้นที่ในการแลกเปลี่ยนแก๊สลดลง ดังนั้นเกิดความผิดปกติในการแลกเปลี่ยนแก๊ส (Diffusion impairment) ส่งผลให้เกิดภาวะพร่อง
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 103


ออกซเิ จน (Hypoxemia) และภาวะคั่งของคารบ์ อนไดออกไซด์ (Hypercapnia) ตามมา ผลจากการที่ผนัง ถุงลมถูกทําลายส่งผลให้ถุงลมมีขนาดใหญ่ขึ้น จะทําให้มีอากาศไหลเข้ามาในถุงลมได้ปกติ แต่จะขับอากาศ ออกจากถุงลมได้ยาก เนื่องจากแรงคืนตัวของผนังถุงลมลดลง ส่งผลทําให้มีอากาศค้างในถุงลม และมี แรงดันเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งจะมีผลไปกดทับหลอดเลือดในถุงลม นอกจากนั้นการทําลายผนังถุงลมมีผลทําลาย หลอดเลือดรว่ มด้วย ดังนั้นการไหลเวย นมายังบรเ วณดังกล่าวจะลดลง จึงเกิดความไม่สมดุลระหว่าง ventilation และ perfusion (Ventilation-perfusion inequity)
ควันบุหรม่ ีผลทําให้โครงสรา้ งในทางเดินอากาศขนาดเล็ก (Small airway) เปลี่ยนแปลงจาก กระบวนการอักเสบเรอ้ รงั การอักเสบของทางเดินอากาศขนาดเล็กมีผลทําให้ผนังทางเดินอากาศหนาตัวขึ้น รว่ มกับมีการกระตุ้นให้มีการสรา้ งเนื้อเยื่อเกี่ยวพันให้มากขึ้นจนอาจพัฒนาไปเปนพังผืด (Fibrosis) มีการ กระตุ้นให้มีเซลล์กล้ามเนื้อเรย บบรเ วณทางเดินอากาศ (Airway smooth muscle cells) และ เซลล์ที่ทํา หน้าที่ในการสรา้งสารเมือก(Bronchialmucousgland)เพิม่จาํนวนมากขึ้นรว่มกับมีการสรา้งสารเมือก มากขึ้น (Mucus hypersecretion) นอกจากนั้นควันบุหรม่ ีผลทําลายเซลล์เยื่อบุของทางเดินอากาศและ cilia ทําให้มีการสูญเสียกลไกในการกําจดั สารคัดหลั่งออกจากทางเดินหายใจ (Mucociliary escalator) จากพยาธสิ ภาพที่กล่าวมาทําให้เกิดการตีบแคบของทางเดินอากาศ ซงึ่ ส่งผลให้ความต้านทานของทางเดิน อากาศเพ่ิมขึ้น ดังนั้นจากพยาธสิ ภาพที่กล่าวมาทําให้มีการจาํ กัดการไหลของอากาศ (Airflow limitation) และสารเมือกที่ถูกสรา้ งมากขึ้นอาจทําให้เกิดการอุดกั้นของทางเดินอากาศ (Airway obstruction) พบว่า จะมีอากาศค้างในปอด (Air trapping) จากที่ได้กล่าวมาแล้วว่าเมื่อมีการจาํ กัดการไหลของอากาศจะส่งผล ให้มีการระบายอากาศได้น้อยลง จึงเกิด Ventilation-perfusion inequity ส่งผลให้มีภาวะพร่อง ออกซเิ จน รว่ มกับมีภาวะคั่งของคารบ์ อนไดออกไซค์ในเลือด (Hypoxemia & hypercapnia)
อาการและอาการแสดง
- หายใจเหนื่อยหอบ
- หายใจลําบาก (Dyspnea)
- แน่นหน้าอก
- ไอเรอ้ รงั และมเี สมหะ
- หายใจมีเสียงหวด (Wheezing)
อาจพบอาการอื่นรว่ มด้วยเชน่ นาหนักลด เบื่ออาหาร วต กกังวล มีอาการซมึ เศรา้ พบว่าอาการของ
โรค COPD จะมีการพัฒนาไปอย่างช้า ๆ อาการกําเรบ จะเกิดได้บ่อยครงั้ เช่นขณะออกกําลังกายหรอ มี กิจกรรม ส่งผลให้เปนการจาํ กัดความสามารถในการปฏิบัติกิจวัตรประจาํ วันของผู้ปวย ผู้ปวยจะมีอากาศที่ ค้างในปอด และต่อมาจะทําให้ปรม าตรปอดเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลทําให้การหดตัวของกระบังลมไม่ดี ผู้ปวยจะมี อาการเหนื่อยมากขึ้นหายใจเรว็ขึ้น
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 104


4.2.3 การติดเช้อื ทางเดินหายใจ (Respiratory tract infection)
การติดเช้อื ทางเดินหายใจเปนภาวะที่พบได้บ่อยในทางคลินิก พบได้ทั้งในเด็กและผู้ใหญ่ การติด เชอื้ ทางเดินหายใจแบ่งเปนการติดเชอื้ ในทางเดินหายใจส่วนบน (Upper respiratory tract infection) และส่วนล่าง (Lower respiratory tract infection)
โรคติดเชื้อทางเดินหายใจส่วนบน (Upper respiratory tract infection, URI) คือโรคติดเชื้อ ทางเดินหายใจส่วนบน ตั้งแต่บรเวณจมูกไปจนถึงบรเวณเหนือต่อกล่องเสียง โรคที่พบบ่อยได้แก่ ไข้หวัด (Common cold) คออักเสบ (Pharyngitis) และ เส้นเสียงอักเสบ (Laryngitis) เปนต้น ส่วนใหญ่อาการ แสดงจะไม่รุนแรง และหายได้เอง เชอื้ ก่อโรคได้แก่ ไวรสั แบคทีเรย และเชอื้ รา พบว่าไวรสั เปนสาเหตุของ การติดเชอื้ ทางเดินหายใจส่วนบนมากที่สุด
โรคติดเชื้อทางเดินหายใจส่วนล่าง (Lower respiratory tract infection, LRI) คือโรคติดเชื้อ ระบบหายใจตั้งแต่หลอดลมไปจนถึงถุงลมในปอด โรคที่พบบ่อยได้แก่ หลอดลมอักเสบเฉียบพลัน (Acute bronchitis) และโรคปอดอักเสบ (Pneumonia) เปนต้น การวน ิจฉัยโรคท่ีรวดเรว็ และถูกต้องแม่นยําจะ เปนการปองกันภาวะการเจ็บปวยที่รุนแรง และความเสี่ยงที่จะต้องนอนรกั ษาตัวในโรงพยาบาลเปน เวลานานรว่ มกับการเกิดภาวะแทรกซอ้ นรุนแรงต่าง ๆ ดังนั้นในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงพยาธสิ รร วท ยาของการ ติดเชอื้ ทางเดินหายใจส่วนล่างเท่านั้น
สาเหตุและปจจัยเสี่ยงของโรคติดเชื้อทางเดินหายใจส่วนล่าง
เชอื้ ไวรสั และแบคทีเรย เปนสาเหตุที่ทําให้เกิดการติดเชอื้ ทางเดินหายใจส่วนล่าง ตัวอย่างเชอื้ ไวรสั ที่ก่อโรคได้แก่ InfluenzaA,Respiratorysyncytialvirus,Humanmetapneumovirusเปนต้น ตัวอย่างเชื้อแบคทีเรย ก่อโรคได้แก่ Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae เปนต้น
พ ย า ธ สิ ร ร ว ท ย า
เชื้อไวรสั และแบคทีเรย เปนสิ่งแปลกปลอมที่ทําลายเซลล์เยื่อบุทางเดินหายใจ และเนื้อเยื่อปอด รว่ มกับกระตุ้นให้มีการอักเสบในบรเ วณที่มีการติดเชื้อ ไวรสั เข้าไปในเซลล์เย่ือบุของปอดได้โดยผ่านทาง ตัวรบั (Receptor) และมีการเพ่ิมจาํ นวนไวรสั มากขึ้น ไวรสั เหล่านี้จะทําลายผนังเซลล์เยื่อบุของเนื้อเยื่อใน ปอด รวมถึงมีผลทําลาย Cilia ส่งผลให้กลไก Mucociliary escalator เสียไป ส่วนแบคทีเรย มีผลทําลาย เซลล์ในทางเดินหายใจเชน่ กันโดยกระตุ้นให้เกิดการอักเสบในทางเดินหายใจและในเนอื้ เยื่อปอดทําให้เกิด พยาธสิ ภาพในบรเ วณที่มีการติดเชื้อ เมื่อมีการเปลี่ยนของโครงสรา้ งในระบบทางเดินหายใจ จะส่งผลให้ ห น ้ า ท ี ่ ใ น ก า ร ท ํ า ห น ้ า ท ี ่ ข อ ง ร ะ บ บ ห า ย ใ จ ส ู ญ เ ส ี ย ไ ป ด ้ ว ย ใ น ห ั ว ข ้ อ ต ่ อ ไ ป จ ะ ก ล ่ า ว ถ ึ ง พ ย า ธ สิ ร ร ว ท ย า ข อ ง โ ร ค ต ิ ด เชอื้ ทางเดินหายใจส่วนล่าง
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 105


หลอดลมอักเสบฉับพลัน (Acute bronchitis)
การติดเชื้อไวรสั หรอ เชื้อก่อโรคอื่น ๆ บรเ วณทางเดินอากาศส่วนต้น (Bronchus) ทําให้ทางเดิน อากาศระคายเคืองจากการทําลายเยื่อบุผนังท่อทางเดินอากาศ (Bronchial wall) รว่ มกับมีการเหนี่ยวนํา ให้มีการอักเสบ (Inflammation) ส่งผลให้เยื่อบุทางเดินอากาศบวม (Bronchial edema) มีการกระตุ้น ให้มีการสรา้ งสารเมือกมากขึ้น (Mucus hypersecretion) การอักเสบของท่อทางเดินอากาศยังมีผลทําให้ เซลล์เม็ดเลือดขาวมาสะสมบรเวณที่มีการติดเชอื้ ทําให้เนื้อเยื่อบรเวณดังกล่าวได้รบั บาดเจบ็ และถูกทําลาย ซงึ่ มีผลทําให้ Cilia ถูกทําลายด้วย จากกลไกดังกล่าวทําให้สูญเสีย Mucociliary escalator การอักเสบที่ เกิดขึ้นยังไปกระตุ้นให้กล้ามเนื้อเรย บของหลอดลมหดตัว (Bronchospasm) ทําให้เกิดการจาํ กัดการไหล ของอากาศ (Airflow limitation) อาการและอาการแสดงที่พบในผู้ปวยคือ ไอมีเสมหะ หายใจมีเสียงหวด (Wheezing) เจ็บหน้าอก การกําจัดเชื้อไวรสั ในทางเดินอากาศนั้นใช้ระยะเวลาหลายวัน แต่กระบวนการ ซอ่ มแซมบรเ วณที่เคยมีพยาธสิ ภาพของทางเดินอากาศนั้นต้องใชเ้ วลาหลายสัปดาห์ ส่งผลให้ผู้ปวยยังคงมี อาการไอ (Post bronchitis syndrome) คร่ง หนึ่งของผู้ปวยที่เปน acute bronchitis จะมีอาการไอ มากกว่า 2 สัปดาห์ และพบว่า 1 ใน 4 ของผ้ปู วยอาจมีอาการไอต่อเนื่องเปนเวลา 1 เดือน
ปอดอักเสบ (Pneumonia)
1. Community-acquired pneumonia หมายถึง ปอดอักเสบที่เกิดจากการติดเชื้อไวรสั หรอ แบคทีเรย นอกโรงพยาบาล ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรย Staphylococcus pneumonia, Hemophilus influenza
2. Hospital-acquired (nosocomial) pneumonia หมายถึง การอักเสบของเนื้อเยื่อปอดจาก การติดเชอื้ที่เกิดขึ้นหลังจากรกัษาในโรงพยาบาลเปนอย่างน้อย48ชวั่โมง
3. Ventilator-associated pneumonia หมายถึง ปอดอักเสบที่เกิดขึ้นหลังจากการใส่ท่อชว่ ย หายใจตั้งแต่ 48 ชั่วโมงขึ้นไป จนถึง 48 ชั่วโมง หลังถอดท่อช่วยหายใจ ไม่ว่าจะต่อกับเครอ่ งช่วยหายใจ หรอ ไม่ก็ตาม
ในภาวะปกติเมื่อมีการติดเชอื้ จุลินทรย ์ในทางเดินหายใจนั้น เชอื้ โรคจะถูกกําจดั โดยกลไกของระบบ ภูมิคุ้มกันของรา่ งกาย รว่ มกับกลไก Mucociliary escalator และ cough reflex แต่เชอื้ จุลินทรย ์บางส่วน ผ่านระบบภูมิคุ้มกันเหล่านี้มาได้และทําให้เกิดพยาธสิภาพการติดเชอื้จะกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของรา่งกาย รว่ มกับเหนี่ยวนําให้เกิดการอักเสบ โดยเฉพาะบรเ วณเนื้อเยื่อระหว่างเซลล์ (Interstitial tissue) และถุง ลม (Alveoli) การอักเสบมีผลทําให้โครงสรา้ งบรเ วณดังกล่าวได้รบั บาดเจ็บ หรอ มีการเปลี่ยนแปลงไป รว่ มกับมีผลทําให้หลอดเลือดขยาย (Vasodilation) และเพ่ิมความสามารถในการผ่านเข้าออกของหลอด เลือด (Increased permeability) ส่งผลให้มีของเหลวจากหลอดเลือดมาสะสมอยู่ในถุงลม และอาจพบ
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 106


เม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาว และเส้นใยไฟบรน สะสมอยู่ในถุงลมและเหนี่ยวนําให้เกิดภาวะ Airspace Tdation คือภาพถ่ายรังสีทรวงอก (Chest X-ray) มีสีขาวทึบ ซึ่งพบได้ในการติดเชื้อแบบ Typical pneumonia กลไกเหล่านี้มีผลทําให้มีความผิดปกติของการแลกเปลี่ยนแก๊ส (Diffusion impairment) และเลือดที่มาเลี้ยงปอดที่ไม่มีอากาศระบายเข้ามาจะไม่ได้แลกเปลี่ยนแก๊สทําให้เกิดภาวะ Shunt-like perfusion ร่วมกับอากาศที่เข้ามาในถุงลมไม่ได้มีการแลกเปลี่ยนแก๊สเกิดภาวะ Dead space-like ventilationผู้ปวยจงึมีภาวะพรอ่งออกซเิจนได้ในกรณีที่มีปอดอักเสบจากการติดเชอื้ไวรสัเชน่Influenza จะทําให้มีการทําลายของเยื่อบุของผนังถุงลม หลังจากนั้นอาจมีการติดเชอื้ แบคทีเรย ที่อยู่ในบรเ วณดังกล่าว ส่งผลให้บรเ วณดังกล่าวมีการทําลายเนื้อเยื่อและเกิดการอักเสบขึ้น อาจแบ่งพยาธิสรร วท ยาของปอด อักเสบเปน 3 ระยะ ดังนี้
1. ระยะบวมคั่ง (Stage of congestion) เชื้อโรคที่เข้ามาสู่ระบบทางเดินหายใจจะมีการแบ่งตัว อย่างรวดเรว็ และเหนี่ยวนําให้มีการอักเสบซงึ่ มีผลทําให้หลอดเลือดขยายตัว เลือดจะคั่งในบรเ วณที่มีการ อักเสบ และเซลล์เม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาวออกมาจากกระแสเลือดเพื่อจบั กินเชอื้ โรค ระยะนี้เกิดขนึ้ 24 -46ชวั่โมงหลังจากเชอื้โรคเข้าสู่ปอด
2. ระยะเนื้อปอดแข็ง (Stage of Consolidation) พบว่ามีเม็ดเลือดแดงและไฟบรน สะสมอยู่ใน ถุงลมเปนส่วนใหญ่ในระยะแรก เมื่อมีหลอดเลือดขยายตัวมากขึ้นทําให้มีเลือดคั่งในบรเ วณดังกล่าวมากขึ้น และทําให้เนื้อปอดมีสีแดงคล้ายกับสีตับสด (Red hepatization) ในรายที่มีการอักเสบรุนแรงจะมีการติด เชอื้ และการอักเสบลุกลามไปยังบรเวณเนื้อปอดด้วย
3. ในระยะเวลาต่อมาเม็ดเลือดขาวเข้ามาแทนที่เม็ดเลือดแดงที่อยู่บรเ วณถุงลม และพบว่าเนื้อ ปอดเปนสีเทาปนดํา(Greyhepatization)รว่มกับมีหนอง(Exudate)เซลล์เม็ดเลือดขาวและไฟบรนในบ รเวณดังกล่าว ทําให้เกิดภาวะพรอ่ งออกซเิ จนในเนื้อปอดและเหนี่ยวนําให้หลอดเลือดฝอยที่ผนังถุงลมปอด หดตัว (Hypoxic vasoconstriction)
การอักเสบของถุงลมและมีหนองในถุงลม ทําให้การระบายอกาศภายในปอดไม่เพียงพอ รว่ มกับ เชอื้ จุลินทรย ์เหล่านี้อาจไปกระตุ้นให้มีกล้ามเนื้อเรย บบรเ วณทางเดินอากาศหดตัวเกิด (Bronchospasm) ทําให้เกิด ventilation-perfusion inequity ส่งผลให้เกิดภาวะพร่องออกซิเจนในเลือดแดง (Hypoxemia) และ ภาวะพรอ่ งออกซเิ จนในเนื้อเยื่อ (Hypoxia) และอาจนําไปสู่ภาวะการหายใจล้มเหลว ได้
อาการและอาการแสดงจะพบว่าผู้ปวยมาด้วยไข้สูง หนาวสั่น หายใจเหนื่อยหอบ โดยในระยะแรก อาจมีอาการไอแห้ง ๆ ไม่มีเสมหะ ต่อมาไอมีเสมหะขุ่นขน้ สีเหลอื ง สีเขียว สีสนิมหรอ มีเลือดปน และมีอาการ เจบ็ หน้าอก
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 107


4.2.4 ภาวะพรอ่ งออกซิเจน
เซลล์และเนื้อเยื่อในรา่ งกายมนุษย์ทํางานปกติ เมื่อระดับออกซเิ จนที่ต้องการ (oxygen demand) ได้รบั การตอบสนองอย่างเพียงพอจากกระบวนการขนส่งเลือดและออกซิเจน (oxygen delivery) ไปยัง เนื้อเยื่อส่วนต่าง ๆ ในรา่ งกาย โดยอาศัยการทํางานรว่ มกันของระบบหัวใจหลอดเลือดและระบบหายใจ ซงึ่ เปนการรกั ษาภาวะธาํ รงดุล (homeostasis) ของรา่ งกายไว้ ถ้ามีความผิดปกติเกิดขึ้นในระบบหัวใจหลอด เลือด หรอ ระบบหายใจจะทําให้เกิดภาวะพรอ่ งออกซเิ จนและผลกระทบต่อการทํางานของอวัยวะต่าง ๆ ใน รา่ งกาย
ภาวะพรอ่ งออกซิเจนในเลือด (hypoxemia) คือภาวะที่แรงดันออกซิเจนในเลือดแดง (Pao2) ลดลง และอาจส่งผลให้ออกซิเจนตาในเนื้อเยื่อได้ ภาวะพรอ่ งออกซเิ จนในเนื้อเยื่อ (hypoxia) หมายถึง เซลล์หรอ เนื้อเยื่อขาดออกซิเจน อย่างไรก็ตามภาวะพรอ่ งออกซิเจนในเลือด (hypoxemia) ไม่ได้เกิด รว่ มกับภาวะพรอ่ งออกซิเจนในเนื้อเยื่อ (hypoxia) ตลอด ผู้ปวยอาจมีภาวะ hypoxemia อย่างเดียว ถ้า รา่ งกายมีการปรบั ตัวเช่น เพิ่ม cardiac output และมีกลไกกระตุ้นให้มีการสรา้ ง hemoglobin มากขึ้น เช่นเดียวกันผู้ปวยอาจมีภาวะ hypoxia อย่างเดียว เช่นกรณีได้รบั สารพิษจากไซยาไนด์ ซึ่งไปยับยั้ง ขบวนการ electron transport ใน mitochondria ของเซลล์ ทําให้เซลล์ไม่สามารถนําออกซเิ จนไปใชใ้ น กระบวนการ aerobic respiration ได้
สาเหตุและพยาธิสรร วท ยาของภาวะพร่องออกซิเจนในเลือด (Pathophysiological causes of hypoxemia)
4.2.4.1 ระดับออกซเิ จนในอากาศหายใจเข้าลดลง
ระดับออกซเิ จนในอากาศหายใจเข้า (PIo2) ลดลง มีสาเหตุจากความดันบรรยากาศลดลง และ/หรอ สัดส่วนของออกซิเจนท่ีหายใจเข้าไปมีเปอรเ์ ซ็นต์ที่ลดลง เช่นผู้ที่อยู่ในที่สูง (high altitude) ซึ่งความดัน บรรยากาศตา ทําให้เกิดภาวะ hypoxemia และเมื่อรา่ งกายปรบั ตัวไม่ได้อาจมีภาวะ hypoxia ตามมา
4.2.42 การระบายอากาศหายใจในถุงลมลดลง (alveolar hypoventilation)
Alveolar hypoventilation ลดลง มีสาเหตุจากศูนย์ควบคุมการหายใจในสมอง ความผิดปกติ ของโครงสรา้ งและอวัยวะต่าง ๆ ซงึ่ ทําหน้าที่รว่ มกันเพื่อทําให้มีการระบายอากาศหายใจในการขยายตัวรบั อากาศชว่งท่ีมีการหายใจเข้าหรอปรมาตรสูญเปล่า(deadspacevolume,VD)มากข้ึนทําให้การระบาย อากาศหายใจลดลงเชน่ การหายใจผ่านท่อของเครอ่ งชว่ ยหายใจโดยไม่ปรบั tidal volume ให้เหมาะสม ภาวะ alveolar hypoventilation เกิดรว่ มภาวะถุงลมมี CO2 คั่ง (Hypercapnia) เสมอ การรกั ษาภาวะ alveolar hypoventilation ทําได้โดยการดูแลให้ผู้ปวยได้รับออกซิเจนทดแทน และช่วยหายใจให้ เหมาะสม
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 108


4.2.4.3 ความบกพรอ่ งในการแพรข่ องแก๊ส (Diffusion Impairment)
ออกซเิ จนในถุงลมแพรผ่ ่าน alveolar capillary membrane ได้ไม่เต็มที่ ทําให้แรงดันออกซเิ จน ในเลือดแดงที่แลกเปลี่ยนแก๊ส มีค่าตากว่าปกติ พยาธสิ ภาพที่ทําให้เกิดความผิดปกติในการแพรข่ องแก๊ส ได้แก่ มีการหนาตัวของ alveolar capillary membrane มีการทําลาย alveolar capillary membrane ปรม าณเลือดที่ไหลผ่านปอดต่อนาทีสูง พยาธสิ ภาพที่เกิดขึ้นส่งผลให้การแพรผ่ ่านของแก๊สออกซเิ จนไม่ถึง ค่าสมดุล ในภาวะปกติการแลกเปลย่ี นแก๊สที่ทําให้เกิดสมดุลระหว่าง PAo2 และ Pao2 จะเกิดขน้ึ ที่เวลา 1 ใน 3 ของเวลาท้ังหมดที่เลือดไหลผา่ นหลอดเลือดฝอยในปอด (transit time) ส่วนเวลาที่เหลือ 2 ใน 3 ส่วน มี ไว้เปนเวลาสํารอง เมื่อมีพยาธสิ ภาพเชน่ มีการหนาตัวของ alveolar capillary membrane ในผู้ปวยโรค ปอดเกิดพังผืด (pulmonary fibrosis) การแพรข่ องแก๊สเพื่อให้ถึงสมดุลต้องใชเ้ วลานานขึ้น และทําให้ไม่ พบภาวะ hypoxemia ในขณะพัก
4.2.4.4 การเกิดเลือดไหลลัด (shunt)
การที่มีเลือดไหลลัดจากหัวใจห้องขวาไปสู่หัวใจห้องซ้ายโดยไม่ผ่านปอด (right-to-left shunt) หรอ ผ่านปอดโดยไม่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส ทําให้เลอื ดที่พรอ่ งออกซเิ จน (deoxygenated blood) ไหลปน กับเลือดที่มีออกซเิ จนสูง (oxygenated blood) สาเหตุของ right-to-left shunt ได้แก่
ความผิดปกติของหัวใจแต่กําเนิด (congenital heart disease) ซึ่งเลือดจะไหลจากหัวใจห้อง ขวาไปสู่หัวใจห้องซ้ายโดยตรง เช่น หัวใจห้องบนต่อกัน (atrial septal defect) หัวใจห้องล่างต่อกัน (ventricular septal defect) หลอดเลือด pulmonary artery เชื่อมต่อกับ หลอดเลือดแดงใหญ่ (patent ductus arteriosus) เปนต้น ภาวะ left-to-right shunt เปนการไหลลัดของเลือดที่มีความดัน สูงและออกซิเจนสูงเข้าสู่ระบบไหลเวย นเลือดในปอด (pulmonary circulation) แต่ไม่ทําให้เกิดภาวะ hypoxemia เนื่องจาก oxygenated blood ปนกับ deoxygenated blood แล้วไหลผ่านไปแลกเปลยี่ น แก๊สที่ปอด
ความผิดปกติของหลอดเลือดในปอด โดยมีการเชอื่ มประสานกันระหว่าง pulmonary artery และ pulmonary vein (pulmonary arteriovenous fistula)
ปอดทําหน้าท่ีในการแลกเปลี่ยนแก๊สลดลง เนื่องจากมีพยาธสิ ภาพในปอด ดังนั้นเลือดไหลมาที่ ปอดแต่ไม่เกิดการแลกเปลี่ยนแก๊ส เชน่ ปอดแฟบ (Atelectasis) ปอดอักเสบ (pneumonia) ภาวะปอด บวมนา (pulmonary edema) acute respiratory distress syndrome (ARDS) ส่งผลให้ alveolar capillary membrane สูญเสียความสามารถในการควบคุมการเคลื่อนที่ของสาร เกิดนาท่วมปอด และ pulmonary surfactant เกิดถุงลมปอดแฟบ เลือดออกในปอด ทําให้ ventilation-perfusion ratio ของถุงลมมีค่าเปนศูนย์ และเกิด hypoxemia
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 109


4.2.4.5 ความไม่ได้สัดส่วนกันระหว่างการกระจายของอากาศกับเลือดที่ไหลผ่านปอด (Ventilation-perfusion inequality)
ภาวะที่ไม่ได้สัดส่วนกัน (inequality) ระหว่างการกระจายของอากาศ (ventilation) กับเลือดที่ ไหลผ่านปอด (perfusion) พบได้ในปอดคนปกติ แต่ไม่มากเกินไปทําให้การแลกเปลี่ยนแก๊สโดยรวมอยู่ใน เกณฑ์ปกติ และไม่เกิดภาวะ hypoxemia ภาวะ ventilation-perfusion inequality เปนสาเหตุที่พบได้ บ่อยที่สุด ทําให้เกิดภาวะ hypoxemia โรคที่พบว่ามี ventilation-perfusion inequality ได้แก่ โรค หอบหืด (asthma) โรคปอดอุดกั้นเรอ้ รงั (chronic obstructive pulmonary disease) ปอดบวมชนิด (bronchopneumonia) ภาวะหัวใจห้องซา้ ยล้มเหลว พยาธสิ ภาพของโรคดังกล่าวทําให้ถุงลมได้รบั อากาศ น้อยลงและไม่ได้สัดส่วนกับเลือดที่มาเลี้ยงที่ปอด เกิดภาวะ shunt-like perfusion เลือดที่ไหลผ่านถุงลม ส่วนนี้จะมี Pao2 ตา และ Paco2 สูง เมื่อพิจารณาปอดบรเ วณอื่นที่ไม่มีพยาธสิ ภาพ พบว่าถุงลมรบั อากาศ เข้าไปได้มากกว่าเลือดที่มาแลกเปลี่ยนเกิดปรม าตรสูญเปล่า (dead space-like ventilation) ดังนั้น เลือดที่ไหลผ่านบรเวณดังกล่าวจะมีPao2 สูงและPaco2 ตาเมื่อเลือดท่ีไหลผ่านปอดทุกส่วนมารวมกันจะ เกิดภาวะhypoxemiaเนื่องจากปอดในส่วนที่มีพยาธสิภาพไม่สามารถcompensateได้ดังนั้นเลือดจาก ถุงลมส่วนที่มีพยาธิสภาพไปเจอจางกับเลือดที่เปน oxygenated blood และผลที่เกิดข้ึนคือพบภาวะ hypoxemia
สาเหตุและพยาธิสรร วท ยาของภาวะพรอ่ งออกซิเจนในเนื้อเยื่อ (Pathophysiological causes of hypoxia)
สาเหตุของภาวะพรอ่ งออกซเิ จนในเนื้อเยื่อ (hypoxia) มีหลายอย่างดังนี้
1. Hypoxemia hypoxia หรอ hypoxic hypoxia คือ ภาวะพร่องออกซิเจนในเนื้อเย่ือ (hypoxia) เปนผลมาจาก Pao2 ตา (hypoxemia) ซึ่งมีสาเหตุจากการอยู่ในท่ีสูง (high altitude) การ ระบายอากาศหายใจในถุงลมลดลง (alveolar hypoventilation) ความบกพรอ่ งในการแพรข่ องแก๊ส ( Diffusion Impairment) ก า ร เ กิ ด right-to-left shunt แ ล ะ ventilation-perfusion inequality ในทางคลินิกสามารถประเมินภาวะ hypoxemia โดยการใช้ pulse oximeter วัดค่า oxygen saturation (So2) เมื่อวัดค่า So2 ได้ 90% จะสัมพันธก์ ับ Pao2 60 มิลลิเมตรปรอท ซงึ่ เกิดภาวะ hypoxemia
2. Stagnant (circulatory) hypoxia คือภาวะพรอ่ งออกซเิ จนที่เกิดขึ้นจากความบกพรอ่ งในการ ไหลเวย นเลือด โดยเลือดมาเลี้ยงเนื้อเยื่อไม่ได้สัดส่วนกับอัตราเมแทบอลิกหรอ การทํางานระดับเซลล์ พบ ในภาวะที่มี cardiac output น้อยลง เช่นหัวใจล้มเหลว ภาวะช็อค หรอ พบได้ในกรณีระยางค์สัมผัสกับ อุณหภูมิตาเปนเวลานาน
3. Anemic hypoxia คือภาวะพรอ่ งออกซเิ จนจากภาวะซดี ซงึ่ มีระดับฮีโมโกลบินตา หรอ มีสาเหตุ มาจากความสามารถในการขนส่งออกซิเจนของเม็ดเลือดแดงในเนื้อเยื่อลดลง เช่น ภาวะพิษจากแก๊ส
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 110


คาร์บอนมอนอกไซด์ (carbon monoxide poisoning) การได้รับยากลุ่มซัลฟานิลาไมด์ (Sulfanilamide) เปนต้น
4. Demand hypoxia คือภาวะพรอ่ งออกซเิ จนจากอัตราเมแทบอลิกเพ่ิมขึ้นมากกว่าปกติ ทําให้ ความต้องการในการใชอ้อกซเิจน(O2consumption)เพิม่สูงขึ้นและมักเกิดรว่มกับอัตราการสรา้งCO2ที่ เพิม่ ขึ้น เชน่ ไข้สูง ภาวะชกั (seizure) การติดเชอ้ื ในกระแสเลือด (sepsis)
5. Histotoxic hypoxia คือภาวะพรอ่ งออกซเิ จนจากการที่เซลล์ไม่สามารถใชอ้ อกซเิ จนสําหรบั เม แทบอลิซมึ และสรา้ งพลังงานไม่ได้ เชน่ ภาวะพิษจาก cyanide ที่ยังยั้งขบวนการสรา้ งสารประกอบฟอสเฟต พลังงานสูงโดยใชอ้ อกซเิ จน (oxidative phosphorylation)
ระดับความรุนแรงของภาวะ Hypoxemia*
Mild hypoxemia
Moderate hypoxemia
Severe hypoxemia
< 80 < 60 < 40
60 - 79 40 - 59 < 40
90 - 94 75 - 89 < 75
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 111
ระดับ
Pao2 (mmHg)
Pao2 range (mmHg)
So2 (percent, %)
* ค่าอ้างอิงที่ใชก้ ับผู้ใหญ่ตอนต้นที่หายใจ room air
ที่ ม า : Pilbeam SP and Cairo JM, Improving Oxygenation and Management of Acute Respiratory Distress Syndrome (2016) https://thoracickey.com/improving-oxygenation- and-management-of-acute-respiratory-distress-syndrome/
การตอบสนองต่อภาวะพร่องออกซิเจนอย่างเฉียบพลัน (Physiological responses to acute hypoxemia/hypoxia)
กลไกการตอบสนองต่อภาวะพรอ่ งออกซเิ จนอย่างเฉียบพลัน (acute hypoxia) คือ Pao2 ที่ตา ไป กระตุ้น peripheral chemoreceptors ให้ส่งสัญญาณประสาทไปกระตุ้นศูนย์ควบคุมการหายใจใน Medulla Oblongata เพื่อเพ่ิม minute ventilation ดังนั้นผู้ปวยจะหายใจเรว็ และแรง กรณีที่มีภาวะ hypercapnia ร่วมด้วย Paco2 ที่เพ่ิมข้ึน จะไปกระตุ้น O2 sensing บรเวณ peripheral chemoreceptor เช่นกัน สัญญาณประสาทจาก peripheral chemoreceptor กระตุ้นระบบประสาท ซิมพาเทติก (sympathetic) รว่ มด้วยเพื่อเพ่ิมการขนส่งออกซิเจนโดยการเพิ่มอัตราการเต้นของหัวใจ (heart rate) และ ปรม าณเลือดส่งออกหัวใจต่อนาที (cardiac output) ดังนั้นผู้ปวยจะมีอัตราการเต้น ของหัวใจ และความดันเลือดเพิม่ ขึ้น


ภาวะพร่องออกซิเจนมีผลต่อหลอดเลือดคือ ทําให้มีการกระจายของเลือดในร่างกายใหม่ (redistribution) โดยมีการทําให้หลอดเลือดที่ไปเลี้ยงอวัยวะสําคัญขยายตัว (hypoxic vasodilation) โดยเฉพาะ coronary และ cerebral artery เพื่อเพิม่ เลือดไปเลี้ยงสมอง และหัวใจ ซงึ่ เปนอวัยวะที่สําคัญ ของรา่ งกาย รว่ มกับลด total peripheral resistance (TPR) กรณีที่มีระดับออกซิเจนในถุงลมปอดตา (alveolar hypoxia) จะทําให้เกิดการตีบของหลอดเลือดแดงในปอด (hypoxic pulmonary vasoconstriction)เปนการปรบั ให้มีความสมดุลระหว่างการระบายอากาศที่ปอดและเลือดที่ไหลไป แลกเปลี่ยนแก๊สที่ปอด ซงึ่ เปนการเพิม่ การได้รบั ออกซเิ จน
กลไกการชดเชยต่อภาวะพรอ่ งออกซิเจนแบบเฉียบพลันเกิดขึ้นเมื่อ Pao2 ลดตาถึง 60 mmHg แต่จะไม่เกิดกลไกการชดเชยถ้าระดับ Pao2 ลดลงตากว่า 20 mmHg เน่ืองจากภาวะพรอ่ งออกซิเจนท่ี รุนแรงมากจะกดการทํางานของสมอง ศูนย์หายใจและ myocardium ดังนั้นจะพบว่าผู้ปวยหายใจชา้ และ ตื้น (hypopnea) หัวใจเต้นชา้ (bradycardia) และความดันเลือดตา (hypotension) การตอบสนองต่อภาวะพร่องออกซิเจนอย่างเร้อ รัง (Physiological responses to chronic hypoxemia/hypoxia)
ภาวะพรอ่ งออกซเิ จนเรอ้ รงั (chronic hypoxia) มีกลไกชดเชยโดยกระตุ้น hypoxia-inducible factors (HIF-1α) ซง่ึ เปน transcription factor ให้ฟอรม์ HIF complex รว่ มกับ HIF-1β แล้วกระตุ้นให้ มีการ transcription และ translation ของ erythropoietin และ vascular endothelial growth factor (VEGF) โดย erythropoietin ทําหน้าที่กระตุ้นไขกระดูกให้มีการผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดงเพิ่มขึ้น ดังนั้นจะพบว่าผู้ที่อยู่บนที่สูงเปนเวลานาน และผู้ปวยท่ีมีโรคปอดเรอ้ รงั มีจํานวนเม็ดเลือดแดงเพ่ิมขึ้น (polycythemia) ส่วน VEGF กระตุ้นให้มีการสรา้ งหลอดเลือดใหม่ (angiogenesis) เพื่อเพิม่ ชอ่ งทางและ การขนส่ง oxygenated blood ไปเล่ียงเนื้อเย่ือ ถ้าระดับ Pao2 ลดตามากโดยเฉพาะใน mitochondria ทําให้ aerobic oxidative phosphorylation ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ เกิดการสร้างพลังงานแบบ glycolysis ซงึ่ เปนขบวนการที่ไมใ่ ชอ้ อกซเิ จน (anaerobic glycolysis) แทนเพื่อรกั ษาระดับ ATP ทําให้มี การสรา้ งและปล่อยกรดแลกติก (lactic acid) เข้าสู่กระแสเลือด เกิด metabolic acidosis hypoxia ส่งผลให้หลอดเลือดแดงทั่วรา่ งกายขยายตัวเพื่อเพิ่มการไหลเวย นไปยังเนื้อเยื่อท่ีพรอ่ งออกซเิ จน รว่ มกับ หลอดเลือดมีกลไก autoregulation เพื่อควบคุมปรม าณเลือดที่เข้าไปเลี้ยงเนื้อเยื่อ ไม่ว่าความดันเลือดจะ เปนอย่างไร ทฤษฎีที่อธบิ ายการเกิด autoregulation มีดังนี้คือ
• Metabolic theory ในกรณีที่มีภาวะพรอ่ งออกซเิ จนจะมีสารเมแทบอไลต์คั่งมากขึ้น ของเสีย เหล่าน้ีเชน่ CO2, lactic acid ทําให้หลอดเลือดขยาย (vasodilation) ทําให้เลือดมาเล้ียงมากข้ึน
• Myogenic theory เมื่อความดันเลือดตา หรอ เน้ือเยื่อบรเ วณที่พรอ่ งออกซเิ จนขาดเลือดไป เลี้ยง การดึงยืดของกล้ามเนื้อเรย บที่ผนังหลอดเลือด การดึงยืดของกล้ามเนื้อเรย บในผนังหลอดเลือด ลดลง หลอดเลือดจะคลายตัวเกิด vasodilatation
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 112


ถ้ามีภาวะ hypoxic pulmonary vasoconstriction ในปอด ต่อเนื่องเปนเวลานาน ทําให้เกิด Pulmonary hypertension ซึ่งเพ่ิม after load ให้กับหัวใจห้องล่างขวา ในระยะหลังหัวใจห้องล่างขวา ทํางานหนักขึ้น หัวใจโต (hypertrophy) และล้มเหลว (failure) เกิดภาวะ Cor pulmonale ได้
ระดับ 2,3 diphosphoglycerate เพ่ิมขึ้นจากขบวนการ anerobic glycolysis ซึ่งจะลดอํานาจ การจับออกซิเจนของ hemoglobin ส่งผลให้ hemoglobin ปล่อยออกซิเจนให้กับเนื้อเยื่อที่พร่อง ออกซเิ จนได้ง่ายขึ้น
ภาวะพรอ่ งออกซิเจนเรอ้ รงั อาจเปนสาเหตุการเกิด ตับอักเสบเน่ืองจากภาวะพรอ่ งออกซิเจน (Hypoxic hepatitis) ภาวะพรอ่ งออกซเิ จนที่ตับสัมพันธก์ ับการเพม่ิ ขนึ้ ของ serum aminotransferase ซงึ่ เปนสารที่บ่งชวี้ ่าตับได้รบั บาดเจบ็ สาเหตุที่พบบ่อยได้แก่ ภาวะหัวใจล้มเหลวฉับพลัน (acute cardiac failure)ติดเชอื้ ในกระแสเลือด(sepsis)และระบบหายใจล้มเหลว(respiratoryfailure)โดยปกติตับรบั เลือดจาก Portal vein และเลี้ยงเซลล์ตับ (hepatocytes) บรเ วณรอบนอกก่อนเซลล์ที่อยู่บรเ วณตรง กลาง(centrilobularcells)เมื่อมีภาวะพรอ่ งออกซิเจนเซลล์บรเวณตรงกลางจะได้รบั ออกซิเจนน้อยลง และเกิดเซลล์ตาย (necrosis) ได้ และเมื่อตับซอ่ มแซมตัวเอง จะมี cytokines บางตัวเชน่ Transforming growth factor (TGF) – β กระตุ้นให้มีการสร้างเนื้อเยื่อเกี่ยวพันมากขึ้นจนกระทั่งเกิดพังผืดบรเ วณ ส่วนกลางของตับ (centrilobular fibrosis) ทําให้มีการสูญเสียหน้าที่ของตับบางส่วน
ขณะพักมเีลือดที่มาเลี้ยงไต(renalbloodflow)ถึง25เปอรเ์ซน็ ต์ของcardiacoutputดังนั้น ถ้าเกิดภาวะพรอ่ งออกซิเจน ไตจะ vulnerable ต่อการเกิดภาวะ renal hypoxia ภาวะพรอ่ งออกซิเจน เรอ้ รงั สัมพันธก์ ับการเพิ่มขึ้นของสารอนุมูลอิสระ (oxidative stress) และการอักเสบ (inflammation) ซงึ่ ทําให้เกิดการบาดเจบ็ ที่ไต (renal injury) และอาจมีการปรบั ชดเชยผิดปกติทําให้เกิด renal fibrosis ซงึ่ มีผลต่อการกรองและการดูดกลบั ของเกลอื แรแ่ ละนา การทําหน้าที่ของไตนั้นต้องใชพ้ ลังงาน (ATP) เยอะ ดังนั้นเมื่อมีภาวะพรอ่ งออกซิเจนพลังงานที่ผลิตได้จะน้อยลง ไตทําหน้าที่ได้ไม่ดีเท่าเดิม ส่งผลให้เกิด acute renal failure และมีงานวจ ัยที่แสดงให้เห็นว่าเมื่อมีภาวะพร่องออกซิเจนเร้อ รังบรเ วณ tubulointerstitium ส่งผลให้เกิดไตวายระยะสุดท้าย (End-stage renal disease, ESRD)
รา่ งกายที่มีภาวะพรอ่ งออกซเิ จน จะมีกลไกกระตุ้นให้เกิด skeletal muscle catabolism ส่งผล ให้มีการพรอ่ งของมวลกลา้ มเนื้อลาย ซงึ่ เปนกระบวนการที่รา่ งกายต้องการลดการใชอ้ อกซเิ จน (reduction of oxygen demand) และให้เลือดขนส่งและนําออกซิเจนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อ หรอ อวัยวะที่สําคัญแทน อย่างไรก็ตามการลดลงของมวลกล้ามเนื้อขึ้นอยู่กับปจจัยอื่นรว่ มด้วยเชน่ การรบั ประทานอาหาร การออก กําลังกาย และการนอนหลับ เปนต้น จากงานวจ ัยพบว่าการแสดงออกของยีน HIF-1αที่เพิ่มขึ้นไปมีผล ยับยั้งเอมไซม์ที่ควบคุมมวลของกล้ามเนื้อ ดังนั้นในภาวะพรอ่ งออกซเิ จนเรอ้ รงั จะมีผลทําให้มวลกล้ามเนื้อ ลดลง
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 113


อาการเขียวคลา (cyanosis) เปนพยาธิสภาพที่มีสีเขียวคลา (bluish discoloration) บรเ วณ ผิวหนังหรอ mucous membrane เช่นรม ฝปาก จมูก ใบหู ช่องปาก และปลายน้ิวมือน้ิวเท้า เปนต้น ซึ่ง เกิดจากมีปรม าณของ deoxygenated hemoglobin สูง และ/หรอ มีความผิดปกติของ hemoglobin เปนอาการแสดงถึงความรุนแรงของภาวะพรอ่ งออกซิเจน โดยปกติ cyanosis มักเกิดรว่ มกับภาวะพรอ่ ง ออกซเิ จน พบได้เมื่อมีภาวะพรอ่ งออกซเิ จนในระดับที่มีการทําลายเนื้อเยื่อแลว้ ในบางกรณีอาจมีภาวะพรอ่ ง ออกซเิ จนโดยที่ไม่พบ cyanosis รว่ มด้วยเชน่ ภาวะซดี อย่างรุนแรง พิษจากแก๊สคารบ์ อนมอนอกไซด์ พิษ จาก cyanide เปนต้น กรณีภาวะซีดจะแสดง cyanosis เมื่อความอิ่มตัวของออกซเิ จนใน hemoglobin ลดเหลือรอ้ ยละ 70 – 75 ซง่ึ สัมพันธก์ ับ Pao2 35 mmHg Cyanosis แบ่งได้เปน 2 กลุ่มดังนี้คือ
Central cyanosis เกิดขึ้นเมื่อปรม าณของ deoxygenated hemoglobin สูงมากกว่า 5 กรมั / เดซลิ ิตร รว่ มกับ So2 น้อยกว่า 85% พบภาวะเขียวคลาท่ัวรา่ งกายและบรเ วณเย่ือบุตา เยื่อบุในชอ่ งจมูกและ ชอ่ งปาก เปนต้น สาเหตุการเกิด central cyanosis เกิดจากหลายสาเหตุเชน่ Hypoventilation การอยู่ ในที่สูง (high altitude) ภาวะเมธฮีโมโกลบินนีเมีย (methemoglobinemia) หอบหืด (Asthma) Pulmonary embolism ปอดอักเสบ (Pneumonia) และภาวะหัวใจวาย (heart failure) เปนต้น
Peripheral cyanosis คือมีอาการเขียวคลาบรเ วณปลายน้ิวมือ น้ิวเท้า ซึ่งมีสาเหตุมาจากมีการ เพ่ิมการใชอ้ อกซิเจนของเน้ือเยื่อส่วนปลายรว่ มกับมีการไหลเวย นเลือดลดลงแ ต่พบว่าค่าความอ่ิมตัวของ ออกซเิ จนในฮีโมโกลบินยังมากกว่ารอ้ ยละ 80 เมื่อมีอาการมากขึ้นจะเกิด central cyanosis
4.2.5 ภาวะการหายใจล้มเหลว (Respiratory failure)
ภาวะการหายใจล้มเหลว คือภาวะที่ระบบหายใจไม่สามารถทําหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนแก๊สได้ เพียงพอกับความต้องการของรา่ งกาย ซงึ่ อาจมีสาเหตุมาจากความผิดปกติในกระบวนการแลกเปลี่ยนแก๊ส คือมีพยาธิสภาพท่ีปอด (lung failure) ส่งผลให้เกิดภาวะ hypoxemia (Pao2 < 60 mmHg) หรอ มี สาเหตุมาจากขบวนการระบายอากาศ (pump failure) ส่งผลให้เกิด alveolar hypoventilation และ hypercapnia (Paco2 > 45 mmHg & pH < 7.35) โดยภาวะนอี้ าจเกิดแบบฉับพลัน (acute) คือเกิดข้ึน ในระยะเวลาอันรวดเรว็ เปนชั่วโมงหรอ เปนวัน หรอ เกิดแบบเรอ้ รงั (chronic) คือเกิดภาวะนี้ในระยะ เวลานานเปนสัปดาห์ เดือน หรอ เปนป ในทางคลินิกอาจมีการล่าช้าในการวน ิจฉัย รว่ มกับการรอผล investigation ซงึ่ อาจทําให้ผู้ปวยเสี่ยงต่อการเกิดอันตรายจากภาวะหายใจล้มเหลว
ชนิดของภาวะการหายใจล้มเหลว (Types of respiratory failure)
ภาวะการหายใจล้มเหลวแบ่งเปน 2 ชนิดตามความผิดปกติของค่า blood gas จากหลอดเลือด แดง ซึ่งภาวะการหายใจล้มเหลวทั้งสองชนิดสามารถแบ่งได้เปนชนิดฉับพลัน (acute) หรอ เร้อ รัง (chronic)
1. Type I (hypoxemic respiratory failure)
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 114


2. Type II (hypercapnic respiratory failure)
พยาธสิ รร วท ยาของภาวะการหายใจล้มเหลว (pathophysiology of respiratory failure)
ภาวะการหายใจล้มเหลวอาจมีสาเหตุมาจากความผิดปกติของส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบประสาท ส่วนกลาง (central nervous system) ระบบประสาทส่วนปลาย (peripheral nervous system) กล้ามเนื้อที่ชว่ยหายใจผนังทรวงอก(respiratorymuscles&chestwall)และท่อนําอากาศ(airways) ซงึ่ จะส่งผลให้เกิดภาวะการหายใจล้มเหลวที่เกิดจาก respiratory pump ส่งผลให้เกิดภาวะ hypoxemia และ hypercapnia เมื่อมีความผิดปกติบรเ วณถุงลมจะทําให้เกิดภาวะหายใจล้มเหลวที่เกิดจาก lung failure ส่งผลให้เกิด hypoxemia อย่างเดียว
1. Hypoxemic (type I) respiratory failure
ภาวการณ์หายใจล้มเหลวชนิด hypoxemic (type I) respiratory failure เกิดจากความ ผิดปกติของการแลกเปลี่ยนแก๊ส เนื่องจากความผิดปกติของเนื้อปอดและหลอดเลือดที่ปอด ซึ่งมีผลให้ ระดับออกซิเจนในเลือดลดลง ค่า PaO2 < 60 mmHg ความอ่ิมตัวของออกซิเจนในฮีโมโกลบินน้อยกว่า 90 เปอรเ์ ซ็นต์ ส่วน PaCO2 จะปกติหรอ ตากว่าปกติ พบว่าการหายใจล้มเหลวแบบนี้ไม่มีการค่ังของ คารบ์ อนไดออกไซด์ เนื่องจากรา่ งกายปรบั สภาพโดยการเพ่ิมการระบายอากาศในถุงลมส่วนอื่นที่ปกติ แต่ บางครง้ั อาจมีการปรบั ให้หายใจเรว็ ขึ้นมากจนแรงดัน CO2 ในเลือดแดง อาจตากว่าปกติ
สาเหตุของโรคที่ทําให้เกิดภาวะ Hypoxemic (type I) respiratory failure
- Pneumonia
- Cardiogenic pulmonary edema (pulmonary edema due to increased
hydrostatic pressure
- Non-cardiogenic pulmonary edema (pulmonary edema due to
increased permeability เช่น acute lung injury และ acute respiratory
distress syndrome (ARDS)
- Pulmonary embolism
- Atelectasis
- Pulmonary fibrosis
กลไกพยาธิสรร วท ยาของ Hypoxemia (type I) respiratory failure ได้แก่ Ventilation – perfusion inequality เปนกลไกพยาธสิ รร วท ยาของภาวะ Hypoxemia (type I) respiratory failure ที่พบได้บ่อยที่สุด เมื่อมีการลดลงของการระบายอากาศในขณะที่เลอื ดที่ไหลผา่ นปอดปกติ หรอ มีการเพิม่ ขึ้น ของการระบายอากาศมากกว่าเลือดที่ไหลผ่านปอด right – to – left Shunt โดยเลือดไม่ผ่านการ แลกเปลี่ยนแก๊สในถุงลมเกินรอ้ ยละ 25 diffusion Impairment เช่นภาวะท่ีมีการลดลงของ capillary surface area หรอ มี transit time ที่ลดลง และกลไกสุดท้ายคือ alveolar hypoventilation ซึ่งกลไก
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 115


ทั้งหมดนี้จะมีการตอบสนองต่อการให้ออกซเิ จนแตกต่างกันไป โดยพบว่าภาวะ right to left shunt จะไม่ ตอบสนองต่อการให้ออกซเิ จน ส่วนภาวะอื่น ๆ ที่เหลือจะตอบสนองต่อการให้ออกซเิ จน
2. Hypercapnic (type II) respiratory failure
การหายใจล้มเหลวแบบที่สองมีความรุนแรงมากกว่าแบบแรก เกิดจากการระบายอากาศน้อยกว่า ปกติ อากาศไม่สามารถกระจายไปยังทุกถุงลมอย่างสมาเสมอ การระบายอากาศจงึ ไม่เพียงพอสําหรบั การ แลกเปลี่ยนแก๊ส มีการคั่งของ CO2 ส่งผลให้ PaCO2 มากกว่า 45 mmHg เกิดการพร่องออกซิเจน เนื่องจากได้รบั ออกซเิ จนน้อยและถูกเจอื จางโดย CO2 ที่มีเปนจาํ นวนมาก PaO2 เท่ากับหรอ น้อยกว่า 60 mmHg มีสาเหตุจากความผิดปกติของศูนย์หายใจ โรคของกล้ามเนื้อและประสาท ความผิดปกติของทรวง อก เปนผลให้การระบายอากาศในถุงลมลดลง ตรวจพบค่า P(A-a)O2 ปกติ แสดงว่าปอดทํางานปกติเปน สาเหตุความผิดปกตินอกปอด
สาเหตุของโรคที่ทําให้เกิดภาวะ Hypercapnia (type II) respiratory failure แบ่งเปน 3 สาเหตุหลักดังนี้
1. ความผิดปกติจากระบบควบคุมการหายใจในสมอง (Central hypoventilation) เชน่ ได้รบั ยา ประเภท anesthetic drug การได้รบั ยาเกินขนาด พยาธสิ ภาพในสมองที่มีผลต่อการทํางาน ของ respiratory center บรเ วณ Medulla oblongata เชน่ stroke และ trauma
2. ความผิดปกติของ chest wall ซึ่งอาจมีสาเหตุมาจากพยาธิสภาพในเส้นประสาท เช่น Guillain-Barre syndrome และ poliomyelitis หรอ โรคที่มีความผิดปกติของกล้ามเนื้อ ชว่ ยหายใจ
3. ความผิดปกติของทางเดินหายใจและปอด เช่น Asthma, upper airway obstruction, chronic obstructive pulmonary disease (COPD) ซึ่งพบภาวะ hypoxemia ร่วมกับ hypercapnia ได้
กลไกพยาธิสรร วท ยาของ Hypercapnic (type II) respiratory failure ได้แก่เกิดภาวะ hypoventilation ซึ่งเกิดได้จากมีความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง Neuromuscular transmission มีการเปลี่ยนแปลงของรูปรา่ งทรวงอก และภาวะที่ทําให้เกิดการล้าของกล้ามเนื้อที่ใชใ้ นการ หายใจ (respiratory muscle fatigue) หรอ เกิดจากอกี หนึ่งกลไกคือ dead space เพิม่ ขึ้น ได้แก่ upper airway obstruction หรอ โรคถุงลมโปงพอง (COPD)
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 116


อาการและอาการแสดงของภาวะการหายใจล้มเหลว
อาการและอาการแสดงของภาวะการหายใจล้มเหลวฉับพลันและเรอ้ รงั ขึ้นอยู่กับสาเหตุหรอ พยาธิ สภาพ รว่ มกับค่า Pao2 และ Paco2 โดยระดับออกซเิ จนในเลือดที่ตาทําให้มีอาการหายใจเรว็ หายใจลําบาก และ/หรออาการหายใจไม่อม่ิ(airhunger)ผิวหนังรมฝปากและนิว้มือมีสีเขยีวคลากรณีที่มีภาวะCO2คั่ง ในกระแสเลือดอาจทําให้มีอาการหายใจเรว็ รว่ มกับมีอาการสับสน ซงึ่ อาการแสดงจะขึ้นอยู่กับความรุนแรง ของภาวะ hypoxemia และ/หรอ ภาวะ hypercapnia อาการแสดงอาจมีเฉพาะที่ซงึ่ แสดงถึงสาเหตุที่ทํา ให้เกิดภาวะ hypoxemia ฉับพลัน เช่น pneumonia, pulmonary edema, asthma หรอ COPD ใน ผู้ปวยบางรายจะมีอาการและอาการแสดงที่เกิดทั่วตัว (systemic) เชน่ ความดันโลหิตตาเนื่องจากมีการติด เชอื้ ในกระแสเลือด นอกจากนั้นมีอาการและอาการแสดงทางระบบประสาทและระบบหัวใจและหลอดเลือด รว่มด้วยอาการและอาการแสดงทางระบบประสาทเชน่ อ่อนเพลียกังวลสับสนชกั หรออยู่ในภาวะcoma ได้ ผู้ปวยบางรายอาจมี asterixis คือภาวะที่มือสั่นเมื่อมีการยืดของแขน อาการและอาการแสดงทางระบบ หัวใจและหลอดเลือดเช่น หัวใจเต้นเรว็ (tachycardia) หัวใจเต้นผิดจังหวะ (arrhythmias) และการ หายใจลําบาก (dyspnea) ซงึ่ ส่วนใหญ่พบในผู้ปวยที่มีภาวะ pulmonary embolism
พบว่าผู้ปวยที่มีภาวะการหายใจล้มเหลว เนื้อเยื่อของร่างกายจะได้รับออกซิเจนไม่เพียงพอ เนื่องจากการขนส่งออกซิเจนจากปอดไปสู่เนื้อเยื่อของร่างกาย (oxygen delivery) ขึ้นกับ cardiac output, ปรม าณ hemoglobin, oxygen saturation ในเลือดแดง และค่า Pao2 ดังสมการ
Oxygen delivery = cardiac output x (1.34 x Hb x Sao2) + (0.003 x Pao2)
จะเห็นได้ว่าค่า Pao2 มีความสําคัญน้อยกว่าตัวแปรอื่นเมื่อพิจารณาในด้านตัวแปรที่มีผลต่อ ปรม าณออกซิเจนในเลือดแดง (oxygen content) เพราะออกซิเจนละลายในนาเลือดตา และพบว่าค่า Sao2 ท่ีประมาณ 90 เปอรเ์ ซ็นต์ มีความสัมพันธ์กับ Pao2 60 mmHg ถ้ามีการลดลงของ Sao2 อีกค่า Pao2 จะลดตาอย่างรวดเรว็ ดังนั้นควรพิจารณาให้การรกั ษาเพื่อรกั ษาระดับ Pao2 ให้สูงกว่า 60 mmHg
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 117


หน่วยท่ี4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 118
รูปที่ 2 Concept map ของ Ventilation และ Diffusion


บรรณานุกรม
ลิวรรณ อุนนาภิรกั ษ์ และคณะ. พยาธสิ รร วท ยาทางการพยาบาล.คณะพยาบาลศาสตร์ มหาลัยมหิดล; 2555 สุจนิ ดา รม ศรท อง และคณะ. พยาธสิ รร วท ยาทางการพยาบาล คณะแพทยศาสตร์ รพ.รามาธบิ ดี; 2555 Grippi H et al. Fishman's Pulmonary Diseases and Disorders. 5th edition. McGraw-Hill Education; 2015
Braun, C. A. & Anderson, C. M. Applied pathophysiology: A conceptual approach to the mechanisms of disease. 3rd Edition. Philadelphia: Wolters Kluwer; 2017.
Hammer GD and McPhee SJ. Pathophysiology of Disease: An Introduction to Clinical Medicine. 8th edition. McGraw-Hill Education; 2019
หน่วยที่4พยาธสิรรวทยาระบบหายใจ 119