肥胖是哮喘、睡眠呼吸暂停综合征、慢性阻塞性肺疾病等多种疾病的重要诱因。严重肥胖还会引起肥胖低通气综合征 (obesithypoventilationsyndrome,OHS),导致低氧血症和高碳酸血症,长期影响会导致呼吸衰竭、肺动脉高压、右心室肥厚以及右心功能不全等。呼吸困难在肥胖人群中更为常见,相对于正常体重的人群来说,没有基础疾病的肥胖患者容易出现呼吸困难。

　　肥胖与睡眠影响呼吸的生理机制

　　1、肥胖对呼吸的影响

　　流行病学数据显示，在全世界范围内，肥胖人群占比已达到30%，而且这一比率仍在不断上升中。在我国，预计到2030年，超重 (24 kg/m²≥BMI≤28 kg/m²) 及肥胖 (>28 kg/m²)人口比例成人将达到65.3%，学龄儿童和青少年比例将达到31.8%，学龄前儿童将达到15.6%。众所周知，肥胖是心血管疾病的危险因素;但长期以来，肥胖对呼吸系统的影响却被忽视。

　　(1)肥胖对肺功能的影响：肥胖会导致肺/胸壁的顺应性降低，进而影响肺部的扩张和隔肌收缩，导致肺功能指标发生一系列变化。

　　①部分静态肺容积的减少：包括呼气末残余肺容积(ERV)和功能残气量 (FRC) 减少;

　　②动态肺容积可能保持不变或下降：其中肺活量 (VC)、第一秒用力呼气容积(FEV₁)可能维持不变，FEV₁/用力肺活量 (FVC)可发生变化，最大呼气中期流量(MMEF)可能下降;

　　③肺散功能可能保持不变或轻微增加：文献报道不一致，肥胖患者因毛细血管的增生，肺部的通气血流比可能会受到一定影响，因此可能会发生一些变化;

　　④运动时：摄氧量(VO₂)升高，呼吸频率(RR)增快，潮气量(Vt)下降，分钟通气量(MV) 增加潮气量下降后，多数通气量都用于腹腔通气，所以MV增加并不能说明肥胖患者的呼吸效率提高，无氧阈&最大VO₂下降;

　　⑤食管压和胃压：无论坐位/仰卧位，FRC时均显著升高;

　　⑥体脂分布模式与肺功能的相关性更强;

　　⑦肥胖导致气道狭窄和闭合;

　　⑧肥胖增加呼吸系统阻力 (比肺活量更敏感);

　　⑨增加气道高反应性(增加哮喘急性加重的风险) ;

　　⑩肺内通气模式的改变(上肺叶为主)。

　　(2)影响气体交换

　　①降低的肺容积造成的肺泡二氧化碳分压(P_ACO₂)和动脉二氧化碳分压(PaCO₂)差值升高 (与通气-血流比失衡有关);

　　②肺泡低通气 (约10%的肥胖患者中存在): 该类患者的特征是整个呼吸系统的扩张性较低，通气模式异常(呼吸频率增加，潮气量减少，而Ti/Ttot保持不变)，呼吸肌的强度和阻力较低，对高碳酸血症的通气反应或呼吸驱动明显降低;

　　③肥胖患者中合并的另外两种疾病(COPD和OSA)，可促进或加重肺泡换气不足;

　　④单纯的低氧血症常见 (常在仰卧或REM (快速动眼) 睡眠期时发现)。

　　综上，肥胖对呼吸功能有重大影响，并显著促进肺部疾病的发展。BMI在理解肥胖对肺的影响方面的作用有限: 不同的脂肪组织分布模式会对呼吸力学产生不同的影响，并与不同水平的代谢功能障碍相关。肥胖增加气道闭合，可能会加剧气道高反应性，影响吸入药物的输送，并容易导致在呼吸道基础疾病加重期间发生更严重的紊乱。肥胖改变通气在肺内尤其是上肺叶的分布，这可能会导致肺内通气的不均匀性，加剧呼吸道疾病的负担。传统的肺功能测试可能低估肥胖对呼吸功能的影响，因为深呼吸可能会逆转肥胖患者在低FRC时呼吸的影响，而且没有评估通气-血流比值的情况。

　　2、睡眠对呼吸的影响

　　清醒情况下，人的机体主要通过行为控制和代谢途径来调节呼吸驱动。随着睡眠的开始，行为控制和清醒刺激消退，代谢需求成为通气的主要驱动因素，同时呼吸的代偿机制也显著减少，主要依靠中枢/外周化学感受器，外周机械感受器来进行呼吸调节这些变化可能会促进低通气和睡眠相关的呼吸障碍的发展。

　　下图分别为睡眠阶段的低氧通气反应和高碳酸血症通气反应。可以看到，随着清醒到睡眠逐渐加深，从N2期到N3/4期以及快速眼动(REM)睡眠期，调节功能逐渐降低。其中，与清醒时相比较，二氧化碳通气调节比氧的略好，睡眠中PaCO₂增加2~4mHg; 而氧的调节功能降低更明睡眠中PaO₂_减少3~9 mmHg。

　　另外，睡眠期间的呼吸调节还与环路增益有关。环路增益 (Loop Gain，LG) 是通气变化与随之引起的通气响应的比值。当出现呼吸暂停或低通气等通气障碍时，会导致PaCO₂升高。经过循环延迟后，化学感受器感知到相对的高碳酸血症，并反馈为通气的增加 (即通气响应)，使呼吸系统恢复到正常水平。这种情况通常与中枢性睡眠呼吸暂停有关，这种患者往往因为高环路增益而导致中权呼吸驱动下降引起中权型呼吸暂停或低通气。高呼吸环路增益常常意味着不稳定的通气控制系统。

　　综上，睡眠的开始导致清醒刺激消失和呼吸代偿调节作用的减弱，其效果是在正常睡眠的个体中诱发轻微的低通气。但对于患有慢性肺病或神经肌肉无力的患者而言，睡眠是一种呼吸易受影响的状态，会加剧潜在的通气不足，并导致呼吸衰竭。了解与睡眠有关的呼吸生理变化将有助干选择适合的治疗方法，以防止易感人群的低通气。