二、發(fā)病機(jī)制
(一)急性肺損傷(肺泡—毛細(xì)血管膜損傷)的機(jī)制
急性肺損傷的機(jī)制,迄今尚未闡明。近年來認(rèn)為炎癥反應(yīng)的失控,直接或間接地引起了肺泡—毛細(xì)血管膜的損傷。眾多參與炎癥反應(yīng)的炎癥細(xì)胞和炎癥介質(zhì)、細(xì)胞因子構(gòu)成了ALI和(或)ARDS炎癥反應(yīng)的“細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)”和“細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)”,使其發(fā)病機(jī)制十分錯(cuò)綜復(fù)雜。
參與反應(yīng)的細(xì)胞主要包括:
1.單核—吞噬細(xì)胞系統(tǒng) 在各種病因作用下(如G-菌的內(nèi)毒素進(jìn)人血循環(huán)),單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞受刺激后迅速被激活,生成大量的腫瘤壞死因子(TNF)、白細(xì)胞介素-1(IL-1)等促炎因子,因TNF、IL-1具有進(jìn)一步激發(fā)炎癥反應(yīng)的作用,故被稱之為“早期反應(yīng)細(xì)胞因子”,屬肺損傷的“啟動”因子。
2.中性粒細(xì)胞 正常情況下,肺內(nèi)中性粒細(xì)胞很少,但ALI和(或)ARDS早期,在趨化因子的作用下,大量的中性粒細(xì)胞聚集并陷落于肺血管床。激活的中性粒細(xì)胞產(chǎn)生與釋放大量的氧自由基、多種蛋白酶(彈性蛋白酶、膠原酶、明膠酶、組織蛋白酶等)和血管活性物質(zhì)(5—羥色胺、組胺)等,從而造成肺泡上皮、肺微血管內(nèi)皮與基質(zhì)的損傷,血管壁通透性增加。目前認(rèn)為中性粒細(xì)胞的聚集和激活引起的系列炎癥(瀑布式)反應(yīng),在ALI和(或)ARDS的發(fā)病中具有重要的作用,但到底有哪些炎癥介質(zhì)參與這一過程,它們彼此之間的“網(wǎng)絡(luò)”參與如何,尚有待深入探討。
3.血小板 肺微血管內(nèi)膜的損傷,使血小板發(fā)生粘附、聚集和釋放反應(yīng),啟動凝血系統(tǒng),形成微血栓,造成機(jī)械堵塞肺微血管,使肺循環(huán)阻力增加,微血栓部位的血流相對不足;而未栓塞區(qū)的血液灌流增多,導(dǎo)致通氣/血流比例失調(diào);血小板和微血栓釋放出的物質(zhì)如5—羥色胺(5-HT)、血栓素A2(TXA2)、白三烯(LTs)和纖維蛋白降解產(chǎn)物(FDP)等使肺小動脈痙攣,是誘導(dǎo)肺動脈高壓的重要因子,并使肺微血管壁的通透性進(jìn)一步增高。
4.血管內(nèi)皮細(xì)胞 ARDS實(shí)際上是一種復(fù)雜的災(zāi)難性(強(qiáng)而持久)的應(yīng)激52667788.cn/shiti/反應(yīng)。在應(yīng)激過程的早期,內(nèi)皮細(xì)胞及微循環(huán)首先接受強(qiáng)的神經(jīng)沖動和大量激素及炎癥介質(zhì)的刺激,遭受缺血(缺氧)—再灌注損傷。血管內(nèi)皮細(xì)胞能通過自分泌和旁分泌產(chǎn)生多種血管活性物質(zhì)與炎癥介質(zhì)。內(nèi)皮細(xì)胞既是炎癥介質(zhì)和炎癥細(xì)胞的作用部位,又是炎癥介質(zhì)產(chǎn)生的部位?梢哉J(rèn)為ARDS時(shí)失控的炎癥反應(yīng)是炎癥介質(zhì)相互反應(yīng)并與血管內(nèi)皮細(xì)胞相互作用的結(jié)果,使應(yīng)激、內(nèi)皮細(xì)胞(微循環(huán))、失控的炎癥反應(yīng)這三個(gè)環(huán)節(jié),互為因果.導(dǎo)致惡性循環(huán)。
5.肺泡上皮細(xì)胞 肺泡上皮細(xì)胞分為I型與Ⅱ型,這兩型細(xì)胞連接于同一基底膜上共同構(gòu)成肺泡上皮屏障,其屏障作用是鄰近毛細(xì)血管內(nèi)皮屏障致密度的十52667788.cn/hushi/余倍,并且具有清除肺泡內(nèi)過多液體的功能,從而保持肺泡的相對干燥。在ARDS時(shí),各種損傷因子直接或間接地?fù)p害了肺泡上皮細(xì)胞,使其屏障作用減弱;以及肺泡Ⅱ型細(xì)胞的損害,使肺泡表面活性物質(zhì)減少,從而引發(fā)了肺水腫。
參與反應(yīng)的促炎與抗炎介質(zhì)很多,主要有氧自由基、補(bǔ)體、花生四烯酸代謝產(chǎn)物、血管活性物質(zhì)、細(xì)胞因子等。這些介質(zhì)具有多種生物活性,可作用于多種細(xì)胞。一種細(xì)胞可產(chǎn)生多種介質(zhì),而某種介質(zhì)又可由多種細(xì)胞分泌,從而構(gòu)成了復(fù)雜的“炎性瀑布”效應(yīng)。
(二)急性肺損仿致呼吸衰竭的機(jī)制
1.彌散障礙 由于肺泡—毛細(xì)血管膜受損,毛細(xì)血管內(nèi)皮與肺泡上皮的通透性增高肺泡水腫(非心源性肺水腫)及肺透明膜形成,導(dǎo)致氣體彌散障礙。2.通氣血流比例失調(diào)
(1)死腔樣通氣 肺微血管的栓塞或D1C、肺微血管的收縮使部分肺泡有通氣而無血流灌注或少灌注。
(2)功能性分流 炎性分泌物和水腫液堵塞小氣道,以及炎癥介質(zhì)(如白三烯)使支氣管痙攣,通氣阻力增加。肺泡Ⅱ型上皮的損傷、水腫液的稀釋以及肺泡過度通氣消耗過多,使肺泡表面活性物質(zhì)減少,造成肺萎陷、肺不張,從而導(dǎo)致肺泡通氣量減少。由于部分肺泡通氣不足,流經(jīng)這些肺泡的靜脈血未能充分氧合,功能性分流增加。
(3)解剖分流 肺小血管的收縮與栓塞,使肺循環(huán)阻力增大,在某些活性物質(zhì)的作用下,肺內(nèi)動—靜脈吻合支大量開放,從而使解剖分流明顯增加。
ARDS時(shí),由于肺不張與解剖分流的明顯增加,造成了頑固性的低氧血癥,即使吸入純氧也難以奏效。
3.通氣障礙 主要為限制性通氣障礙,由肺順應(yīng)性降低所致。機(jī)制為:①肺間質(zhì)與肺泡水腫,使肺泡壁增厚,肺的擴(kuò)張受限;②肺泡表面活性物質(zhì)減少,使表面張力增加,肺泡萎陷;③后期的肺泡上皮增生和纖維化。值得注意的是SARS的早期就可能出現(xiàn)明顯的肺纖維化。
ARDS時(shí)的血?dú)庾兓涸缙谝蜻^度通氣,主要表現(xiàn)為PaO2的降低與PaCO2的下降,甚至出現(xiàn)呼吸性堿中毒;重度ARDS的晚期,因廣泛的肺部病變,肺總通氣量降低,可出現(xiàn)PaCO2的升高。
(三)呼吸窘迫的機(jī)制
在原發(fā)病的基礎(chǔ)上,突然發(fā)生進(jìn)行性的呼吸困難和呼吸加快是ARDS早期的主要表現(xiàn),其機(jī)制為:
1. 肺順應(yīng)性降低,彈性阻力增高,呼吸肌做功增加,耗能增多,使患者感覺呼吸費(fèi)力。
2.肺水腫、肺充血、肺淤血刺激肺泡毛細(xì)血管旁J感受器,使呼吸變淺快。
3.PaO2的進(jìn)行性降低,晚期還可因PaCO2的升高刺激化學(xué)感受器,使呼吸困難更為顯著。