急性呼吸窘迫综合征-ARDS的病理生理学

任何疾病的病理生理学知识都是非常重要的，这是我们理解疾病、治疗疾病的基础，那么今天我们学习的内容便是ARDS的病理生理学。

健康的肺能够调节液体的移动，以使肺间质中保持少量的液体而肺泡保持干燥。肺损伤时可打破这种调节能力，引起肺间质及肺泡中液体过多。后果包括：气体交换功能受损、肺顺应性下降，以及肺动脉压增高。

基线情况

正常的肺功能需要干燥、开放的肺泡，紧邻有适当灌注的毛细血管。

正常肺高倍显微照片显示狭窄间质内含有毛细血管的肺泡。肺泡内细长的I型肺泡上皮细胞（箭头）和少量的II型肺泡上皮细胞（虚线箭头）。

正常的肺毛细血管内皮是选择性通透的，即液体在静水压及胶体渗透压的控制下跨过血管内皮，而血清蛋白则停留在血管内。

Starling公式描述了控制血管和肺间质之间液体移动的作用力。

简化版公式如下：

Q表示跨血管净液体流量，K为血管内皮细胞膜的通透性（系数），Pmv为微血管腔内静水压，Ppmv为组织间隙静水压，rc为毛细血管屏障的反射系数，πmv为血管内胶体渗透压，πpmv为组织液的胶体渗透压。

静水压和胶体渗透压的平衡正常情况下允许少量的液体进入肺间质，有3种机制可预防肺泡水肿：

●血管内的蛋白维持着一定胶体渗透压梯度，有助于液体重吸收

●肺间质中的淋巴管可以将大量的液体回流入循环

●肺泡上皮细胞间的紧密连接可以防止液体渗漏进入气腔

上述平衡的破坏会导致肺泡水肿加重。

肺水肿的保护机制。通过保留血管内间隙内的血清蛋白来维持有利于间质液体重吸收的渗透压梯度。泄漏到间质的液体被输送到淋巴管，从淋巴管返回循环。最后，肺泡上皮细胞之间的紧密连接可防止液体泄漏到肺泡间隙。箭头代表淋巴运动;小圆圈代表蛋白质。

间质性肺水肿的早期发展。毛细血管内皮屏障的破坏使得血清蛋白渗漏到间隙中，破坏了通常促进液体重吸收的渗透梯度。

间质性肺水肿的晚期发展。从毛细血管流出的液体量超过了间质和淋巴管的容量，导致间质水肿。

肺泡水肿的发展。肺泡上皮屏障的破坏使得水肿液渗漏到肺泡腔中。

损伤

ARDS是肺泡损伤导致弥漫性肺泡损害的后果。

显微照片显示早期弥漫性肺泡损伤，伴有轻微的肺泡间隔增厚、肺泡细胞增生和嗜酸性透明膜(箭头)。

高倍显微照片显示典型的扩散性肺泡损伤增生或晚期的变化。尽管仍可辨认出透明膜，但组织学图像现在主要是间质结构的增厚和重组，这主要是由于间充质梭形细胞(包括成纤维细胞和肌成纤维细胞)的显著增殖。

损伤导致促炎因子的释放，如肿瘤坏死因子、IL-1、IL-6和IL-8。这些细胞因子将中性粒细胞募集到肺部，随后中性粒细胞活化并释放毒性介质(如活性氧和蛋白酶)，损伤毛细血管内皮及肺泡上皮。

毛细血管内皮损伤使蛋白从血管内漏出。促使液体重吸收的胶体渗透压梯度丧失，过多液体进入肺间质，超过了淋巴管的引流能力。上调肺泡液体清除的能力也可能丧失。间质液体增加联合肺泡上皮损伤，使气腔内充满血性、蛋白性水肿液和变性细胞的碎片。另外，功能性肺泡表面活性物质丢失，导致肺泡塌陷。

后果

肺损伤会导致多种后果，包括气体交换功能受损、肺顺应性下降，以及肺动脉压升高。

●气体交换功能受损

ARDS时，气体交换功能受损主要是由于通气-血流灌注比例失调：生理性分流导致低氧血症，而增加的生理性死腔会影响二氧化碳的排出。通常需要较高的每分钟通气量来维持正常的动脉二氧化碳分压(PaCO2)，但高碳酸血症不常见。

●肺顺应性下降

肺顺应性下降是ARDS的标志之一。它是充气不良或未充气的肺刚性增加所致，而非与残存功能性肺单位的压力-容积特征相关。即使是小潮气量也可超过肺的吸气容量，导致气道压明显升高。

●肺动脉高压

在进行机械通气的ARDS患者中，可多达25%的患者发生肺动脉高压（PH）。原因包括：低氧性血管收缩、气道正压对血管的压迫、肺实质破坏、气道塌陷、高碳酸血症及肺血管收缩剂等。对于大部分ARDS患者，PH的临床意义尚不确定。PH严重到引发肺源性心脏病的情况相对少见，但其会增加死亡风险。