急性呼吸窘迫綜合征是由什麽原因引起的?
https://daz120.org/index1.html 2008-10-14 17:33:48
關鍵詞:急性呼吸窘迫綜合征,呼吸窘迫綜合征
ARDS的病因基多,按性質分類見表1,每類又有若幹種疾病或緻病因素。
ARDS的病因各異,但是病理生理和臨床過程基本上并不依賴于特定病因,共同基礎是是肺泡-毛細血管的急性損傷。肺損傷可以是直接的,如胃酸或毒氣的吸入,胸啊創傷等導緻内皮或上細胞物理化學性損傷。而更多見的則是間接性肺損傷。雖然肺損傷的機制迄今未完全闡明,但已經确認它是系統性炎症反應綜合征的一部分。在肺泡毛細血管水平由細胞和體液介導的急性炎症反應,涉及兩個主要過程即炎症細胞的遷移與聚集,以及炎症介質的釋放,它們相輔相成,作用于肺泡毛細血管膜的特定成分,從而導緻通透性增高。
(一)炎症細胞的遷移與聚集 幾乎所有肺内細胞都不同程度地參與ARDS的發病,而作爲ARDS急性炎症最重要的效應細胞之一的則是多形核白細胞(PMNs)。分離人且間質中僅有少量PMNs,約占1.6%。在創傷、膿毒血症、急性胰腺炎、理化刺激或體外循環等情況,由于内毒素脂多糖(LPS)、C5a、白細胞介素-8(IL-8)等因子作用,PMNs在肺毛細血管内大量聚集,首先是附壁流動并黏附于内皮細胞,再經跨内皮移行到肺間質,然後藉肺泡上皮脫屑而移至肺泡腔。這一過程有多種黏附分子的參與和調控。PMNs呼吸暴發和釋放其産物是肺損傷的重要環節。肺泡巨噬細胞(AMs)除作爲吞噬細胞和免疫反應的抗原遞呈細胞外,也是炎症反應的重要效應細胞,參與ARDS的發病,經刺激而激活的AMS釋放IL-1、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和IL-87等促使PMNs在肺趨化和聚集很可能是ALI的啓動因子。血小闆聚集和微栓塞是ARDS常見病理改變,推測血小闆聚集和微栓塞是ARDS常見病理改變,推測血小闆及其産物在ARDS如病機制中也起着重要作用。近年發現肺毛細血管和肺泡上皮細胞等結構細胞不單是靶細胞,也能參與炎症免疫反應,在ARDS在次級炎症反應中具有特殊意義。
(二)炎症介質釋放 炎症細胞激活和釋放介質是同炎症反應伴随存在的,密不可分,這裏僅爲叙述方便而分開讨論。以細菌LPS刺激爲例,它與巨噬細胞表面受體結合,引起細胞脫落和細胞小器釋放衆多介質,包括:①脂類介質 如花生四烯酸代謝産物、血小闆活化因子(PAF);②反應性氧代謝物 有超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)、羟根(OH·)和單體氧(IO2),除H2O2外,對稱氧自身虛誇。③肽類物質 如PMNs/AMs蛋白酶、補體底物、參與凝血與纖溶過程的各種成份、細胞因子,甚至有人将屬于黏附分子冢族的整合素也列如此類介質。前些年對前兩類介質研究甚多,而近年對肽類介質尤其是炎前細胞因子和黏附分子更爲關注,它閃可能是啓動和推動ARDS“炎症瀑布”、細胞趨化、跨膜遷移和聚集、炎症反應和次級介質釋放的重要介導物質。
(三)肺泡毛細血管損傷和通透性增高 維持和調節毛細血管結構完整性和通透性的成分包括細胞外基質、細胞間連接、細胞骨架以及胞飲運輸與細胞底物的相互作用。ARDS的直接和間接損傷對上述每個環節都可以産生影響。氧自身基、蛋白酶、細胞因子、花生四烯酸代謝産物以及高荷電産物(如中性粒細胞主要陽離子蛋白)等可以通過下列途徑改變膜屏障的通透性;⑴裂解基底膜蛋白和(或)細胞粘附因子;⑵改變細胞外系纖維基質網結構;⑶影響細胞骨架的纖絲系統,導緻細胞變形和連接撕裂。
病理生理
(一)基本病理生理 可用圖1表達。需要指出的是,一般都認爲ARDS的損傷及其病理改變是彌漫性的,而近年來從影像學和應用惰性氣體測定氣體交換的研究表明,肺損傷并非過去理解的那樣彌漫和均一,因此提出一個“兩室模型”:一室爲接近正常的肺,對于所施加于它的壓力和通氣反應并無異者;二室爲病肺,其擴張和通氣減少,但接受不成比例的血流。在早期兩室中許多可開放的肺單位可以随着所施壓力的增加或的改變而互換,因此表态壓力-窖曲線顯著滞後和呈雙相形态。早期肺水腫使肺泡容量減少,從某種意義上說隻是充盈氣量減少,而非肺容量本身降低,在功能殘氣位總的肺和胸廓容量均在正常範圍,特異性肺順應性(specific compliance)即順應性/肺容量也屬正常。
(二)氧耗-氧供的病理性依賴和多器官功能衰竭
近年來一些研究發現在ARDS存在氧耗-氧供(Vo2Qo2)關系異常,并認爲這上ARDS和多器官功能衰竭的共同病理生理基礎。健康人氧供可以有變化,即使減少,而器官的氧攝取和消耗維持相對穩定,即在臨界阈值以上器官氧耗并不依賴氧供。乃是因爲局部代償作用和灌注毛細血管截機種增加和氧攝取增加所緻。在ARDS這種代償機制耗竭,在所有氧供水平都出現氧耗對氧供的絕對依賴或病理性依賴(圖2)。這種病理現象在肺表現爲VA/Q比例失調,在肺外器官則爲組織與毛細血管間氧交換障礙。Vo2/Qo2關系異常導緻細胞氧合和代謝障礙,引起損傷。氧供求失衡源于局部代償機制耗竭,其解釋一說是血流重新分布,流向低拉耗器官如骨骼肌,引起重要髒器氧供不敷需要;另一種廉潔是重要器官毛細血管内皮損傷,組織水腫,彌散距離增大以及毛細胞截面積減少。引起損傷的基本原因是炎症細胞的普遍激活和介質釋放。目前比較傾向于後一觀點,并認爲ARDS和多器官功能衰竭具共同的發病機制,由于肺毛細血管床特别豐富,往往成爲炎症損傷的最先靶器官。ARDS早期搶救有效或引起系統性炎症反應的病因被自限或控制,則病程僅表現爲ARDS而不出現多器官功能衰竭。ARDS發展或演變爲多器官衰竭,感染可能是最重要的觸發或推動因素。
【病理改變】
各種病因所緻的ARDS病理變化基本相同,可以分爲滲出、增生和纖維化三個相互關聯和部分重疊的階段。
(一)滲出期 見于發病後第一周。肺呈暗紅或暗紫的肝樣變,可見水腫、出血。重量明顯增加。24小時内鏡檢見肺微血管充血、出血、微血栓,肺間質和肺泡内有蛋白質水腫液及炎症細胞浸潤。若爲感性病因引起者,肺泡腔PMNs聚集和浸潤更爲明顯。72小時後由血漿蛋白凝結、細胞碎化、纖維素形成透明膜,竈性或大片肺泡萎陷不張。在急性滲出期Ⅰ型細胞受損壞死。
(二)增生期 損傷後1~3周,肺Ⅱ型上皮細胞增生覆蓋剝落的基底膜,肺泡囊和肺泡管可見纖維化,肌性小動脈出現纖維細胞性内膜增生,導緻血管腔截面積減少。
(三)纖維化期 生存超過3~4周的ARDS患者肺泡隔和氣腔壁廣泛增厚,散在分隔的膠原結締組織增生緻彌漫性不規則纖維化。肺血管床發生廣泛管壁纖維增厚,動脈變形扭曲,肺行血管擴張。即使非感染性病因引起的ARDS,在後期亦不避免地合并肺部感染,常見有組織壞死和微小膿腫。
ARDS的病因各異,但是病理生理和臨床過程基本上并不依賴于特定病因,共同基礎是是肺泡-毛細血管的急性損傷。肺損傷可以是直接的,如胃酸或毒氣的吸入,胸啊創傷等導緻内皮或上細胞物理化學性損傷。而更多見的則是間接性肺損傷。雖然肺損傷的機制迄今未完全闡明,但已經确認它是系統性炎症反應綜合征的一部分。在肺泡毛細血管水平由細胞和體液介導的急性炎症反應,涉及兩個主要過程即炎症細胞的遷移與聚集,以及炎症介質的釋放,它們相輔相成,作用于肺泡毛細血管膜的特定成分,從而導緻通透性增高。
(一)炎症細胞的遷移與聚集 幾乎所有肺内細胞都不同程度地參與ARDS的發病,而作爲ARDS急性炎症最重要的效應細胞之一的則是多形核白細胞(PMNs)。分離人且間質中僅有少量PMNs,約占1.6%。在創傷、膿毒血症、急性胰腺炎、理化刺激或體外循環等情況,由于内毒素脂多糖(LPS)、C5a、白細胞介素-8(IL-8)等因子作用,PMNs在肺毛細血管内大量聚集,首先是附壁流動并黏附于内皮細胞,再經跨内皮移行到肺間質,然後藉肺泡上皮脫屑而移至肺泡腔。這一過程有多種黏附分子的參與和調控。PMNs呼吸暴發和釋放其産物是肺損傷的重要環節。肺泡巨噬細胞(AMs)除作爲吞噬細胞和免疫反應的抗原遞呈細胞外,也是炎症反應的重要效應細胞,參與ARDS的發病,經刺激而激活的AMS釋放IL-1、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和IL-87等促使PMNs在肺趨化和聚集很可能是ALI的啓動因子。血小闆聚集和微栓塞是ARDS常見病理改變,推測血小闆聚集和微栓塞是ARDS常見病理改變,推測血小闆及其産物在ARDS如病機制中也起着重要作用。近年發現肺毛細血管和肺泡上皮細胞等結構細胞不單是靶細胞,也能參與炎症免疫反應,在ARDS在次級炎症反應中具有特殊意義。
(二)炎症介質釋放 炎症細胞激活和釋放介質是同炎症反應伴随存在的,密不可分,這裏僅爲叙述方便而分開讨論。以細菌LPS刺激爲例,它與巨噬細胞表面受體結合,引起細胞脫落和細胞小器釋放衆多介質,包括:①脂類介質 如花生四烯酸代謝産物、血小闆活化因子(PAF);②反應性氧代謝物 有超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)、羟根(OH·)和單體氧(IO2),除H2O2外,對稱氧自身虛誇。③肽類物質 如PMNs/AMs蛋白酶、補體底物、參與凝血與纖溶過程的各種成份、細胞因子,甚至有人将屬于黏附分子冢族的整合素也列如此類介質。前些年對前兩類介質研究甚多,而近年對肽類介質尤其是炎前細胞因子和黏附分子更爲關注,它閃可能是啓動和推動ARDS“炎症瀑布”、細胞趨化、跨膜遷移和聚集、炎症反應和次級介質釋放的重要介導物質。
(三)肺泡毛細血管損傷和通透性增高 維持和調節毛細血管結構完整性和通透性的成分包括細胞外基質、細胞間連接、細胞骨架以及胞飲運輸與細胞底物的相互作用。ARDS的直接和間接損傷對上述每個環節都可以産生影響。氧自身基、蛋白酶、細胞因子、花生四烯酸代謝産物以及高荷電産物(如中性粒細胞主要陽離子蛋白)等可以通過下列途徑改變膜屏障的通透性;⑴裂解基底膜蛋白和(或)細胞粘附因子;⑵改變細胞外系纖維基質網結構;⑶影響細胞骨架的纖絲系統,導緻細胞變形和連接撕裂。
病理生理
(一)基本病理生理 可用圖1表達。需要指出的是,一般都認爲ARDS的損傷及其病理改變是彌漫性的,而近年來從影像學和應用惰性氣體測定氣體交換的研究表明,肺損傷并非過去理解的那樣彌漫和均一,因此提出一個“兩室模型”:一室爲接近正常的肺,對于所施加于它的壓力和通氣反應并無異者;二室爲病肺,其擴張和通氣減少,但接受不成比例的血流。在早期兩室中許多可開放的肺單位可以随着所施壓力的增加或的改變而互換,因此表态壓力-窖曲線顯著滞後和呈雙相形态。早期肺水腫使肺泡容量減少,從某種意義上說隻是充盈氣量減少,而非肺容量本身降低,在功能殘氣位總的肺和胸廓容量均在正常範圍,特異性肺順應性(specific compliance)即順應性/肺容量也屬正常。
(二)氧耗-氧供的病理性依賴和多器官功能衰竭
近年來一些研究發現在ARDS存在氧耗-氧供(Vo2Qo2)關系異常,并認爲這上ARDS和多器官功能衰竭的共同病理生理基礎。健康人氧供可以有變化,即使減少,而器官的氧攝取和消耗維持相對穩定,即在臨界阈值以上器官氧耗并不依賴氧供。乃是因爲局部代償作用和灌注毛細血管截機種增加和氧攝取增加所緻。在ARDS這種代償機制耗竭,在所有氧供水平都出現氧耗對氧供的絕對依賴或病理性依賴(圖2)。這種病理現象在肺表現爲VA/Q比例失調,在肺外器官則爲組織與毛細血管間氧交換障礙。Vo2/Qo2關系異常導緻細胞氧合和代謝障礙,引起損傷。氧供求失衡源于局部代償機制耗竭,其解釋一說是血流重新分布,流向低拉耗器官如骨骼肌,引起重要髒器氧供不敷需要;另一種廉潔是重要器官毛細血管内皮損傷,組織水腫,彌散距離增大以及毛細胞截面積減少。引起損傷的基本原因是炎症細胞的普遍激活和介質釋放。目前比較傾向于後一觀點,并認爲ARDS和多器官功能衰竭具共同的發病機制,由于肺毛細血管床特别豐富,往往成爲炎症損傷的最先靶器官。ARDS早期搶救有效或引起系統性炎症反應的病因被自限或控制,則病程僅表現爲ARDS而不出現多器官功能衰竭。ARDS發展或演變爲多器官衰竭,感染可能是最重要的觸發或推動因素。
【病理改變】
各種病因所緻的ARDS病理變化基本相同,可以分爲滲出、增生和纖維化三個相互關聯和部分重疊的階段。
(一)滲出期 見于發病後第一周。肺呈暗紅或暗紫的肝樣變,可見水腫、出血。重量明顯增加。24小時内鏡檢見肺微血管充血、出血、微血栓,肺間質和肺泡内有蛋白質水腫液及炎症細胞浸潤。若爲感性病因引起者,肺泡腔PMNs聚集和浸潤更爲明顯。72小時後由血漿蛋白凝結、細胞碎化、纖維素形成透明膜,竈性或大片肺泡萎陷不張。在急性滲出期Ⅰ型細胞受損壞死。
(二)增生期 損傷後1~3周,肺Ⅱ型上皮細胞增生覆蓋剝落的基底膜,肺泡囊和肺泡管可見纖維化,肌性小動脈出現纖維細胞性内膜增生,導緻血管腔截面積減少。
(三)纖維化期 生存超過3~4周的ARDS患者肺泡隔和氣腔壁廣泛增厚,散在分隔的膠原結締組織增生緻彌漫性不規則纖維化。肺血管床發生廣泛管壁纖維增厚,動脈變形扭曲,肺行血管擴張。即使非感染性病因引起的ARDS,在後期亦不避免地合并肺部感染,常見有組織壞死和微小膿腫。
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