急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是指嚴重感染,創(chuàng )傷、休克等肺內外襲擊后出現的以肺泡毛細血管損傷為主要表現的臨床綜合征,屬于急性肺損傷(acute lung injury,ALI)是嚴重階段或類(lèi)型,其臨床特征呼吸頻速和窘迫,進(jìn)行性低氧血癥,X線(xiàn)呈現彌漫性肺泡浸潤,本癥與嬰兒呼吸窘迫綜合征頗為相似,但其病因和發(fā)病機制不盡相同,為示區別,1972年Ashbauth提出成人呼吸窘迫綜合征(adult respiratory distress syndrome)的命名,F在注意到本征亦發(fā)生于兒童,故歐美學(xué)者協(xié)同討論達成共識,以急性(acute)代替成人(adult),稱(chēng)為急性呼吸窘迫綜合征,縮寫(xiě)仍是ARDS
急性呼吸窘迫綜合征是由什么原因引起的?
ARDS的病因基多,按性質(zhì)分類(lèi)見(jiàn)表1,每類(lèi)又有若干種疾病或致病因素。 , ARDS的病因各異,但是病理生理和臨床過(guò)程基本上并不依賴(lài)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(chuàng )傷等導致內皮或上細胞物理化學(xué)性損傷。而更多見(jiàn)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(jīng)確認它是系統性炎癥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癥反應,涉及兩個(gè)主要過(guò)程即炎癥細胞的遷移與聚集,以及炎癥介質(zhì)的釋放,它們相輔相成,作用于肺泡毛細血管膜的特定成分,從而導致通透性增高!
。ㄒ唬┭装Y細胞的遷移與聚集 幾乎所有肺內細胞都不同程度地參與ARDS的發(fā)病,而作為ARDS急性炎癥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(zhì)中僅有少量PMNs,約占1.6%。在創(chuàng )傷、膿毒血癥、急性胰腺炎、理化刺激或體外循環(huán)等情況,由于內毒素脂多糖(LPS)、C5a、白細胞介素-8(IL-8)等因子作用,PMNs在肺毛細血管內大量聚集,首先是附壁流動(dòng)并黏附于內皮細胞,再經(jīng)跨內皮移行到肺間質(zhì),然后藉肺泡上皮脫屑而移至肺泡腔。這一過(guò)程有多種黏附分子的參與和調控。PMNs呼吸暴發(fā)和釋放其產(chǎn)物是肺損傷的重要環(huán)節。肺泡巨噬細胞(AMs)除作為吞噬細胞和免疫反應的抗原遞呈細胞外,也是炎癥反應的重要效應細胞,參與ARDS的發(fā)病,經(jīng)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的啟動(dòng)因子。血小板聚集和微栓塞是ARDS常見(jiàn)病理改變,推測血小板聚集和微栓塞是ARDS常見(jiàn)病理改變,推測血小板及其產(chǎn)物在A(yíng)RDS如病機制中也起著(zhù)重要作用。近年發(fā)現肺毛細血管和肺泡上皮細胞等結構細胞不單是靶細胞,也能參與炎癥免疫反應,在A(yíng)RDS在次級炎癥反應中具有特殊意義!
。ǘ┭装Y介質(zhì)釋放 炎癥細胞激活和釋放介質(zhì)是同炎癥反應伴隨存在的,密不可分,這里僅為敘述方便而分開(kāi)討論。以細菌LPS刺激為例,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眾多介質(zhì),包括:①脂類(lèi)介質(zhì) 如花生四烯酸代謝產(chǎn)物、血小板活化因子(PAF);②反應性氧代謝物 有超氧陰離子(O2-)、過(guò)氧化氫(H2O2)、羥根(OH×)和單體氧(IO2),除H2O2外,對稱(chēng)氧自身虛夸。③肽類(lèi)物質(zhì) 如PMNs/AMs蛋白酶、補體底物、參與凝血與纖溶過(guò)程的各種成份、細胞因子,甚至有人將屬于黏附分子冢族的整合素也列如此類(lèi)介質(zhì)。前些年對前兩類(lèi)介質(zhì)研究甚多,而近年對肽類(lèi)介質(zhì)尤其是炎前細胞因子和黏附分子更為關(guān)注,它閃可能是啟動(dòng)和推動(dòng)ARDS“炎癥瀑布”、細胞趨化、跨膜遷移和聚集、炎癥反應和次級介質(zhì)釋放的重要介導物質(zhì)!
。ㄈ┓闻菝氀軗p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(zhì)、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(gè)環(huán)節都可以產(chǎn)生影響。氧自身基、蛋白酶、細胞因子、花生四烯酸代謝產(chǎn)物以及高荷電產(chǎn)物(如中性粒細胞主要陽(yáng)離子蛋白)等可以通過(guò)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(zhì)網(wǎng)結構;⑶影響細胞骨架的纖絲系統,導致細胞變形和連接撕裂!
病理生理
。ㄒ唬┗静±砩 可用圖1表達。需要指出的是,一般都認為ARDS的損傷及其病理改變是彌漫性的,而近年來(lái)從影像學(xué)和應用惰性氣體測定氣體交換的研究表明,肺損傷并非過(guò)去理解的那樣彌漫和均一,因此提出一個(gè)“兩室模型”:一室為接近正常的肺,對于所施加于它的壓力和通氣反應并無(wú)異者;二室為病肺,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(kāi)放的肺單位可以隨著(zhù)所施壓力的增加或體位的改變而互換,因此表態(tài)壓力-窖曲線(xiàn)顯著(zhù)滯后和呈雙相形態(tài)。早期肺水腫使肺泡容量減少,從某種意義上說(shuō)只是充盈氣量減少,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范圍,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(lài)和多器官功能衰竭
近年來(lái)一些研究發(fā)現在A(yíng)RDS存在氧耗-氧供(Vo2Qo2)關(guān)系異常,并認為這上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,即在臨界閾值以上器官氧耗并不依賴(lài)氧供。乃是因為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致。在A(yíng)RDS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(lài)或病理性依賴(lài)。這種病理現象在肺表現為VA/Q比例失調,在肺外器官則為組織與毛細血管間氧交換障礙。Vo2/Qo2關(guān)系異常導致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(shuō)是血流重新分布,流向低拉耗器官如骨骼肌,引起重要臟器氧供不敷需要;另一種廉潔是重要器官毛細血管內皮損傷,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癥細胞的普遍激活和介質(zhì)釋放。目前比較傾向于后一觀(guān)點(diǎn),并認為ARDS和多器官功能衰竭具共同的發(fā)病機制,由于肺毛細血管床特別豐富,往往成為炎癥損傷的最先靶器官。ARDS早期搶救有效或引起系統性炎癥反應的病因被自限或控制,則病程僅表現為ARDS而不出現多器官功能衰竭。ARDS發(fā)展或演變?yōu)槎嗥鞴偎ソ,感染可能是最重要的觸發(fā)或推動(dòng)因素。
【病理改變】
各種病因所致的ARDS病理變化基本相同,可以分為滲出、增生和纖維化三個(gè)相互關(guān)聯(lián)和部分重疊的階段!
。ㄒ唬B出期 見(jiàn)于發(fā)病后第一周。肺呈暗紅或暗紫的肝樣變,可見(jiàn)水腫、出血。重量明顯增加。24小時(shí)內鏡檢見(jiàn)肺微血管充血、出血、微血栓,肺間質(zhì)和肺泡內有蛋白質(zhì)水腫液及炎癥細胞浸潤。若為感性病因引起者,肺泡腔PMNs聚集和浸潤更為明顯。72小時(shí)后由血漿蛋白凝結、細胞碎化、纖維素形成透明膜,灶性或大片肺泡萎陷不張。在急性滲出期Ⅰ型細胞受損壞死!
。ǘ┰錾 損傷后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(jiàn)纖維化,肌性小動(dòng)脈出現纖維細胞性?xún)饶ぴ錾,導致血管腔截面積減少!
。ㄈ├w維化期 生存超過(guò)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致彌漫性不規則纖維化。肺血管床發(fā)生廣泛管壁纖維增厚,動(dòng)脈變形扭曲,肺行血管擴張。即使非感染性病因引起的ARDS,在后期亦不避免地合并肺部感染,常見(jiàn)有組織壞死和微小膿腫!