老年人急性呼吸窘迫綜合征
(一)發(fā)病原因
臨床上導致ARDS的病因多達100多種。常見(jiàn)病因有休克、創(chuàng )傷、嚴重感染、誤吸、吸入有害氣體,輸液過(guò)量、DIC、病毒性肺炎、脂肪栓塞等。綜合文獻報道,將ARDS病因歸納為下列10類(lèi)。
1.休克 感染性、出血性、心源性。
2.創(chuàng )傷 肺部或胸外創(chuàng )傷、肺脂肪栓塞、淹溺。
3.嚴重感染與膿毒血癥 細菌性肺炎、病毒性肺炎、真菌感染與真菌性肺炎、立克次體感染、結核、其他感染。
4.誤吸 胃內容物。
5.吸入有害氣體 高濃度氧、其他。
6.藥物 麻醉藥物過(guò)量、美沙酮、秋水仙堿、其他。
7.代謝性疾病 糖尿病酸中毒。
8.血液疾病 多次大量輸血、DIC。
9.婦產(chǎn)科疾病 子癇及子癇前期、羊水栓塞。
10.其他 急性胰腺炎、結締組織病、體外循環(huán)、心律轉復后、器官移植。
(二)發(fā)病機制
ARDS的發(fā)病機制錯綜復雜,目前雖有了深入的了解,但仍未完全闡明。多種效應細胞和炎癥介質(zhì)兩個(gè)主要因素參與了肺損傷,對ARDS發(fā)病機制起關(guān)鍵性作用。
1.參與反應的細胞
(1)多形核白細胞(PMNs):正常情況下肺間質(zhì)內PMNs占1.6%。在A(yíng)RDS早期,激活的補體C5a、細菌、免疫復合物等均能激活PMNs。其釋放氧自由基(oxygen
radicals,OR)較多,對ARDS的發(fā)生與發(fā)展影響最大,不論任何原因引起的ARDS,被激活了的PMNs成為致病源,首先直接損傷肺組織,隨后在肺內出現各種炎癥細胞,釋放多種炎癥介質(zhì),加重肺損傷。
(2)上皮細胞和內皮細胞:有害氣體吸入后首先損傷肺泡上皮細胞。肺泡上皮細胞損傷后,細胞屏障作用被破壞,模孔增大,原具有屏障作用的細胞脂層被剝脫,其通透性增加。當內皮毒素等有害物質(zhì)進(jìn)入血液循環(huán)后,首先損傷肺泡毛細血管內皮細胞(pulmonary cpillary endothelial cells,PCEC),使內皮細胞單層(monolayer)滲透性增加,收縮、死亡。內皮損傷2h后可出現肺間質(zhì)水腫,嚴重損傷12~24h后才出現肺泡水腫。內皮細胞損傷后產(chǎn)生血栓素A2(thromboxane A2)、血小板活化因子(platelet activating factor,PAF)和白介素(LTS)可趨化更多的PMNs和血小板進(jìn)入肺組織。
(3)單核-巨噬細胞(AM)系統:近來(lái)研究發(fā)現,在病理情況下,AM不僅參與
ARDS的發(fā)病過(guò)程,而且還證明肺血管內巨噬細胞(pulmonary intravascular macrophage,PIM)也能產(chǎn)生OR,釋放溶酶體酶,前列腺素(PG),內毒素酯多糖(LPS)等,在介導肺微血管損傷和肺部炎癥反應中起一定作用。
2.參與急性肺損傷的介質(zhì)
(1)氧自由基:OR是重要的炎性介質(zhì)之一,它可使PMN向炎癥區游走、聚集、激活并釋放溶酶體酶,損傷血管內皮,引起血管通透性增加。動(dòng)物實(shí)驗發(fā)現OR在致傷后產(chǎn)生增加。OR來(lái)源于激活的PMN.AM.內皮細胞等,可破壞組織、細胞及蛋白質(zhì),使靜止態(tài)酶激活,破壞抗胰蛋白酶(a-AT),并影響花生四烯酸(AA)的代謝,使前列腺素(PGS)、血栓素(TXA2)、白介素(LTS)產(chǎn)生增加。
(2)花生四烯酸代謝產(chǎn)物(AA):在A(yíng)RDS發(fā)病過(guò)程中AA的激活起很重要作用。
實(shí)驗證明,在低氧條件下測定RDS犬外周血PMN及AM產(chǎn)生白細胞三烯B4(LTB4)的變化,發(fā)現致傷后6h LTB4濃度顯著(zhù)高于傷前及對照組。可見(jiàn)PMN和LTB4是顯著(zhù)增加的。LTB4具有化學(xué)激動(dòng)作用和趨化作用,可增加血管通透性,收縮支氣管平滑肌,引起支氣管黏膜水腫,減慢其纖毛運動(dòng)及促進(jìn)PMN釋放OR。因此,LTS對ARDS的發(fā)病起重要作用。
(3)補體系統:ARDS發(fā)病早期,首先補體系統被激活,其中間或終末產(chǎn)物是發(fā)病的重要調節介質(zhì)。總補體(total hemolytic complement activity,CH50)明顯降低,中性白細胞聚集活性(neutrophil aggregation activity,NAA)升高,引起PMN在肺內聚集,迅速出現呼吸窘迫。說(shuō)明補體系統激活和PMN在肺內聚集,與ARDS的發(fā)病密切相關(guān)。
(4)酶系統被激活:蛋白溶解酶,膠原酶和組織蛋白酶均存在于PMN中,釋放后損傷肺泡毛細血管膜(ACM)的基底膜,內皮膠原和結構蛋白,導致ACM通透性增加,導致肺水腫。
(5)遞質(zhì):ARDS發(fā)病過(guò)程中釋放各種遞質(zhì),造成肺損傷。
①腫瘤壞死因子(TNF)是一種巨噬細胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。實(shí)驗證明內毒素損傷2h后即可測得TNF高峰,TNF直接注射常可引起低血壓休克,數小時(shí)死亡。激活PMN趨化作用,吞噬作用及釋放溶酶體酶和OR及促凝而損傷肺。
②白介素(TLS),其中IL-1與TNF均由單核細胞或巨噬細胞、內皮細胞等分泌。IL-1首先侵襲肺部,并可趣化PMN激活之,促進(jìn)OR釋放,損害肺內皮細胞,使PMN黏附于內皮上,激活凝血及纖溶反應;促進(jìn)合成與釋放兒茶酚胺(CA)及急性反應蛋白(ARC),啟動(dòng)ARDS體液反應鏈,導致肺水腫、出血等。
③血小板活化因子(PAF)。PAF可由PL、PMN、AM、淋巴細胞、內皮細胞等產(chǎn)生,其靶細胞包括PL、AM及內皮細胞等,在休克發(fā)病中起重要作用。可通過(guò)PGS、LTS介質(zhì)、損害肺組織,可導致循環(huán)血中PMN、PL激活并聚集于肺,釋放介質(zhì),使ACM通透性增加。
(6)肺表面活性物質(zhì)(PS):PS為肺泡Ⅱ型上皮細胞(PC-Ⅱ)板層體(lamellar bodies)內合成,它與載體蛋白結合成脂蛋白后,分泌到肺泡腔內,形成薄層,構成氣液界面。PS的主要功能:
①降低氣液界面的表面張力,防止肺泡萎陷;
②保持適當的肺順應性,減少呼吸功;
③防止肺微血管內液滲入肺泡,減少肺水腫發(fā)生;
④增強肺防御能力;
⑤PS能抑制AM氧化爆發(fā),防止大量OR的發(fā)生。
肺表面活性物質(zhì)對于維持肺泡穩定起重要作用。ARDS患者因PC-Ⅱ損傷,PS合成減少或消耗過(guò)多,活性降低,滅活快等,使PS失去正常功能。可導致肺泡陷閉,大量血漿滲入肺泡內,出現肺泡水腫和透明膜形成。
3.滲透性肺水腫 因上述多種機制導致肺泡毛細血管受損,毛細血管通透性增高,使較多的體液及血漿漏入到肺間質(zhì)及肺泡腔,產(chǎn)生滲透性肺水腫。
4.PS減少導致肺泡萎陷,肺不張 由于缺氧,酸中毒及一些毒性物質(zhì)可損傷PC-Ⅱ,抑制PS的代謝,吸入高濃度氧和機械通氣,嚴重感染,以及肺血流灌注不足,肺毛細血管栓塞等,使肺泡上皮Ⅱ型細胞的磷脂代謝障礙影響PS的合成等,相互促進(jìn)肺萎陷的惡性循環(huán)是呼吸窘迫的病理生理變化之一。
5.肺內分流增加,肺順應性下降,肺功能受損 由于A(yíng)RDS患者PS減少或活性降低,以及肺泡水腫,致肺泡不張,使肺泡處于通氣不足狀態(tài),造成嚴重通氣血流比例失調,使肺泡毛細血管的血得不到充分氧合,導致部分混合靜脈血返回左心,形成分流。由于PS減少,肺間質(zhì)及肺泡水腫,致肺泡不張,肺順應性下降,其通氣/血流比例下降,肺彌散功能障礙。
6.大體觀(guān)察 肺呈明顯的飽滿(mǎn)腫脹,含氣減少,肺臟表面常見(jiàn)點(diǎn)灶狀出血,重量明顯增加,一般可增加3~4倍。肺切面有明顯的充血、出血、水腫或肺不張。
7.光學(xué)顯微鏡下改變
(1)肺間質(zhì)及肺泡水腫、出血:首先出現肺間質(zhì)水腫,后出現肺泡水腫。水腫明顯者形成小支氣管或小血管周?chē)谞钏[或出血。
(2)灶狀肺不張:尸檢病例大多數可見(jiàn)局灶性肺不張。
(3)透明膜形成:透明膜常在明顯滲出基礎上發(fā)生,表現為較深紅色的均一的膜狀物,緊貼于肺泡,肺泡管及呼吸細支氣管壁上,呈環(huán)狀或半環(huán)狀或片帶狀,透明膜是ARDS典型病變之一。
(4)肺內彌漫性炎性細胞浸潤:有時(shí)在發(fā)病早期既有PMN浸潤,但多在48h才能觀(guān)察到。3~4天后還可見(jiàn)到間質(zhì)性肺炎,5天后幾乎100%繼發(fā)肺部感染性炎癥。
(5)肺間質(zhì)及終末氣道的纖維化:較早期可見(jiàn)到彌漫性肺間質(zhì)膠原纖維增生,晚期病例可見(jiàn)到明顯纖維化,肺滲出物及透明膜的機化或纖維化在病程3天以上可見(jiàn)到,7天以上明顯纖維化。故稱(chēng)為急性肺纖維化。嚴重影響肺功能,晚期可出現大片纖維化,晚期肺可呈蜂窩肺。