老年人急性呼吸窘迫綜合征
(一)發(fā)病原因
臨床上導(dǎo)致ARDS的病因多達100多種。常見病因有休克、創(chuàng)傷、嚴重感染、誤吸、吸入有害氣體,輸液過量、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。
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(jié)核、其他感染。
4.誤吸 胃內(nèi)容物。
5.吸入有害氣體 高濃度氧、其他。
6.藥物 麻醉藥物過量、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(jié)締組織病、體外循環(huán)、心律轉(zhuǎn)復(fù)后、器官移植。
(二)發(fā)病機制
ARDS的發(fā)病機制錯綜復(fù)雜,目前雖有了深入的了解,但仍未完全闡明。多種效應(yīng)細胞和炎癥介質(zhì)兩個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(yīng)的細胞
(1)多形核白細胞(PMNs):正常情況下肺間質(zhì)內(nèi)PMNs占1.6%。在ARDS早期,激活的補體C5a、細菌、免疫復(fù)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(nèi)出現(xiàn)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(nèi)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(dāng)內(nèi)皮毒素等有害物質(zhì)進入血液循環(huán)后,首先損傷肺泡毛細血管內(nèi)皮細胞(pulmonary cpillary endothelial cells,PCEC),使內(nèi)皮細胞單層(monolayer)滲透性增加,收縮、死亡。內(nèi)皮損傷2h后可出現(xiàn)肺間質(zhì)水腫,嚴重損傷12~24h后才出現(xiàn)肺泡水腫。內(nèi)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和血小板進入肺組織。
(3)單核-巨噬細胞(AM)系統(tǒng):近來研究發(fā)現(xiàn),在病理情況下,AM不僅參與
ARDS的發(fā)病過程,而且還證明肺血管內(nèi)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(nèi)毒素酯多糖(LPS)等,在介導(dǎo)肺微血管損傷和肺部炎癥反應(yīng)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(qū)游走、聚集、激活并釋放溶酶體酶,損傷血管內(nèi)皮,引起血管通透性增加。動物實驗發(fā)現(xiàn)OR在致傷后產(chǎn)生增加。OR來源于激活的PMN.AM.內(nèi)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ARDS發(fā)病過程中AA的激活起很重要作用。
實驗證明,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(xiàn)致傷后6h LTB4濃度顯著高于傷前及對照組??梢奝MN和LTB4是顯著增加的。LTB4具有化學(xué)激動作用和趨化作用,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,減慢其纖毛運動及促進PMN釋放OR。因此,LTS對ARDS的發(fā)病起重要作用。
(3)補體系統(tǒng):ARDS發(fā)病早期,首先補體系統(tǒng)被激活,其中間或終末產(chǎn)物是發(fā)病的重要調(diào)節(jié)介質(zhì)??傃a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(nèi)聚集,迅速出現(xiàn)呼吸窘迫。說明補體系統(tǒng)激活和PMN在肺內(nèi)聚集,與ARDS的發(fā)病密切相關(guān)。
(4)酶系統(tǒng)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(nèi)皮膠原和結(jié)構(gòu)蛋白,導(dǎo)致ACM通透性增加,導(dǎo)致肺水腫。
(5)遞質(zhì):ARDS發(fā)病過程中釋放各種遞質(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)。實驗證明內(nèi)毒素損傷2h后即可測得TNF高峰,TNF直接注射??梢鸬脱獕盒菘?,數(shù)小時死亡。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(nèi)皮細胞等分泌。IL-1首先侵襲肺部,并可趣化PMN激活之,促進OR釋放,損害肺內(nèi)皮細胞,使PMN黏附于內(nèi)皮上,激活凝血及纖溶反應(yīng);促進合成與釋放兒茶酚胺(CA)及急性反應(yīng)蛋白(ARC),啟動ARDS體液反應(yīng)鏈,導(dǎo)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(nèi)皮細胞等產(chǎn)生,其靶細胞包括PL、AM及內(nèi)皮細胞等,在休克發(fā)病中起重要作用。可通過PGS、LTS介質(zhì)、損害肺組織,可導(dǎo)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(nèi)合成,它與載體蛋白結(jié)合成脂蛋白后,分泌到肺泡腔內(nèi),形成薄層,構(gòu)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(dāng)?shù)姆雾槕?yīng)性,減少呼吸功;
③防止肺微血管內(nèi)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(wěn)定起重要作用。ARDS患者因PC-Ⅱ損傷,PS合成減少或消耗過多,活性降低,滅活快等,使PS失去正常功能??蓪?dǎo)致肺泡陷閉,大量血漿滲入肺泡內(nèi),出現(xiàn)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(dǎo)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(dǎo)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(nèi)分流增加,肺順應(yīng)性下降,肺功能受損 由于ARDS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(diào),使肺泡毛細血管的血得不到充分氧合,導(dǎo)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(yīng)性下降,其通氣/血流比例下降,肺彌散功能障礙。
6.大體觀察 肺呈明顯的飽滿腫脹,含氣減少,肺臟表面常見點灶狀出血,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(xiàn)肺間質(zhì)水腫,后出現(xiàn)肺泡水腫。水腫明顯者形成小支氣管或小血管周圍套狀水腫或出血。
(2)灶狀肺不張:尸檢病例大多數(shù)可見局灶性肺不張。
(3)透明膜形成:透明膜常在明顯滲出基礎(chǔ)上發(fā)生,表現(xiàn)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(nèi)彌漫性炎性細胞浸潤:有時在發(fā)病早期既有PMN浸潤,但多在48h才能觀察到。3~4天后還可見到間質(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:較早期可見到彌漫性肺間質(zhì)膠原纖維增生,晚期病例可見到明顯纖維化,肺滲出物及透明膜的機化或纖維化在病程3天以上可見到,7天以上明顯纖維化。故稱為急性肺纖維化。嚴重影響肺功能,晚期可出現(xiàn)大片纖維化,晚期肺可呈蜂窩肺。