右心室在急性肺水肿发病机制中的重要作用

右心室在急性肺水肿发病机制中的重要作用,2018.02.06,概 述,急性肺水肿的发生机制涉及毛细血管静水压、肺间质静水压、渗透压和毛细血管通透性之间复杂的相互作用。包括正常和降低的射血分数，二尖瓣反流和心律失常的心力衰竭在内的病理生理过程。推荐了一个一体化的框架，其中极其重要的异常是右室和左心室搏出量之间的不匹配或不平衡。总之，右心室收缩增加是毛细血管静水压突然增加的重要原因，因此它是发生肺水肿的最主要的机制。,概 述,思考继发于血流动力学异常的急性肺（肺泡）水肿的机制的一些新观点。心源性急性肺水肿（APE，Acute pulmonary edema）是一个突发的紧急医疗事件，病理生理学通常称为急性左心室衰竭（充血性心力衰竭）。随之而来的是肺毛细血管静水压的增加，因为后向的压力导致液体从毛细血管渗入肺泡腔内。 有一个这样的观察：在适当的情况下，肺水肿也可能发生在心脏看似正常的个体中。急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome）和脓毒症（sepsis）引起的肺水肿不包括本讨论的范围内。,肺微循环的解剖和生理学,肺泡壁由I 型和II型肺泡上皮细胞组成（肺泡 图1）。90的肺泡细胞表面是脆弱的I 型细胞。II型细胞更坚固，并产生表面活性物质，运输离子，及调节流出肺泡的液体。II型细胞也可以增殖并分化成I型细胞。液体和溶质穿过肺毛细血管内皮进入相邻的间质中。在毛细血管和肺泡壁之间的薄层段进行气体交换。该处的（血管）内皮和上皮细胞的基底膜（基底层）变得紧密并融合为单层（细胞）。肺的总毛细血管血量大约70毫升，接近于右心室每搏量。肺毛细血管产生大约1/3的肺血管阻力。因为肺血管阻力相对较低，血管静水压（更准确的术语是流体侧压液体流动方向上的压力差）通常被肺动脉压牢牢控制。,肺微循环的解剖和生理学,间质的液体沿着血管和气道旁边的间隙向肺门流动。多余的滤出液由肺淋巴系统清除。淋巴回流的出现是因为越接近肺门时，间质的静水压越呈负值，呼吸过程中的周期性外部挤压，加上淋巴管中存在的单向阀和淋巴管自身的蠕动收缩进一步促进淋巴流动。淋巴管道在慢性情况下可以发生扩张，例如：二尖瓣狭窄，这表明在休息时可能发生淋巴流量的自适应性增加。,Starling假说的再回顾,1896年Starling 描述了跨毛细血管膜的液体流动和静水压、胶体渗透压之间的关系（图2）Starling 方程式阐明了净滤过量与静水压和胶体渗透压的净差值是成比例的。,Starling假说的再回顾,Jv 代表单位时间跨单位面积肺泡毛细血管膜的净流量（或者流量）Kf 即滤过系数，测量单位时间内跨肺泡膜的液体量（溶剂或者水）Kf 是毛细血管表面面积Ac与毛细血管液体有效通透系数Lp的乘积。Kf的值代表毛细血管的水通透性。胶体渗透压的反滤过系数，代表肺泡毛细血管膜对跨膜蛋白质的阻止能力，可测量肺泡毛细血管膜对跨膜蛋白质（溶质）的阻止。Pc= 肺毛细血管静水压，Pi =毛细血管周围间质静水压; c = 肺毛细血管内的血浆胶体渗透压， i = 肺间质胶体渗透压。总的驱动压是流体静水压和胶体渗透压（受反滤过系数调节）的综合效应。,肺微循环的解剖和生理学,人类肺的滤过系数据估计是10 ml/min/cmH2O，低于其他大多数器官的滤过系数。毛细血管静水压Pc通常在小动脉内约等于13 mmHg，静脉末端约等于6 mmHg。毛细血管周围间质静水压Pi大约是 -2 mmHg。净流体静水压P是毛细血管和毛细血管周围间质静水压的差值，且上肺和下肺的P是不同的，因为高度差和重力的影响。肺尖和肺底的高度差大约是25厘米，因此站立时肺尖和肺底的压力差为25 cmH2O(18mmHg)。标准肺动脉压是25/8 mmHg，足以保证站立位时肺最高部位的灌注。,肺微循环的解剖和生理学,血浆胶体渗透压是由溶质的胶质成分产生的胶体渗透压，是一种内向的压力。肺间质的胶体渗透压是高的，因为蛋白质（主要是白蛋白）由毛细血管膜的薄壁渗漏至肺间质。肺毛细血管的反滤过系数约等于0.5（）。正常情况下，沿着毛细血管全段流体静水压都是大于相反方向的胶体渗透压，因此毛细血管是持续渗漏的。体重70公斤的成人肺毛细血管渗漏出去的净液体量据估计是0.3 ml/min。,肺微循环的解剖和生理学,健康人，毛细血管内静水压大约为10 mmHg。净流体静水压（外向的）正常值大约为12 mmHg，净胶体渗透压（内向的）正常值大约为6 mmHg。肺毛细血管胶体渗透压大约为25 mmHg，而肺间质胶体渗透压大约为19 mmHg。淋巴循环将液体重新带至循环系统，一旦淋巴循环液体量超过肺间隙组织的饱和能力，就会发展至肺泡水肿。左心衰时毛细血管静水压增加，导致了更高的静水压梯度差驱使液体流至肺间质。,肺水肿的病理生理学,发生肺水肿时，多余的水首先进入间质再进入肺泡。这是由于Starling机制失衡所致。最常见的三个原因是：毛细血管静水压升高时，更多的液体从循环进入组织间隙迅速排出胸腔积液、气胸或急性上气道梗阻会导致组织间隙静水压降低（毛细血管与组织间隙压力差增大），从而导致流量的增加单纯静水力学因素导致的肺水肿是没有炎症细胞的漏出液。,拮抗肺水肿的生理机制,淋巴回流增加：液体的滤过增加导致组织间隙静水压和淋巴回流增加来移除液体。但是静脉压的增高也会限制淋巴液回流。组织间隙胶体渗透压降低：增加的淋巴回流带走组织间隙的白蛋白，从而降低组织胶体渗透压。间质的高顺应性可以使大量的液体（300-400ml）留滞在组织间隙而不引起间质压力的增高。,肺水肿的生理机制,出现肺泡水肿前毛细血管静水压必须增加3倍（相当于肺毛细血管楔压25-30mmHg）。毛细血管膜因炎症损伤时，保护机制很大程度上是无效的。继发的毛细血管损伤常与高血流动力学压力有关。高压可以直接导致损伤，增加的剪切力损伤血管内皮。肺毛细血管损伤导致溶质和蛋白的漏出，由此产生的水肿液为渗出液。当血液中白蛋白水平较低，例如肾病综合征或肝脏疾病时，较低的毛细血管胶体渗透压导致进入间质的水增加，水肿液是漏出液。,毛细血管静水压增加机制,在心源性肺水肿中，毛细血管静水压增高通常被认为是一种左心房压力增高的结果（ Frank-Starling 机制） 。Frank-Starling 机制的主要功能是处理左心室和右心室每搏量之间的微小的每搏变异。在衰竭的左心室，这种关系保持不变，这意味着要维持任何给定的心搏量，就需要较高的左心室充盈压力。通常认为左室舒张末期压力决定了控制肺静脉压力的左心房压力，最终其决定了肺毛细血管压力。这种“反向衰竭”假说最初于1832由James Hope提出，他认为当心室不能排出血液时，流入心室血流的心房和静脉系统将出现血液瘀滞和压力增加。,毛细血管静水压增加机制,“反向衰竭”假设不能解释全部。为了增加充盈压就必须增加左心系统能量这是能量守恒定律的直接结果。右室是能量的潜在来源。依赖儿茶酚胺的全身静脉收缩引起右心充盈压增加，通过静脉收缩减少全身血容量，下肢血容量在全身静脉收缩的时候转移到右心。右室则是通过结合 Frank-Starling 机制和心肌直接依赖儿茶酚胺刺激来维持其心输出量。这样使液体转移到肺间质和肺泡，导致流体重新分配。,毛细血管静水压增加机制,相对于左室，更大的右室心搏量必然会引起毛细血管静水压增加及其两种结果：( a )液体进入肺间质；( b)左心房压力增加。只有当右心室收缩产生额外输入压能时（交感神经激活），才会出现肺毛细血管压力的急剧增加。 并不是左心房压力决定毛细管静水压，而是毛细管静水压决定左心房压力(在心房收缩之前)。左右心室心搏量的差异导致肺泡水肿。因此，毛细血管静水压是升高和APE主要是因为右室驱动压力引起，左心房压力增加是肺动脉毛细血管压力升高的结果。,毛细血管静水压增加机制,真正的“后向性衰竭”可以发生，但不常见。例如，明显的二尖瓣反流，特别是突然出现的二尖瓣反流，由于乳头肌的断裂，也可以导致肺水肿。在这种情况下，压力和动能由左心室添加到左心房，如在肺楔压力追踪中可以看到的。尽管很多合并APE的病人在发病前或发病过程中并没有血管内容量的增加，但有些病人则是增加的：当在数周内血管内和血管外的容量已经逐渐增加时，慢性心衰患者的急性发作通常会发生。典型的例子是在射血分数降低的心力衰竭的患者中，其中血管内压力普遍增加。,急性心肌梗死与伴随射血分数降低的心衰,急性心肌梗死可导致以下两种独特的临床症状的一种，它们是（1）有或无休克的低血压；（2）急性肺水肿。这两种症状可独立或同时出现。休克以低心输出量为特征。下壁心梗是导致心源性休克的一个原因，此时右室和左室同时受损。当右室梗死严重到一定程度时将不能使肺动脉和毛细血管静水压显著上升，这时肺水肿将不会出现。与其相比较，急性前壁心梗时，更多的右室功能相对得到保留，左右心室每搏量不均衡，所以更容易发生急性肺水肿。,高血压与伴随射血分数正常或近于正常的心力衰竭,长期的高血压伴随左室向心性肥厚和相关的收缩异常将导致左室每搏量不能适当的增加。动脉顺应性降低会增加脉波反射的速度，从而导致其在收缩期返回而不是舒张期，进而增加了对左室功能的需求。右室从几乎所有这些异常中幸免：右心功能无受损。这些问题的组合将导致右室和左室每搏量的不匹配。右室维持其每搏量，但是疾病状态的左室不能克服右室增加的血流动力学负荷。当存在明显且快速每搏量不匹配时会迅速（一瞬间）出现肺水肿。,急性二尖瓣重度反流,急性二尖瓣重度反流可在心肌重构前即表现为肺水肿。如果反流血仅对准某单一肺静脉喷射，则可能仅引起单一一叶甚至某一段出现急性肺水肿。这是由于反流血侧壁压力和端侧压力差异所造成的（伯努力定律）。其结果可出现某单一肺段