二、发病机制

更新于 2026年10月28日 版权声明
二、发病机制

(一)肺泡毛细血管膜的直接损伤

1.吸入性损伤 胃内容物误吸或反流入呼吸道,刺激性气体或烟雾吸入气道,都可直接损伤肺泡和(或)血管内皮细胞,使ACM 的通透性增强,肺泡萎陷,血浆渗漏入间质和肺泡腔。吸入胃液p H<2.5,可使肺泡Ⅰ型上皮细胞坏死、脱落,并累及肺毛细血管内皮细胞(PCEC)。理化物质及渗漏至肺泡的血浆成分等也可直接灭活肺泡表面活性物质(PS),增加肺泡表面张力,加重肺水肿和肺泡萎陷。

2.氧中毒 长期吸入高浓度氧诱发ARDS并不少见。氧主要是通过氧自由基(oxygen radical,OR)和过氧化氢(H2O2)介导肺损伤。OR 是氧的一类代谢产物,PO2愈高,OR浓度愈高。一般中低浓度的氧吸入,机体可借过氧化歧化酶等使OR代谢,保护肺实质免于损伤。动物实验研究显示,吸入气氧浓度(FiO2)>50%,时间超过14 h,肺超微结构可出现改变,2~6 d后出现肺水肿,伴Ⅰ型肺泡上皮细胞脱落和肺泡内透明膜形成,超过10 d可见肺间质纤维化。一般认为机械通气(MV)患者的FiO2<60%是安全的。

3.急性间质性肺炎 非典型病原体或病毒感染是导致急性间质性肺炎的主要病原体,病原体以肺泡内致病为主,主要通过病原体直接损伤或间接通过免疫紊乱诱发炎症反应。轻症患者可自愈或适当治疗后好转;重症患者表现为双肺弥漫性或广泛性损伤,此时不仅有病原体致病,更主要是出现失控的炎症反应,故可以称为急性重症间质性肺炎或间质性肺炎伴ARDS,是一种典型的肺内型ARDS。

4.机械力的直接和间接损伤 可见于自然呼吸和MV,更常见于后者。呼吸加强加快、人机对抗导致跨肺压、切变力显著增大,直接和间接通过炎症反应导致肺损伤。

肺炎症、水肿、损伤、感染等因素刺激呼吸加强、加快,使肺泡运动产生的切变力(或剪切力)显著增大;陷闭肺泡的周期性开放产生高切变力;陷闭肺区与正常肺区或实变肺区之间的顺应性不同,扩张或回缩的幅度不同,也产生高切变力。高切变力及其导致的炎症反应是ARDS发展的重要因素,是疾病加重、患者死亡的常见原因,但理论及实践上皆容易忽视。

(二)肺泡毛细血管膜的间接损伤 是多数ARDS的主要发病机制,主要涉及以下方面。1.参与反应的细胞

(1)多形核粒细胞(PMN):正常情况下,PMN仅占肺泡灌洗液细胞总数的1.6%,在ARDS发病早期,LPS、肿瘤坏死因子(TNF-α)、活化的补体C5a等均能激活PMN,使其在肺毛细血管内被“扣押”、聚集。PMN 包括中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞,其中中性粒细胞起主要作用。PMN被激活后可直接损伤组织,但更主要是通过释放OR、蛋白溶解酶(PE)、花生四烯酸代谢产物(AAM)等损伤PCEC。PMN 还可通过诱导释放炎性介质激活补体、凝血和纤溶系统,诱导其他炎性介质释放,产生瀑布级联反应,出现恶性循环。在ARDS发生、发展的过程中,PMN发挥核心作用。(https://www.daowen.com)

(2)肺巨噬细胞(PM):包括肺泡巨噬细胞(AM)、肺间质和肺血管内巨噬细胞(PIM)。各部位的巨噬细胞被激活后也可产生多种炎性介质,直接参与ARDS的发病过程;但主要是释放白细胞介素(IL)、TNF-α等炎性因子,强烈趋化PMN 在肺内聚集,刺激PMN 和PCEC 产生炎性介质。在ARDS的后期,巨噬细胞参与肺组织修复。

(3)上皮细胞和内皮细胞:有害气体、液体、颗粒物吸入后,首先损伤肺泡上皮细胞;创伤或感染等产生的有害物质进入血液循环后,首先损伤内皮细胞。内皮细胞和上皮细胞自身也可产生炎性介质。

2.参与反应的炎性介质和细胞因子 主要有OR、PE、AAM、IL、TNF-α、补体系统、凝血和纤溶系统、血小板活化因子(PAF)等。这些物质可直接或间接通过吸引、活化炎症细胞损伤肺实质。

3.肺泡表面活性物质(PS) PS的主要作用是降低肺泡气液界面的表面张力,防止肺泡萎陷;保持适当肺顺应性;防止肺微血管内液体渗入间质和肺泡。在原发或继发性肺疾病患者,肺泡Ⅱ型上皮细胞损伤和缺氧,PS合成减少;炎症细胞和炎性介质、血浆渗出物的存在使PS消耗过多、活性降低。PS缺乏和功能异常可导致大量肺泡萎陷;加速血浆渗入肺间质,并继续进入肺泡,出现肺泡水肿和透明膜形成。PS异常是ARDS加重的主要因素之一。

4.一氧化氮(NO) 内毒素血症时,NO 对减轻内毒素导致的肺动脉高压和肺实质损伤有一定作用;NO吸入疗法也是治疗ARDS的一种手段。

5.神经因素 创伤、休克都可能通过兴奋自主神经而使肺静脉收缩,导致肺毛细血管充血、通透性增强。临床上颅脑外伤伴发高通透性肺水肿并不少见;动物实验研究显示,使用α肾上腺素能阻断剂可防止或减轻颅外伤导致的肺水肿,提示交感神经兴奋参与了ARDS的发病。

总之,各种诱发因素通过一系列传导途径,特别是单核-巨噬细胞导致中性粒细胞的聚集、活化和释放OR、蛋白水解酶和各种炎性介质,损伤ACM,使其通透性增加,发生肺水肿。诱发因素还可直接损伤内皮细胞和上皮细胞,激活血小板、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞等多种细胞,并激活补体系统,直接参与肺损伤,但更主要是通过各种细胞因子和激活的补体促进中性粒细胞的黏附、聚集、活化和释放,间接促进肺损伤。在此过程中,凝血-抗凝血系统等也发挥了重要作用。上述反应是相互影响、相互促进的瀑布级联反应,具有放大效应。原发性理化因素、生物因素和炎症细胞、炎性介质也可直接损伤肺泡Ⅱ型上皮细胞,使PS合成减少;肺泡水分、炎性介质增多又可改变PS的组成,降低其生理效应,导致肺泡水肿、陷闭和透明膜形成。自主呼吸过强、过快导致的切变力和跨肺压持续增大及其诱发的炎症反应加重ARDS的发展。

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