高原慢性低氧暴露下的急性呼吸窘迫綜合征：更應(yīng)關(guān)注右心功能

馬四清

青海省人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科，西寧 810007

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)，尤其是重癥ARDS易繼發(fā)循環(huán)衰竭，并可能與嚴重低氧血癥并存，是患者死亡的主要原因之一[1]。ARDS發(fā)生時，通過缺氧性肺血管收縮、間質(zhì)水腫壓迫血管、血管重塑、血液黏滯度增加以及血栓栓塞等病理生理機制，使肺血管阻力(pulmonary vascular resistance，PVR)升高，引起肺動脈高壓(pulmonary arterial hypertension，PAH)，右心后負荷增加，最終導致右心衰竭，出現(xiàn)急性肺心病(acute corpulmonale，ACP)[2]，并引起急性心功能障礙，是循環(huán)衰竭發(fā)生的重要原因。一項納入352例ARDS患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，ARDS患者病死率增高與ACP的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[3]。處于長期慢性低氧環(huán)境的人群會出現(xiàn)繼發(fā)性PAH、高血紅蛋白、血液黏滯度增加等生理改變，這類人群遭受嚴重創(chuàng)傷、感染、急性缺氧等病理性因素后，發(fā)生ARDS的診斷標準及治療策略應(yīng)與平原不一致[4]。此時，若仍遵循平原ARDS的標準進行治療，可能會造成醫(yī)源性損傷。本文從高原ARDS的病理生理機制出發(fā)，探討右心功能損害的影響因素，并提出可能的保護措施。

1 慢性低氧暴露與高原病

長期暴露于慢性低氧環(huán)境的健康人群，機體會出現(xiàn)許多生理變化，如紅細胞逐漸增多、肺動脈壓力增高等，并會繼發(fā)慢性高原病，包括高原紅細胞增多癥(high altitude polycythemia，HAPC)及高原肺動脈高壓(high altitude pulmonary hypertension，HAPH)。HAPC主要是由于促紅細胞生成素(erythropoietin，EPO)過度釋放導致紅細胞生成增多，使血液黏滯度異常升高，造成微循環(huán)障礙，組織嚴重缺氧，易導致血栓形成或局部組織壞死等并發(fā)癥[5]。HAPH是一種高原特發(fā)病，表現(xiàn)為平均肺動脈壓>30 mmHg(1 mmHg≈0.133 kPa)或肺動脈收縮壓>50 mmHg，右心室肥大，中度低氧血癥等。長期缺氧引起肺血管持續(xù)收縮及結(jié)構(gòu)改變是HAPH發(fā)病的中心環(huán)節(jié)[6]及主要機制[7]。

2 慢性低氧環(huán)境下的ARDS特征

2.1 高原ARDS診斷標準中氧合指數(shù)的校正 隨著海拔的升高，大氣氧分壓降低，人體動脈血氧分壓會隨之下降。對于發(fā)生在高原的ARDS，如果仍按平原ARDS的標準進行診斷，可能在嚴重程度分層方面出現(xiàn)假陽性，因此需要制定適合高原ARDS的診療標準。在柏林標準中已強調(diào)如果海拔>1000 m，需要對氧合指數(shù)進行校正[8]。校正方法為：在標準大氣條件下海平面的氣壓為760 mmHg，隨著海拔升高，大氣壓逐漸下降，海拔每升高12 m，大氣壓下降1 mmHg，校正氧合指數(shù)=760/實際海拔×實際測得的氧合指數(shù)[9]。

2.2 高原ARDS的病理生理特點

2.2.1 肺動脈壓力增高 慢性低氧環(huán)境下發(fā)生ARDS時，肺血管阻力及肺動脈壓力均明顯增高[10]，其主要機制為：(1)低氧性肺血管收縮(HPV)引起PAH。肺動脈平滑肌細胞中鈣濃度的增加及Rho激酶介導的敏化是HPV的主要機制之一[11-12]，同時內(nèi)皮細胞損傷導致血管擴張介質(zhì)(NO、前列環(huán)素)與血管收縮介質(zhì)(血栓素、白三烯、內(nèi)皮素、5-羥色胺、血管緊張素Ⅱ)的平衡發(fā)生改變，也會導致HPV的發(fā)生[13]。(2)血液黏滯度增高加重PAH。在過表達重組人促紅細胞生成素(rhEPO)的轉(zhuǎn)基因大鼠中證實，單純紅細胞增多可以引起PAH，EPO誘導的紅細胞增多癥增加了血液黏度及肺血管阻力，參與了缺氧性PAH的形成[14]。紅細胞增多會使全血量增加，引起心臟負荷增加，加重PAH，這種表現(xiàn)在HAPC中尤為明顯[15]。血栓栓塞、血管重塑均會使PVR增高，加劇PAH[16]。HPV及血液黏滯度增高等多種因素導致慢性低氧環(huán)境下的ARDS肺血管阻力及肺動脈壓力較常氧環(huán)境下明顯增高，增加了右心后負荷，易發(fā)生ACP。有研究顯示，20%～25%的ARDS患者合并ACP[17]。

2.2.2 肺毛細血管通透性增加 低氧環(huán)境下，血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)表達增加[18]。當機體遭受嚴重缺氧、創(chuàng)傷、感染等因素損害時，肺泡壁被破壞，血管內(nèi)皮損傷，組織間裂隙增寬，通透性增加，出現(xiàn)毛細血管滲漏綜合征，加重了肺水腫，可進一步導致低氧血癥，這是慢性低氧環(huán)境下ARDS的顯著病理生理特征[19]。

2.3 高原ARDS的治療策略

2.3.1 糾正低氧血癥，改善右心功能 低氧血癥是ARDS的主要表現(xiàn)，持續(xù)的低氧血癥會進一步損害患者的右心功能及其他器官功能。臨床上應(yīng)根據(jù)低氧血癥的嚴重程度，依次采用面罩吸氧、經(jīng)鼻高流量氧療、無創(chuàng)通氣及有創(chuàng)通氣等氧療方式進行治療[20]。隨著患者低氧血癥的緩解，其右心功能乃至左心功能也能得到明顯改善，進而減輕ARDS的臨床癥狀，改善預后。

2.3.2 合理設(shè)置潮氣量及呼氣末正壓(PEEP) 在對高原ARDS患者實施機械通氣治療時，應(yīng)當積極關(guān)注其右心功能。潮氣量是影響后負荷的決定因素，過大可使跨肺壓增高，PVR增高，右心室后負荷顯著增加，進而引起右心功能不全[21]；PEEP在吸氣相和呼氣相均增加右心室負荷，急劇增加的右心室后負荷導致右心室收縮期延長，收縮末跨室間隔壓力梯度逆轉(zhuǎn)，右心室擴張[22]。目前臨床醫(yī)師設(shè)置PEEP的依據(jù)主要基于2000年急性呼吸窘迫綜合征網(wǎng)絡(luò)(ARDSnet)推薦的表格法及跨肺壓監(jiān)測[23]，通過這兩種方法設(shè)置的PEEP在高原ARDS中并不合適。按此設(shè)置，會導致平臺壓>28 cmH2O(1 cmH2O≈0.098 kPa)，驅(qū)動壓>15 cmH2O，對高原ARDS極為不利，平臺壓越高右心功能損害越明顯，更容易引起ACP。筆者認為，在慢性低氧ARDS患者中，PEEP及潮氣量設(shè)置的主要依據(jù)是維持平臺壓<25 cmH2O，驅(qū)動壓<15 cmH2O，二氧化碳分壓<48 mmHg且pH值>7.25，依此標準能明顯提高ARDS患者的存活率。

2.3.3 重視血容量管理 高原ARDS的特征主要為PAH，右心室功能易出現(xiàn)明顯損害，考慮到右心室舒張末期壓力-容量的雙曲線，當右心室已經(jīng)擴張時，由于紅細胞明顯增多，造成血液黏滯度增加，容量治療的窗口特別窄，前負荷稍微增加，其舒張末期的壓力就增加得非常明顯。右側(cè)壓力增加，致使一些重要器官灌注的末端壓力增高，會對腎臟等器官的功能造成負面影響。部分健康人急進至海拔3000 m以上高原時，會發(fā)生間質(zhì)性肺水腫及肺泡性肺水腫，主要原因是急性缺氧導致肺血管收縮、PAH、心臟泵功能下降、組織缺氧、代謝障礙、毛細血管通透性增加等，同時紅細胞增生、血紅蛋白增加、肺血容量增加，此時如果再輸入過多的液體，就容易導致肺水腫的發(fā)生[24]。

2.3.4 早期俯臥位通氣 為緩解及保護慢性低氧環(huán)境下ARDS患者的右心及左心功能，持續(xù)俯臥位通氣是一項非常有效的措施[25]。俯臥位通氣可改善肺的應(yīng)變應(yīng)力，減輕肺部甚至全身的炎癥反應(yīng)，從而改善細胞因子釋放導致的心功能損害。同時俯臥位通氣可使肺通氣更均勻，改善氧合，降低二氧化碳分壓[26]?？赏ㄟ^肺重力依賴區(qū)的背區(qū)復張以降低驅(qū)動壓來糾正右心衰竭[27]。筆者的經(jīng)驗是在氧合指數(shù)低于150 mmHg，甚至在無創(chuàng)通氣時就實施俯臥位通氣，而且要延長俯臥位的持續(xù)時間，甚至通過左右側(cè)俯臥位交替的方式達到24 h持續(xù)俯臥位通氣，連續(xù)3 d以上，直至肺順應(yīng)性及氧合明顯改善[28]。

2.3.5 早期應(yīng)用降低PAH的藥物 早期應(yīng)用內(nèi)皮素受體拮抗劑波生坦及左西孟旦可明顯降低PAH，保護右心功能[29-30]。

3 總結(jié)與展望

高原ARDS的診斷標準、病理生理及治療策略與平原ARDS均有明顯不同(表1)，在臨床應(yīng)用中應(yīng)區(qū)別對待，精準治療。

表1 高原ARDS與平原ARDS的差異Tab.1 Comparison of the difference between plateau ARDS and plain ARDS

ARDS是臨床治療的難點，也是基礎(chǔ)及臨床研究的熱點。長期暴露于低氧環(huán)境下的健康人群，其許多生理指標與平原人群明顯不同，主要表現(xiàn)為生理性的PAH、血液黏滯度升高、微循環(huán)血流速度減慢、微血管密度增加等。長期低氧，再加上發(fā)生ARDS時炎性因子、血管緊張素等直接因素對肺微血管內(nèi)皮細胞的損傷，以及急性低氧、肺血管異常(肺血管的壓迫、肺血管的阻塞、肺血管重塑、肺血管舒縮功能障礙)等間接因素導致的PAH，致使高原ARDS的病理生理具有一定的特殊性。慢性低氧暴露下的ARDS容易發(fā)生急性肺心病，右心功能會受到明顯損害，最終導致右心衰竭。急性右心功能損害使左心前負荷減少，同時右心的容積或壓力升高均通過室間隔傳遞給左心，從而影響左心射血能力，出現(xiàn)左心功能障礙，進一步發(fā)展可導致全心功能損害。血液黏滯度的增加會使肺血容量增加，此時不恰當?shù)妮斠旱戎委煏黾臃窝髁?，加重或誘發(fā)肺水腫，出現(xiàn)更嚴重的低氧血癥及呼吸衰竭。因此，在臨床治療中必須了解并掌握慢性低氧暴露下ARDS的病理生理特征，更應(yīng)關(guān)注右心功能的監(jiān)測及保護，優(yōu)化呼吸支持治療、肺血管擴張治療、抗凝治療等，減少治療中的再損傷，提高ARDS的救治存活率。