解读肺水肿：一文总结，超全超赞
2021-09-17我有一支去甲肾原创：慢慢学重症
1.摘要
从病理生理角度来讲，急性肺水肿机制复杂，牵扯到：毛细血管静水压、间质静水压、胶体渗透压和毛细血管通透性。临床引起肺水肿的一些疾病包括：心衰、二尖瓣反流、心律失常、运动、游泳、潜水等。
需要知道的是，左心输出量和右心输出量不匹配也会引起肺水肿。右心收缩能力急剧增加会导致肺毛细血管静水压增加，从而引起肺水肿。
本文着重强调的是血流动力学不稳定引起肺水肿的机制，不讨论脓毒症和ARDS引起的肺水肿。
2.介绍
急性肺水肿（Acute pulmonary edema，APE）病情凶险。患者肺部原先充填空气的区域被液体充填，这些液体可以是外来的，也可以是自身分泌的。左心室功能不全的时候，更多的液体填充在心室当中（包括左心室收缩功能和舒张功能不全），引起心室压力增加，继而导致肺毛细血管静水压增加，从而可以引起毛细血管内的液体转移至肺泡内，引起肺水肿，这就是心源性肺水肿的一个传统机制。但临床上，心脏功能正常的时候，也会出现肺水肿，因而具体情况还需要具体对待。
3.解剖与生理
肺泡壁包括I型上皮细胞和II型上皮细胞，其中I型上皮细胞比例是90%，而且更容易受到损伤。II型上皮细胞一般比较强健，能够分泌表面活性剂、转运一些离子物质、调节肺泡内外液体流动。II型上皮细胞能够在某些环境下进行增生，并且分化成为I型上皮细胞。
在毛细血管和肺泡接触的部分，两者的基底膜融合成为一层薄薄的膜，在这里可以进行气体交换。整个肺部，毛细血管的血容量大概是70ml左右，和右心输出量相似，占据肺循环的10%。毛细血管阻力构成了肺血管阻力的1/3。肺血管阻力很小，毛细血管静水压主要受到肺动脉压力影响。
间质的液体会朝向肺门流动（顺着气道），肺淋巴管会重吸收多余的间质内液体。淋巴管具有单向阀门，而且本身会自我蠕动，从而可以将液体转移出去。淋巴管最终汇合到胸导管中，进而加入到体循环系统中。呼吸运动会促进淋巴管内液体的转移。临床一些情况下，淋巴管会扩大，以便适应机体的代偿情况（比如：二尖瓣反流）。
图1:肺泡解剖
肺毛细血管中的多糖-蛋白复合物能够避免血管的坍塌。肺泡II型上皮细胞中有一些离子泵，能够通过转运离子的方式，同时将水转运出肺泡（水因为渗透压的改变而转运）。
4.肺水肿影响因素（方程式）
1896年，Starling描述了液体肺水肿的一个方程式，用来阐述肺水肿的产生机理。
图2:肺水肿方程式
从这个方程式可以看出，净滤过（Jv）和滤过系数（Kf）、胶体渗透压（II）和静水压（P）相关。【Pc表示毛细血管静水压，Pi表示间质静水压，其余类推】
毛细血管静水压促使液体从血管中转移出去，间质的静水压阻挡液体从毛细血管中转移出去，其单位为mmHg；
滤过系数（Kf）由肺泡膜决定，表示水穿透肺泡膜的容易程度。对于人来讲，肺的Kf的数值一般是10 ml/min/cmH2O，比其他器官要低。肺泡处的毛细血管静水压（Pc）通常是13mmHg，静脉末端的静水压是6mmHg。间质的静水压（Pi）一般是-2mmHg。净水压力差（△P）是间质静水压和毛细血管静水压的压力差，在上肺、下肺是有区别的（高度不同，压力不同，公式是ρgh）。站立时候，如果肺尖和肺底部高度差是25cm，那么压力差就是18mmHg。肺动脉的压力一般是25/8mmHg，所以即便是站着的时候，这个压力也足够保证血液的循环。
胶体渗透压是由溶液中的胶体产生，是一种内向的压力，避免液体外流，用于稳定液体。毛细血管对胶体的通透性用一个系数来表示（σΠ，一般是0.5），在计算的时候需要乘以这个系数。蛋白是产生胶体渗透压的主要物质。
通常来讲，在整个毛细血管走形中，静水压一直超过胶体渗透压，所以液体存在持续的渗漏。从公式中可以看出，静水压的增加是肺水肿的重要机制（胶体渗透压需要乘以一个系数，对肺水肿产生影响不是那么大）。对于一个70kg的成年人来讲，肺毛细血管渗透出去的液体量大概是0.3 ml/min，量非常小。
图3:肺水肿模型图
从上图可以看出，想要形成肺水肿，首先要有液体进入到组织间隙，然后在进入到肺泡内。导致肺水肿的3个主要原因是：1.毛细血管静水压升高（Pc）；2.毛细血管通透性增加（Kf）；3.淋巴回流相对或绝对减少。
图4:方程式影响因素
从图片可以看出，净渗透量和毛细血管静水压成直线型正比关系；渗透系数（Kf）增加的时候，净渗透量也增加。毛细血管胶体渗透压从25mmHg降低到15mmHg的时候，如果渗透系数（Kf）不变，那么渗透量的改变其实非常少。
举例说明
如果毛细血管静水压增加（Pc增加），那么就会有更多的液体进入到组织间隙。
间质静水压减少（Pi减少），同样会导致更多的液体进入到组织间隙。
Pi减少常见于：胸水迅速引流、气胸、急性上气道梗阻，这些都会导致Pi的急剧降低，引起驱动压上升，导致肺水肿产生，这种肺水肿为单纯静水压性肺水肿。
机体会通过一些代偿反应来减少肺水肿的产生，主要有以下3种：1.淋巴回流增加；2.间质胶体渗透压降低；3.间质顺应性耐受。
肺水肿的代偿
1.间质中水含量增加会导致间质静水压增加和淋巴回流增加，从而加速水的清除。但淋巴回流最终还是进入到体循环中，因而整体作用受限。
2.水分重吸收的过程中，间质中的一些蛋白也会进入到淋巴管中，从而导致间质蛋白含量降低，引起间质胶体渗透压减少。
3.间质的顺应性很大，能够接纳300-400ml的水分，这是正常的代偿能力，在这种代偿下，间质的压力可以不变。
一旦间质内液体过负荷（超过代偿能力），液体就会流向肺泡腔。动物实验表明，毛细血管静水压超过3倍的时候（25-30mmHg），才会有肺水肿。毛细血管通透性增加、基底膜破坏（比如脓毒症、炎症反应、过敏）会导致代偿能力不足以清除间质水分，从而引起肺水肿。需要注意的是，血压过高也会引起肺毛细血管继发性损伤。肺毛细血管损伤引起的肺水肿会包含有水和蛋白，是一种渗出液。
当体内白蛋白降低的时候（比如肾病综合征、肝脏疾病），毛细血管内的胶体渗透压就会降低，从而会导致液体从血管中渗透到组织中。这时候的液体是漏出液。胶体渗透压在肺水肿的形成中所占比例不高，但如果合并有静水压增加，那么就会大大提高肺水肿产生的概率。
5.毛细血管静水压增加机制（左心和右心不匹配肺水肿）
心源性肺水肿中，左心房压力增加会引起肺毛细血管静水压增加，从而导致肺水肿。
左心室充盈压和每博功成曲线关系，也就是所谓的Frank-Starling定律。心衰患者也遵从这一原则，但是曲线往右下方移动。心室收缩末期压力能够影响心房压力，心房压力又影响着肺静脉压力，经过压力传导，会导致肺毛细血管压力也增高。这种压力的变化贯穿整个心动周期，每一次心室搏动，都会导致这种压力传导。
上述理论并不能完全解释心源性肺水肿。心衰的时候，左心室需要更高的充盈压力，形成这种压力就需要额外的能量，而这种能量的来源就是右心系统（右心室）。
对正常人来说，右心和左心系统必须匹配。
图5：右心SV和左心SV匹配情况
从上图可以可以看出，如果右心SV和左心SV相等，那么肺内的液体量就不会增加，也就没有肺水肿；如果右心SV＞左心SV（比如一个80ml，一个78ml），那么每个心动周期中肺循环都会多出一部分液体，而一分钟就会多出很多的液体，最终导致肺水肿。
根据流体力学的观点，液体会流向压力低的地方，而液体流动的动力就来自压力差。从右心系统到左心房，压力应当是逐步降低的，而且这种流动是消耗能量的。从这个角度来讲，并不是左心房的压力决定了肺毛细血管压，而是肺毛细血管压决定了左心房压力。
对于一个前壁心梗的患者来说，左心室SV降低，但是右心受到影响很小，甚至在儿茶酚胺大量分泌的情况下，右心系统收缩加强，从而导致了肺毛细血管压力增高，继而出现左心房压力增高，左心室充盈压增高。这种右心SV的增加，会引起肺毛细血管压力增高，从而出现血液进入肺间质，同时也能够保证左心房充盈增加。如果右心的SV增加程度超过了左心SV的增加程度，那么就会出现毛细血管静水压增加，导致肺水肿。
图6：肺水肿左右心不匹配机制
从上图可以看出，任何导致左心-右心SV不匹配的疾病，都可以引起肺水肿。
毛细血管内皮细胞和细胞外的蛋白多糖相连，蛋白多糖能够决定毛细血管的开放与否。间质静水压明显增加的时候，蛋白多糖就会水解，从而引起毛细血管坍塌。这种改变会影响毛细血管血流、增加血管阻力（蛋白多糖是毛细血管的支架）。间质静水压增加，导致蛋白多糖水解，引起毛细血管坍塌，从而导致肺毛细血管压力增高，引起肺动脉压增高，右心必须增加做功来克服这些增加的阻力，这时候同样会引起血液在肺内的重新分布，引起未受损区域的血流增加、静水压从而也增加。
后向压力增加引起肺水肿并不常见，但也不是没有。二尖瓣反流的时候（腱索断裂）会引起肺水肿，这时候左心房会接受一个来自心室的压力，这个压力会向肺毛细血管传导，从而引起心源性肺水肿。
血容量增加的肺水肿其实也并不多见。在慢性心功能不全急性加重的患者身上，血容量增加可以引起心源性肺水肿。肾损伤的时候，机体液体排出受限，可以引起血管内和组织间隙的水负荷加重，从而引起肺水肿。
图7：毛细血管压力增加因素总结
从图上可以看出，引起毛细血管压力增加的因素有：血容量增加、静脉血管收缩引起回心血量增加、右心收缩加强、左心收缩减弱、二尖瓣反流。
6.心梗引起的肺水肿
急性下壁心梗的时候，左右心都会受到影响。在左右心系统都受损的情况下，肺水肿一般不会出现。但前壁心梗的时候，因为右心功能保留良好，左心功能受限，这时候可以引起肺水肿。
慢性心功能不全的患者躺平的时候，回心血量会增加，这时候如果左心收缩无法适应右心增加的SV，那么就会导致肺水肿，这就是端坐呼吸和夜间阵发性呼吸困难的原因。
7.复张性肺水肿和负压性肺水肿
负压性肺水肿和复张性肺水肿很少见。气管插管拔管可以引起负压性肺水肿，胸水和气胸的快速处理可以引起复张性肺水肿（引流过快）。当胸水过多或气胸量较大的时候，迅速放胸水等治疗可以引起复张性肺水肿。这种突如其来的变化会使肺泡压力迅速降低，导致组织静水压下降，引起毛细血管-组织间隙静水压梯度增加，从而引起肺水肿。同时，迅速复张也可以引起脉管系统受损，引起通透性增加，从而引起肺水肿。
8.罕见引起肺水肿的情况
右心系统梗死会引起右心收缩功能不全，导致入肺血液减少，这时候很少出现肺水肿。
对左右心室影响一样的疾病也很少会引起肺水肿（左右心室SV变化一致），比如肥厚性心肌病、心包积液、缩窄性心包炎。