机械通气导致肺损伤的发生机制

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1、机械通气导致肺损伤的发生机制机械通气是麻醉维持和重症治疗的必须辅助措施，而机械通气导致的肺损伤（VILI）是此过程中最为重要的并发症，易诱发炎症反应综合征(SIRS)和多器官功能衰竭（MSOF），尽管临床治疗和护理水平的不断提高，但急性肺损伤病人的死亡率仍然很高，且多数病人死于多系统器官功能衰竭。目前VILI的发生机制尚不清楚，但众多研究认为机械通气不仅导致肺组织结构性损伤且引起肺组织“生物学损伤”，即机械通气导致肺炎症反应上调，中性粒细胞浸润，支气管肺泡腔灌洗液中炎症介质增加，其发生机制是由多种途径和信号传导通路共同作用所致。机械力通过激

2、活或触发肺细胞膜上牵张敏感的阳离子通道、通过细胞骨架结构改变，细胞膜上相关分子的直接构象变化等将机械信号传入细胞内，然后激活细胞内信号传导通路，通过调节转录因子，蛋白激酶的活化和蛋白的磷酸化水平等多种机制，进一步诱发肺内炎性因子的大量产生，局部炎症反应扩散，体循环炎症介质的释放导致全身性炎症反应，机体免疫力的丧失和持久的炎症损伤，促使病人通过一系列机制发展为多系统炎症反应综合征(SIRS)和多器官功能衰竭（MSOF），但其确切机制未明。机械通气过程中炎症反应通路借用了肺内已有的信号传导通路，通过对已建立的信号传导通路的研究有助于加快对机械通

3、气肺损伤机制的研究。了解组织器官中不同炎症介质间的相互作用的复杂机制，就必须掌握肺内主要的细胞在VILI产生和进展中的作用。肺内皮细胞，肺泡巨噬细胞，肺泡上皮细胞，中性粒细胞等作为机械通气的靶细胞，在炎症的进程中发挥重要的作用。机械通气导致肺损伤的发生是多机制，多通路。本文将目前有关VILI的最新研究进展作一综述。尽管临床治疗和护理水平的不断提高，但急性肺损伤病人的死亡率仍然很高，且多数病人死于多系统器官功能衰竭。目前，机械通气引起肺损伤的机制尚未完全清楚，但发现肺泡的过度扩张和终末肺单位反复开放和关闭产生的剪切力加重肺的损伤，诱发严重的炎

4、症反应。了解通气导致的肺损伤的产生和发展的重要机制，在今后的科研和临床治疗中有着重要的价值。现将机械通气导致肺损伤的发生机制作一综述。一机械通气导致肺损伤的简述一项大型临床实验证实机械通气导致肺损伤[1]。ARDSl/kg）通气治疗，一组给予小潮气量（6ml/kg)治疗，发现小潮气量组的死亡率较传统潮气量组低22%，该项研究证实机械通气能引发医源性的损伤。但呼吸机的辅助治疗对于危重病人是必不可少的，因此对通气过程中产生的机械力作用于肺组织的生物分子效应和细胞效应的研究，有可能消除机械通气的医源性损伤。机械通气过程中各种机械力相互叠加反复作用

5、于肺组织导致肺损伤。“biotrauma”用来描述机械通气产生的切应力作用于肺组织导致炎症反应上调；机械通气时，细胞感受机械力，活化细胞内信号传导通路，随后信息被整合到细胞核，产生效应，调节自身和邻近的细胞。机械通气导致肺炎症反应上调，中性粒细胞浸润，支气管肺泡腔灌洗液中炎症介质增加，称为生物伤。通过对大量有关细胞因子在机械通气中作用3细胞膜相关分子的直接构象变化最近的研究显示细胞表面的黏附蛋白，细胞骨架和相关的核骨架作为细胞结构的基本框架体系，为机械刺激转化为生化信号奠定了生理基础。大量研究证实细胞基质和黏附分子在介导VILI时的炎症反应

6、中起到了重要作用。Tschumpelin等[11]用磁力扭转细胞仪（MTC）作用于肺泡上皮细胞，通过测定经MTC作用后的细胞基因表达,发现与表面附有胶原的磁珠作用的细胞基因转录水平提高；实验中，胶原作为一种跨膜的细胞骨架蛋白的配体发挥作用，说明细胞与基质结合的程度和特异性决定了肺泡上皮细胞对机械力反应的水平。最近报导，MTC作用于A549细胞，通过细胞表面的跨膜分子ICAM-1,将细胞外的机械刺激转化为胞内的生物信号[12]。三通气导致肺损伤的细胞内信号转导途径的产生1转录因子即DNA结合蛋白，能够调节基因的表达。在细胞核，机械力通过影响早

7、反应基因发挥作用，如早反应基因c-fos,c-jun,c-myc,andEgr-1本身又是转录因子，其基因的顺式调节序列中含有切应力反应元件.据推测多种基因的顺式调节序列中含有转录因子结合位点（位点中包含切应力反应元件），这些基因有血小板源性生长因子，组织纤溶酶原激活剂，ICAM-1，TGF-b.此外编码NO合酶和COX2的基因也受到切应力的调节。当前研究显示NF-κB的活化在VILI的产生和发展过程中发挥重要作用。NF-κB在多种炎症性疾病（如ARDS和脓毒血症）的发病过程中促进多种细胞因子的表达。NF-kB能被多种刺激活化，包括细菌内毒

8、素，TNF-a,IL-1β，分裂素，和病毒蛋白。其基因的启动子区域含有DNA切应力反应元件，且NF-κB蛋白能够结合IL-6,IL-8,IL-1β和TNF-a的启动子序列。大量体