肺气体栓塞所致肺功能损伤
作者：虞春
单位：虞春(海军医学研究所，上海市 200433)
关键词：肺气体栓塞；肺功能损伤；肺水肿；血流动力学▲
海军医学杂志000139 摘 要：该文叙述了静脉内气体栓子的来源，重点介绍了气体栓塞所致肺功能损伤近年来的进展，内容包括肺水肿、肺循环血液动力学和肺气体交换功能障碍的特点及其发生机理。
肺脏是进行气体交换的主要器官，同时又与许多物质的生成、释放、激活、灭活的代谢 密切相关。肺循环接受了几乎全部的右心输出血量。肺的微血管网能有效地阻止来自静脉血 中各种栓子，使之不致进入动静脉系统，起到血液“天然滤过器”的作用。这种作用对于维 持正常生命活动的意义是明显的[1]。大量气泡从静脉经右心进入肺毛细血管床 内，必将造成肺栓塞，肺栓塞会引起肺组织释放一些物质(如平滑肌活性物质、5-羟色胺、 组织胺、激肽、前列腺素等)，使支气管平滑肌和肺血管收缩，肺毛细血管通透性增加，以 致 肺通气阻力增高，肺动脉压升高，血浆渗出增加，造成肺水肿并出现呼吸困难[2] 。本文就肺气体栓塞致肺功能损伤的研究现状与进展作一简要综述。
, 百拇医药
1 气体栓子的来源
静脉内气体栓子的来源可分为外源性和内源性两种。外源性是指外界的气体直接以气相的形 式进入静脉管腔内，通常伴有静脉管壁破损，常见于外伤、肺气压伤和各种医源性事故中 。内源性是指原先以溶解状态存在于体内的气体成为游离气体，出现于静脉管腔内，它多见 于潜水减压病、航空减压病和等压气体逆向扩散等情况下[3]。与固态和液态栓子 比较，气体栓子的特点为：(1)受浮力影响，气体栓子常分布在肺上部血管床内；(2)形态不 稳定，位移较快；(3)气体成份溶解和扩散，栓子体积变化快；(4)静脉内气泡机械性地阻塞 管腔，气泡本身引起一系列生物化学变化[4]。当静脉内存在大量气泡时，气泡本 身及由气泡所引发的各种栓子可同时构成对肺微血管床的栓塞，故气体栓子对肺的危害并不 亚于固态和液态栓子对肺的危害。
2 气体栓塞所致肺水肿
气体栓子所致的急性肺损伤，在形态学上主要表现为肺微血管内气泡栓塞和间质性肺水肿。 近年来的研究主要是对其发生机理进行探讨。气体栓塞所致肺水肿主要是肺微血管内皮细胞 受损，其原因是微血管滤过屏障对液体滤过的阻力系数下降所致[5]。
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Crandall[6](1986年)等对气栓性肺水肿进行了较全面的研究，他们以肺淋巴回流 液的容量作为肺水肿程度的定量指标，以肺淋巴回流液中蛋白质含量与血浆蛋白质含量之比 (L/P)作为判断肺水肿类型的依据，以跨血管蛋白廓清率衡量蛋白质漏出的程度。实验证明 ，在正常肺脏微血管管腔内静脉压增高时，肺淋巴回流液的容量也相应增加，此时L/P相应 下降，当肺血管内皮细胞受损后，肺微血管的通透性增加，微血管对蛋白质漏出的阻力系数 值下降，肺淋巴回流液的容量增加，L/P值保持不变。实验结果表明，在肺气栓时，肺淋巴 回流液的容量大幅度增加，此时伴有肺动脉血压和右心房平均压升高，L/P值仍保持不变 。跨血管蛋白廓清率肺淋巴回流液的容量大幅度增加，表明大量蛋白从肺血管内漏出。当停 止向静脉内输注气泡后，肺动脉压和右心房平均压很快恢复至正常水平，但此时肺淋巴回流 液的容量和L/P比值保持在高水平。
微栓子所致的急性肺水肿大都表现为通透型。形态学研究证实[7]，气栓后肺微血 管通透性增加主要是发生在肺小动脉内皮细胞处。近年来在急性肺水肿机理研究中，中性白 细胞的介导作用已得到肯定。Flick[8]等用超氧化物歧化酶(SOD)配伍微量的肝素 ，有效地减轻了气栓后肺水肿的程度，由此认为中性白细胞在肺气栓损伤时的介导作用是通 过产生超氧自由基实现的。
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气栓性肺水肿主要是通透性的，在内皮细胞受损的情况下，气栓后肺动脉血压升高将大大促 进体液从血管内向间质转移，从而加重肺水肿的损伤程度。
3 肺栓塞血流动力学的改变
肺血管内血流阻力增加，肺动脉压(PAP)增高，不伴有左心房收缩增高，肺血流量明显减少 是肺微栓塞后肺循环血流动力学的特征[9]。由气体栓子引起的PAP增高可随栓子 的变化而变化。这主要是因为气体栓子在肺血管内向周围扩散或溶解，使栓子体积缩小或消 失 的缘故。另外，栓子形态不稳定，栓塞部位多变也可成为影响因素之一。
关于PAP增高的原因，肺血管机械性受阻，无疑会引起血管阻力增加。这可能是因为：(1)肺 小动脉和肺静脉有较大的顺应性[10]，它可容纳比平时多2～3倍的血流量而血压 只上升1～2mmHg；(2)平时闭合的血管此时开放。目前多认为肺微栓塞时肺血管阻力增加是 由于肺小动脉的主动收缩所引起的。
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80年代，人们在体液因素对肺栓塞时的肺小动脉收缩的认识有了进步。发现肝素、血 小板减少，环氧酶抑制剂和组织胺释放抑制剂，它们均有阻止肺栓塞时肺动脉压(PAP)升高 的作用[11]。在肺血液中发现血栓素A2和前列腺素的含量升高，并且证实TXA 2是微栓塞时，由聚集的血小板和白细胞释放出来的，TXA2介导的肺血管收缩与胸浆 中Ca2+含量升高有关。TXA2是极强的血管和气道平滑肌收缩及血小板聚集的刺激 剂，也是白细胞游走和粘附的激动剂。目前，白细胞在肺损伤中的作用已愈来愈引起人们的 注意。
PAP在肺气栓塞时升高十分显著，已被采用为气泡栓塞诊断的定性指标[12]。肺 微栓塞时肺静脉血中5-羟色胺的含量增加，同时发现肝素可以阻止5-羟色胺的释放和肺动脉 高压的出现。血小板在体液因子对肺血管的影响中占有重要的地位。
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由此可见，减压后汇集到大静脉内的游离气体只是体内游离气体的一部分，另有相当数量的 气体仍停留在组织内。减压病作为一种由气泡直接或间接引起的有不同症状和体征的疾病， 其发生和发展除了与静脉内气泡有关外，还与血管外气泡和其它脉管内气泡有关，也与复杂 的血液流变学和组织的生物化学变化有关。
4 肺栓塞气体交换功能的障碍
肺气体栓塞时，患者即刻出现呼吸浅快，胸骨后疼痛，深吸气或吸烟可诱发咳嗽发作，严重 者有进行性呼吸困难，甚至可因窒息而死亡。这种现象早已在沉箱作业、潜水和飞行人员中 发现，习惯地称为“气哽”。动物实验表明，肺血管气体栓塞时，动物表现为通气量增加， 动脉血氧分压下降，二氧化碳分压上升，呼吸性酸中毒进行性加重，直至死亡[13] 。这些事实表明肺气体栓塞损害了肺的气体交换功能。
Lemaire在综述肺栓塞后肺气体交换功能改变时认为，有必要区别此过程的基本机制和继发 性反应，并提出被栓塞的肺单位血流减少，未栓塞的肺单位血液过度灌注是它的基本机制， 其直接后果是肺泡死腔增大和通气/血流(VA/Q)比率失调[14]。
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肺气体栓塞时，肺泡死腔扩大，终末呼出气中二氧化碳含量下降。目前，测定二氧化碳含量 已被临床上作为诊断肺气体栓塞的指标[15]。Drummond等的实验表明，二氧化碳 含量的变化与进入静脉内的气泡数量之间有密切的关系。Bedford等比较了PAP和二氧化碳含 量在肺气体栓塞时的变化情况后认为，二者作为诊断肺气体栓塞的指标具有相同的敏感性 [16]。
目前对肺气体栓塞后肺气体交换功能障碍的机理还不十分清楚，但肺气体栓塞后肺内气体扩 散的有效面积将大幅度减少这一事实是不容怀疑的。近年来研究表明，静脉内气体栓塞可以 引起肺脏广泛的病理改变。可以预知，随着对肺气体栓塞所致肺功能损伤的深入研究，将会 对气体栓塞性疾病，尤其是减压病的认识带来新的进展。
参考文献：
[1]Butler BD, Fry DL, Binder AS et al. Comparision of BiPAP nasal ventilation via lung in severe stable COPD. Chest, 1993, 104: 460
, http://www.100md.com
[2]杭荣椿，顾明元，成 涛等主编.海军潜水医学.第5版.上海：第二军医大学出版 社，1993.106
[3]Tsai SK, Ward CA, Jacobs ER et al. Hemodynamic effects of Pressure support venticulation in cardiac surgery patients. Am J Sure, 1991,5 7: 122
[4]Chang HK, Silness J, Albertine KA et al. Effectiveness of pressure support ventilation for mechanical ventilatory support in patients w ith status asthmaticus. Acta Anaesthesiol Scand, 1992, 36:5
, http://www.100md.com [5]Staub Nc, Ger MH, Lee BC et al. In: Vincent JL.ed. Upda te in intensive care and emergency medicine. Berlin: Springer-Verlag, 1985.3
[6]Crandall ED, Crandall ED, Catron PW et al. Hyperoxic sh eep pulmonary microvascular endothelial cells generate free radical mitochondria l electron transport. J Clin Invest, 1993, 91:46
[7]Ohkuda MK, Minnear FL, Malik AB et al. Free radical gen eration in the brain precedes hyperbaric oxygen induced convulsinons. Free Radic Biol Med, 1992, 13:106
, 百拇医药
[8]Buettner GR, Jurkiewicz BA. Staub NC et al. Ascorbate f ree radical as a marker of oxidative stress EPR study. Free Radic Biol Med, 1993 , 14:45
[9]Malik AB, Fishman AP, Faverov MO et al. Response of an toxidant enzymes to intermittent and continuous hyperbaric oxygen. J Appl Physi ol, 1990, 69: 328
[10]Gibbon JH, Hall SB, Lu RZ et al. Free radical generati on in the brain precedes hyperbaric oxygen induced convulsions. Free Biol Med, 1 992, 13:101
, 百拇医药
[11]Tucker A, Fuchimukait T, Takahashi A et al. Superoxide dismutase from Escherichia coli BA new manganese containing enzyme. J Biol Chem , 1988, 246: 6176
[12]Matjasko J, Idell S, James KK et al. Oxidative strss induced apoptosis prevented by trolox. Free Rad Biol Med. 1994, 16:684
[13]Verstappen FT, Nieman GF, Seeger W et al. Oxygen toxic ity of the lung: an update. Br J Anaesth, 1990, 54: 748
, 百拇医药
[14]Lemaire F, Holm BA, Lepper H et al. In: Vincent JL ed. Intensive care and emergency medicine. Berlin Heidelberg: Spinger Verlag, 1984. 161
[15]穆魁津，林友华主编.肺功能测定原理与临床应用.北京：北京医科大学出版社 ，1992.142
[16]Bedford RE, Daley R, Bowers RE et al. Inactivation o f ribonuclease and other enzymes by peroxidation lipids and by malon aldehyde. B iochemistry, 1990, 8: 283
收稿日期：1999-07-21, 百拇医药
单位：虞春(海军医学研究所，上海市 200433)
关键词：肺气体栓塞；肺功能损伤；肺水肿；血流动力学▲
海军医学杂志000139 摘 要：该文叙述了静脉内气体栓子的来源，重点介绍了气体栓塞所致肺功能损伤近年来的进展，内容包括肺水肿、肺循环血液动力学和肺气体交换功能障碍的特点及其发生机理。
肺脏是进行气体交换的主要器官，同时又与许多物质的生成、释放、激活、灭活的代谢 密切相关。肺循环接受了几乎全部的右心输出血量。肺的微血管网能有效地阻止来自静脉血 中各种栓子，使之不致进入动静脉系统，起到血液“天然滤过器”的作用。这种作用对于维 持正常生命活动的意义是明显的[1]。大量气泡从静脉经右心进入肺毛细血管床 内，必将造成肺栓塞，肺栓塞会引起肺组织释放一些物质(如平滑肌活性物质、5-羟色胺、 组织胺、激肽、前列腺素等)，使支气管平滑肌和肺血管收缩，肺毛细血管通透性增加，以 致 肺通气阻力增高，肺动脉压升高，血浆渗出增加，造成肺水肿并出现呼吸困难[2] 。本文就肺气体栓塞致肺功能损伤的研究现状与进展作一简要综述。
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1 气体栓子的来源
静脉内气体栓子的来源可分为外源性和内源性两种。外源性是指外界的气体直接以气相的形 式进入静脉管腔内，通常伴有静脉管壁破损，常见于外伤、肺气压伤和各种医源性事故中 。内源性是指原先以溶解状态存在于体内的气体成为游离气体，出现于静脉管腔内，它多见 于潜水减压病、航空减压病和等压气体逆向扩散等情况下[3]。与固态和液态栓子 比较，气体栓子的特点为：(1)受浮力影响，气体栓子常分布在肺上部血管床内；(2)形态不 稳定，位移较快；(3)气体成份溶解和扩散，栓子体积变化快；(4)静脉内气泡机械性地阻塞 管腔，气泡本身引起一系列生物化学变化[4]。当静脉内存在大量气泡时，气泡本 身及由气泡所引发的各种栓子可同时构成对肺微血管床的栓塞，故气体栓子对肺的危害并不 亚于固态和液态栓子对肺的危害。
2 气体栓塞所致肺水肿
气体栓子所致的急性肺损伤，在形态学上主要表现为肺微血管内气泡栓塞和间质性肺水肿。 近年来的研究主要是对其发生机理进行探讨。气体栓塞所致肺水肿主要是肺微血管内皮细胞 受损，其原因是微血管滤过屏障对液体滤过的阻力系数下降所致[5]。
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Crandall[6](1986年)等对气栓性肺水肿进行了较全面的研究，他们以肺淋巴回流 液的容量作为肺水肿程度的定量指标，以肺淋巴回流液中蛋白质含量与血浆蛋白质含量之比 (L/P)作为判断肺水肿类型的依据，以跨血管蛋白廓清率衡量蛋白质漏出的程度。实验证明 ，在正常肺脏微血管管腔内静脉压增高时，肺淋巴回流液的容量也相应增加，此时L/P相应 下降，当肺血管内皮细胞受损后，肺微血管的通透性增加，微血管对蛋白质漏出的阻力系数 值下降，肺淋巴回流液的容量增加，L/P值保持不变。实验结果表明，在肺气栓时，肺淋巴 回流液的容量大幅度增加，此时伴有肺动脉血压和右心房平均压升高，L/P值仍保持不变 。跨血管蛋白廓清率肺淋巴回流液的容量大幅度增加，表明大量蛋白从肺血管内漏出。当停 止向静脉内输注气泡后，肺动脉压和右心房平均压很快恢复至正常水平，但此时肺淋巴回流 液的容量和L/P比值保持在高水平。
微栓子所致的急性肺水肿大都表现为通透型。形态学研究证实[7]，气栓后肺微血 管通透性增加主要是发生在肺小动脉内皮细胞处。近年来在急性肺水肿机理研究中，中性白 细胞的介导作用已得到肯定。Flick[8]等用超氧化物歧化酶(SOD)配伍微量的肝素 ，有效地减轻了气栓后肺水肿的程度，由此认为中性白细胞在肺气栓损伤时的介导作用是通 过产生超氧自由基实现的。
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气栓性肺水肿主要是通透性的，在内皮细胞受损的情况下，气栓后肺动脉血压升高将大大促 进体液从血管内向间质转移，从而加重肺水肿的损伤程度。
3 肺栓塞血流动力学的改变
肺血管内血流阻力增加，肺动脉压(PAP)增高，不伴有左心房收缩增高，肺血流量明显减少 是肺微栓塞后肺循环血流动力学的特征[9]。由气体栓子引起的PAP增高可随栓子 的变化而变化。这主要是因为气体栓子在肺血管内向周围扩散或溶解，使栓子体积缩小或消 失 的缘故。另外，栓子形态不稳定，栓塞部位多变也可成为影响因素之一。
关于PAP增高的原因，肺血管机械性受阻，无疑会引起血管阻力增加。这可能是因为：(1)肺 小动脉和肺静脉有较大的顺应性[10]，它可容纳比平时多2～3倍的血流量而血压 只上升1～2mmHg；(2)平时闭合的血管此时开放。目前多认为肺微栓塞时肺血管阻力增加是 由于肺小动脉的主动收缩所引起的。
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80年代，人们在体液因素对肺栓塞时的肺小动脉收缩的认识有了进步。发现肝素、血 小板减少，环氧酶抑制剂和组织胺释放抑制剂，它们均有阻止肺栓塞时肺动脉压(PAP)升高 的作用[11]。在肺血液中发现血栓素A2和前列腺素的含量升高，并且证实TXA 2是微栓塞时，由聚集的血小板和白细胞释放出来的，TXA2介导的肺血管收缩与胸浆 中Ca2+含量升高有关。TXA2是极强的血管和气道平滑肌收缩及血小板聚集的刺激 剂，也是白细胞游走和粘附的激动剂。目前，白细胞在肺损伤中的作用已愈来愈引起人们的 注意。
PAP在肺气栓塞时升高十分显著，已被采用为气泡栓塞诊断的定性指标[12]。肺 微栓塞时肺静脉血中5-羟色胺的含量增加，同时发现肝素可以阻止5-羟色胺的释放和肺动脉 高压的出现。血小板在体液因子对肺血管的影响中占有重要的地位。
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由此可见，减压后汇集到大静脉内的游离气体只是体内游离气体的一部分，另有相当数量的 气体仍停留在组织内。减压病作为一种由气泡直接或间接引起的有不同症状和体征的疾病， 其发生和发展除了与静脉内气泡有关外，还与血管外气泡和其它脉管内气泡有关，也与复杂 的血液流变学和组织的生物化学变化有关。
4 肺栓塞气体交换功能的障碍
肺气体栓塞时，患者即刻出现呼吸浅快，胸骨后疼痛，深吸气或吸烟可诱发咳嗽发作，严重 者有进行性呼吸困难，甚至可因窒息而死亡。这种现象早已在沉箱作业、潜水和飞行人员中 发现，习惯地称为“气哽”。动物实验表明，肺血管气体栓塞时，动物表现为通气量增加， 动脉血氧分压下降，二氧化碳分压上升，呼吸性酸中毒进行性加重，直至死亡[13] 。这些事实表明肺气体栓塞损害了肺的气体交换功能。
Lemaire在综述肺栓塞后肺气体交换功能改变时认为，有必要区别此过程的基本机制和继发 性反应，并提出被栓塞的肺单位血流减少，未栓塞的肺单位血液过度灌注是它的基本机制， 其直接后果是肺泡死腔增大和通气/血流(VA/Q)比率失调[14]。
, http://www.100md.com
肺气体栓塞时，肺泡死腔扩大，终末呼出气中二氧化碳含量下降。目前，测定二氧化碳含量 已被临床上作为诊断肺气体栓塞的指标[15]。Drummond等的实验表明，二氧化碳 含量的变化与进入静脉内的气泡数量之间有密切的关系。Bedford等比较了PAP和二氧化碳含 量在肺气体栓塞时的变化情况后认为，二者作为诊断肺气体栓塞的指标具有相同的敏感性 [16]。
目前对肺气体栓塞后肺气体交换功能障碍的机理还不十分清楚，但肺气体栓塞后肺内气体扩 散的有效面积将大幅度减少这一事实是不容怀疑的。近年来研究表明，静脉内气体栓塞可以 引起肺脏广泛的病理改变。可以预知，随着对肺气体栓塞所致肺功能损伤的深入研究，将会 对气体栓塞性疾病，尤其是减压病的认识带来新的进展。
参考文献：
[1]Butler BD, Fry DL, Binder AS et al. Comparision of BiPAP nasal ventilation via lung in severe stable COPD. Chest, 1993, 104: 460
, http://www.100md.com
[2]杭荣椿，顾明元，成 涛等主编.海军潜水医学.第5版.上海：第二军医大学出版 社，1993.106
[3]Tsai SK, Ward CA, Jacobs ER et al. Hemodynamic effects of Pressure support venticulation in cardiac surgery patients. Am J Sure, 1991,5 7: 122
[4]Chang HK, Silness J, Albertine KA et al. Effectiveness of pressure support ventilation for mechanical ventilatory support in patients w ith status asthmaticus. Acta Anaesthesiol Scand, 1992, 36:5
, http://www.100md.com [5]Staub Nc, Ger MH, Lee BC et al. In: Vincent JL.ed. Upda te in intensive care and emergency medicine. Berlin: Springer-Verlag, 1985.3
[6]Crandall ED, Crandall ED, Catron PW et al. Hyperoxic sh eep pulmonary microvascular endothelial cells generate free radical mitochondria l electron transport. J Clin Invest, 1993, 91:46
[7]Ohkuda MK, Minnear FL, Malik AB et al. Free radical gen eration in the brain precedes hyperbaric oxygen induced convulsinons. Free Radic Biol Med, 1992, 13:106
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[8]Buettner GR, Jurkiewicz BA. Staub NC et al. Ascorbate f ree radical as a marker of oxidative stress EPR study. Free Radic Biol Med, 1993 , 14:45
[9]Malik AB, Fishman AP, Faverov MO et al. Response of an toxidant enzymes to intermittent and continuous hyperbaric oxygen. J Appl Physi ol, 1990, 69: 328
[10]Gibbon JH, Hall SB, Lu RZ et al. Free radical generati on in the brain precedes hyperbaric oxygen induced convulsions. Free Biol Med, 1 992, 13:101
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[11]Tucker A, Fuchimukait T, Takahashi A et al. Superoxide dismutase from Escherichia coli BA new manganese containing enzyme. J Biol Chem , 1988, 246: 6176
[12]Matjasko J, Idell S, James KK et al. Oxidative strss induced apoptosis prevented by trolox. Free Rad Biol Med. 1994, 16:684
[13]Verstappen FT, Nieman GF, Seeger W et al. Oxygen toxic ity of the lung: an update. Br J Anaesth, 1990, 54: 748
, 百拇医药
[14]Lemaire F, Holm BA, Lepper H et al. In: Vincent JL ed. Intensive care and emergency medicine. Berlin Heidelberg: Spinger Verlag, 1984. 161
[15]穆魁津，林友华主编.肺功能测定原理与临床应用.北京：北京医科大学出版社 ，1992.142
[16]Bedford RE, Daley R, Bowers RE et al. Inactivation o f ribonuclease and other enzymes by peroxidation lipids and by malon aldehyde. B iochemistry, 1990, 8: 283
收稿日期：1999-07-21, 百拇医药