1. Ursachen der Erkrankung
Pulmonale Hypertonie tritt häufig bei angeborenen Herzkrankheiten, persistierender pulmonaler Hypertonie bei Neugeborenen, hypoxischen Erkrankungen (wie Bronchialasthma, Lungenentzündung bei Säuglingen und Kleinkindern, Hochgebirgserkrankungen und Atemwegsentwicklung sowie primäre pulmonale Hypertonie und anderen auf.
1, Classification
1) Divided according to etiology:
① Primary pulmonary hypertension: refers to pulmonary hypertension with unknown causes.
② Secondary pulmonary hypertension: refers to pulmonary hypertension with identifiable causes. The most common cause in children is congenital heart disease, especially large ventricular septal defects, patent ductus arteriosus, and other conditions in the left-to-right shunt group.
2) Divided according to the degree: The generally accepted method by most scholars is:
① Pulmonary artery systolic pressure:4~5.3kPa(30~40mmHg) is mild;5.3~9.3kPa(40~70mmHg) is moderate;>9.3kPa(>70mmHg) is severe.
② The ratio of pulmonary artery systolic pressure to systemic artery systolic pressure (Pp/Ps) to classify: Pp/Ps0.75Is severe.
3) Divided according to hemodynamic characteristics:
① Passive pulmonary hypertension: due to increased left atrial pressure and pulmonary venous pressure, affecting the pulmonary artery through pulmonary capillaries to cause pulmonary hypertension, such as left heart failure, mitral valve disease, trilocular heart, pulmonary venous obstruction disease.
② Dynamic pulmonary hypertension: due to high pulmonary artery blood flow causing increased pulmonary artery pressure, such as left-to-right shunt congenital heart disease.
③ Reactive pulmonary hypertension: pulmonary arteriolar spasm, muscle hypertrophy or contraction of the arterial wall causing increased pulmonary vascular resistance, such as pulmonary heart disease, primary pulmonary hypertension.
④ Obstructive pulmonary hypertension: mainly due to pulmonary artery embolism. Various pathological manifestations in the late stage of pulmonary hypertension, such as varying degrees of pulmonary artery occlusion and reduction in pulmonary vascular bed, pulmonary artery endothelial hyperplasia, smooth muscle hypertrophy, collagen accumulation, and lumen narrowing.
2, Secondary pulmonary hypertension etiology
According to the principles of fluid mechanics, pulmonary artery pressure, pulmonary venous pressure, pulmonary vascular resistance, and pulmonary blood flow are related, and can be expressed by the formula: pa = pv+RpQp. In this formula, pa refers to pulmonary artery pressure, pv to pulmonary venous pressure, Rp to pulmonary vascular resistance, and Qp to pulmonary blood flow. Any factor causing an increase in pa, Rp, and Qp can lead to pulmonary hypertension.
1) Increased pulmonary blood flow: congenital heart diseases with left-to-right shunts, such as atrial septal defect, ventricular septal defect, patent ductus arteriosus, atrioventricular canal, persistent truncus arteriosus, and single ventricle, resulting in pulmonary hypertension due to increased Qp.
2) Pulmonary vascular diseases: mainly caused by increased pulmonary vascular resistance (Rp).
① Diffuse pulmonary embolism: such as thrombosis, pus thrombosis, amniotic fluid embolism, primary pulmonary artery thrombosis in sickle cell anemia with hemoglobin S.
② Pulmonary arteritis: caused by diseases affecting the large arteries, such as Raynaud's syndrome, systemic sclerosis, systemic lupus erythematosus, polymyositis, dermatomyositis, eosinophilia syndrome, and结节性动脉炎, affecting the pulmonary artery.
3) Pulmonary diseases:
① Chronic obstructive pulmonary disease (COPD): seen in bronchial asthma, emphysema, chronic bronchitis.
② Diffuse interstitial or alveolar diseases: such as idiopathic pulmonary hemosiderosis, sarcoidosis, granulomatosis, pulmonary interstitial fibrosis, alveolar proteinosis, alveolar microlithiasis.
③肺泡通气不足:原发性及神经肌肉性肺泡通气不足。
4)高原性肺动脉高压。
5)肺静脉性高压:前已述及当pv升高时,pa也必然升高。引起肺静脉高压的疾病见于三房心、二尖瓣狭窄、完全性肺静脉异位引流伴肺静脉梗阻等。
3)、原发性肺动脉高压病因
本病病因不清,可能是一种先天性多种因素共同作用的结果:
1)类似于原发性高血压,属于神经-体液性疾病。
2)肺动脉炎的继发性血管病变。
3)胶原性(结缔组织)疾病的肺血管改变。
4)慢性微型栓子栓塞的结果。
5)家族遗传性。文献报告25个家庭成员中有63例患肺动脉高压。有一点可以肯定,原发性肺动脉高压无先天性心肺疾患。
二、发病机制
1、肺动脉的结构和血流
1)肺动脉结构:从组织学将肺动脉分为3段:
①弹力动脉段:外径大于1mm,与支气管并行,富于环纹的弹力纤维,肌肉组织少。
②肌型动脉段:此段与毛细支气管、呼吸性毛细支气管及肺泡管并行。管壁有较多肌肉组织,管壁薄,管腔大,管壁虽有收缩和舒张功能,但阻力不大。其外径PA时血管通畅,PaPA,毛细血管被动扩张,有血液通过,在心脏舒张期,Pa降低,PaPv>PA,跨壁压为正值,肺泡血管多被扩张,这是由重力作用引起的血液流体静力效应。
③心输出量的变化对肺循环影响:肺泡血管具有极大顺应性,肺动脉压稍有升高即产生明显的被动扩张;一部分肺泡血管在心输出量和肺动脉压均正常时并不开放,而在高心输出量下,肺动脉压的轻微升高即足以使这部分血管开放,增加新的血流道路。根据Poiseuille公式R=△P/Q,肺循环血管阻力(R)与肺血流量(Q)成反比。当肺动脉压(P)不变或轻度升高,而肺血流量的增加,肺血管阻力降低或改变并不大。左向右分流的先天性心脏病早期,肺血流量增加许多但肺血管阻力不高与肺动脉压正常或稍有升高有关,这种改变和肺泡血管顺应性及血管开放不无关系。
2)肺循环的主动调节:肺循环主动调节的基础是肺血管平滑肌在神经、体液和化学因素以及血管自身调节的作用下产生舒缩反应,使血管阻力和肺动脉压力发生改变。
①肺循环神经调节:
A、肺血管的神经支配:肺血管主要由交感神经和迷走神经支配,多数神经纤维位于血管平滑肌的肌层外缘内5~10μm,较大的弹性动脉其神经分布多于肌性肺动脉;外径小于30μm of the pulmonary artery has no nerve distribution, therefore the possibility of affecting vascular resistance and changing blood flow through neural regulation at the level of pulmonary arterioles is relatively small.
B, Regulatory role of the autonomic nervous system:
The central nervous system regulates the pulmonary circulation through the autonomic nervous system. Stimulation of the thoracic vagus nerve, cervical sympathetic ganglion, and stellate ganglion can cause an increase in pulmonary artery pressure, and it has been confirmed that this increase is due to vasoconstriction of the pulmonary vessels.
C, Reflex mechanism of peripheral chemoreceptors and baroreceptors: Cutting off any link of the carotid body chemoreceptor reflex arc from the central efferent and afferent nerves can significantly enhance the pulmonary artery pressure response caused by hypoxia, thus suggesting that this reflex is involved in the regulation of the pulmonary circulation during hypoxia and has a certain degree of effect in increasing cardiac output, compensating for hypoxia, and delaying the progression of hypoxic pulmonary artery hypertension.
②Hypertonic regulation of the pulmonary circulation: Many biologically active substances are activated, inactivated, synthesized, or released in the lung, of which many biologically active substances play an important role in pulmonary vasoconstriction. In the regulation of the pulmonary circulation, especially in the regional distribution of pulmonary blood flow, humoral regulation plays an important role and does not require neural participation. Histamine release; angiotensin II; prostaglandins, especially PGF2a, PGD2; PGE2and TXA2; leukotrienes, especially LTC4and LTD4all have the effect of pulmonary vasoconstriction. The endothelial cell-derived and released endothelium-dependent relaxing factor (EDRF), which is newly discovered, can directly act on smooth muscle cells, activate intracellular soluble guanylate cyclase in smooth muscle cells, increase cGMP, and promote protein phosphorylation, thus relaxing vascular smooth muscle and dilating blood vessels. Endothelial cells can also release some growth factors that directly stimulate the hypertrophy and proliferation of vascular smooth muscle cells.
2and the basic mechanism of pulmonary artery hypertension
The basic mechanism of pulmonary artery hypertension can be simply explained by Ohm's law, Rp=(pa-pv)/Qp. Rp represents pulmonary circulation resistance; Qp represents pulmonary blood flow; pa represents the mean pulmonary artery pressure, and pv represents the mean pulmonary venous pressure. This formula can be rearranged as: pa=pv+Rp×Qp can be seen from the formula that when the pulmonary venous pressure, pulmonary vascular resistance, or pulmonary blood flow increases, the pulmonary artery pressure can also increase.
1)Increased pulmonary venous pressure: Long-term elevation of pulmonary venous pressure due to various causes can reversibly lead to increased pulmonary capillary pressure and pulmonary artery pressure. When the pulmonary capillary pressure exceeds the colloid osmotic pressure of the blood, an increased amount of fluid leaks into the tissue spaces, reducing the pulmonary compliance, leading to hypoxia in the alveoli and vasoconstriction of the pulmonary vessels, aggravating pulmonary hypertension.
2)Increased pulmonary vascular resistance: The relationship between resistance, pressure, and flow when the liquid flows through a cylindrical pipe can be described by Poiseuille's law.-suille's modified formula determines: R=(8π)(l/kr4)(η)。R represents resistance, l is the length of the pipe, r is the radius of the pipe, and η is the viscosity of the liquid. The length of the blood vessel (l) does not change significantly before and after the disease, and the main factors affecting the pulmonary vascular resistance are the changing viscosity η, the lumen radius, and the number of blood vessels.
① Änderungen der Viskosität: Die Änderungen der Viskosität werden oft durch Polycythämie verursacht, eine erhöhte Hämoglobinkonzentration führt zu einer erhöhten Viskosität, was den Widerstand der Pulmonalarterien beeinflusst. Der Widerstand der Pulmonalarterien ist in etwa logarithmisch mit der Erythrozytenkonzentration verbunden.
② Änderungen der Anzahl der Gefäße: A. Pulmonalarterienbettsreserve: Wenn die Anzahl der Pulmonalarterien reduziert wird, dehnen sich andere Pulmonalarterien kompensatorisch aus und öffnen sich. Laut Studien nimmt die Anzahl der Pulmonalarterien ab75%以上, dann kann der Ruhepulmonalarteriendruck steigen, was bedeutet, dass die Reserven des Pulmonalarterienbettes groß sind. Aber bei Neugeborenen und Babys sind die Reserven des Pulmonalarterienbettes begrenzt, was darauf zurückzuführen ist, dass die Anzahl der Pulmonalarterien bei Neugeborenen und Babys gering ist, die Wiedereröffnung der Gefäße ist begrenzt, und die Muskelwand der Pulmonalarterien ist verdickt, was die Expansion der Gefäße begrenzt und die Erhöhung des Pulmonalarterienwiderstands sowie die Pulmonalarterienhypertonie verursacht. B. Reduzierte Anzahl der Alveolararterien: Die Alveolararterien in den Alveolen, die mit den Lungenbläschen wachsen,8~10Jahren vollständig entwickelt sind, die Alveolararterien sind die Schlüsselgefäße für die Pulmonalzirkulation und den Gasaustausch. Unter normalen Bedingungen beträgt das Verhältnis von Alveolararterien zu Alveolen1∶10Die Alveolen und die Alveolararterien wachsen gleichzeitig, ihr Verhältnis ist fest, während bei Patienten mit erhöhter Pulmonalarterienwiderstand das Verhältnis von Alveolararterien zu Alveolen reduziert wird1∶30, d.h.约2/3Die Alveolen sind nicht entwickelt, der pulmonale Gefäßbett ist erheblich reduziert, was die Erhöhung der Pulmonalarterienwiderstände und die Pulmonalarterienhypertonie beschleunigt.
③ Verminderung des inneren Durchmessers des Gefäßlumens: Ob die Verminderung des inneren Durchmessers des Gefäßlumens den Anstieg des Pulmonalarteriendrucks verursacht, hängt hauptsächlich von der Anzahl und dem Schweregrad der betroffenen Gefäße ab. Die Ursachen für die Verminderung des inneren Durchmessers des Gefäßlumens sind:
A, Druck oder Kontraktion außerhalb der Gefäße: Bei Lungenödem drückt die vergrößerte rechte Herzkammer auf die Atemwege, was zu Hypoxie der Alveolen und Kontraktion der Pulmonalarterien führt.
B, Verdickung der Pulmonalarterienwand: Die Verdickung der Pulmonalarterienwand führt immer zu einer Verengung des Lumen. Die Verdickung der Muskelschicht oder die Organisation von Thromben führt zu einer asynchronen Intimawandverdickung. Eine wichtige Ursache für die Pulmonalarterienhypertonie und die Erhöhung der Pulmonalarterienwiderstände bei angeborenen Herzfehlern ist die Verdickung der Pulmonalarterienwand.
C, Erhöhte Pulmonalblutflüssigkeit: Wenn der Sog der pulmonalen Blutmenge bei angeborenen Herzfehlern mehr als das doppelte der normalen Herzminutenvolumina beträgt, kann der Pulmonalarteriendruck unverändert bleiben, was auf die kompensatorische Expansion der Pulmonalarterien zurückzuführen ist. Wenn die Sogmenge weiter zunimmt und die Grenzen der Expansion der Pulmonalarterien überschreitet, tritt eine dynamische Pulmonalarterienhypertonie auf. Es ist zu beachten, dass die Erhöhung der Pulmonalblutmenge selbst nicht unbedingt zu einer Pulmonalarterienhypertonie führt. Oft ist dies das Ergebnis einer erhöhten Widerstand durch Obstruktion oder Verengung der kleinen Pulmonalarterien, da der Widerstand der kleinen Pulmonalarterien mit dem Radius der kleinen Pulmonalarterien umgekehrt proportional ist.4Große Septaldefekte treten oft postnatal auf2Monaten zeigt sich eine deutliche Verdickung der Muskelwand der kleinen Pulmonalarterien und Verengung des Lumen.
3Pathologische Veränderungen der Pulmonalarterienhypertonie
1Die grundlegenden pathologischen Veränderungen der dynamischen Pulmonalarterienhypertonie: Die dynamische Pulmonalarterienhypertonie kann eine sklerotische Pulmonalarteriopathie verursachen, die in einem frühen Stadium durch eine hypertrophe Muskelwand der Pulmonalarterien, Muskelisierung der feinen Arterien, Proliferation der Zellintima und Verengung des Lumen gekennzeichnet ist; bei weiterem Fortschreiten der Erkrankung nimmt die数量 von Kollagen und elastischen Fasern zu, was zu einer lamellaren Intimafibrose führt, die in schweren Fällen das Lumen vollständig verengen kann. Später können sich erweiterte Veränderungen, fibrinoides Nekrose, Arteritis und die Bildung von丛样病变 ergeben.
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36.7kPa(510-56.7kPa(50mmHg),Gesamtwiderstand600~800dynscm-5