Mechanizmy kardiogenne obrzęku płuc stanowią najczęstszą przyczynę tego zagrażającego życiu stanu. Współczesne rozumienie patofizjologii wykracza poza tradycyjny model przeciążenia objętościowego, wskazując na złożone interakcje między funkcją serca, oporem naczyniowym i redystrybucją płynów1.
Podstawowe mechanizmy dysfunkcji lewej komory
Obrzęk płuc kardiogenny najczęściej jest wynikiem ostrej dekompensacji niewydolności serca. Prezentacja kliniczna charakteryzuje się rozwojem duszności związanej z szybkim gromadzeniem się płynu w śródmiąższowych i/lub pęcherzykowych przestrzeniach płuc, co jest wynikiem ostro podwyższonych ciśnień wypełniania serca2. Ostra dekompensacja niewydolności serca najczęściej wynika z upośledzenia skurczowego i/lub rozkurczowego lewej komory, z lub bez dodatkowej patologii sercowej, takiej jak choroba wieńcowa lub nieprawidłowości zastawkowe2.
Dysfunkcja skurczowa lewej komory, częsta przyczyna obrzęku płuc kardiogennego, definiowana jest jako zmniejszona kurczliwość mięśnia sercowego, która redukuje rzut serca3. Dysfunkcja rozkurczowa sygnalizuje zmniejszenie rozkurczowej podatności (compliance) lewej komory. Z powodu tej zmniejszonej podatności wymagane jest podwyższone ciśnienie rozkurczowe, aby osiągnąć podobną objętość wyrzutową3.
Współczesna teoria redystrybucji płynów
Ostatnio stało się oczywiste, że w większości przypadków obrzęk płuc nie jest spowodowany gromadzeniem płynu, ale raczej redystrybucją płynu, która jest kierowana do płuc z powodu niewydolności serca1. Na podstawie serii niedawno opublikowanych badań proponuje się, że często patogeneza obrzęku płuc jest związana z kombinacją znacznego wzrostu oporu naczyniowego ogólnoustrojowego nałożonego na niewystarczającą skurczową i rozkurczową rezerwę funkcjonalną mięśnia sercowego1.
Ten opór skutkuje zwiększonym rozkurczowym ciśnieniem lewej komory powodującym zwiększone ciśnienie żylne płucne, co daje przesunięcie płynu z przedziału wewnątrznaczyniowego do śródmiąższa płucnego i pęcherzyków, wywołując zespół obrzęku płuc1. Kluczowym mechanizmem patofizjologicznym zastoju płucnego w tym typie obrzęku jest nadpobudliwość współczulna i wynikająca z niej centralna redystrybucja objętości4.
SCAPE – zespół współczulnego obrzęku płuc
Ze względu na centralną rolę nadpobudliwości współczulnej w patofizjologii tej podgrupy pacjentów, lepszą terminologią dla zrozumienia zespołu szybko rozwijającego się, zagrażającego życiu obrzęku płuc jest „sympathetic crashing acute pulmonary edema” (SCAPE)5. Podstawowe mechanizmy patofizjologiczne są podobne do innych fenotypów zespołu ostrej niewydolności serca, jednak istnieją zauważalne różnice. Ważnymi cechami wyróżniającymi SCAPE są nieprawidłowe zwężenie naczyń wtórne do aktywacji współczulnej, przesadny stopień płucnego układu renina-angiotensyna-aldosteron oraz spadek produkcji tlenku azotu5.
Nadmierne podkreślanie roli przeciążenia objętościowego w patogenezie zespołu ostrej niewydolności serca prowadzi do nieprawidłowego leczenia podtypu SCAPE5. Obserwacja kliniczna, że leczenie rozszerzające naczynia może poprawić duszność w SCAPE bez znaczącej diurezy, doprowadziła do koncepcji, że mechanizmy naczyniowe odgrywają kluczową rolę w patofizjologii choroby i mogą prowadzić do zwiększonych rozkurczowych ciśnień wypełniania przy minimalnych zmianach całkowitej objętości organizmu4.
Mechanizmy na poziomie mikronaczyń
U pacjentów z obrzękiem płuc kardiogennym wzrost ciśnienia żylnego płucnego i lewego przedsionka, który najczęściej występuje z powodu podwyższonego ciśnienia wypełniania lewej komory, powoduje wzrost ciśnienia hydrostatycznego włośniczek płucnych6. Ostry wzrost ciśnienia w tętniczkach włośniczkowych płucnych (tj. powyżej 18 mm Hg) może zwiększyć filtrację płynu do śródmiąższa płuc, ale usuwanie limfatyczne nie zwiększa się odpowiednio. W rezultacie obrzęk płuc może wystąpić przy ciśnieniu włośniczkowym płucnym tak niskim jak 18 mmHg6.
Gdy ciśnienie żylne płucne wzrasta, ciśnienia te przeważają nad barierami i płyn wchodzi do pęcherzyków, gdy ciśnienie przekracza 25 mmHg7. Obrzęk płuc kardiogenny jest zwykle spowodowany przeciążeniem objętościowym lub upośledzeniem funkcji lewej komory7.
Zjawisko „stress failure”
Chociaż obrzęk płuc kardiogenny zwykle występuje bez zmiany przepuszczalności bariery pęcherzykowo-włośniczkowej, przepuszczalność ściany włośniczkowej może być również dotknięta podczas tego stanu8. Nagły wzrost ciśnienia hydrostatycznego włośniczek płucnych (tj. błyskawiczny obrzęk płuc) może spowodować mechaniczne uszkodzenie bariery pęcherzykowo-włośniczkowej poprzez proces znany jako „stress failure”8.
Uszkodzenie stresowe włośniczek płucnych reprezentuje proces, który zaciera rozróżnienie między obrzękiem płuc wysokociśnieniowym i niskociśnieniowym, ponieważ uszkodzenie błony pęcherzykowo-włośniczkowej przez wysokie ciśnienia hydrostatyczne może uczynić ją bardziej przepuszczalną dla płynu i białek910. Powstały płyn obrzękowy ma wyższe stężenie białka niż można by oczekiwać w konwencjonalnym obrzęku płuc wysokociśnieniowym10.
Rola arytmii i zaburzeń zastawkowych
Nowo powstałe szybkie migotanie przedsionków i częstoskurcz komorowy mogą być odpowiedzialne za obrzęk płuc kardiogenny3. Podwyższone ciśnienie tętnicze ogólnoustrojowe można uznać za etiologię niedrożności odpływu z lewej komory, ponieważ zwiększa opór ogólnoustrojowy przeciwko funkcji pompowej lewej komory3.
Różnorodność stanów lub zdarzeń może spowodować obrzęk płuc kardiogenny w przypadku braku choroby serca, w tym pierwotne przeciążenie płynami (np. z powodu transfuzji krwi), ciężkie nadciśnienie, zwężenie tętnicy nerkowej i ciężką chorobę nerek2.
Błyskawiczny obrzęk płuc
„Błyskawiczny” obrzęk płuc to termin używany do opisania szczególnie dramatycznej formy kardiogennego pęcherzykowego obrzęku płuc11. W „błyskawicznym” obrzęku płuc podstawowe zasady patofizjologiczne, czynniki etiologiczne i początkowe strategie leczenia są podobne do tych w mniej ciężkiej ostrej dekompensacji niewydolności serca, chociaż istnieje większy stopień pilności we wdrażaniu terapii początkowych i poszukiwaniu przyczyn wyzwalających11.
Często „błyskawiczny” obrzęk płuc jest związany z nagłym wzrostem lewostronnych wewnątrzsercowych ciśnień wypełniania w przypadku ostrego nadciśnienia, ostrego niedokrwienia, nowo powstałej tachyarytmii lub obturacyjnej choroby zastawkowej11. Oprócz standardowych terapii dla obrzęku płuc kardiogennego, ten stan dobrze reaguje na kombinację rozszerzaczy żylnych i tętniczych11.
Mechanizmy kompensacyjne i ich dekompensacja
Mechanizmy kompensacyjne aktywowane podczas niewydolności serca powodują retencję sodu i wody12. Retencja sodu i wody zwiększa objętość krążącą i ciśnienie żylne, prowadząc do przesączania płynów w jamach ciała (wysięk) lub śródmiąższu (obrzęk)12. Układ renina-angiotensyna-aldosteron zwiększa retencję soli i płynów, co początkowo zwiększa preload, objętość końcoworozkurczową, objętość wyrzutową i tym samym rzut serca poprzez mechanizm Franka-Starlinga, ale z czasem prowadzi do rozszerzenia serca i zmniejszenia kurczliwości i rzutu serca, wraz z zastoje żył płucnych i ogólnoustrojowych z towarzyszącym obrzękiem tkanek13.


















