肺灌流制限の主な原因とメカニズム

肺で適切なガス交換が行われるためには、肺胞の周囲にある毛細血管床と空気が十分に接触し、酸素と二酸化炭素が毛細血管膜を通って交換される必要があります。灌流制限とは、肺胞周囲の毛細血管への血流が不十分である状態を指し、ガス交換が阻害されます。以下に、灌流制限を引き起こす主な原因をまとめます。

1. 塞栓（エンボリ）が最も一般的な原因

エンボリとは、血流中に溶解せずに残る異物のことです。血管を閉塞し、血流と灌流を制限します。代表的なエンボリは血栓、脂肪滴、細胞組織、ガス泡、細菌や寄生虫などです。肺血栓塞栓症は血液凝固異常や血管壁の損傷、凝固促進薬の使用が原因で起こります。長骨骨折後に骨髄が血流に入り脂肪塞栓が生じることや、急性膵炎、脂肪注入、脂肪吸引、心肺バイパス手術でも脂肪塞栓が報告されています。帝王切開や自然分娩時に胎児由来の羊水が母体血流に混入し、羊水塞栓を起こすこともあります。

2. 肺動脈圧の変動

肺動脈は心臓から低酸素血を肺へ運ぶ唯一の動脈です。肺動脈の圧が上昇すると血管が狭まり、逆に圧が低下すると血流自体が減少します。動脈狭窄、心拍出量低下、全身血液量減少などが肺動脈圧に影響し、結果として肺灌流が制限されます。

3. 急性呼吸窮迫症候群（ARDS）

ARDSは急激に肺機能が障害される状態で、灌流障害を伴います。主なメカニズムは以下の通りです。

• 急性肺血管収縮（低酸素血症に対する反応）による肺高血圧。
• 外傷などによる肺挫傷で毛細血管が直接損傷。
• 肺水腫：毛細血管から肺胞へ液体が漏れ込み、灌流低下とガス拡散障害を同時に引き起こす。

4. 慢性肺疾患

長期間にわたる肺の疾患も灌流を妨げます。

• 肺気腫：肺組織の弾性が失われ、肺胞壁と毛細血管が破壊される。
• 肺線維症：肺胞毛細血管膜が肥厚し、毛細血管床が減少する。原因は遺伝的要因、薬剤・放射線、膠原病など。
• 稀な疾患として、気管支肺癌やヒストプラズマ症が灌流障害を起こすことがあります。

5. 人工呼吸（機械的換気）

医療現場で行われる機械的換気は、過度のガス圧や大容量の空気で肺胞を過膨張させ、毛細血管への血流を妨げることがあります。また、腹腔鏡手術で二酸化炭素を注入して腹部を膨らませると、肺底部が圧迫され灌流が低下します。