CPE skyldes forhøjet hydrostatisk tryk i pulmonalkapillærerne, der fører til transsudation af væske i det pulmonale interstitium og alveolerne. Det forhøjede LA-tryk øger det pulmonale venøse tryk og trykket i lungemikrovaskulaturen, hvilket resulterer i et lungeødem.
Mekanisme for CPE
Pulmonalt kapillært blod og alveolær gas er adskilt af den alveolær-kapillære membran, som består af tre anatomisk forskellige lag: (1) det kapillære endotel; (2) interstitium, som kan indeholde bindevæv, fibroblaster og makrofager; og (3) det alveolære epitel.
Væskeudveksling finder normalt sted mellem vaskulærbedet og interstitium. Lungeødem opstår, når nettoflowet af væske fra vaskulaturen til det interstitielle rum øges. Starling-forholdet bestemmer væskebalancen mellem alveolerne og vaskulærbedet. Nettoflowet af væske gennem en membran bestemmes ved at anvende følgende ligning:
Q = K(Pcap – Pis) – l(Pcap – Pis),
hvor Q er nettofiltrering af væske; K er en konstant kaldet filtreringskoefficienten; Pcap er det hydrostatiske tryk i kapillæret, som har tendens til at tvinge væske ud af kapillæret; Pis er det hydrostatiske tryk i den interstitielle væske, som har tendens til at tvinge væske ind i kapillæret; l er reflekskoefficienten, som angiver kapillarvæggens effektivitet med hensyn til at forhindre proteinfiltrering; det andet Pcap er det kolloid osmotiske tryk i plasma, som har tendens til at trække væske ind i kapillæret; og det andet Pis er det kolloid osmotiske tryk i den interstitielle væske, som trækker væske ud af kapillæret.
Nettofiltreringen af væske kan øges med ændringer i forskellige parametre i Starling-ligningen. CPE opstår overvejende sekundært til LA-udstrømningsforringelse eller LV-dysfunktion. For at der kan udvikles et lungeødem sekundært til øget pulmonalkapillært tryk, skal det pulmonale kapillærtryk stige til et niveau, der er højere end det osmotiske plasmakolloidtryk. Det pulmonale kapillærtryk er normalt 8-12 mm Hg, og det kolloid osmotiske tryk er 28 mm Hg. Et højt pulmonalkapillært kiletryk (PCWP) er ikke altid tydeligt ved konstateret CPE, fordi det kapillære tryk kan være vendt tilbage til det normale, når målingen foretages.
Lymfatik
Lymfatikkerne spiller en vigtig rolle i opretholdelsen af en passende væskebalance i lungerne ved at fjerne solutater, kolloid og væske fra det interstitielle rum med en hastighed på ca. 10-20 mL/h. En akut stigning i det pulmonale arterielle kapillærtryk (dvs. til >18 mm Hg) kan øge filtreringen af væske i lungernes interstitium, men den lymfatiske fjernelse øges ikke tilsvarende. I modsætning hertil kan den lymfatiske fjernelse i tilfælde af kronisk forhøjet LA-tryk være så høj som 200 mL/h, hvilket beskytter lungerne mod lungeødem.
Stadier
Progressionen af væskeophobning ved CPE kan identificeres som tre forskellige fysiologiske stadier.
Stadie 1
I stadie 1 forårsager forhøjet LA-tryk distension og åbning af små lungekar. I dette stadium forringes blodgasudvekslingen ikke, eller den kan endog forbedres en smule.
Stadie 2
I stadie 2 flytter væske og kolloid ind i lungeinterstitiet fra de pulmonale kapillærer, men en indledende stigning i den lymfatiske udstrømning fjerner væsken effektivt. Den fortsatte filtrering af væske og opløste stoffer kan overvælde lymfekarrenes dræningskapacitet. I dette tilfælde samler væsken sig i første omgang i det relativt eftergivelige interstitielle kompartment, som generelt er det perivaskulære væv i de store kar, især i de afhængige zoner.
Ansamlingen af væske i interstitium kan kompromittere de små luftveje, hvilket fører til let hypoxæmi. Hypoxæmi i dette stadium er sjældent af tilstrækkelig størrelse til at stimulere tachypnø. Tachypnø i dette stadium er hovedsagelig et resultat af stimulering af juxtapulmonale kapillære (J-type) receptorer, som er ikke-myeliniserede nerveender placeret nær alveolerne. J-type receptorer er involveret i reflekser, der modulerer respiration og hjertefrekvens.
Stadie 3
I stadie 3, hvor væskefiltreringen fortsætter med at stige, og fyldningen af det løse interstitielle rum sker, ophobes væske i det relativt ueftergivelige interstitielle rum. Det interstitielle rum kan indeholde op til 500 mL væske. Ved yderligere ophobninger krydser væsken det alveolære epithel ind i alveolerne, hvilket fører til alveolær oversvømmelse. På dette stadium kan der konstateres abnormiteter i gasudvekslingen, vitalkapaciteten og andre respiratoriske volumener er væsentligt reduceret, og hypoxæmien bliver mere alvorlig.
Hjerteforstyrrelser, der manifesterer sig som CPE
Atriel udstrømningsobstruktion
Dette kan skyldes mitralstenose eller, i sjældne tilfælde, atrialt myxom, trombose i en proteseklap eller en medfødt membran i venstre atrium (f.eks. cor triatriatum). Mitralstenose er normalt et resultat af reumatisk feber, hvorefter den gradvist kan forårsage lungeødem. Andre årsager til CPE ledsager ofte mitralstenose ved akut CPE; et eksempel er nedsat LV-fyldning på grund af takykardi ved arytmi (f.eks. atrieflimren) eller feber.
LV systolisk dysfunktion
Systolisk dysfunktion, en almindelig årsag til CPE, defineres som nedsat myokardisk kontraktilitet, der reducerer hjertets output. Faldet i cardiac output stimulerer sympatikusaktivitet og blodvolumenudvidelse ved at aktivere renin-angiotensin-aldosteronsystemet, hvilket forårsager forværring ved at nedsætte LV-fyldningstiden og øge det kapillære hydrostatiske tryk.
Chronisk LV-svigt er normalt et resultat af kongestiv hjertesvigt (CHF) eller kardiomyopati. Årsager til akutte eksacerbationer omfatter følgende:
-
Akut myokardieinfarkt (MI) eller iskæmi
-
Patientens manglende overholdelse af diætrestriktioner (f.eks. saltrestriktioner i kosten)
-
Patientens manglende overholdelse af medicinering (f.eks, diuretika)
-
Svær anæmi
-
Sepsis
-
Thyrotoksicose
-
Myokarditis
-
Myokardie-toksiner (f.eks, alkohol, kokain, kemoterapeutiske midler som doxorubicin , trastuzumab )
-
Chronisk klapsygdom, aortastenose, aortisk regurgitation, og mitralregurgitation
LV diastolisk dysfunktion
Iskæmi og infarkt kan forårsage LV-diastolisk dysfunktion ud over systolisk dysfunktion. Med en lignende mekanisme inducerer myokardiekontusion systolisk eller diastolisk dysfunktion.
Diastolisk dysfunktion signalerer et fald i LV’s diastoliske distensibilitet (compliance). På grund af denne nedsatte eftergivelighed kræves der et forhøjet diastolisk tryk for at opnå et tilsvarende slagvolumen. På trods af normal LV-kontraktilitet genererer det reducerede cardiac output sammen med et for højt endediastolisk tryk et hydrostatisk lungeødem. Diastoliske abnormiteter kan også være forårsaget af konstriktiv perikarditis og tamponade.
Dysrytmier
Nyopstået hurtigt atrieflimmer og ventrikulær takykardi kan være årsag til CPE.
LV-hypertrofi og kardiomyopatier
Disse kan øge LV-stivhed og enddiastolisk tryk, med lungeødem som følge af øget kapillært hydrostatisk tryk.
LV-volumenoverbelastning
LV-volumenoverbelastning forekommer i en række forskellige kardiale eller nonkardiale tilstande. Kardiale tilstande er ventrikelseptumruptur, akut eller kronisk aortainsufficiens og akut eller kronisk mitralregurgitation. Endokarditis, aortadissektion, traumatisk ruptur, ruptur af en medfødt klapfenestration og iatrogene årsager er de vigtigste ætiologier til akut aortisk regurgitation, der kan føre til lungeødem.
Ventrikelseptumruptur, aortainsufficiens og mitralregurgitation forårsager forhøjelse af LV-enddiastolisk tryk og LA-tryk, hvilket fører til lungeødem. LV-udløbsobstruktion, som f.eks. forårsaget af aortastenose, giver forhøjet enddiastolisk fyldningstryk, forhøjet LA-tryk og forhøjet pulmonalkapillærtryk.
En vis natriumretention kan forekomme i forbindelse med LV systolisk dysfunktion. Under visse tilstande, såsom primære nyresygdomme, kan natriumretention og volumenoverbelastning imidlertid spille en primær rolle. CPE kan forekomme hos patienter med hæmodialyseafhængig nyresvigt, ofte som følge af manglende overholdelse af kostrestriktioner eller manglende overholdelse af hæmodialysesessioner.
Myokardieinfarkt
En af de mekaniske komplikationer ved MI kan være ruptur af ventrikelseptum eller papillærmuskel. Disse mekaniske komplikationer øger volumenbelastningen væsentligt i den akutte situation og kan derfor forårsage lungeødem.
LV-udløbsobstruktion
Akut obstruktion af aortaklappen kan forårsage lungeødem. Aortastenose som følge af en medfødt lidelse, forkalkning, proteseklapdysfunktion eller reumatisk sygdom har dog normalt et kronisk forløb og er forbundet med hæmodynamisk tilpasning af hjertet. Denne tilpasning kan omfatte koncentrisk LV-hypertrofi, som i sig selv kan forårsage lungeødem ved hjælp af LV-diastolisk dysfunktion. Hypertrofisk kardiomyopati er en årsag til dynamisk LV-udløbsobstruktion.
Et forhøjet systemisk blodtryk kan betragtes som en ætiologi for LV-udløbsobstruktion, fordi det øger den systemiske modstand mod venstre ventrikels pumpefunktion.