1964年，Greenfield等首要报导大潮气量、高压力机械通气可改动狗正常肺安排表面张力。1967年，美国学者Ashbaugh等初次对急性呼吸困顿综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）进行描绘报导。随后，很多动物及临床临究发现，不妥的机械通气或许会导致或加剧肺损害，称之为呼吸机相关肺损害（ventilator associated lung injury，VALI）。它阅历了肺气压伤、容积伤、萎陷伤及生物伤等阶段。现在VALI发作机制尚不清晰，肺生物伤作为VALI的一种临床类型，表现为机械通气时肺安排发作并开释很多炎症介质，而且这些炎症介质会随血液循环进入远隔器官，与ARDS患者多器官功用衰竭及病死率密切相关。迄今为止，虽然没有任何一种炎症介质能够将VALI与其他原因引起的肺损害差异开来，但咱们能够经过炎症介质水平的改动点评机械通气对VALI的影响。
1 机械通气对正常肺安排（或离体肺安排）炎症介质的影响
1.1高通气压力对炎症介质的影响 机械通气可导致正常肺安排损害，称为呼吸机诱导肺损害。这种损害最早来源于动物试验。2001年Imanaka等对健康鼠别离采纳高压（气道峰压45cmH2O，n=23）或低压（气道峰压7 cm H2O，n=13）进行机械通气，40 min后测定支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）及肺安排中炎症介质，成果发现高压通气组鼠BALF中肺巨噬细胞表达细胞黏附分子-1（intercellular adhesionmolecule-1，ICAM-1）及巨噬细胞抗原复合体-1（macrophage antigen compound-1，Mac-1）均显着高于低压通气组，且肺安排中转化生长因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）mRNA表达亦高于低压通气组。一起，他们观察到高压通气可导致氧合下降、肺泡壁结构损坏及肺泡腔中性粒细胞滋润。ICAM-1、Mac-1分归于免疫球蛋白超宗族及整合素宗族，当中性粒细胞被激活时其开释添加。而TGF-β1往往决议细胞对损害的反响，因其可导致肺安排纤维化。由此估测，高压通气对肺安排形成损害或许是因为肺泡内皮细胞发作应力衰竭，基底膜开裂，一方面导致肺毛细血管通透性添加，肺泡内蛋白渗出添加，肺水肿加剧；另一方面导致中性粒细胞趋化，发作及开释炎症介质。
1.2大潮气量对炎症介质的影响 与气道压力过高会对肺安排发作损害类似，大潮气量通气相同会对肺安排发作损害，称之为容积伤。有人以为，潮气量过大是导致肺损害的独立危险要素。研讨显现，对离体无灌注的肺安排进行机械通气，发现大潮气量零呼气末正压（ZEEP）组肺泡腔内肿瘤坏死因子α（TNFα）、白介素1β（IL-1β）、IL-6、IL-10、巨噬细胞炎症蛋白-2（MIP-2）及干扰素7均较小潮气量高呼气末正压（PEEP）组或小潮气量ZEEP组显着升高。随后一项临床随机对照研讨标明，对心肺转流术后冠脉搭桥患者进行机械通气，6h后大潮气量低PEEP组BALF及血浆中IL-6、IL-8均高于小潮气量高PEEP组。近期对肺功用正常患者的研讨显现，机械通气后12 h，损害性肺通气组（潮气量10～12 ml/kg，PEEP=5 cm H2O）及维护性肺通气组（潮气量5～7 ml/kg，PEEP=5 cm H2O）血液中TNF-α与IL-8水平较前无显着改动，且两组间比较亦无显着差异。大潮气量通气组患者BALF中TNF-α及IL-8水平在机械通气12 h后较根底状况均有显着升高，而小潮气量通气组患者BALF中上述炎症介质水平随机械通气时刻呈下降趋势，且经过尿素规范化处理后发现，两组患者BALF中TNF-α与IL-8水平在机械通气12 h后差异具有统计学含义。新近加拿大一项大型临床研讨标明，大潮气量通气是患者多脏器功用衰竭及长ICU住院时刻的独立危险要素。
1.3 PEEP对炎症介质的影响 除高通气压力、大潮气量会对肺安排发作损害外，小潮气量ZEEP通气可导致肺泡周期性陷闭，类似于ARDS时发作的剪切伤，这种通气方法导致鼠BALF中TNF-α、MIP-2及IL-6增多；而在大潮气量通气时，肺泡过度扩张较周期性陷闭对肺损害影响更大。上述现象亦可见于类似动物研讨。由此能够看出，ZEEP可加剧肺损害，而与之比较，潮气量对肺损害影响更大。
与ZEEP致肺泡周期性开闭导致剪切伤不同，高PEEP可确保肺泡处于敞开状况。而高PEEP是否会对VALI形成影响呢?最近研讨标明，猪正常肺安排在承受小潮气量高PEEP通气时，BALF中TNF-γ，IL-1β、IL-6及IL-8较大潮气量低PEEP或小潮气量低PEEP时显着添加，而IL-10、IL-12在三组中差异无统计学含义。该研讨提示，PEEP过高或许是导致或加剧VALI的另一要素。
1.4 自主呼吸对炎症介质的影响 国内学者对健康兔肺安排进行机械通气的研讨发现，自主呼吸组兔肺安排IL-6、IL-10、TNF-α、IL-1β mRNA表达显着低于操控通气组，其病理肺损害评分亦显着低于操控通气组。据此估测保存自主呼吸或许会下降VALI的发作。剖析其下降VALI发作的要素包含：①自主呼吸经过添加跨肺压削减重力依靠区肺不张的发作，改进气体散布；②自主呼吸可添加呼气末肺容积，削减肺泡周期性复张和陷闭，能下降肺萎陷伤的发作；③保存了自身的肺安排维护机制，如黑-伯反射（Hering-Breer reflex），能防止肺泡的过度充气和萎陷。
2 机械通气对ALI/ARDS肺安排炎症介质的影响
ARDS肺安排病变的特色为不均一性，肺重力依靠区病变显着重于非重力依靠区，病变首要表现为实变或不张，这种病理生理改动使ARDS肺安排在机械通气时更易发作VALI。与ARDS所造成的严峻呼吸衰竭比较，ARDS患者更多地死于多器官功用衰竭，这或许与ARDS自身或机械通气导致全身炎症反响有关。
2.1 肺维护性通气对炎症介质的影响 Ranieri等将44例ARDS患者随机分为传统机械通气组（潮气量11.1 ml/kg，PEEP=6.5 cm H2O，n=19）及肺维护性通气组（潮气量7.6 ml/kg，PEEP=14.8 cm H2O，n=18），成果显现，传统通气组患者BALF中多形核细胞、IL-1β、TNF-α、IL-6、sTNFrⅠ、sTNFrⅡ、IL-1Ra及血浆TNF-α、IL-6、sTNFrⅠ、sTNFrⅡ随机械通气时问显着升高，而肺维护性通气组患者BALF及血浆中炎症介质水平随机械通气时刻显着下降，且机械通气36 h后，除BALF中IL-1Ra外，其他炎症介质水平不管在BALF仍是血浆中，肺维护性通气组均显着低于传统通气组。该工作小组最近研讨发现，传统通气组血浆SP-D及KL-6水平随机械通气时刻延伸显着升高，而肺维护性通气组上述两种蛋白水平无显着改动，且该研讨亦证明血浆SP-D及KL-6水平与ARDS患者临床转归有关。还有小型单中心研讨发现，机械通气6h后肺维护性通气组（潮气量6 ml/kg，PEEP=15 cm H2O）患者血浆IL-6、IL-10、TNF-α、IL-1Ra即显着低于大潮气量通气组（潮气量12 ml/kg，PEEP=5 cm H2O）。随后ARDSnet多中心随机对照研讨标明，小潮气量通气可使ARDS患者病死率下降22%。后续研讨显现，血浆IL-6、IL-8、sTNFr Ⅰ、sTNFrⅡ及SP-D水平与ARDS患者预后密切相关。其间上述生物学目标或许为前炎反响目标（如IL-6、IL-8、IL-1β等），或许为抗炎反响目标（如sTNFr、IL-10、IL-1Ra等），或许为肺泡上皮损害目标（SP-D、KL-6等），且当承受损害性机械通气时上述目标水平会发作相应改动，它们能够作为VALI的生物标志物以点评ARDS患者VALI的发作。
2.2肺维护性通气联合体外二氧化碳铲除术对炎症介质的影响 越来越多的研讨成果支撑ARDS时约束潮气量小于6 ml/kg、渠道压低于30 cm H2O的肺维护性通气战略。但是Hager等研讨标明，即便按上述规范严厉约束潮气量及渠道压，仍有部分患者呈现容积伤，据此提出若能使渠道压进一步下降则患者会获益更多。2009年意大利学者在潮气量小于6 ml/kg情况下，依据渠道压水平将32例ARDS患者分为2组：一组25 cmH2O渠道压＜28 cm H2O（n=22），一组28 cmH20≤渠道压≤30 cm H2O（n=10），前者从头到尾承受肺维护性通气战略，后者则逐步下调潮气量，以使渠道压降至25～28 cm H2O，由此导致的高碳酸血症到达pH＜7. 25者（n=10）承受体外二氧化碳铲除术。成果显现，下降渠道压后72 h患者BALF中IL-6、IL-8、IL-1β及IL-1Ra均显着下降（P =0. 001）。以上研讨成果标明，在必定范围内，潮气量、渠道压越低，VALl发作的危险就越低。
2.3 自主呼吸对炎症介质的影响 国外学者Saddy等研讨显现，机械通气时保存自主呼吸ARDS鼠肺安排表达TNF-α、IL-6、TGF-β1及干扰素γ较操控通气组显着下降，与国内学者夏金根等对健康兔肺安排进行机械通气的成果类似。保存自主呼吸下降肺安排炎症介质水平的或许机制同前文。
2.4肌松剂对炎症介质的影响 欧洲学者对36例ARDS患者给予深度冷静，使Ramsey评分达6级，彻底按捺患者自主呼吸，成果发现随机分组后48 h，使用顺阿曲库铵组患者较安慰剂组血清及BALF中IL-6、IL-1β水均匀显着下降，且该工作组最近一项大型多中心研讨显现，在ARDS前期使用肌松剂可改进ARDS患者预后。剖析肌松剂改进预后的要素包含：改进机械通气时人机协调性，下降氧耗费，改进氧合，并以为肌松剂自身即具有抗炎效果。
综上，气道压力、潮气量、PEEP等在机械通气时均会对肺部乃至全身炎症介质水平发作影响，不管关于正常肺安排仍是急性肺损害/ARDS肺安排，采纳肺维护性通气战略乃至联合体外二氧化碳铲除技能的超级肺维护性通气战略可削减肺安排及血中炎症介质的发作，其间IL-6、IL-8、sTNFr Ⅰ、SP-D、KL-6水平与ARDS患者预后密切相关。自主呼吸及肌松剂对炎症介质的影响现在没有彻底清晰，需进一步动物及临床研讨加以讨论。
