一、發病原因
肺動脈高壓常見于先天性心臟病、新生兒持續肺動脈高壓、缺氧性疾患(如支氣管哮喘、嬰幼兒肺炎、高原性心臟病及支氣管發育不良等)和原發性肺動脈高壓等。
1、分類
(1)按病因分：
①原發性肺動脈高壓：指引起肺動脈高壓的原因不明。
②繼發性肺動脈高壓：指肺動脈高壓有原因可查。小兒最常見的原因為先天性心臟病，特別是左向右分流組中大型室間隔缺損，動脈導管未閉等。
(2)按程度劃分：
一般為大多數學者接受的劃分方法有：
①肺動脈收縮壓：4～5.3kPa(30～40mmHg)時為輕度;5.3～9.3kPa(40～70mmHg)為中度;>9.3kPa(>70mmHg)以上為重度。
②以肺動脈收縮壓和體動脈收縮壓的比例(Pp/Ps)來劃分：Pp/Ps<0.45為輕度;Pp/Ps 0.45～0.75為中度;Pp/Ps>0.75為重度。
(3)按血流動力學特點分為：
①被動性肺動脈高壓：由于左房壓和肺靜脈壓升高，通過肺微血管影響到肺動脈造成肺動脈高壓，如左心衰竭、二尖瓣疾病、三房心、肺靜脈阻塞病。
②動力性肺動脈高壓：由于肺動脈的高血流引起肺動脈壓力升高，如左向右分流型先天性心臟病。
③反應性肺動脈高壓：肺小動脈痙攣、動脈壁肌肉肥厚或收縮引起肺血管阻力升高，如肺源性心臟病、原發性肺動脈高壓。
④閉塞性肺動脈高壓：主要是由于肺動脈栓塞。不同程度的肺動脈閉塞和肺血管床減少、肺動脈血管內皮增生、平滑肌肥大、膠原堆積、管腔變窄，是各種肺動脈高壓晚期共同病理表現。
2.繼發性肺動脈高壓病因
根據流體力學原理，肺動脈壓與肺靜脈壓，肺血管阻力和肺血流量有關，可以公式表示即：pa = pv+Rp.Qp。式中pa指肺動脈壓，pv為肺靜脈壓，Rp為肺血管阻力，Qp為肺血流量。凡引起pa 、Rp和Qp增加的因素均可致肺動脈高壓。
(1)肺血流量增加：
左向右分流的先天性心臟病，如房間隔缺損、室間隔缺損、動脈導管未閉、房室通道、永存動脈干及單心室等，此類疾病所致肺動脈高壓系由于Qp增加而引起。
(2)肺血管病：
主要由肺血管阻力(Rp)增加所致。
①彌漫性肺栓塞病：如血栓、膿栓、羊水栓塞、血紅蛋白鐮狀細胞病的原發性肺動脈血栓形成。
②肺動脈炎：由大動脈炎、雷諾綜合征、硬皮病、系統性紅斑狼瘡、多發性肌炎、皮肌炎、嗜伊紅細胞增多綜合征、結節性動脈炎等累及肺動脈所致。
(3)肺部疾病：
①慢性阻塞性肺部疾病(COPD)：見于支氣管哮喘、肺氣腫、慢性支氣管炎。
②彌漫性間質性或肺泡性疾病：如特發性肺含鐵血黃素沉著癥、結節病、肉芽腫病、肺間質纖維化，肺泡蛋白沉著癥、肺泡微石癥。
③肺泡通氣不足：原發性及神經肌肉性肺泡通氣不足。
(4)高原性肺動脈高壓。
(5)肺靜脈性高壓：
前已述及當pv升高時，pa也必然升高。引起肺靜脈高壓的疾病見于三房心、二尖瓣狹窄、完全性肺靜脈異位引流伴肺靜脈梗阻等。
3.原發性肺動脈高壓病因
本病病因不清，可能是一種先天性多種因素共同作用的結果：
(1)類似于原發性高血壓，屬于神經-體液性疾病。
(2)肺動脈炎的繼發性血管病變。
(3)膠原性(結締組織)疾病的肺血管改變。
(4)慢性微型栓子栓塞的結果。
(5)家族遺傳性。文獻報告25個家庭成員中有63例患肺動脈高壓。有一點可以肯定，原發性肺動脈高壓無先天性心肺疾患。
二、發病機制
1.肺動脈的結構和血流
(1)肺動脈結構：
從組織學將肺動脈分為3段：
①彈力動脈段：外徑大于1mm，與支氣管并行，富于環紋的彈力纖維，肌肉組織少。
②肌型動脈段：此段與毛細支氣管、呼吸性毛細支氣管及肺泡管并行。管壁有較多肌肉組織，管壁薄，管腔大，管壁雖有收縮和舒張功能，但阻力不大。其外徑<1mm。
③微小動脈段：自肺泡管而下，入肺泡壁外徑<80μm，肌層缺如，僅留內皮細胞層。
(2)肺血流分布：
主肺動脈短而粗，距離右心室底部不到4cm，即分成左右兩支，右肺動脈占全部血流55%，左肺動脈占45%。
2.肺循環的調節
肺循環是一個相對低壓力，低阻力和擴張性大的系統。在肺循環的調節中，被動調節占有相當重要位置，其次為主動調節和體液調節。
(1)肺循環的被動調節;
影響較大的因素是血液流體靜力壓和心輸出量。
①血液流體靜力壓：
肺血管分2類：一類為肺泡血管(alveolar vessels)，直接處于肺泡壓影響下，主要是肺毛細血管;另一類為肺泡外血管(extra-alveolar vessels)，包括肺實質內血管與肺實質外血管。其中肺泡血管和肺實質內血管都受血液流體靜力壓與肺充氣狀態的影響。正常人直立時，肺尖部比肺底部大約高30cm，由于血液受重力作用，肺底部血管內液體靜力壓比肺尖部高3.1kPa(23mmHg)，這一壓力差使全肺的血液自上而下逐漸增多，上下相差可達5～10倍，這就會影響肺泡血管內壓及其與肺泡壓間的壓差而影響肺血流的分布。根據West離體肺灌流制備實驗結果將肺自上而下分為3個區帶(zone)，PA、Pa 、Pv分別表示肺泡壓，肺泡血管動脈端壓力和靜脈端壓力。一般情況下Pa>PA，血液推動壓為正值;而肺泡血管是否能保持通暢則決定于跨壁壓(Pa-PA)，Pa> PA時血管通暢，Pa PA，毛細血管被動擴張，有血液通過，在心臟舒張期，Pa降低，Pa< PA肺泡血管受壓而閉合，血液停止通過，因此血液在肺中部呈間斷性流動。第三區帶(肺下部)，由于重力作用而產生的血液流體靜力壓效應，使Pa>Pv>PA，跨壁壓為正值，肺泡血管多被擴張，這是由重力作用引起的血液流體靜力效應。
②心輸出量的變化對肺循環影響：
肺泡血管具有極大順應性，肺動脈壓稍有升高即產生明顯的被動擴張;一部分肺泡血管在心輸出量和肺動脈壓均正常時并不開放，而在高心輸出量下，肺動脈壓的輕微升高即足以使這部分血管開放，增加新的血流道路。根據Poiseuille公式R=△P/Q，肺循環血管阻力(R)與肺血流量(Q)成反比。當肺動脈壓(P)不變或輕度升高，而肺血流量的增加，肺血管阻力降低或改變并不大。左向右分流的先天性心臟病早期，肺血流量增加許多但肺血管阻力不高與肺動脈壓正常或稍有升高有關，這種改變和肺泡血管順應性及血管開放不無關系。
(2)肺循環的主動調節：
肺循環主動調節的基礎是肺血管平滑肌在神經、體液和化學因素以及血管自身調節的作用下產生舒縮反應，使血管阻力和肺動脈壓力發生改變。
①肺循環神經調節：
A.肺血管的神經支配：肺血管主要由交感神經和迷走神經支配，多數神經纖維位于血管平滑肌的肌層外緣內5～10μm，較大的彈性動脈其神經分布多于肌性肺動脈;外徑小于30μm的肺動脈無神經分布，因此肺小動脈水平通過神經調節影響血管阻力和改變血流的可能性較小。 B.自主神經系統的調節作用：中樞神經系統通過自主神經對肺循環進行調節。刺激胸部迷走交感神經、頸交感神經節和星狀神經節能引起肺動脈壓升高，并證實這種升高由于肺血管收縮引起。 C.外周化學感受器和壓力感受器的反射機制：從中樞傳出神經和傳入神經的任何一個環節切斷頸動脈體化學感受器反射弧，均可使缺氧引起的肺動脈壓反應明顯增強，從而提出該反射參與缺氧時肺循環的調節，并在一定程度上具有增加心輸出量，代償缺氧，阻延缺氧性肺動脈高壓發展進程的作用。
②肺循環的體液調節：
許多生物活性物質在肺內被激活、滅活、合成或釋放，其中許多生物活性物質對肺血管舒縮有重要作用。在肺循環的調節中尤其在區域性肺血流量分布方面，體液調節起重要作用，而且不需要神經參與。組胺釋放;血管緊張素Ⅱ;前列腺素，尤其是PGF2a、PGD2、PGE2和TXA2;白三烯特別是LTC4、LTD4等均具有肺血管收縮作用。新近發現的內皮細胞產生和釋放的內皮依賴性舒張因子(EDRF)，可直接作用于平滑肌細胞，激活平滑肌細胞胞漿內可溶性與苷酸環化酶，使cGMP增多，促進蛋白質磷酸化從而使血管平滑肌松弛和血管擴張。內皮細胞還可以釋放一些生長因子，直接刺激血管平滑肌細胞肥大和增殖。
3.肺動脈高壓的基本機制
肺動脈高壓基本機制可簡單地用Ohm定律解釋，Rp= (pa-pv)/Qp 。Rp代表肺循環阻力;Qp代表肺血流;pa代表肺動脈平均壓，pv代表肺靜脈平均壓。此公式經整理可為： pa=pv+Rp.Qp 從公式可以看到，當肺靜脈壓、肺血管阻力或肺血流量增加時，肺動脈壓即可升高。
(1)肺靜脈壓增高：
各種原因長期引起肺靜脈高壓可逆傳引起肺毛細血管壓和肺動脈壓增高。當肺毛細血管壓超過血液膠體滲透壓時，血管內液體向組織間隙滲出增多，使肺的順應性降低，導致肺泡缺氧以及肺血管收縮，加重肺高壓。
(2)肺血管阻力增加：
液體流經圓柱形管道時，其阻力、壓力與流量關系可由Pois-suille修改的公式決定：R=(8π)(l/kr4)(η)。其中R為阻力，l是管的長度，r是管的半徑，η為液體黏度。其中l血管長度在疾病前后無明顯改變，影響肺血管阻力的主要因素是變化的黏度η、管腔半徑和血管數。
①黏度改變：
黏度改變常由紅細胞增多癥引起，血細胞比容加大使黏度增加，影響肺血管阻力。肺血管阻力與紅細胞比積大致成對數關系。
②血管數目的改變：
A.肺血管床貯備：當肺血管數量減少時，其他肺血管代償性擴張和開放，據研究肺血管數減少75%以上時，靜息肺動脈壓才可能上升，說明肺血管床貯備能力很大。但在新生兒、嬰兒肺血管床貯備有限，這是由于新生兒、嬰兒肺血管數目少，血管再開放是有限的，同時肺血管中層肥厚，限制血管的擴張，致使肺血管阻力增高，且發生肺動脈高壓。 B.肺泡動脈數量減少：伴隨腺泡生長的肺泡內動脈到8～10歲才發育完成，肺泡動脈是控制肺循環和氣體交換的關鍵血管段。正常情況下肺泡動脈與肺泡比例為1∶10，肺泡動脈與肺泡同時生長，二者比例固定，而肺血管阻力增高的病人，肺泡動脈與肺泡比例減少到1∶30，即約2/3的肺泡未發育，肺血管床明顯減少，加速肺血管阻力增加和肺動脈高壓。
③血管腔內徑減少：
管腔內徑減少是否造成肺動脈壓增高，主要決定于受累血管的數目程度，引起管腔內徑減少有： A.血管外部受壓或收縮：肺水腫時，增大的左房擠壓氣道，引起肺泡缺氧和肺血管收縮。 B.肺血管壁增厚：肺血管壁增厚都將使血管腔變窄，增厚的肌層或血栓機化引起的偏心性內膜的增厚，先天性心臟病肺動脈高壓和肺血管阻力增加的重要原因是肺血管壁的肥厚。 C.肺血流增加：當先天性心臟病分流量大于正常心排血量兩倍，肺動脈壓可無改變，這由于肺血管代償性擴張結果，當分流量進一步增加，超過肺血管擴張的限度，將發生動力性肺動脈高壓，需要說明的是肺血流量增加本身不一定引起肺動脈高壓。往往是由于肺小動脈阻塞、狹窄后阻力增加的結果，因為肺小動脈阻力與肺小動脈半徑的4次冪成反比。有些學者觀察到，大的室間隔缺損常在生后2個月就有明顯的肺小動脈中層肥厚和管腔的狹窄。
4.肺動脈高壓的病理改變
(1)動力性肺動脈高壓的基本病理改變：
動力性肺動脈高壓可引起致叢性肺動脈病，致叢性肺動脈病早期是肌型肺動脈中層肥厚、細動脈肌型化、細胞性內膜增生及管腔變窄;病變進一步發展，膠原和彈力纖維增多，引起板層樣排列的內膜纖維化，這種向心性板層樣內膜纖維化嚴重者可使管腔完全閉塞，后期可出現擴張性改變、類纖維素壞死、動脈炎及叢樣病變形成。
(2)病理改變分級：
高動力型肺動脈高壓，Heath等首先提出6級分類法：Ⅰ級顯示肺動脈中層肥厚;Ⅱ級為肺動脈中層肥厚及內膜細胞性增生;Ⅲ級出現肺動脈阻塞性內膜纖維化;Ⅳ級叢狀病變;Ⅴ級在前4級基礎上出現肺動脈擴張性病變;Ⅵ級有壞死性肺動脈炎。阜外醫院病理科提出4級分類法：將Heath描述Ⅰ、Ⅱ級病變歸為Ⅰ級(輕度);Ⅱ級是Heath分類的Ⅲ級(中度);Ⅲ級是Heath分類中的Ⅳ和Ⅴ級(重度);Ⅳ級是Heath分類的Ⅵ級(極重度)。并提出Ⅰ、Ⅱ級病變屬可逆性;Ⅲ級屬臨界性病變，患者術后遺留持久性肺動脈高壓，但也有的可幾乎恢復正常，而Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級已有高度固定的肺血管阻力，廣泛和不可逆性的阻塞性肺血管病變。
(3)病變分級與肺動脈平均壓和總阻力關系：
根據阮英茆的研究：主肺動脈平均壓在6.7kPa(50mmHg)以上，總阻力>1000dyn.s.cm -5屬Ⅲ、Ⅳ級病變，多數死于肺動脈高壓的并發癥，當主肺動脈平均壓小于6.7kPa(50mmHg)，總阻力600～800dyn.s.cm-5，中度升高時均死于肺動脈高壓以外的原因。并提出雙向分流的左向右分流先天性心臟病屬Ⅲ、Ⅳ級病變，提示多向分流病人多數有晚期肺血管病變。
