Mechanism
複数のメカニズムが肺血管抵抗を調節し、寄与している。 大別すると、肺血管圧、肺活量、重力、平滑筋の緊張、肺胞低酸素などがある。
肺血管内圧
運動時など心入力が増加すると、肺循環はこの前流増加に合わせて適応しなければならない。 したがって、肺血管内圧と肺血管抵抗は反比例の関係にある。 左心房圧を一定に保ったまま肺動脈圧を上昇させると、肺血管抵抗が減少することが実験で示されている。 この減少は、毛細血管のリクルートメントと毛細血管の拡張という2つのメカニズムで起こる
1つ目のメカニズムは、毛細血管のリクルートメントである。 ベースラインでは、肺毛細血管の一部は部分的または全体的に閉じており、血流を許さない。 毛細血管の採用とは、血流が増加しているときに、これらの閉じた毛細血管を開くことである。 より大きな断面積に血流を分配することで、全体的な血管抵抗が減少する。 毛細血管の拡張は、2番目のメカニズムで、血流量の増加に対応するために毛細血管が広がることを含む。
肺活量
肺胞圧と肺活量は、肺血管抵抗に大きく影響する。 肺容積の影響は血管の種類によって異なる。 肺胞外血管は肺実質内を走っている。 これらの血管には平滑筋と弾性組織があり、本来は膨張に対抗して血管周囲を縮小するものである。 肺が拡張すると、血管壁の半径方向の牽引により、これらの血管の直径は増大する。 従って、肺の容積が大きくても血管抵抗は低い。 肺の虚脱時には、血管の弾力性に逆らえないため、血管を通る抵抗が増加する。 臨界開口圧とは、肺胞外毛細血管に血流を通すのに必要な気圧のことである。 この概念は、虚脱した肺の血管抵抗をモデル化する際に適用できる。
肺胞毛細血管には、肺胞壁の隅にある毛細血管と血管が含まれる。 これらの血管内の膨張量の決定要因は、その経壁圧である（図3）。
肺胞圧は、ゾーン1（頂部付近）で最も高く、ゾーン3（基部付近）で最も低い。 吸気時には肺胞圧が上昇し、周囲の肺胞毛細血管が圧迫される。 吸気により右心拍出量が増加しても、肺胞壁の伸展と菲薄化により毛細血管口径が減少し、最終的に肺容積が大きくなるとPVRが増加する。 PVRは全肺活量（TLC）で最も高く、残量（RV）で高く、機能的残量（FRC）で最も低くなる（図4）
重力
図5は肺の異なるゾーンを示している。 肺胞圧の上昇により肺胞-毛細血管に対する内向きの経壁圧が増加するため、肺活量は第1ゾーンで最大となる。 毛細血管は潰れやすくなり、抵抗が増加する。 肺胞圧より動脈圧が高く、外向き経壁圧が増加し、血管の口径が大きくなるゾーン3でPVRは最も低くなる。
肺胞低酸素化
肺胞内の低酸素は肺血管系内の血管収縮を誘発する。 この恒常性メカニズムにより、肺は血液をより酸素化された肺セグメントにシャントすることができるため、換気/灌流のマッチングが向上し、その結果、体全体の酸素供給が改善される。 このメカニズムは、肺が肺炎などの合併症や肺塞栓などの血管の閉塞などの障害にさらされたときに非常に重要になり、それによって適切な補償ができるようになる。 この反応は、ミトコンドリアセンサーがレドックス結合反応を利用して肺動脈平滑筋細胞（PASMC）の弾力性を変化させるという分子レベルから始まるという説がある。 この酸化還元反応は、電位依存性カルシウムチャネルの活性化とカリウムチャネルの阻害を介してPASMCの脱分極を引き起こし、低酸素状態の肺セグメントの細動脈内の弾力性を低下させることにつながる。 さらに、低酸素状態が持続すると、代替経路が活性化され（例えば、rhoキナーゼ）、ケモカインの放出（例えば。 低酸素誘導因子（HIF）-1α）の放出が起こり、血管収縮作用が増強され、血管系のリモデリングが起こる。
平滑筋緊張
一般に、肺循環は血管緊張が低く、これは肺血管が他の臓器の同径の血管と比較して、平滑筋が割合少なくなるためである。 全身血管と比較して、肺血管の平滑筋組織は内膜にあまり均等に分布していない。 また、肺静脈は、小血管の周囲の組織の欠如、エラスチンやコラーゲン繊維の減少、平滑筋の減少により、全身動脈よりもコンプライアンスが高い。 右心室と左心室の間で観察される圧力勾配によって示される現象である。
肺動脈は弾性と筋力の両方を持っている。 これらの動脈は内外の弾性薄板に囲まれた中膜の中に平滑筋を含んでいる。 これらには肺動脈幹、主枝、および肺胞外血管が含まれる。 より太い気管支周囲の動脈はより筋肉質である(>2mm)。 気管支周囲の動脈は肺葉の中にある。 これらの肺胞外動脈は、神経性、体液性、またはガス性制御によりPVRを制御している。 血管が小さくなると、平滑筋の含有量が減少する。 平滑筋はらせん状になり、肺胞と肺胞管に供給する肺動脈となる。 平滑筋が外径の5％を超えると病的とされる。
肺動脈は静脈に比べて平滑筋が多く、血管作動性メディエーターによる収縮の主要な部位である。 毛細血管は血管運動制御がない。 緊張を亢進させ、それによってPVRを増加させる因子としては、セロトニン、エピネフリン、ノルエピネフリン、ヒスタミン、ATP、アデノシン、ニューロキニンA、エンドセリン、アンジオテンシン、トロンボキサンA/プロスタグランジン/ロイコトリエン (LTB) がある。 これらの因子のほとんどは、Gタンパク質共役経路を介して作用し、ミオシン収縮を活性化させる。 神経系では、肺収縮はa1アドレナリン受容体の刺激による交感神経系の仲介下にある。
平滑筋の緊張を低下させPVRを低下させる因子としては、アセチルコリンおよびイソプロテレノール、プロスタサイクリン（PGI）、ブラジキニン、バソプレシン、ANP、サブスタンスP、VIP、（アドレナリン反応時の）ヒスタミンがあげられる。 cAMPはミオシンを脱リン酸化し、カルシウムを減少させ、平滑筋を弛緩させる。 肺内皮細胞は、一酸化窒素（NO）の産生により弛緩を引き起こす。 NOは平滑筋細胞内を拡散し、環状グアノシン3’、5’一リン酸（cGMP）を活性化し、ミオシンの脱リン酸化を介して平滑筋を弛緩させる。 また、迷走神経を介した副交感神経の刺激により、血管内のMムスカリン受容体にNO依存性の血管拡張が起こります
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