La vasoconstriction pulmonaire hypoxique (VPH) est un mécanisme réflexe unique aux poumons : la baisse de pression alvéolaire en oxygène induit une vasoconstriction locale contrairement à ce qui se passe dans les autres tissus. Cela permet une redistribution préférentielle du débit sanguin vers des zones mieux ventilées afin d’optimiser l’hématose. Cette réponse est variable, modulée par des facteurs génétiques (voie du « facteur induit par l’hypoxie », HIF), métaboliques (équilibre acido-basique), pharmacologiques, le statut martial. Les mécanismes cellulaires peuvent se résumer ainsi : la cellule musculaire lisse des artères pulmonaires résistives joue un rôle majeur, avec un senseur à l’oxygène (dans les mitochondries), inhibition de canaux K⁺ spécifiques de cette circulation, activation de canaux Ca²⁺, transduction par la [Ca²⁺]i et de certaines voies (rho-kinase, HIF, etc.), avec une réponse en contraction, voire en prolifération si le stimulus perdure. La contraction est biphasique, les mécanismes cellulaires étant différents. Sa réversibilité est retardée quand le stimulus est prolongé. En pratique, la VPH est bénéfique quand le trouble de ventilation est localisé, mais peut être délétère quand l’hypoxie est généralisée (par exemple hypoxie d’altitude) surtout chez les patients ayant une réponse exacerbée (à risque d’œdème pulmonaire d’altitude). Dans les situations où la VPH joue un rôle dans le maintien de l’hématose (en particulier la ventilation unipulmonaire en chirurgie thoracique), il faut la respecter. Les agents d’anesthésie récents n’ont pas d’effets aux doses habituelles. L’alcalose, l’hypothermie et certains vasodilatateurs peuvent l’inhiber. Elle joue un rôle également dans certaines situations : sepsis, cirrhose, maladies pulmonaires hypoxémiantes.

Hypoxic pulmonary vasoconstriction is intrinsic to the lung and represents a fundamental difference between pulmonary and systemic vasculature: in response to low regional partial pressure of oxygen, there is a reflex contraction of vascular smooth muscle in the pulmonary circulation in contrast to systemic vessels which dilate in response to hypoxia. This contraction diverts blood to better-oxygenated lung segments optimising ventilation-perfusion matching and systemic oxygen delivery. The response is biphasic: the first phase involves mitochondrial sensor to O₂, potassium and calcium channels, with an increase in cytosolic calcium and contraction of the pulmonary arterial smooth muscle cells. The second one, active after one hour, involves activation of rho-kinase and HIF-1α, reinforcing vasoconstriction and inducing cellular proliferation. This sustained phase takes hours to reverse. Many factors can affect hypoxic pulmonary vasoconstriction: metabolic, genetic, humoral and pharmacologic one, as well as iron status. Hypoxic pulmonary vasoconstriction has either beneficial effects when focal hypoxia occurs (atelectasis, pneumonia, or single-lung ventilation) or deleterious effects when hypoxia is global (eg. at altitude). The intensity of hypoxic pulmonary vasoconstriction is variable between individuals and impaired in some clinical settings (sepsis, cirrhosis…). In all pathological situations where this reflex is crucial to prevent hypoxia (for example thoracic surgery with one-lung ventilation, or patients with atelectasis), clinicians should be cautious with the administration of drugs impairing hypoxic pulmonary vasoconstriction.