Ικανότητα διαχύσεως στους πνεύμονες

6.3. ο χρόνος διαχύσεως
6.4. παθογένεια
6.4.1. μείωση της εκτάσεως της μεμβράνης
Α. πνευμονικό εμφύσημα
Β. χειρουργική εξαίρεση τμημάτων παρεγχύματος
6.4.2. πάχυνση της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης
6.4.3. αύξηση του ενδοπνευμονικού, τριχοειδικού όγκου
6.4.4. μεταβολές στο ρυθμό συνδέσεως Ο2-Hb
6.5. κλινική αναγνώριση
Διάχυση CO2
Διάχυση αερίων στον πνεύμονα
Διάχυση Ο2
Διάχυση, αντίσταση στη
Διάχυση, μέτρηση
Διαχυτική ικανότητα οξυγόνου

Σύνοψη. H ικανότητα διαχύσεως που, επίσης ονομάζεται "παράγων μεταφοράς", είναι η ικανότητα μεταφοράς αερίων από τις δύο όψεις της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης. Η μεταφορά διενεργείται με παθητική μετακίνηση των μορίων του αερίου από την πλευρά της 'ημιδιαπερατής μεμβράνης' στην οπιοία ευρίσκεται υπό μεγαλύερη συγκέντρωση, προς την πλευρά με την μικρότερη. Η μετακίνηση συνεχίζεται ενόσω υπάρχει διαφορά μερικής πιέσεως, μέχρις ότου, δηλαδή, επέλθει ισορροπία. Όμως από τις δύο πλευρές της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης ουδέποτε επέρχεται ισορροπία, επειδή συνεχώς προσέρχεται CO2 στην αγγειακή πλευρά της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης, με την κυκλοφορία, και συνεχώς προσέρχεται οξυγόνο στην κυψελιδική, με τον αερισμό. Οι κρίσμοι παράγοντες που καθορίζουν την διάχυση αερίων είναι [α] η διαφορά των μερικών πιέσεων, όπως προειπώθηκε, η συνολική επιφάνεια της κυψελιδικής μεμβράνης, δια της οποίας επιτελείται η ανταλλαγή αερίων και οι αντιστάσεις που εγείρονται κατά τη πορεία των αερίων δια της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης και κατά τη χημική τους ένωση με παράγοντες του αίματος.  Η ικανότητα διαχύσεως στους πνεύμονες μετριέται σε μονάδες:ml/min/mmHg και σε SI: 1 mole/min/kPa=2.896 mL/min/mmHg. Για τη διενέργεια της δοκιμασίας χρησιμοποιοείται ως δείκτης το CO, λόγω της μεγάλης του συγγένειας με την Hb, με την οποία επιτρέπεται η πίεση στην τριχοειδική φάση να είναι αμελητέα.

Στην ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδο "της μιας αναπνοής", ο εξεταζόμενος εκπνέει μέχρι το επίπεδο του RV και, ακολούθως, εισπνέει ποσότητα αέρος ίση με τη VC, από το προετοιμασμένο μίγμα αερίων στο οποίο εμπεριέχεται ελάχιιστη (0.3%) CO και 10% αδρανές αέριο , συνήθως He. (βλέπε: διάχυση αερίων στον πνεύμονα)
 
Αν και η ικανότητα διαχύσεως συχνά αναγνωρίζεται ως συνάρτηση του πάχους της κυψελιδικής μεμβράνης, ο επικρατητικός παράγων είναι, συχνά ο τριχοειδικός όγκος αίματος που επηρεάζει τόσο της επιφάνεια διαχύσεως που διατίθεται για την ανταλλαγή, και ο όγκος αίματος κια η διαθέσιμη Hb που δέχεται το διαχεόμενο CO. Η επίδραση της συγκεντρώσεως της Hb μπορεί να διορθωθεί με θεωρητικά ή εμπειρικά ορισμένους παράγοντες διορθώσεως. Η ταύτητα ροής του αίματος ΔΕΝ είναι σημαντική επειδή το CO παραλαμβάνεται από την Hb ακόμη και του στάσιμου ή εξαγγειωθέντος αίματος (στην περίπτωση της κυψελιδικής αιμορραγίας), αλλά η  ανάπτυξη τριχοοειδών, επί συνθηκών υψηλής ροής, όπως κατά την άσκηση ή επί σύμφυτης αριστερά-προς-δεξιά διαφυγής, αυξάνει την ικανότητα διαχύσεως. Το κατώτερο όριο του φυσιολογικού πρέπει να προσδιοριστεί. 
Μπορεί, επίσης, να αξιολογηθεί ο λόγος ΚCΟ= DLCO/VA, που ονομάζεται παράγων μεταφοράς. Η ιδέα να βασιστεί η κλινική διερελύνιση της LCO στα παράγωγά της CO και VA) παρά στον ίδιο τον TLCO, καθαυτόν, έχει αναπτυχθεί στα εβδομαδιαία μαθήματα "Pulmonary Function teaching" στο Νοσοκομείο Hammersmith εδώ και 3 δεκαετίες! Η παρατήρηση ότι o δείκτης TL/ VA (DL/ VA) iείναι μόνον η πρωτοπαθής μέτρηση (ο KCO ή ρυθμός κυψελιδικής προσλήψεως) κάτω από ένα διαφορετικό όνομα, και ΔΕΝ είναι μια κατ΄όγκον διόρθωση, όπως πιστευόταν.

 

H ικανότητα διαχύσεως μετριέται με δείκτη το CO, που χορηγείται στον εξεταζόμενο σε ελάχιστη ποσότητα, ( 0.03%) ώστε να μην είναι τοξική. Η φυσιολογική DLCO  των πνευμόνων εξαρτάται από την ηλικία, το φύλο, και το ύψος, και κυμαίνεται από περίπου 20-30 ml CO/min/mm Hg. Ο λόγος που χρησιμοποιείται CΟ βασίζεται στις ιδιότητες του αερίου: [α] προσλαμβάνεται ευχερώς από την Hb, ώστε η μέτρηση δεν εξαρτάται από τη αιμάτωση. Δηλαδή ανεξάρτητα με το πόσο ταχέως το αίμα διέρχεται από τα πνευμονικά τριχοειδή, το CO θα συνδεθεί με τη διαθέσιμη Hb. [β] η διάχυση του CO εξαρτάται από την ικανότητα διαχύσεως, έτσι, ώστε, μια πεπαχυσμένη κυψελιδοτριχοειδική μεμβράνη θα προκαλέσει επιβράδυνση μεταγωγής του CO στα τριχοειδή. [γ] Γενικά, μόνο ελάχιστη ποσότητα CO υπάρχει στο αίμα (περίπου 1.5% COHb). Με δεδομένο ότι ολόκληρη η ποσότητα του CΟ προσλαμβάνεται από την Hb, η συγκέντρωση του CO στο πλάσμα και, επομένως, η μερική του πίεση, PCO, παραμένει πολύ χαμηλή, ώστε να θεωρηθεί αμελητέα. Σημειωτέο ότι μετά την ένωση του με την Hb, παύει να ασκεί μερική πίεση.

Για τις ανάγκες της δοκιμασίας, η μερική πίεση του CO κατά μήκος του τριχοειδικού πνευμονικού πλέγματος θεωρείται έτσι, ώστε, η κυψελιδική πίεση CO, στην πραγματικότητα, αποτελεί την κλίση πιέσεως, που θα χρησιμοποιηθεί για τις μετρήσεις. Εφόσον η μέση κυψελιδική πίεση CO παριστά την κλίση για τη διάχυσή του, καθίσταται σχετικά ευχερής ο υπολογισμός της διαχυτικής ικανότητας των πνευμόνων για το CO

Αίτια μεταβολής της TLCO στους πνεύμονες

αύξηση της TLCO μείωση της TLCO
άσθμα, πνευμονική ίνωση
πνευμονική αιμορραγία Σύνδρομο Wegener πνευμονία
αριστερά προς δεξιά διαφυγή πνευμονική εμβολή
πολυκυτταραιμία πνευμονικό οίδημα
υπερκινητικές καταστάσεις εμφύσημα
ανδρικό φύλο, άσκηση αναιμια
  χαμηλή καρδιακή εξώθηση

Η KCO τείνει να αυξάνει με την ηλικία. Μερικές καταστάσεις προκαλού αύξηση τη KCO με φυσιολογική ή μειωμένη TLCO: πνευμονιεκτομή, λοβεκτομή, σκολίωση/κύφωση, νευρομυϊκή αδυναμία, αγκύλωση των πλευροχονδρικών αρθρώσεων, όπως επί αγκυλοποιητικής σπονδυλίτιδας.

βλέπε: συντελεστής διαχύσεως

βιβλιογραφία

Hughes JMB and Pride NB (eds). Lung Function Tests: Physiological Principles and Clinical Applications. WB Saunders, London, 1999. [Chapters 6 and 17].
Hughes JMB, Pride NB. In defence of the carbon monoxide transfer coefficient, KCO (TL/ VA). Eur Respir J 2000;16: (In Press).
Kinnear WJM. Lung Function Tests: a guide to their interpretation. Nottingham University Press, 1997.
Cotes JE. Lung Function: Assessment and Application in Medicine, 5th edn. Blackwell Scientific Publications, 1993.
BTS and ARTP recommendations. Guidelines for the measurement of respiratory function. Respir Med 1994; 88: 165-94.
Cotes JE, Chinn DJ, Quanjet Ph, Roca J, Yernault J-C. Standardization of the measurement of transfer factor (diffusing capacity). Eur Respir J 1993, 6 (suppl 16), 41-52.
American Thoracic Society. Single breath carbon monoxide diffusing capacity (transfer factor), recommendations for a standard technique – 1995 update. Am Rev Respir Dis 1995; 52: 2185-98.
Chinet T, Jaubert F, Dusser D, Danel C, Chrétien J, Huchon GJ. Effects of inflammation and fibrosis on pulmonary function in diffuse fibrosis. Thorax 1990; 45: 675-78.