Νεκρός χώρος, dead space, VD

 Στους αμιγείς αεραγωγούς δεν είναι δυνατή η ανταλλαγή αερίων, καθώς στερούνται λειτουργικής αιματώσεως και αποτελούν τον ανατομικό νεκρό χώρο του πνεύμονος. Διακρίνεται από τον κυψελιδικό νεκρό χώρο, στον οποίο περιλαμβάνεται ο όγκος των κυψελίδων, οι οποίες υπεραερίζονται σε σχέση με τη διαθέσιμη σ’αυτές αιμάτωση ( αύξηση του V/Q -->∞ ) (βλ.: (&). Το άθροισμα του ανατομικού και κυψελιδικού νεκρού χώρου αντιστοιχεί στο φυσιολογικό νεκρό χώρο. Σύμφωνα με τα προηγούμενα, όσο αυξάνεται ο αερισμός του νεκρού χώρου, τόσο μειώνεται ο αερισμός των κυψελίδων που αποτελεί το μόνο ωφέλιμο αερισμό, επειδή με αυτόν επιτελείται η ανταλλαγή αερίων ( μεγάλη αναπνοή). Έτσι, αύξηση του VD πρέπει να αντιρροπείται με αύξηση του VE, ώστε η ανταλλαγή των αερίων να παραμένει αμετάβλητη∙ αλλιώς θα προέκυπτε υποξαιμία ή και υπερκαπνία. Παρ’ όλο ότι σημαντικές από κλινική απόψεως μεταβολές του αερισμού του νεκρού χώρου συνεπάγονται αντίστοιχες μεταβολές στον αερισμό και την οξυγόνωση, δεν υπάρχουν αξιόπιστα κριτήρια από την Ανάλυση Αερίων Αρτηριακού Αίματος, για την αποτίμηση του μεγέθους του νεκρού χώρου.

νεκρός χώρος/αναπνεόμενος όγκος
C. μέτρηση του νεκρού χώρου

 

 Ο φυσιολογικός νεκρός χώρος αποτιμάται με την εξίσωση του Bohr, στην οποία συγκρίνονται οι εκπνευστικές με τις κυψελιδικές συγκεντρώσεις των αερίων, κατ’ εφαρμογή του νόμου διατηρήσεως της ύλης. Στην περίπτωση του CO2 πχ. το ποσόν που εκπνέεται ισούται με τον εκπνεόμενο όγκο επί τη συγκέντρωση του αερίου σ’ αυτόν. Ο συνολικά αποβαλλόμενος όγκος CO2 ισούται με το άθροισμα του εκπνεόμενου από το νεκρό χώρο ( που εξ ορισμού είναι περίπου 0, επειδή στο νεκρό χώρο δεν εκδηλώνεται ανταλλαγή αερίων) και του εκπνεόμενου από το παρέγχυμα, που ισούται με το γινόμενο της διαφοράς (VT – VD ) επί τη μερική συγκέντρωση του CO2 στον κυψελιδικό αέρα. Δηλαδή,

 

όπου FECO2, FiCO2 και FΑCO2, η συγκέντρωση του CO2 στον εκπνεόμενο, τον εισπνεόμενο και τον κυψελιδικό αέρα, αντίστοιχα. Έτσι, ο νεκρός χώρος υπολογίζεται με την ταυτόχρονη συλλογή του εκπνεόμενου αέρα (σε ασκό Douglas), την μέτρηση των αερίων αρτηριακού αίματος και την εφαρμογή των τιμών στην εξίσωση Bohr. Αποτελεί το 30% του VT, δηλαδή ισούται με 150 ml ή με το διπλάσιο του φυσιολογικού βάρους του σώματος (VD = 2.2ml/Kg φυσιολογικού βάρους σώματος ). Η φυσιολογική τιμή του VD / VT είναι 0.4. Ο λόγος VD / VT είναι σπάνια μικρότερος των 0.4 επί ασθενούς σε PPV, λόγω της εκ της αναδιανομής του αερισμού αυξήσεως του νεκρού χώρου και θεωρείται ικανοποιητικός μεταξύ 0.4 και 0.6. Αύξηση του VD/VT σε επίπεδα μεγαλύτερα του 0.8, επί ασθενούς σε μηχανική αναπνοή υποδηλώνει σημαντική αύξηση του νεκρού χώρου.

Νεκρός χώρος, μέτρηση: Μέθοδος Fowler,

========

Ο πνευμονικός αερισμός μπορεί να κατανεμηθεί είτε σε περιοχές όπου δεν είναι δυνατή η ανταλλαγή αερίων, επειδή δεν υπάρχει ταυτόχρονα αιμάτωση, ή σε περιοχές όπου είναι δυνατή η ανταλλαγή αερίων, εφόσον διατίθεται επαρκής αιμάτωση. Στην πρώτη κατηγορία ανήκει ο νεκρός χώρος, στη δεύτερη οι περιοχές με αποδοτικό αερισμό, όπως οι κυψελίδες. Αερισμός νεκρού χώρου επισυμβαίνει σε περιοχές όπου η κατανομή αερισμού δεν συνοδεύεται από ανάλογη κατανομή αιματώσεως. Νεκρό χώρο αποτελούν οι αμιγείς αεραγωγοί και όσες από τις κυψελίδες δεν αιματώνονται. Έτσι, διακρίνουμε, τον ανατομικό νεκρό χώρο, τον κυψελιδικό νεκρό χώρο, τον φυσιολογικό νεκρό χώρο και τον πέραν του απαιτούμενου για τη συγκεκριμένη αιμάτωση, αερισμό. Ο VD αποτελεί άθροισμα του ανατομικού και κυψελιδικού νεκρού χώρου. Ο VD  είναι περίπου το 25-30% του V̇E και αποτελεί το τμήμα εκείνο του πνευμονικού αερισμού που δε συμμετέχει  στην ανταλλαγή αερίων. Το υπόλοιπο τμήμα του V̇E  αποτελεί τον αερισμό του κυψελιδικού χώρου, V̇A, που συμμετέχει στην ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες.

Ο λόγος VD /VT  εκφράζει τη σχέση μεταξύ του ανώφελου (V̇D) και ωφέλιμου (V̇A ) αερισμού. Σε κατάσταση ηρεμίας, η φυσιολογική τιμή του V̇A  είναι 4-7 l/min και ο λόγος VD/VT περίπου 0.25-0.35. Ο VD φυσιολογικά αυξάνεται, κατά τη διάρκεια ασκήσεως, σε σχέση με την αύξηση του V̇E. Λόγω της αυξήσεως του VT και της ταυτόχρονης αυξήσεως της αιματώσεως των καλά αεριζόμενων περιοχών στους πνεύμονες, όπως είναι, πχ., οι κορυφές των πνευμόνων, ο λόγος VD/VT μειώνεται. Ο τύπος αυτός της κατανομής του αερισμού αναμένεται επί φυσιολογικών ατόμων, κατά την άσκηση. Ήπιες ή μέτριας βαρύτητας αναπνευστικές παθήσεις προκαλούν ελάττωση του VD/VT, ενώ επί σχετικά εξελιγμένων αποφρακτικών πνευμονοπαθειών ή πνευμονικών αγγειοπαθειών ο VD/VT παραμένει αμετάβλητος ή μπορεί και να αυξηθεί. Αύξηση του VD/VT είναι δηλωτικός δυσανάλογης αυξήσεως του πνευμονικού αερισμού, συγκριτικά με την αντίστοιχη αύξηση της αιματώσεως. Οι μετρήσεις του V̇A , VD , και VD/VT προϋποθέτει τη μέτρηση της PaCO­2. Ο VD  υπολογίζεται με επίλυση της εξισώσεως:

V̇E=V̇A+V̇D

 

 

 Η V̇A, κατά τη διάρκεια ασκήσεως, φυσιολογικά αυξάνεται αναλογικά περισσότερο από την αύξηση που παρατηρείται στον V̇E , λόγω της μειώσεως του VD/VT. Στα άτομα εκείνα που, αντίθετα, παρατηρείται σταθερότητα ή αύξηση του VD/VT, πρέπει να ελεγχθεί η επάρκεια του V̇A  με έλεγχο των μεταβολών της PaCO2 –όχι απλά με έλεγχο της μεταβολής του V̇E

Ανατομικός νεκρός χώρος VD,an

Ο όγκος των αμιγώς αεραγωγών, από το στόμα και τη ρινική κοιλότητα, μέχρι τα τελικά βρογχιόλια, όπου δεν επιτελείται ανταλλαγή αερίων.

Κυψελιδικός νεκρός χώρος

VD,A

Ο όγκος των δυσλειτουργουσών κυψελίδων, όσων δηλαδή η αιμάτωση είναι μικρότερη του αερισμού που δέχονται. 

Φυσιολογικός νεκρός χώρος,VD

Ο συνολικός όγκος του νεκρού χώρου στους πνεύμονες. Εϊναι άθροισμα ανατομικού και κυψελιδικού νεκρού χώρου. Αναφέρεται, επίσης, και ως λειτουργικός νεκρός χώρος.

Περίσσεια αερισμού, σχετικά με αιμάτωση

Κυψελιδικές μονάδες, οι οποίες δέχονται περισσότερο αερισμό, από τον πρέποντα για αντιστοίχιση με τη διαθέσιμη αιμάτωση. Συνεπάγεται μερικό αερισμό νεκρού χώρου.

κυψελιδικός αερισμός. Kατά το τέλος της εισπνοής, ο όγκος αέρος που παραμένει στους αμιγείς αεραγωγούς κι, επομένως, δεν συμμετέχει στην ανταλλαγή αερίων είναι ο ανατομικός νεκρός χώρος. Η επίδραση των αμιγών αεραγωγών στον αερισμό και τηνανταλλαγή αερίων μπορεί να συζητηθεί με δύο τρόπους: Μετά την εισπνοή, ο ατμοσφαιρικός αέρας  (επιπλέον μικρή ποσότητα υδρατμών, με τους οποίους εμπλουτίστηκε κατά τη διέλευσή του από τις ανώτερες αναπνευστικές οδούς) παραμένει στους αμιγείς αεραγωγούς, τους οποίους εγκαταλείπει κατά την έναρξη της επόμενης εκπνοής. Κατά την εκπνοή, ο κυψλιδικός αέρας (ήδη εμπλουτισμένος με CO2, αλλά και μερικώς αποστερημένος του Ο2, που είχε στην εισπνοή) πληροί τους αμιγείς αεραγωγούς, δηλαδή τον ανατομικό νεκρό χώρο κι επανεισάγεται προς τις κυψελίδες, με την επόμενη εισπνοή. Επομένως, αν και κατά την ήρεμη αναπνοή  διατίθενται 500 ml αέρος, που απολήγει σε κατά 500 ml έκπτυξη του κυψελιδικού χώρου και ακολουθείται από 500 ml εκπνοή αέρος, αλλά ο "φρέσκος" αέρας που προωθείται στις κυψελίδες και ο όγκος του κυψελιδικού αέρα που εκπνέεται είναι λιγότερος από 500 ml, κατά ποσοστό ίσο με τον αέρα που φιλοξενείται στον ανατομικό νεκρό χώρο. Πέρα από τον αέρα στους αμιγείς αεραγωγούς, που δεν συμμετέει στην ανταλλαγή αερίων κάθε κυψελίδα που αερίζεται, αλλά δεν αιματώνεται δεν μπορεί, επίσης, να συμμετέχει στην ανταλλαγή αερίων. Ο όγκος αέρος που 'χάνεται΄ σ΄αυτές τις κυψελίδες, ονομάζεται κυψελιδικός νεκρός χώρος. Ο αερισμός σε πνευμονικές περιοχές όπου έχει μειωθεί, αλλά δεν έχει καταργηθεί, μπορεί να θεωρηθεί ως ένα τμήμα που αερίζεται κι αιματώνεται ανάλογα κι ένα τμήμα που αερίζεται χωρίς να αιματώνεται. Το τελευταίο αυτό τμήμα, αποτελεί, επίσης, κυψελιδικό νεκρό χώρο. Το άθροισμα του ανατομικού νεκρού χώρου, και του κυψελιδικού, είναι ο φυσιολογικός νεκρός χώρος.
O όγκος του ανατομικού νεκρού χώρου, επί υγιούς είναι ~150-180 ml, δηλαδή ~ίσο με το 2Χιδανικό του βάρος.  Επί νεαρών, υγοιών ατόμων, Το μέγεθος του του φυσιολογικού νεκρού χώρου είναι μόνο ελαφρά ανώτερο του ανατομικού νεκρού χώρου, ή περίπου 25-35% του μέσου αναπνεόμενου όγκου, και αναφέρεται ως VD/VT. Ο ανατομικός νεκρός χώρος δεν είναι σταθερός, αλλά αυξάνεται στους υψηλούς πνευμονικούς όγκους, επειδή οι ενδοπνευμονικοί αεραγωγοί αυξάνουν ως προς το μέγεθός τους, παράλληλα με την αύξησ η του ΄πογκου του παρεγχύαμτος, λόγω αλληλοεξαρτήσεως. Επιομένως, αναπνεόντας μ΄έναν μεγάλο VT και αναπτύσσοντας μεγάλο τελοεισπνευστικό όγκο, απολήγει σε μέτρια μείωση του 
VD/VT. Με την άσκηση, ο VT μπορεί  να αυξηθεί σε 2.5-3.0 l., και ο VD/VT φυσιολογικά μειώνεται στο 15% ή λιγότερο, αλλά ένας σημαντικός πρόσθετος παράγοντας είναι η αύξηση της αιματικής ροής που τείνει να αποκαθιστά κάθε περιορισμένης αιματώσεως κυψελιδικό νεκρό χώρο. Από την άλλη πλευρά όμως, φαίνεται ότι, καθώς ο αναπνεόμενος όγκος καθίσταται μικρότερος πλησιάζοντας τον ανατομικό νεκρό χώρο, ο κυψελιδικός αερισμός μειώνεται προς το 0, ώστε η ανταλλαγή αερίων καθίσταται αδύνατη [βλέπε: ανατομικός νεκρός χώρος]. Ο φυσιολογικός νεκρός χώρος και ο χαμένος αερισμός μπορεί να αυξηθούν σε σημαντικό βαθμό, επί παθήσεων των αεροχώρων (παρεγχύματος) και των αγγείων, ιδίως, επειδή λόγω αυξήσεως του κυψελιδικού στοιχείου. Είναι ενδιαφέρον να τονιστεί ότι αύξηση της φυσιολογικού νεκρού χώρου είναι πάντα παθολογική. Το μέρος του αερισμού που χάνεται επειδή οδηγείται στον φυσιολογικό νεκρό χώρομπορεί να υπολογιστεί με βάση τις τιμές του του αρτηριακού και εκπνεόμενου αέρος.  
 
βλέπε: Νεκρός χώρος φυσιολογικός,
Νεκρός χώρος αύξηση,
Νεκρός χώρος, παράγοντες μεταβολών,
Νεκρός χώρος, κυψελιδικός, VD,A,
Νεκρός χώρος, φυσιολογικός, VD,
Νεκρός χώρος, φυσιολογικές τιμές,
Νεκρός χώρος, παράγοντες μεταβολών,
Νεκρός χώρος, μέτρηση: Μέθοδος Fowler,
Νεκρός χώρος, παράγοντες μεταβολών,
Νεκρός χώρος, αύξηση,
Νεκρός χώρος φυσιολογικός, προσδιορισμός, μέθοδος Bohr, Αεραγωγοί, νεκρός χώρος,
Νεκρός χώρος, κυψελιδικός, VD,A,
Ανατομικός Νεκρός Χώρος,
νεκρός χώρος/αναπνεόμενος όγκος,
Αεραγωγοί, νεκρός χώρος,
Μέθοδος Bohr, προσδιορισμός φυσιολογικού νεκρού χώρου, Μορφομετρία