Δυναμική συμπίεση αεραγωγών

βλέπε επίσης: δυναμική υπερδιάταση

Οι αντιστάσεις ροής είναι ιδιαίτερα υψηλές στους χαμηλούς όγκους, όπως μπορεί να παρατηρηθεί με επισκόπηση στην εικόνα του λήμματος. Κατά τη βαθειά, ενεργητική εκπνοή, η ενδοϋπεζωκοτική πίεση μπορεί να λάβει ιδιαίτερα υψηλές, θετικές τιμές, στο επίπεδο των 120 cm Η2Ο, που πετυχαίνονται με χρήση των εκπνευστικών μυών, (:έσω μεσοπλευρίων και κοιλιακών). Η μεγίστη εισπνευστική ενδοϋπεζωκοτική πίεση μπορεί να λάβει τιμή μέχρι -80 cm H2O . Οι συνέπειες της πολύ υψηλής υπεζωκοτικής πιέσεως επί της διατοιχωματικής πιέσεως στους ενδοθωρακικούς αεραγωγούς, κατά τη διάρκεια της βίαιης εκπνοής, φαίνεται στη σχηματική αναπαράσταση μονοκυψελιδικού προτύπου πνεύμονος.

Σχηματική αναπάρασταση μονοκυψελιδικού ενδοθωρακικού αεραγωγού, στην οποία περιγράφεται η δυναμική συμπίεση, και η υπόθεση του ”σημείου ίσης πιέσεως”, κατά τη διάρκεια βίαιης εκπνοής.

Κατά τη βιάιη εκπνοή, η ενδοϋπεζωκοτική πίεση ανέρχεται σε +25 cmH2O (τιμή σε ευπνοϊκή εκπνοή: -8 cmH2O)και η κυψελιδική πίεση ελαστικής επαναφοράς +10 cmH2O (τιμή σε ευπνοϊκή εκπνοή: +10 cmH2O). Επομένως η κυψελιδική πίεση κατά τη βίαιη εκπνοή, είναι +35 cmH2O, ενώ στην ευπνοϊκή εκπνοή είναι +2 cmH2O. Ισχύει: PA=PEL+PPL {1}.

Οι επικουρικοί μύες της εκπνοής παράγουν θετική ενδοϋπεζωκοτική πίεση, +25 cmH2O. Η κυψελιδική πίεση, PA (=35 cmH2O), είναι υψηλότερη της ενδοϋπεζωκοτικής, PPL (+25 cmH2O), επειδή σε αυτήν  προστίθεται η πίεση ελαστικής επαναφοράς, PEL, που είναι +10 cmH2O (à1029, 1031). Επομένως, η κυψελιδική πίεση είναι +35 cmH2O. Η πίεση ελαστικής επαναφοράς μειώνεται σε χαμηλούς πνευμονικούς όγκους (στο τέλος της εκπνοής), επειδή οι κυψελίδες δεν είναι διατεταμένες και τα ελαστικά της στοιχεία δεν έχουν σημαντική παραμόρφωση. Όπως φαίνεται στο σχήμα, έχει εγκατασταθεί σημαντική διαφορά πιέσεως μεταξύ κυψελίδων (35 cmH2O) και στόματος (0 cmH2O). Εάν οι αεραγωγοί ήταν ανένδοτοι και ασυμπίεστοι, η τεράστια αυτή διαφορά, θα προκαλούσε τη γέννηση μεγάλης εκπνευστικής ροής. Εν τούτοις, οι αεραγωγοί δεν είναι ομοιόμορφα ανένδοτοι και οι μικρότεροι αεραγωγοί, που στερούνται χόνδρινης υποστηρίξεως, στηρίζουν τη βατότητά τους στην τάση των παρακείμενων κυψελίδων (σχήμα à1029) και μπορεί να συμπιεσθούν ή, ακόμη, και να συμπέσουν. Εάν ή όχι θα συμπέσουν, εξαρτάται από την ενδαυλική τους πίεση. Η ενδαυλική πίεση κατά τη διάρκεια ήρεμης, παθητικής, εκπνοής θα είναι:

+1 cmH2O-(-8) cmH2O=+9 cmH2O.

που είναι αρκετή για τη διατήρηση της βατότητας των αεραγωγών. Κατά τη διάρκεια, όμως, μιας βίαιης εκπνοής η κλίση της ενδαυλικής πιέσεως είναι 30 cmH2O -25 cmH2O = 5 cmH2O, μόνο, για την ίδια τιμή πιέσεως ελαστικής επαναφοράς, δηλαδή στο ίδιο επίπεδο πνευμονικού όγκου. Ο αεραγωγός μπορεί, στις συνθήκες αυτές να υποστεί ελαφρά συμπίεση και οι αντιστάσεις ροής να αυξηθούν, συγκριτικά με την παθητική εκπνοή. Η αυξημένη αντίσταση, κατά τη διάρκεια της βίαιης εκπνοής καλείται δυναμική συμπίεση των αεραγωγών.

 Με την αύξηση της εκπνευστικής προσπάθειας, προκειμένου να επιτευχθούν χαμηλότεροι πνευμονικοί όγκοι, η ενδοϋπεζωκοτική πίεση θα λάβει ακόμη υψηλότερες τιμές, με αποτέλεσμα επίταση της δυναμικής συμπιέσεως των αεραγωγών. Επιπλέον, η πίεση ελαστικής επαναφοράς θα μειωθεί –λιγότερη παραμόρφωση ελαστικών ινών- ώστε η διαφορά τους θα μειωθεί.

Κατά τη βίαιη εκπνοή και κυρίως κατά τον βήχα (à387), λόγω της δυναμικής συμπιέσεως που υφίστα­νται οι αεραγωγοί, η αντίσταση στη ροή αυξάνεται παράλληλα με την αύξηση της PPL. Η αύξηση αυτή της αντιστάσεως αφορίζει μια μέγιστη τιμή ροής, πέρα από την οποία η ροή δεν αυξάνεται με περαιτέρω αύξηση της εκπνευστικής προσπάθειας. Έτσι, αναπτύσσονται οι καμπύλες πιέσεως-ροής με σταθερό όγκο από τις οποίες καταφαίνεται ότι με αύξηση της PPL (και, επομένως, αύξηση της PALV, εφ΄όσον ο όγκος και, επομένως, η ελαστική συνιστώσα της διαπνευμονικής πιέσεως είναι σταθερή), η ροή αυξάνεται μέχρις ενός ορίου, πέρα από το οποίο παρατηρείται επιπέδωση του ίχνους ροής (για όγκους μικρότερους των 80% της VC). Στο επίπεδο τμήμα των καμπυλών πιέσεως-ροής με σταθερό όγκο, εκφράζεται η ανεξάρτητη της προσπάθειας φύση της MMEFR. Η ΜΜΕFR επιτυγχάνεται με σχετικά ήπια εκπνευστική προσπάθεια. Πέρα από το επίπεδο αυτό, αύξηση της εκπνευστικής προσπάθειας δεν απολήγει σε αύξηση της ροής ούτε, βέβαια, σε μετατόπιση των σημείων ίσης πιέσεως (ΕΡΡ), που καθορίζουν το μήκος των αεραγωγών, που θα υποστεί δυναμική συμπίεση. Αύξηση της MMEFR επιτυγχάνεται μόνο με αύξηση της ελαστικής συνιστώσας της διαπνευσμονικής πιέσεως, δηλαδή με αύξηση του πνευμονικού όγκου