Πνευμονικός Αερισμός

Το σύνολο του αέρα που εισπνέεται ή εκπνέεται σε δεδομένο χρονικό διάστημα, πχ., ενός λεπτού της ώρας. Είναι γινόμενο του αναπνεόμενου όγκου, VT­, και της συχνότητας αναπνοής, f:

 V̇E (l/min)=VT(l) x f(αριθμός/min)      (1)                                       

Για την προώθηση του αέρος στους πνεύμονες πρέπει να υπερνικηθούν οι ελαστικές πιέσεις και οι αντιστάσεις στους αεραγωγούς, καθώς επίσης και η αδράνεια του συστήματος, που σχετίζονται με τη μεταβολή του όγκου, τη ροή και την επιτάχυνση του αέρα και των ιστών. Η απαιτούμενη πίεση καθορίζεται από τις παραμέτρους της εξισώσεως

όπου V όγκος, C, διατασιμότητα, R, αντιστάσεις, V̇, ροή, Ι, αδράνεια και V̈, επιτάχυνση

Η ενέργεια που απαιτείται για την υπερνίκηση των δυνάμεων αυτών καταβάλλεται κατά μεν την ήρεμη εισπνοή, από τους εισπνευστικούς μύες, κατά δε την ήρεμη εκπνοή από την αποκατάσταση της ελαστικής παραμορφώσεως των ελαστικών στοιχείων του παρεγχύματος, την οποία είχαν υποστεί κατά την εξέλιξη της αμέσως προηγούμενης εισπνοής. Το μέγεθος της απαιτούμενης ενέργειας προσδιορίζεται από την ενδοτικότητα, τις αντιστάσεις και την αδράνεια του θωρακικού τοιχώματος, των αεραγωγών, του παρεγχύματος και του ενδοθωρακικού αέρα. Η αδράνεια μπορεί να αγνοηθεί, εκτός και εάν ο εξεταζόμενος έχει υιοθετήσει ένα τύπο αναπνοής με πολύ μεγάλη συχνότητα. Η κεντρική θέση αναδείξεως των αντιστάσεων είναι οι αεραγωγοί, ενώ της ενδοτικότητας, οι κυψελωτοί πόροι, οι κυψελίδες και το θωρακικό τοίχωμα.

Για τη μέτρηση των παραγόντων του πνευμονικού αερισμού V̇Ε, δηλαδή του αναπνεόμενου όγκου, VT, και της συχνότητας, f, ο εξεταζόμενος αναπνέει μέσω ενός σπιρομέτρου ή ο εκπνεόμενος αέρας συλλέγεται σ’ έναν ασκό Douglas για ορισμένο χρονικό διάστημα και, ακολούθως, διαιρείται ο όγκος του εκπνευσθέντος αέρος δια του χρόνου συλλογής του. Η μέθοδος είναι ‘παρεμβατική’, προκαλεί τη δυσφορία του εξεταζομένου, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παρατεταμένο έλεγχο σε κλινικές διατάξεις και, συνήθως απολήγει στη  μεταβολή του αερισμού, λόγω των ερεθισμών από το ρινοπίεστρο και το επιστόμιο. Τόσο ο VT, όσο και η f αυξάνονται με την αύξηση του αερισμού, αλλά ακριβώς, όπως συμβαίνει με την αύξηση του όγκου της καρδιακής εξωθήσεως, σε μέτριες αυξήσεις του V̇E παρατηρείται μεγαλύτερη αύξηση του VT, συγκριτικά με την f∙ ενώ σε ακόμη μεγαλύτερη αύξηση του αερισμού, η f αυξάνεται δυσανάλογα περισσότερο, παρ’ ό,τι ο VT( (à852).

 Εναλλακτικά, ο πνευμονικός αερισμός μπορεί να μετρηθεί με καταγραφή των θωρακικών κινήσεων, μέσω συσκευής, πχ., ‘μαγνητομέτρων’, τα οποία βαθμονομούνται με αρχικές ισόογκες αναπνευστικές κινήσεις του ασθενούς και βασίζονται στην καταγραφή των απότοκων αναπνευστικών κινήσεων μεταβολών του όγκου του.

Ο πνευμονικός αερισμός κατανέμεται στις επαρκώς αιματούμενες κυψελίδες, στις ανεπαρκώς αιματούμενες κυψελίδες, στις υπεραιματούμενες κυψελίδες και τους αμιγείς αεραγωγούς.

Συνοπτικά ισχύει: V̇E=V̇A+ V̇D

Οι τρεις πρώτοι προορισμοί του πνευμονικού αερισμού, συνιστούν διακρίσεις του κυψελιδικού αερισμού, με φυσιολογικές συνέπειες, ανομοιότητας στη σχέση V̇/Q̇, που περιγράφονται διεξοδικότερα στα οικεία λήμματα   

  Ο πνευμονικός αερισμός είναι η λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος που αφορά στην ανταλλαγή αέρος μεταξύ των πνευμόνων και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Περιγράφει την παλίνδρομη κίνηση του αέρος μέσα κι έξω από τους πνεύμονες, ώστε να εξασφαλίζεται επαρκής ανανέωση του κυψελιδικού αέρα. Για την προώθηση του αέρος στους πνεύμονες πρέπει να υπερνικηθούν οι ελαστικές πιέσεις και οι αντιστάσεις στους αεραγωγούς, καθώς επίσης και η αδράνεια του συστήματος, που σχετίζονται με τη μεταβολή του όγκου, τη ροή και την επιτάχυνση του αέρα και των ιστών . Η απαιτούμενη πίεση καθορίζεται από τις παραμέτρους της εξισώσεως [1]:

Η ενέργεια που απαιτείται για την υπερνίκηση των δυνάμεων αυτών καταβάλλεται κατά μεν την ήρεμη εισπνοή, από τους εισπνευστικούς μύες, κατά δε την ήρεμη εκπνοή από την αποκατάσταση της ελαστικής παραμορφώσεως των ελαστικών στοιχείων του παρεγχύματος, την οποία είχαν υποστεί κατά την εξέλιξη της αμέσως προηγούμενης εισπνοής. Τη βίαιη εισπνοή υποστηρίζουν οι επικουρικοί εισπνευστικοί μύες (ο στερνοκλειδομαστοειδής μ., ο τραπαζοειδής και ο π. Σκαληνός) , ενώ κατά τη βίαιη εκπνοή συμμετέχουν, επίσης, οι επικουρικοί εκπνευστικοί μύες (οι έσω μεσοπλεύριοι και κοιλιακοί μύες). Το μέγεθος της απαιτούμενης ενέργειας προσδιορίζεται από την ενδοτικότητα, τις αντιστάσεις και την αδράνεια του θωρακικού τοιχώματος, των αεραγωγών, του παρεγχύματος και του ενδοθωρακικού αέρα. Η αδράνεια μπορεί να αγνοηθεί, εκτός και εάν ο εξεταζόμενος έχει υιοθετήσει ένα τύπο αναπνοής με πολύ μεγάλη συχνότητα. Η κεντρική θέση αναδείξεως των αντιστάσεων είναι οι αεραγωγοί, ενώ της ενδοτικότητας, οι κυψελωτοί πόροι, οι κυψελίδες και το θωρακικό τοίχωμα.

 Ο αερισμός των πνευμόνων είναι αυτόνομη λειτουργία (τονική αγωγή μέσω του πνευμονογαστρικού ) στην οποία η εισπνοή και η εκπνοή ρυθμίζονται ανεξάρτητα. Το μέτρο του αερισμού, V̇E, που απαιτείται για την ικανοποίηση των τρεχουσών μεταβολικών απαιτήσεων του οργανισμού ισούται με το γινόμενο του αναπνεόμενου (σε κάθε αναπνοή ) όγκου ( VT ) επί την αναπνευστική συχνότητα (f) :

E =VT X f

 Ο αναπνεόμενος όγκος ( 500 ml ή 7 ml/Kgr βάρους σώματος) και η συχνότητα αναπνοής ( 12-16 / min ), προσδιορίζεται στο προμηκικό κέντρο της αναπνοής στο οποίο συγκλίνουν πλήθος αισθητικών, μηχανικών ακόμη και συγκινησιακών πληροφοριών, που προέρχονται από τους αισθητικούς και χημικούς – περιφερικούς και κεντρικούς – υποδοχείς, καθώς επίσης και από τους ερεθισμοϋποδοχείς. Οι πληροφορίες αυτές τροποποιούνται, ενδεχομένως, στα ανώτερα, εκούσια, ή κατώτερα, ακούσια, κέντρα και ενεργοποιούν το κέντρο της αναπνοής, από το οποίο εκπορεύονται ώσεις, που αντεπιδρούν με τοπικούς, παθολογοανατομικούς, παράγοντες, για τη διαμόρφωση των προσδιοριστικών παραμέτρων της αναπνοής. Σε φυσιολογική κατάσταση, επί βασικού μεταβολισμού, ο κατά λεπτό πνευμονικός αερισμός προσεγγίζεται σε συνάρτηση με την επιφάνεια του σώματος και την ηλικία ( πιν. 1 ).

ΗΛΙΚΙΑ

ΑΝΔΡΕΣ

ΓΥΝΑΙΚΕΣ

16-34

35-49

50-69

3.6*BSA(sd= 0.3*BSA)

3.1*BSA(sd= 0.5*BSA)

2.9*BSA(sd=.45*BSA)

3.3*BSA(sd= 0.4*BSA)

3.2*BSA(sd= 0.4*BSA)

3.4*BSA(sd= 0.4*BSA)

όσο ο VT, όσο και η f αυξάνονται με την αύξηση του αερισμού, αλλά ακριβώς, όπως συμβαίνει με την αύξηση του όγκου της καρδιακής εξωθήσεως, σε μέτριες αυξήσεις του VE παρατηρείται μεγαλύτερη αύξηση του VT, συγκριτικά με την f∙ ενώ σε ακόμη μεγαλύτερη αύξηση του αερισμού, η f αυξάνεται δυσανάλογα περισσότερο, παρ’ ό,τι ο VT (σχήμα 2-2). Με τον όρο αναπνευστική εφεδρεία, BR, εννοούμε την αναλογία του MVV που παραμένει ανεκμετάλευτη, σαν εφεδρεία, κατά την παραγωγή έργου. Η μέγιστη δυνατή τιμή που μπορεί να πάρει ο πνευμονικός αερισμός λέγεται μέγιστη αναπνευστική ικανότητα και κατά μεγάλη προσέγγιση, εκτιμάται από το μέγιστο εθελοντικό αερισμό ( maximal voluntary ventilation, MVV ), που ορίζεται είτε από το βίαιο εκπνευστικό σπριγράφημα ή με τη βοήθεια εξισ'ωσεωβ προσομοιώσεως.

 

σχήμα 2-1. Κεντρική και περιφερική ρύθμιση της αναπνοής

την καμπύλη της μέγιστης εκπνευστικής ροής (βίαιο εκ πνευστικό σπιρογράφημα) ή με τη βοήθεια εξισώσεων προσομοιώσεως ή, αδρά, σαν πολλαπλάσιο (x35) του FEV1.

Είναι προφανές ότι η αναπνευστική εφεδρεία ενός ατόμου εξαντλείται με την προοδευτική αύξηση του πνευμονικού αερισμού, πχ., κατά την παραγωγή έργου ή κατά τη διάρκεια παθολογικών καταστάσεων που εκδηλώνονται με αύξηση του αερισμού ( πχ., άσθμα). Εξάντληση των αναπνευστικών εφεδρειών μπορεί ακόμη να επιβληθεί, εάν μειωθεί η μέγιστη αναπνευστική ικανότητα, όπως συμβαίνει σε παθήσεις με αποφρακτικού ή περιοριστικού τύπου διαταραχές αερισμού3.

 

Αερισμός περιοχικός, εξαρτήσεις
Αερισμός περιοχικός, μέτρηση, απεικονιστική
Αερισμός υψίσυχνος, ταλαντωσικός
Αερισμός, διακυμάνσεις
Αερισμός, κατά λεπτό, V̇E
Αερισμός, κατά λεπτό, προβλεπόμενες τιμές
Αερισμός, κατανομή
Αερισμός, παράπλευρος
Αερισμός, περιοχικός
Αερισμός, πευμονικός, V̇E
Αερισμού –αιματώσεως αναλογία , ventilation – perfusion match
Αερισμού ισοδύναμο, V̇E/V̇O2
Αερισμού περίσσεια σχετικά με αιμάτωση
Αερισμού τύποι