Poměr ventilace - perfuze Význam pro arteriální PO2

Osnova Ventilace; V Perfuze; Q Nehomogenita V,Q Střední poměr VA/Q Hypoxická vazokonstrikce – alveolokapilární reflex Kapilárně-bronchiolární reflex Porucha poměru VA/Q Shrnutí Diskuze Zdroje

Ventilace VA Větrání“; proudění vzduchu do plicních sklípků VT…objem vzduchu při 1 vdechu/výdechu; VT = 0,5 l f…frekvence dýchání za 1 min; f = 16 VE…minutový dechový objem; VE = VT* f VA…objem respirační části; VA = 5,6 l/min VD…objem mrtvého prostoru; VD = 2,4 l/min VE = VA+VD = 8 l/min

Perfuze Q Průtok krve plícemi Plicní řečiště = nízkotlaké řečiště Plícnice 24/9; stř.arter.tlak 15 torr; LPsyst: 8 torr –> 7 torr tlakový gradient (systémové řečiště 90 torr) Plicní kapilární tlak - 10 torr Onkotický tlak bílkovin 25 torr –> do lumen cév gradient 15 torr –> udržuje alveoly bez tekutiny – brání edému! Hodnota Q přibližně stejná jako minutový výdej srdeční (pomíjíme fyziologický zkrat)

Poměr ventilace-perfuze VA= 5,6 l/min Q = 6 l/min PaO2 = 5.3 kPa PaCO2= 6.1 kPa VA/Q = 0.93!

Nehomogenita Q Vliv gravitace - baze plic jsou lépe perfundovány (ve stoje) V oblastech pod úrovní pulmonální chlopně se k pprekap přidává hydrostatický tlak krevního sloupce plicních hrotech (nad úrovní pulmonální chlopně) může pprekap dokonce nižší než patm (=pA) – perfuze velmi malá - kolaps kapilár!

Nehomogenita Q II

Nehomogenita VA Od hrotu k bazím plic stoupá i ventilace na jednotku objemu plicní tkáně!! ) PAO2 je na hrotech vyšší než při bazi)

Nehomogenita III

Vliv poměru VA/Q na parciální tlaky v plicích Oblast plic není ventilovaná VA = 0 Q= 6 l/min VA/Q = 0

2) Oblast není perfundovaná VA = 5.6 l/min Q = 0 VA/Q = ∞ Funkční mrtvý prostor! VA/Q může tedy teoreticky být 0 -> ∞ PAO2 kolísá mezi hodnotami smíšené venozní krve a vlhkého Patm.

Hypoxická vazokonstrikce Alveolokapilární reflex Mechanismus bránící vzniku extrémních hodnot Obstrukce v dýchacích cestách pokles PAO2 lokální vazokonstrikce vznik nového mrtvého prostoru Ostatní fungující oblasti mají dostatek krve pro výměnu plynů

Kapilárně-bronchiolární reflex Málo perfundované oblasti Hypokapnie způsobí KB-reflex Lokální vazokonstrikce příslušných bronchiolů

Porucha poměru VA/Q Nejčastější příčina hypoxické hypoxie Porucha ventilace; krev protéká Nefunguje mechanismus hypoxické vazokonstrikce Pokles arteriálního PO2!!! Neokysličená krev se mísí s okysličenou = tzv.alveolární venozní příměs k arteriální krvi Veno-arteriální / pravo-levý zkrat Např. těžké astma, emfyzém, únava dechových svalů…

Plicní embolie Vzestup arteriálního tlaku v plícnici Tachypnoe ←reflexní odpověď na aktivaci plicních receptorů – inervovaných vagem

Následek: snížená saturace Hb O2 Porucha nemůže kompenzována zvýšenou saturací Hb O2 (nelze saturovat nad 100%!) Hladina CO2 ale může být normální – lze zvýšit výdej CO2

Shrnutí Ventilace a perfuze plic jsou dva základní předpoklady pro respiraci! Respirace: výměna dýchacích plynů přes AK membránu; difúze na základě tlakových gradientů Poměr VA/Q udává tedy efektivitu respirace

Jak ventilace tak perfuze plic je nerovnoměrná Poměr VA/Q má výrazné fyziologické odchylky na různých místech plic Mechanismus je regulován AK- a KB-reflexem Následkem rozsáhlých nerovnoměrností VA a Q je pokles arteriálního PO2 a retence CO2 ← gravitace

Zdroje Ganong Wiliam F.:Přehled lékařské fyziologie; H&H 1993 Silbernagel Stefan, Despopoulos Agamemnon: Atlas fyziologie člověka; Grada Publishing 2004 Trojan Stanislav: Fyziologie; Avicenum 1988 www.ursa.kcom.edu camelot.lf2.cuni.cz www.lf3.cuni.cz/physio/Patophysiology human.physiol.arizona.edu www.lungusa.org

Diskuze Co se myslí fyziologickým zkratem? Perfuze plícemi je přibližně stejná jako MV srdeční; ve skutečnosti je asi o 2.5 % nižší… a) anastomózy mezi bronchiálními kapilárami nutritivního oběhu a plicními kapilárami b) krev protékající koronárními cévami do dutin levého srdce Saturace Hb v systémovém oběhu je asi o 0.5 % nižší než krev bezprostředně po ekvilibraci s alveolárním vzduchem.

Jak je možné, že CO2 stačí k difúzi menší tlakový gradient? 2. Výměna plynů přes AK-membránu se děje na základě tlakových gradientů… PAO2 = 13.33 kPa PaO2 = 5.3 kPa PACO2 = 5.33 kPa PaCO2 = 6.1 kPa ΔPO2 = 8kPa ΔPCO2 = 0.8 kPa Jak je možné, že CO2 stačí k difúzi menší tlakový gradient?