Соотношение вентиляция / перфузия - Ventilation/perfusion ratio

В дыхательной физиологии , то вентиляция / перфузия соотношение ( / отношение V Q ) представляет собой соотношение используется для оценки эффективности и адекватности согласования двух переменных:

Следовательно, отношение V / Q можно определить как отношение количества воздуха, достигающего альвеол в минуту, к количеству крови, достигающей альвеол в минуту - отношение объемных скоростей потока . Эти две переменные, V и Q, являются основными определяющими факторами концентрации кислорода в крови (O 2 ) и углекислого газа (CO 2 ).

Отношение V / Q можно измерить с помощью сканирования вентиляции / перфузии .

Несоответствие AV / Q может вызвать дыхательную недостаточность 1 типа .

Физиология

В идеале кислорода, поступающего через вентиляцию, было бы достаточно, чтобы полностью насытить кровь. У типичного взрослого человека 1 литр крови может содержать около 200 мл кислорода; В 1 литре сухого воздуха содержится около 210 мл кислорода. Следовательно, в этих условиях идеальный коэффициент вентиляции и перфузии будет около 0,95. Если рассматривать увлажненный воздух (с меньшим количеством кислорода), то идеальное соотношение v / q будет около 1,0 , что приведет к концепции равенства вентиляции и перфузии или соответствия вентиляции и перфузии . Это соответствие может быть оценено в легком в целом или в отдельных или в подгруппах газообменных единиц в легком. С другой стороны, несоответствие вентиляции и перфузии - это термин, используемый, когда вентиляция и перфузия газообменного устройства не совпадают.

Фактические значения в легком варьируются в зависимости от положения в легком. В целом типичное значение составляет примерно 0,8.

Поскольку легкое расположено вертикально вокруг сердца , часть легкого находится выше сердца, а часть - ниже. Это имеет большое влияние на соотношение V / Q:

У пациента, стоящего в ортостатическом положении (вертикально), верхушка легкого показывает более высокое соотношение V / Q, тогда как у основания легкого это соотношение ниже, но ближе к оптимальному значению для достижения адекватной концентрации кислорода в крови. Хотя и вентиляция, и перфузия увеличиваются от верхушки к основанию, перфузия увеличивается в большей степени, чем вентиляция, снижая соотношение V / Q у основания легких. Основным фактором, участвующим в создании этого градиента V / Q между верхушкой и основанием легкого, является сила тяжести (вот почему соотношение V / Q изменяется в положениях, отличных от ортостатического).

Вентиляция

Гравитация и вес легкого влияют на вентиляцию, увеличивая плевральное давление у основания (делая его менее отрицательным) и тем самым уменьшая альвеолярный объем. Самая нижняя часть легкого по отношению к силе тяжести называется зависимой областью. В зависимой области меньшие объемы альвеол означают, что альвеолы ​​более податливы (более растяжимы) и, следовательно, способны к большему обмену кислорода. Верхушка, хотя и показывает более высокое парциальное давление кислорода, вентилируется менее эффективно, поскольку ее податливость ниже, и поэтому происходит обмен меньшими объемами.

Перфузия

Воздействие силы тяжести на перфузию легких выражается в гидростатическом давлении крови, проходящей через ветви легочной артерии, чтобы достичь апикальной и базальной областей легких, действуя синергетически с давлением, создаваемым правым желудочком. Таким образом, в верхушке легкого результирующее давление может быть недостаточным для развития кровотока (который может поддерживаться только за счет отрицательного давления, создаваемого венозным потоком в направлении левого предсердия) или даже для предотвращения коллапса сосудистых структур, окружающих альвеолы, в то время как в основании легкого наблюдается интенсивный поток из-за более высокого давления.

Патология

Экстремальные изменения V / Q

  • Область с перфузией, но без вентиляции (и, следовательно, с нулевым значением V / Q) называется шунтом .
  • Область с вентиляцией, но без перфузии (и, таким образом, V / Q не определена, хотя приближается к бесконечности), называется « мертвым пространством ».

Следует отметить, что немногие условия составляют «чистый» шунт или мертвое пространство, поскольку они были бы несовместимы с жизнью, и поэтому термин несоответствие V / Q более подходит для условий между этими двумя крайностями.

Патофизиология

  • Более низкое соотношение V / Q (относительно ожидаемого значения для определенной области легких в определенном положении) ухудшает легочный газообмен и является причиной низкого артериального парциального давления кислорода (pO 2 ). Выведение углекислого газа также нарушается, но повышение парциального давления углекислого газа (pCO 2 ) в артериальной крови очень редко, потому что это приводит к стимуляции дыхания, и, как следствие, увеличение альвеолярной вентиляции возвращает paCO 2 в пределах нормального диапазона. Эти аномальные явления обычно наблюдаются при хроническом бронхите , астме , гепатопульмональном синдроме и остром отеке легких .
  • Высокое соотношение V / Q снижает pCO 2 и увеличивает pO 2 в альвеолах. Из-за увеличения вентиляции мертвого пространства снижается pO 2 и, следовательно, периферическое насыщение кислородом ниже, чем обычно, что приводит к тахипноэ и одышке. Это открытие обычно связано с тромбоэмболией легочной артерии (при которой кровообращение нарушено из-за эмбола). Вентиляция бесполезна, так как она не насыщает кровь кислородом. Высокий показатель V / Q также может наблюдаться при эмфиземе как дезадаптивное дыхательное переутомление неповрежденной паренхимы легкого. Из-за потери площади альвеолярной поверхности пропорционально больше вентиляции на доступную площадь перфузии. Напротив, эта потеря площади поверхности приводит к снижению артериального pO 2 из-за нарушения газообмена (см . Законы диффузии Фика ).

использованная литература

внешние ссылки

|