التهوية وتدفق الهواء
التهوية هي الحركة الكتلية للهواء بين الغلاف الجوي والحويصلات الهوائية، وتدفق الهواء هو المعدل الذي تحدث به هذه الحركة استجابة لضغط دافع. يحددان معًا كمية الغاز النقي التي تصل إلى سطح تبادل الغازات في الحويصلات الهوائية كل دقيقة، وكيفية تقسيم هذا الحجم بين التهوية الحويصلية المفيدة والتهوية المهدرة في الحيز الميت.
Definition
التهوية الرئوية هي التدفق الدوري للهواء داخل وخارج الرئتين، وتُقاس بالحجم المتحرك لكل نفس ولكل دقيقة؛ التهوية الحويصلية هي الجزء من هذا الحجم الذي يصل إلى الحويصلات الهوائية التي تتبادل الغازات، بينما تدفق الهواء هو المعدل الحجمي اللحظي الذي يدفعه فرق الضغط على طول الممرات الهوائية.
Scope
يغطي هذا الموضوع الأحجام والمعدلات التي تصف التنفس — الحجم الجاري، ومعدل التنفس، والتهوية الدقيقة والحويصلية، والحيز الميت — والعلاقة بين الضغط الدافِع وتدفق الهواء، بما في ذلك حدود التدفق الأقصى أثناء الزفير القسري. يعالج التهوية ككمية فسيولوجية قابلة للقياس ولا يقدم نصائح سريرية.
Core questions
- كيف يتم دمج الحجم الجاري ومعدل التنفس في التهوية الدقيقة والحويصلية؟
- كم من كل نفس يُهدر كحيز ميت تشريحي وفسيولوجي؟
- كيف يعتمد تدفق الهواء على فرق الضغط على طول الممرات الهوائية؟
- لماذا يصبح تدفق الزفير الأقصى مستقلاً عن الجهد بعد نقطة معينة؟
Key concepts
- الحجم الجاري
- معدل التنفس
- التهوية الدقيقة
- التهوية الحويصلية
- الحيز الميت التشريحي والفسيولوجي
- تدفق الزفير الأقصى
- استقلالية الجهد
Key theories
- تحديد التدفق واستقلالية الجهد
- أثناء الزفير القسري، بعد عتبة معينة من الجهد، يتحدد تدفق الزفير الأقصى عند حجم رئوي معين بواسطة الارتداد المرن للرئة ومقاومة الممرات الهوائية الواقعة قبل الجزء المحدد للتدفق، لذا فإن الجهد العضلي الإضافي لا يمكن أن يزيد التدفق.
Mechanisms
كل نفس يحرك حجمًا جاريًا؛ بضربه في معدل التنفس نحصل على التهوية الدقيقة. جزء ثابت من كل نفس جاري يملأ الممرات الهوائية الموصلة التي لا تتبادل الغازات (الحيز الميت التشريحي) وأي حويصلات هوائية يتم تهويتها ولكن لا يتم ترويتها (الحيز الميت الحويصلي)، لذا فإن التهوية الحويصلية هي التهوية الدقيقة مطروحًا منها تهوية الحيز الميت. تدفق الهواء نفسه ينتج عن فرق الضغط الذي تحدثه عضلات الجهاز التنفسي على طول الممرات الهوائية ويقاومه مقاومة الممرات الهوائية. أثناء الزفير القسري الأقصى، يؤدي الانضغاط الديناميكي للممرات الهوائية إلى إنشاء جزء محدد للتدفق، لذا فوق جهد معتدل، يكون التدفق القابل للتحقيق عند كل حجم رئوي ثابتًا بفعل الارتداد الرئوي والمقاومة العلوية بدلاً من مدى قوة دفع الشخص.
Clinical relevance
التهوية وتدفق الهواء هما الكميتان اللتان تقاسان بواسطة قياس التنفس (spirometry) — على سبيل المثال، حجم الزفير القسري والسعة الحيوية القسرية — وتُميز أنماطهما الفئات الميكانيكية الواسعة لخلل وظائف الرئة. فهم تحديد التدفق يفسر سبب قابلية قياسات الزفير القسري للتكرار. يصف هذا المدخل الفسيولوجيا والقياس وليس أساسًا للتشخيص أو العلاج الفردي.
Evidence & guidelines
تُحدد الطرق الموحدة لقياس التهوية وتدفق الهواء في البيانات الفنية الدولية حول قياس التنفس وتفسير اختبارات وظائف الرئة، والتي تحدد كيفية الحصول على تدفقات وأحجام الزفير القسري والإبلاغ عنها.
History
تم توضيح فسيولوجيا تدفق الزفير القسري في الستينيات عندما أظهر ميد وماكليم وزملاؤهما أن التدفق الأقصى يصبح مستقلاً عن الجهد بسبب الانضغاط الديناميكي للممرات الهوائية، مما وفر الأساس المنطقي لقياس التنفس القسري. وقد تم تقنين توحيد هذه القياسات منذ ذلك الحين في بيانات متتالية للجمعية الأمريكية لأمراض الصدر والجمعية الأوروبية للجهاز التنفسي.
Key figures
- Jere Mead
- Peter Macklem
- John B. West
Related topics
Seminal works
- mead-1967
- graham-2019
Frequently asked questions
- ما الفرق بين التهوية الدقيقة والتهوية الحويصلية؟
- التهوية الدقيقة هي إجمالي الهواء المتحرك في الدقيقة (الحجم الجاري مضروبًا في معدل التنفس)، بينما التهوية الحويصلية هي فقط الجزء من هذا الهواء الذي يصل إلى الحويصلات الهوائية التي تتبادل الغازات، بعد طرح الحجم المهدر في الحيز الميت.
- لماذا لا يستطيع الشخص زيادة تدفق الزفير القسري بالدفع بقوة أكبر؟
- بعد مستوى معتدل من الجهد، تنضغط الممرات الهوائية ديناميكيًا ويتشكل جزء محدد للتدفق؛ ومن تلك النقطة، يكون التدفق الأقصى ثابتًا بفعل الارتداد المرن للرئة ومقاومة الممرات الهوائية العلوية، لذا فإن الجهد الإضافي لا يزيد التدفق.