Alveolær gasudveksling

Alveolær gasudveksling er overførslen af ilt og kuldioxid mellem luften i alveolerne og blodet i de omgivende lungekapillærer. Alveolen udgør den funktionelle enhed, hvor indåndet luft møder venøst blod, og gaspartialtrykkene heri fastlægger de gradienter, der driver udvekslingen.

Definition

Alveolær gasudveksling er den diffusive overførsel af ilt fra alveolær gas til lungekapillærblod og af kuldioxid fra blod til alveolær gas, styret af de alveolære partialtrykke for disse gasser.

Scope

Dette emne omhandler, hvordan den alveolære gassammensætning etableres, den alveolære gasligning som forbindelsesled mellem inspireret ilt, kuldioxidudskillelse og alveolær ilttension, samt begreberne alveolær ventilation, dødrum og shunt, der bestemmer, i hvilken grad kapillærblod ligevægtssættes med alveolær gas. Materialet er fysiologisk referencestof og udgør ikke klinisk vejledning.

Core questions

• Hvad bestemmer partialtrykket af ilt i alveolær gas?
• Hvordan fastlægger alveolær ventilation den arterielle kuldioxidtension?
• Hvorfor »spildes« noget inspireret luft som dødrum, og hvordan påvirker det udvekslingen?
• Hvordan sænker shunt og venøs admixture (venous admixture) iltindholdet i det blod, der forlader lungen?

Key concepts

• Alveolære partialtrykke (PaO2, PaCO2 i alveolær gas)
• Den alveolære gasligning
• Alveolær ventilation
• Anatomisk og fysiologisk dødrum
• Shunt og venøs admixture
• Respiratorisk udvekslingskvotient

Key theories

Den alveolære gasligning

Det alveolære partialtrykke for ilt udledes af den inspirerede ilttension minus kuldioxidudskillelsen skaleret med den respiratoriske udvekslingskvotient; dette forhold, formaliseret i idealanalysen af alveolær luft, giver mulighed for at estimere alveolær ilt ud fra målbare størrelser.

Mechanisms

Ved hvert åndedrag opvarmes, fugtes og fortyndes inspireret luft af den tilstedeværende alveolære gas, så den alveolære ilttension er lavere end den inspirerede, og den alveolære kuldioxidtension afspejler balancen mellem metabolisk kuldioxidproduktion og alveolær ventilation. Ilt og kuldioxid diffunderer herefter over den tynde alveolær-kapillærbarriere ned ad deres partialtrykgradienter, indtil kapillærblod nærmer sig ligevægt med alveolær gas. Regioner, der ventileres men ikke perfunderes, bidrager til dødrum; regioner, der perfunderes men ikke ventileres, bidrager til shunt. Den alveolære gasligning udtrykker afhængigheden af alveolær ilttension af inspireret ilt, kuldioxidudskillelse og den respiratoriske udvekslingskvotient.

Clinical relevance

Det alveolære gasparadigme ligger til grund for tolkning af arterielle blodgasser og den alveolær-arterielle iltforskel, der benyttes til at karakterisere gasudvekslingssvigt. Denne artikel beskriver den pågældende fysiologi til referenceformål og opstiller ikke diagnostiske tærskelværdier eller behandlingsanbefalinger.

Evidence & guidelines

Begreberne her er standard respirationsfysiologi, understøttet af den grundlæggende idealanalyse af alveolær luft samt af integrerende oversigtsartikler om pulmonal gasudveksling. Materialet er deskriptiv fysiologi snarere end retningslinjebaseret praksis.

History

Den kvantitative behandling af alveolær gas går tilbage til Riley og Courands arbejde fra midten af det tyvende århundrede, der definerede et »idealt« alveolært rum, som reelle lunger kunne sammenlignes med, og som muliggjorde estimering af dødrum og shunt ud fra blod- og gasmålinger. Efterfølgende oversigtsartikler integrerede disse ideer med kontinuerte V/Q-fordelinger og regional billeddannelse.

Key figures

• Richard Riley
• André Cournand
• John B. West

Seminal works

• riley-cournand-1949
• petersson-glenny-2014

Frequently asked questions

Hvorfor er alveolær ilt lavere end ilten i den luft, vi indånder?

Inspireret luft fugtes, idet vanddamp tilsættes og fortynder den, og ilt optages kontinuerligt af blodet, mens kuldioxid tilføres, så den alveolære ilttension stabiliserer sig under den inspirerede værdi.

Hvad er dødrum?

Dødrum er den del af hvert åndedrag, der ikke deltager i gasudveksling, enten fordi det forbliver i de ledende luftveje (anatomisk) eller fordi det når alveoler, som ventileres men er ringe perfunderet (fysiologisk).