Pulmonaler Blutfluss und seine Regulation
Der Lungenkreislauf transportiert das gesamte Herzzeitvolumen bei niedrigem Druck und geringem Widerstand durch die Lunge, sodass gemischtes venöses Blut oxygeniert und Kohlendioxid abgegeben werden kann. Dieser Bereich behandelt, wie der rechte Ventrikel den Fluss durch das pulmonale Gefäßbett antreibt, wie dieser Fluss verteilt und reguliert wird und wie der Gefäßwiderstand und die Funktion des rechten Herzens die Grenzen des Systems bestimmen.
Definition
Pulmonaler Blutfluss ist die Perfusion der Lunge mit desoxygeniertem Blut, das vom rechten Ventrikel über die Pulmonalarterien zu den alveolären Kapillaren und über die Pulmonalvenen zurückgepumpt wird; seine Regulation umfasst die mechanischen und vasoaktiven Prozesse, die den Widerstand, die Verteilung und die Anpassung der Perfusion an die Ventilation steuern.
Scope
Dieser Bereich betrachtet die Lunge als ein perfundiertes Organ: die Determinanten des pulmonalen Gefäßwiderstands, die aktiven und passiven Mechanismen, die den Blutfluss verteilen, die hypoxische pulmonale Vasokonstriktion als lokalen Anpassungsmechanismus und den rechten Ventrikel als die an diese Last gekoppelte Pumpe. Es handelt sich um eine Referenzübersicht der normalen Physiologie; es ist keine klinische Leitlinie und behandelt weder die Diagnose noch das Management von pulmonalen Gefäßerkrankungen.
Sub-topics
Core questions
- Was bestimmt den pulmonalen Gefäßwiderstand und warum ist er so viel niedriger als der systemische Widerstand?
- Wie wird der Blutfluss in der Lunge verteilt und was steuert diese Verteilung?
- Wie passt die Lunge die Perfusion lokal an die Ventilation an?
- Wie passt sich der rechte Ventrikel an die pulmonale Gefäßlast an, gegen die er pumpen muss?
Key concepts
- Niederdruck-, Hochflusskreislauf
- Pulmonaler Gefäßwiderstand
- Rekrutierung und Dehnung
- West-Zonen der Perfusion
- Hypoxische pulmonale Vasokonstriktion
- Ventilations-Perfusions-Anpassung
- Rechtsventrikulär-pulmonalarterielle Kopplung
Mechanisms
Der rechte Ventrikel pumpt das gesamte Herzzeitvolumen in einen Kreislauf, dessen normaler Mitteldruck etwa ein Fünftel des systemischen Arteriendrucks beträgt; die dünnwandigen, stark dehnbaren Lungengefäße gleichen Flusszunahmen hauptsächlich durch Rekrutierung geschlossener Kapillaren und Dehnung offener Kapillaren aus, was den Widerstand niedrig hält und ihn sogar bei steigendem Fluss sinken lässt (Suresh & Shimoda, 2016; Naeije & Chesler, 2012). Innerhalb der Lunge erzeugt das Zusammenspiel von arteriellem, alveolärem und venösem Druck einen topographischen Flussgradienten, der klassisch als West-Zonen beschrieben wird (West, Dollery & Naimark, 1964). Lokal verengen alveoläre Hypoxie benachbarte kleine Arterien, um Blut in besser belüftete Regionen umzuleiten, während sich der rechte Ventrikel kontinuierlich an den Widerstand und die pulsatile Last anpasst, denen er gegenübersteht, eine Beziehung, die als ventrikulär-arterielle Kopplung zusammengefasst wird (Sanz et al., 2023).
Clinical relevance
Das Verständnis des normalen Lungenkreislaufs liefert die physiologische Referenz, anhand derer pulmonale Gefäßerkrankungen, die Anpassung des rechten Herzens und Anomalien des Gasaustauschs interpretiert werden. Dieser Eintrag beschreibt Mechanismen und deren Untersuchung; er dient der Bildung und ist keine Grundlage für Diagnose, Überwachung oder Behandlung einer Einzelperson.
Evidence & guidelines
Die hier zusammengefasste Physiologie basiert auf klassischer experimenteller Arbeit und umfassenden Übersichtsstudien und nicht auf Interventionsstudien. Die Experimente an isolierten Lungen von West und Kollegen etablierten das druckbasierte Modell der Flussverteilung (West et al., 1964), und zeitgenössische Übersichten integrieren die Determinanten von Widerstand, Verteilung und Rechtsherzkopplung (Suresh & Shimoda, 2016; Naeije & Chesler, 2012; Sanz et al., 2023).
History
Das moderne Verständnis der Lungenperfusion wurde Mitte des 20. Jahrhunderts geprägt, als Studien mit radioaktiven Gasen und an isolierten Lungen – am einflussreichsten von John B. West und Kollegen – die schwerkraft- und druckabhängige Verteilung des Blutflusses aufzeigten und die Lunge als einen Niederdruckkreislauf darstellten, dessen Widerstand maßgeblich durch Rekrutierung und Dehnung bestimmt wird (West et al., 1964). Spätere Arbeiten erweiterten dies auf die aktive Regulation des Flusses und auf die Kopplung zwischen dem rechten Ventrikel und seiner pulmonalen Last.
Key figures
- John B. West
- Robert Naeije
- Larissa A. Shimoda
Related topics
Seminal works
- west-1964
- suresh-shimoda-2016
- naeije-2012
Frequently asked questions
- Warum ist der Lungenkreislauf ein Niederdrucksystem?
- Weil er das gesamte Herzzeitvolumen durch dünne, stark dehnbare Gefäße aufnehmen muss; deren Fähigkeit zur Rekrutierung und Dehnung hält den Widerstand niedrig, sodass der rechte Ventrikel die Lunge mit einem Bruchteil des systemischen Drucks perfundieren kann.
- Wie unterscheidet sich der Lungenkreislauf vom systemischen Kreislauf?
- Er transportiert desoxygeniertes Blut bei niedrigem Druck und geringem Widerstand, reagiert auf alveoläre Hypoxie mit Vasokonstriktion statt Vasodilatation und senkt seinen Widerstand, wenn der Fluss durch Rekrutierung und Dehnung zunimmt.