توزیع جریان خون در ریه
جریان خون در سراسر ریه یکنواخت نیست. از آنجا که گردش خون ریوی در فشار پایین عمل میکند، تعادل موضعی بین فشارهای شریانی، آلوئولی و وریدی – همراه با ساختار عروقی ریه – تفاوتهای منطقهای مشخصی را در پرفیوژن ایجاد میکند که به طور کلاسیک به عنوان گرادیانی از بالای ریه تا پایین آن در حالت ایستاده توصیف میشود.
Definition
توزیع جریان خون در ریه، الگوی منطقهای پرفیوژن ریوی است که عمدتاً توسط روابط بین فشارهای شریانی ریوی، آلوئولی و وریدی ریوی و همچنین هندسه انشعابی درخت عروقی ریوی تعیین میشود.
Scope
این مدخل به چگونگی توزیع جریان خون منطقهای ریوی، مدل منطقهای مبتنی بر فشار که گرادیان گرانشی را توضیح میدهد، سهم ساختار عروقی در ناهمگونی غیرگرانشی، و چگونگی تغییر توزیع با وضعیت بدن و ورزش میپردازد. این یک موضوع فیزیولوژی مرجع است؛ مکانیسمها را توضیح میدهد تا اینکه راهنمایی بالینی ارائه دهد.
Core questions
- چرا پرفیوژن در پایه ریه بیشتر از راس آن در حالت ایستاده است؟
- چگونه فشارهای شریانی، آلوئولی و وریدی مناطق جریان را تعریف میکنند؟
- چه مقدار از ناهمگونی گرانشی و چه مقدار ساختاری است؟
- توزیع با وضعیت بدن و ورزش چگونه تغییر میکند؟
Key concepts
- منطقه ۱ (فشار آلوئولی > فشار شریانی)
- منطقه ۲ (فشار شریانی > فشار آلوئولی > فشار وریدی)
- منطقه ۳ (فشار شریانی > فشار وریدی > فشار آلوئولی)
- گرادیان پرفیوژن گرانشی
- انشعاب فراکتالی عروقی
- ناهمگونی ساختاری (غیر گرانشی)
- توزیع مجدد وضعیتی و ورزشی
Mechanisms
در مدل کلاسیک، رابطه بین فشارهای آلوئولی، شریانی ریوی و وریدی ریوی سه منطقه را از بالای ریه تا پایین آن در حالت ایستاده تعریف میکند: جایی که فشار آلوئولی از فشار شریانی بیشتر است، مویرگها فشرده میشوند و جریان ممکن است متوقف شود (منطقه ۱)؛ در پایینتر، فشار شریانی از فشار آلوئولی بیشتر است که به نوبه خود از فشار وریدی بیشتر است، بنابراین جریان به تفاوت شریانی-آلوئولی بستگی دارد (منطقه ۲)؛ و در پایه، هر دو فشار شریانی و وریدی از فشار آلوئولی بیشتر هستند، بنابراین جریان توسط گرادیان معمول شریانی-وریدی کنترل میشود (منطقه ۳) (West, Dollery & Naimark, 1964). گرانش این تفاوتهای فشار را در طول ریه ایجاد میکند. کارهای بعدی نشان داد که گرانش تمام ماجرا نیست: هندسه انشعابی فراکتالی عروق ریوی ناهمگونی قابل توجهی را تحمیل میکند که مستقل از وضعیت بدن باقی میماند، بنابراین توزیع هم بازتابدهنده عوامل تعیینکننده گرانشی و هم ساختاری است (Glenny & Robertson, 2011; Suresh & Shimoda, 2016). با ورزش و افزایش همراه فشار و جریان، جذب (recruitment) توزیع را یکنواختتر میکند.
Clinical relevance
توزیع منطقهای پرفیوژن بخشی از چگونگی تطابق جریان خون با تهویه در ریه است و زیربنای تفسیر تبادل گاز منطقهای و تصویربرداری پرفیوژن را تشکیل میدهد. این مدخل فیزیولوژی طبیعی و نحوه مطالعه آن را توصیف میکند؛ جنبه آموزشی دارد و مبنایی برای تصمیمات بالینی در مورد هیچ فردی نیست.
Evidence & guidelines
مدل منطقهای از آزمایشهای ریه جدا شده وست و همکارانش نشأت میگیرد که جریان را به فشارهای عروقی و آلوئولی مرتبط میکردند (West et al., 1964). اندازهگیریهای با وضوح بالا بعدی، تصویر را اصلاح کردند و جزء ساختاری بزرگی را برای ناهمگونی جریان نشان دادند، همانطور که در بررسیهای اختصاصی (Glenny & Robertson, 2011; Suresh & Shimoda, 2016) جمعبندی شده است.
History
توضیح مبتنی بر فشار برای گرادیان پرفیوژن ریه توسط آزمایشهای ریه جدا شده وست، دالری و نیمارک در سال ۱۹۶۴ تثبیت شد، که جریان منطقهای را به تعامل فشارهای عروقی و آلوئولی مرتبط میکرد و منجر به مدل منطقهای شد که از آن زمان تدریس میشود. از اواخر قرن بیستم، مطالعات میکروسفیر و تصویربرداری نشان دادند که ساختار انشعابی ناهمگونی فراتر از گرانش را ایجاد میکند و توزیع را به عنوان محصول هر دو نیرو بازتعریف میکند (Glenny & Robertson, 2011).
Debates
- آیا گرادیان پرفیوژن ریه عمدتاً گرانشی است؟
- مدل منطقهای کلاسیک تفاوتهای منطقهای را عمدتاً به گرانش نسبت میدهد، اما مطالعات با وضوح بالا نشان میدهند که ساختار انشعابی عروقی ناهمگونی قابل توجهی را مستقل از وضعیت بدن ایجاد میکند، بنابراین وزن نسبی عوامل تعیینکننده گرانشی در مقابل ساختاری مورد بحث است.
Key figures
- John B. West
- Robert W. Glenny
- H. Thomas Robertson
Related topics
Seminal works
- west-1964
- glenny-2011
Frequently asked questions
- چرا پایه ریه در حالت ایستاده خون بیشتری نسبت به راس دریافت میکند؟
- گرانش فشارهای عروقی را به سمت پایه افزایش میدهد، بنابراین فشار شریانی در آنجا به طور کاملتری از فشار آلوئولی فراتر میرود؛ مویرگها بهتر متسع و جذب میشوند و جریان بیشتری نسبت به راس ایجاد میکنند.
- مناطق وست (West's zones) چه هستند؟
- آنها سه منطقه از ریه در حالت ایستاده هستند که توسط رابطه بین فشارهای آلوئولی، شریانی و وریدی تعریف میشوند: منطقه ۱ (جریان کم یا بدون جریان، فشار آلوئولی بالاترین است)، منطقه ۲ (جریان توسط تفاوت شریانی-آلوئولی تنظیم میشود)، و منطقه ۳ (جریان توسط گرادیان معمول شریانی-وریدی تنظیم میشود).