फेफड़ों में रक्त प्रवाह वितरण

फेफड़ों में रक्त प्रवाह एक समान नहीं होता है। क्योंकि फुफ्फुसीय परिसंचरण कम दबाव पर कार्य करता है, धमनी, वायुकोशीय और शिरापरक दबावों के बीच स्थानीय संतुलन—फेफड़े की संवहनी वास्तुकला के साथ—परफ्यूजन में चिह्नित क्षेत्रीय अंतर पैदा करता है, जिसे शास्त्रीय रूप से सीधे फेफड़े के शीर्ष से नीचे तक एक ढाल के रूप में वर्णित किया गया है।

Definition

फेफड़े में रक्त प्रवाह वितरण फुफ्फुसीय परफ्यूजन का क्षेत्रीय पैटर्न है, जो मुख्य रूप से फुफ्फुसीय धमनी, वायुकोशीय और फुफ्फुसीय शिरापरक दबावों के बीच संबंधों और फुफ्फुसीय संवहनी वृक्ष की शाखाओं वाली ज्यामिति द्वारा निर्धारित होता है।

Scope

यह प्रविष्टि बताती है कि क्षेत्रीय फुफ्फुसीय रक्त प्रवाह कैसे वितरित होता है, गुरुत्वाकर्षण ढाल की व्याख्या करने वाला दबाव-आधारित क्षेत्रीय मॉडल, गैर-गुरुत्वाकर्षण विषमता में संवहनी संरचना का योगदान, और मुद्रा और व्यायाम के साथ वितरण कैसे बदलता है। यह एक संदर्भ शरीर विज्ञान विषय है; यह नैदानिक मार्गदर्शन प्रदान करने के बजाय तंत्रों की व्याख्या करता है।

Core questions

• सीधे फेफड़े के शीर्ष की तुलना में आधार पर परफ्यूजन अधिक क्यों होता है?
• धमनी, वायुकोशीय और शिरापरक दबाव प्रवाह के क्षेत्रों को कैसे परिभाषित करते हैं?
• विषमता का कितना हिस्सा गुरुत्वाकर्षण है और कितना संरचनात्मक है?
• मुद्रा और व्यायाम के साथ वितरण कैसे बदलता है?

Key concepts

• क्षेत्र 1 (वायुकोशीय > धमनी दबाव)
• क्षेत्र 2 (धमनी > वायुकोशीय > शिरापरक दबाव)
• क्षेत्र 3 (धमनी > शिरापरक > वायुकोशीय दबाव)
• गुरुत्वाकर्षण परफ्यूजन ढाल
• भग्न संवहनी शाखाएं
• संरचनात्मक (गैर-गुरुत्वाकर्षण) विषमता
• मुद्रा और व्यायाम पुनर्वितरण

Mechanisms

शास्त्रीय मॉडल में, वायुकोशीय, फुफ्फुसीय धमनी और फुफ्फुसीय शिरापरक दबावों के बीच संबंध सीधे फेफड़े के शीर्ष से नीचे तक तीन क्षेत्रों को परिभाषित करता है: जहां वायुकोशीय दबाव धमनी दबाव से अधिक होता है, केशिकाएं संकुचित हो जाती हैं और प्रवाह बंद हो सकता है (क्षेत्र 1); नीचे, धमनी दबाव वायुकोशीय दबाव से अधिक होता है, जो बदले में शिरापरक दबाव से अधिक होता है, इसलिए प्रवाह धमनी-वायुकोशीय अंतर पर निर्भर करता है (क्षेत्र 2); और आधार पर, धमनी और शिरापरक दोनों दबाव वायुकोशीय दबाव से अधिक होते हैं, इसलिए प्रवाह सामान्य धमनी-शिरापरक ढाल द्वारा नियंत्रित होता है (क्षेत्र 3) (West, Dollery & Naimark, 1964)। गुरुत्वाकर्षण फेफड़े में इन दबाव अंतरों को स्थापित करता है। बाद के काम ने दिखाया कि गुरुत्वाकर्षण पूरी कहानी नहीं है: फुफ्फुसीय संवहनी तंत्र की भग्न शाखाओं वाली ज्यामिति पर्याप्त विषमता थोपती है जो मुद्रा से स्वतंत्र रहती है, इसलिए वितरण गुरुत्वाकर्षण और संरचनात्मक दोनों निर्धारकों को दर्शाता है (Glenny & Robertson, 2011; Suresh & Shimoda, 2016)। व्यायाम और दबाव और प्रवाह में संबंधित वृद्धि के साथ, भर्ती वितरण को अधिक समान बनाती है।

Clinical relevance

परफ्यूजन का क्षेत्रीय वितरण इस बात का हिस्सा है कि फेफड़ा रक्त प्रवाह को वेंटिलेशन से कैसे मिलाता है और क्षेत्रीय गैस विनिमय और परफ्यूजन इमेजिंग की व्याख्या को रेखांकित करता है। यह प्रविष्टि सामान्य शरीर विज्ञान और इसका अध्ययन कैसे किया जाता है, इसका वर्णन करती है; यह शैक्षिक है और किसी भी व्यक्ति के बारे में नैदानिक निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

क्षेत्रीय मॉडल वेस्ट और सहयोगियों के पृथक-फेफड़े के प्रयोगों से प्राप्त होता है जो प्रवाह को संवहनी और वायुकोशीय दबावों से संबंधित करते हैं (West et al., 1964)। बाद के उच्च-रिज़ॉल्यूशन मापों ने तस्वीर को परिष्कृत किया, जिसमें प्रवाह विषमता के लिए एक बड़ा संरचनात्मक घटक दिखाया गया, जैसा कि समर्पित समीक्षाओं में संश्लेषित किया गया है (Glenny & Robertson, 2011; Suresh & Shimoda, 2016)।

History

फेफड़े के परफ्यूजन ढाल की दबाव-आधारित व्याख्या वेस्ट, डोलरी और नाइमारक के 1964 के पृथक-फेफड़े के प्रयोगों द्वारा स्थापित की गई थी, जिसने क्षेत्रीय प्रवाह को संवहनी और वायुकोशीय दबावों की परस्पर क्रिया से संबंधित किया और तब से पढ़ाए जाने वाले क्षेत्रीय मॉडल को जन्म दिया। बीसवीं शताब्दी के अंत से, माइक्रोस्फीयर और इमेजिंग अध्ययनों से पता चला कि शाखाओं वाली संरचना गुरुत्वाकर्षण से परे विषमता में योगदान करती है, वितरण को दोनों बलों के उत्पाद के रूप में फिर से परिभाषित करती है (Glenny & Robertson, 2011)।

Debates

क्या फेफड़े का परफ्यूजन ढाल मुख्य रूप से गुरुत्वाकर्षण है?

शास्त्रीय क्षेत्रीय मॉडल क्षेत्रीय अंतरों को मुख्य रूप से गुरुत्वाकर्षण के लिए जिम्मेदार ठहराता है, लेकिन उच्च-रिज़ॉल्यूशन अध्ययनों से पता चलता है कि संवहनी शाखाओं वाली संरचना मुद्रा से स्वतंत्र पर्याप्त विषमता पैदा करती है, इसलिए गुरुत्वाकर्षण बनाम संरचनात्मक निर्धारकों के सापेक्ष भार पर बहस होती है।

Key figures

• John B. West
• Robert W. Glenny
• H. Thomas Robertson

Seminal works

• west-1964
• glenny-2011

Frequently asked questions

सीधे खड़े होने पर फेफड़े के आधार को शीर्ष की तुलना में अधिक रक्त प्रवाह क्यों मिलता है?

गुरुत्वाकर्षण आधार की ओर संवहनी दबाव बढ़ाता है, इसलिए धमनी दबाव वहां वायुकोशीय दबाव से अधिक होता है; केशिकाएं बेहतर ढंग से फैलती हैं और भर्ती होती हैं, जिससे शीर्ष की तुलना में अधिक प्रवाह होता है।

वेस्ट के क्षेत्र क्या हैं?

वे सीधे फेफड़े के तीन क्षेत्र हैं जो वायुकोशीय, धमनी और शिरापरक दबावों के बीच संबंध द्वारा परिभाषित होते हैं: क्षेत्र 1 (कम या कोई प्रवाह नहीं, वायुकोशीय दबाव सबसे अधिक), क्षेत्र 2 (धमनी-वायुकोशीय अंतर द्वारा निर्धारित प्रवाह), और क्षेत्र 3 (सामान्य धमनी-शिरापरक ढाल द्वारा निर्धारित प्रवाह)।