Alveolær gassutveksling

Alveolær gassutveksling er overføringen av oksygen og karbondioksid mellom gassen i alveolene og blodet i de omkringliggende pulmonale kapillærene. Alveolen er den funksjonelle enheten der inspirert luft møter venøst blod, og partialtrykket til gassene i den setter de gradientene som driver utvekslingen.

Definition

Alveolær gassutveksling er den diffusive overføringen av oksygen fra alveolær gass til pulmonalt kapillærblod og av karbondioksid fra blodet til alveolær gass, styrt av de alveolære partialtrykket til disse gassene.

Scope

Dette emnet dekker hvordan alveolær gasssammensetning etableres, den alveolære gasligningen som forbindelsen mellom inspirert oksygen, karbondioksideliminering og alveolært oksygentrykk, samt begrepene alveolærventilasjon, dødrom og shunt som bestemmer i hvilken grad kapillærblod equilibrerer med alveolær gass. Dette er fysiologisk referansemateriale, ikke klinisk veiledning.

Core questions

• Hva bestemmer partialtrykket av oksygen i alveolær gass?
• Hvordan setter alveolærventilasjon arterielt karbondioksidtrykk?
• Hvorfor er en del inspirert luft «bortkastet» som dødrom, og hvordan påvirker det utvekslingen?
• Hvordan senker shunt og venøs innblanding oksygeninnholdet i blodet som forlater lungen?

Key concepts

• Alveolære partialtrykk (PaO2, PaCO2 i alveolær gass)
• Alveolær gasligning
• Alveolærventilasjon
• Anatomisk og fysiologisk dødrom
• Shunt og venøs innblanding
• Respiratorisk utvekslingsforhold

Key theories

Alveolær gasligning

Alveolært oksygenpartialtrykk utledes fra inspirert oksygentrykk minus karbondioksideliminering skalert av det respiratoriske utvekslingsforholdet; dette forholdet, formalisert i analysen av ideell alveolærluft, gjør det mulig å estimere alveolært oksygen fra målbare størrelser.

Mechanisms

Med hvert åndedrag varmes, fuktes og fortynnes inspirert luft av den allerede tilstedeværende alveolære gassen, slik at alveolært oksygentrykk er lavere enn det inspirerte, og alveolært karbondioksidtrykk gjenspeiler balansen mellom metabolsk karbondioksidfremstilling og alveolærventilasjon. Oksygen og karbondioksid diffunderer deretter over den tynne alveolær-kapillærbarrieren ned sine partialtrykksgradienter inntil kapillærblod nærmer seg likevekt med alveolær gass. Regioner som ventileres men ikke perfunderes bidrar til dødrom; regioner som perfunderes men ikke ventileres bidrar til shunt. Den alveolære gasligningen uttrykker avhengigheten av alveolært oksygentrykk fra inspirert oksygen, karbondioksideliminering og respiratorisk utvekslingsforhold.

Clinical relevance

Det alveolære gasrammeverket danner grunnlaget for tolkningen av arterielle blodgasser og den alveolær-arterielle oksygenforskjellen som brukes til å karakterisere gassutvekslingssvekkelse. Denne artikkelen beskriver denne fysiologien som referanse og gir ikke diagnostiske terskler eller behandlingsanbefalinger.

Evidence & guidelines

Begrepene her er standard respirasjonsfysiologi, støttet av den grunnleggende analysen av ideell alveolærluft og av integrerende oversikter over pulmonal gassutveksling. Materialet er beskrivende fysiologi snarere enn retningslinjestyr praksis.

History

Den kvantitative behandlingen av alveolær gass daterer seg tilbake til Riley og Cournands arbeider fra midten av det forrige århundre, som definerte et «ideelt» alveolært rom som virkelige lunger kunne sammenlignes med, og som muliggjorde estimering av dødrom og shunt fra blod- og gassmålinger. Påfølgende oversikter integrerte disse ideene med kontinuerlige V/Q-fordelinger og regional avbildning.

Key figures

• Richard Riley
• André Cournand
• John B. West

Seminal works

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

Frequently asked questions

Hvorfor er alveolært oksygen lavere enn oksygenet i luften vi puster inn?

Inspirert luft fuktes, noe som tilsetter vanndamp som fortynner den, og oksygen tas kontinuerlig opp av blodet mens karbondioksid tilføres, slik at alveolært oksygentrykk stabiliserer seg under den inspirerte verdien.

Hva er dødrom?

Dødrom er den delen av hvert åndedrag som ikke deltar i gassutveksling, enten fordi det forblir i de ledende luftveiene (anatomisk) eller fordi det når alveolene som ventileres men er dårlig perfundert (fysiologisk).