Schimbul de gaze alveolar

Schimbul de gaze alveolar reprezintă transferul oxigenului și al dioxidului de carbon între gazul din alveole și sângele din capilarele pulmonare înconjurătoare. Alveola constituie unitatea funcțională în care aerul inspirat întâlnește sângele venos, iar presiunile parțiale ale gazelor din interiorul ei stabilesc gradienții care determină schimbul.

Definition

Schimbul de gaze alveolar este transferul difuziv al oxigenului din gazul alveolar în sângele capilar pulmonar și al dioxidului de carbon din sânge în gazul alveolar, guvernat de presiunile parțiale alveolare ale acestor gaze.

Scope

Acest subiect acoperă modul în care se stabilește compoziția gazului alveolar, ecuația gazului alveolar ca legătură între oxigenul inspirat, eliminarea dioxidului de carbon și tensiunea alveolară a oxigenului, precum și conceptele de ventilație alveolară, spațiu mort și șunt, care determină în ce măsură sângele capilar se echilibrează cu gazul alveolar. Constituie material de referință fiziologic și nu reprezintă îndrumar clinic.

Core questions

• Ce determină presiunea parțială a oxigenului în gazul alveolar?
• Cum stabilește ventilația alveolară tensiunea arterială a dioxidului de carbon?
• De ce o parte din aerul inspirat este „irosită” ca spațiu mort și cum afectează aceasta schimbul?
• Cum reduc șuntul și amestecul venos conținutul de oxigen al sângelui care părăsește plămânul?

Key concepts

• Presiunile parțiale alveolare (PaO2, PaCO2 ale gazului alveolar)
• Ecuația gazului alveolar
• Ventilația alveolară
• Spațiul mort anatomic și fiziologic
• Șuntul și amestecul venos
• Coeficientul respirator de schimb

Key theories

Ecuația gazului alveolar

Presiunea parțială alveolară a oxigenului se derivă din tensiunea oxigenului inspirat minus eliminarea dioxidului de carbon scalată prin coeficientul respirator de schimb; această relație, formalizată în analiza aerului alveolar ideal, permite estimarea oxigenului alveolar din cantități măsurabile.

Mechanisms

Cu fiecare respirație, aerul inspirat este încălzit, umidificat și diluat de gazul alveolar rezident, astfel încât tensiunea alveolară a oxigenului este mai scăzută decât cea inspirată, iar tensiunea alveolară a dioxidului de carbon reflectă echilibrul dintre producția metabolică de dioxid de carbon și ventilația alveolară. Oxigenul și dioxidul de carbon difuzează apoi prin subțirea barieră alveolo-capilară, urmând gradienții de presiune parțială, până când sângele capilar se apropie de echilibrul cu gazul alveolar. Regiunile ventilate, dar neperfuzate, contribuie la spațiul mort; regiunile perfuzate, dar neventilate, contribuie la șunt. Ecuația gazului alveolar exprimă dependența tensiunii alveolare a oxigenului de oxigenul inspirat, de eliminarea dioxidului de carbon și de coeficientul respirator de schimb.

Clinical relevance

Cadrul conceptual al gazului alveolar stă la baza interpretării gazelor arteriale din sânge și a diferenței alveolo-arteriale de oxigen, utilizată pentru caracterizarea insuficienței de schimb gazos. Această intrare descrie fiziologia respectivă în scop de referință și nu furnizează praguri diagnostice sau recomandări terapeutice.

Evidence & guidelines

Conceptele prezentate aparțin fiziologiei respiratorii standard, susținute de analiza fondatoare a aerului alveolar ideal și de recenzii integrative ale schimbului gazos pulmonar. Materialul reprezintă fiziologie descriptivă, nu practică reglementată de ghiduri.

History

Tratamentul cantitativ al gazului alveolar datează din lucrările de mijlocul secolului XX ale lui Riley și Cournand, care au definit un compartiment alveolar „ideal” față de care plămânii reali puteau fi comparați, permițând estimarea spațiului mort și a șuntului din măsurători de sânge și gaz. Recenzii ulterioare au integrat aceste idei cu distribuțiile continue V/Q și cu imagistica regională.

Key figures

• Richard Riley
• André Cournand
• John B. West

Seminal works

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

Frequently asked questions

De ce oxigenul alveolar este mai scăzut decât oxigenul din aerul respirat?

Aerul inspirat este umidificat, ceea ce adaugă vapori de apă care îl diluează, iar oxigenul este preluat continuu de sânge în timp ce dioxidul de carbon este adăugat; astfel, tensiunea alveolară a oxigenului se stabilizează sub valoarea inspirată.

Ce este spațiul mort?

Spațiul mort reprezintă acea parte din fiecare respirație care nu participă la schimbul de gaze, fie pentru că rămâne în căile aeriene conductoare (anatomic), fie pentru că ajunge în alveole ventilate, dar slab perfuzate (fiziologic).