Легочный кровоток и его регуляция
Легочный кровоток переносит весь сердечный выброс через легкие при низком давлении и низком сопротивлении, что позволяет оксигенировать смешанную венозную кровь и выводить углекислый газ. В этом разделе рассматривается, как правый желудочек обеспечивает кровоток через легочное сосудистое русло, как этот кровоток распределяется и регулируется, а также как сосудистое сопротивление и функция правого сердца устанавливают пределы системы.
Definition
Легочный кровоток — это перфузия легких деоксигенированной кровью, выбрасываемой из правого желудочка через легочные артерии в альвеолярные капилляры и возвращающейся обратно через легочные вены; его регуляция включает механические и вазоактивные процессы, которые управляют сопротивлением, распределением и согласованием перфузии с вентиляцией.
Scope
Данный раздел рассматривает легкое как перфузируемый орган: детерминанты легочного сосудистого сопротивления, активные и пассивные механизмы распределения кровотока, гипоксическую легочную вазоконстрикцию как локальный механизм согласования, а также правый желудочек как насос, сопряженный с этой нагрузкой. Это обзор нормальной физиологии; он не является клиническим руководством и не затрагивает вопросы диагностики или лечения легочных сосудистых заболеваний.
Sub-topics
Core questions
- Что определяет легочное сосудистое сопротивление и почему оно значительно ниже системного сопротивления?
- Как распределяется кровоток по легкому и что управляет этим распределением?
- Как легкое локально согласовывает перфузию с вентиляцией?
- Как правый желудочек адаптируется к легочной сосудистой нагрузке, против которой он должен перекачивать кровь?
Key concepts
- Система низкого давления, высокого кровотока
- Легочное сосудистое сопротивление
- Рекрутирование и растяжение
- Зоны перфузии Веста
- Гипоксическая легочная вазоконстрикция
- Согласование вентиляции-перфузии
- Сопряжение правого желудочка и легочной артерии
Mechanisms
Правый желудочек выбрасывает весь сердечный выброс в систему, нормальное среднее давление в которой примерно в пять раз ниже, чем в системных артериях; тонкостенные, высокорастяжимые легочные сосуды приспосабливаются к увеличению кровотока главным образом за счет рекрутирования закрытых капилляров и растяжения открытых, что поддерживает низкое сопротивление и даже позволяет ему снижаться по мере увеличения кровотока (Suresh & Shimoda, 2016; Naeije & Chesler, 2012). Внутри легкого взаимодействие артериального, альвеолярного и венозного давлений создает топографический градиент кровотока, классически описываемый как зоны Веста (West, Dollery & Naimark, 1964). Локально альвеолярная гипоксия сужает прилегающие мелкие артерии, чтобы отвести кровь к лучше вентилируемым областям, в то время как правый желудочек непрерывно приспосабливается к сопротивлению и пульсирующей нагрузке, с которой он сталкивается, — взаимосвязь, суммируемая как желудочково-артериальное сопряжение (Sanz et al., 2023).
Clinical relevance
Понимание нормального легочного кровообращения обеспечивает физиологическую основу, на которой интерпретируются легочные сосудистые заболевания, адаптация правого сердца и нарушения газообмена. Эта статья описывает механизмы и методы их изучения; она носит образовательный характер и не является основой для диагностики, мониторинга или лечения какого-либо отдельного человека.
Evidence & guidelines
Обобщенная здесь физиология основана на классических экспериментальных работах и комплексных обзорных синтезах, а не на интервенционных исследованиях. Эксперименты Веста и его коллег на изолированных легких установили модель распределения кровотока, основанную на давлении (West et al., 1964), а современные обзоры интегрируют детерминанты сопротивления, распределения и сопряжения правого сердца (Suresh & Shimoda, 2016; Naeije & Chesler, 2012; Sanz et al., 2023).
History
Современное понимание легочной перфузии сформировалось в середине XX века, когда исследования с использованием радиоактивных газов и изолированных легких — наиболее влиятельные из которых были проведены Джоном Б. Вестом и его коллегами — выявили зависимое от гравитации и давления распределение кровотока и представили легкое как систему низкого давления, сопротивление которой в значительной степени определяется рекрутированием и растяжением (West et al., 1964). Более поздние работы расширили это до активной регуляции кровотока и сопряжения между правым желудочком и его легочной нагрузкой.
Key figures
- John B. West
- Robert Naeije
- Larissa A. Shimoda
Related topics
Seminal works
- west-1964
- suresh-shimoda-2016
- naeije-2012
Frequently asked questions
- Почему легочное кровообращение является системой низкого давления?
- Потому что оно должно принимать весь сердечный выброс через тонкие, высокорастяжимые сосуды; их способность к рекрутированию и растяжению поддерживает низкое сопротивление, поэтому правый желудочек может перфузировать легкое при значительно меньшем давлении, чем системное.
- Чем легочное кровообращение отличается от системного?
- Оно переносит деоксигенированную кровь при низком давлении и низком сопротивлении, реагирует на альвеолярную гипоксию вазоконстрикцией, а не вазодилатацией, и снижает свое сопротивление по мере увеличения кровотока за счет рекрутирования и растяжения.