Otpor i dinamika disajnih puteva

Otpor disajnih puteva je suprotnost koju provodne dišne cevi pružaju protoku vazduha, definisan kao razlika pritisaka koji pokreću protok podeljena protokom koji se ostvaruje. Dinamika disajnih puteva — kako se njihov prečnik menja sa zapreminom pluća, brzinom protoka i transmural nim pritiskom — određuje gde leži najveći deo otpora i zašto protok postaje ograničen tokom forsiranog izdisaja.

Definition

Otpor disajnih puteva je odnos pogonske razlike pritisaka između alveola i otvora disajnog puta prema protoku vazduha koji ona ostvaruje; odražava frikcionu i geometrijsku suprotnost kretanju gasova kroz provodne disajne puteve i snažno zavisi od poluprecnika disajnih puteva.

Scope

Ova tema pokriva definiciju i odrednice otpora disajnih puteva, raspodelu otpora duž bronhijalnog stabla, zavisnost prečnika disajnih puteva od zapremine pluća i dinamičku kompresiju koja ograničava ekspiracijski protok. Predstavlja referentni prikaz mehanike disajnih puteva i ne pruža klinička uputstva za upravljanje.

Core questions

• Kako se definiše otpor disajnih puteva u smislu pogonskog pritiska i protoka?
• Zašto poluprecnik disajnih puteva toliko snažno utiče na otpor?
• Gde duž bronhijalnog stabla se nalazi najveći deo otpora disajnih puteva?
• Kako dinamička kompresija disajnih puteva dovodi do ekspiracijske limitacije protoka?

Key concepts

• Otpor disajnih puteva
• Laminarni i turbulentni tok
• Zavisnost od poluprecnika
• Raspodela otpora
• Zavisnost prečnika od zapremine pluća
• Dinamička kompresija disajnih puteva
• Tačka jednakih pritisaka

Key theories

Zavisnost otpora od poluprecnika

Za laminarni tok, otpor varira obrnuto proporcionalno s visokim stepenom poluprecnika disajnog puta, pa male promene prečnika — usled tonusa glatke muskulature, sekreta ili zadebljanja zida — dovode do velikih promena u otporu; otpor takođe pada kako zapremina pluća raste i disajni putevi bivaju rastezani.

Dinamička kompresija i tačka jednakih pritisaka

Tokom forsiranog ekspirija, pleuralni pritisak može premašiti pritisak unutar disajnih puteva u tački nizvodno od alveola; izvan ove tačke jednakih pritisaka disajni put biva komprimovan, pa je maksimalni protok određen elastičnim otporom pluća i otporom uzvodnog segmenta, a ne ekspiracijskih naporom.

Mechanisms

Protoku vazduha kroz disajne puteve suprotstavlja se otpor koji, za laminarni tok, snažno zavisi od poluprecnika disajnih puteva, pa je prečnik disajnih puteva dominantna odrednica otpora. Iako su pojedinačni mali disajni putevi uski, toliko su brojni i njihov zbirni presek toliko veliki, da se najveći merljivi otpor u normalnim plućima nalazi u bronhijama srednje veličine, a ne u najsitnijim disajnim putevima. Prečnik disajnih puteva se povećava kako se pluća infliraju, jer okolni parenhim vrši radijalni trakcion koji drži disajne puteve otvorenim, pa otpor pada pri većim zapreminama pluća. Tokom forsiranog ekspirija, porast pleuralnog pritiska koji izlazak vazduha podstiče istovremeno komprimuje i disajne puteve; nizvodno od tačke gde su pritiski u disajnom putu i pleuralni pritisak izjednačeni, disajni put se dinamički sužava, a od te tačke maksimalni protok određuju elastični otpor pluća i otpor uzvodnog segmenta — što je osnova ekspiracijske limitacije protoka.

Clinical relevance

Povećan otpor disajnih puteva, usled bronhokonstrikcije, otoka sluznice, sekreta ili gubitka parenhimske trakcije koja drži disajne puteve otvorenim, mehanički je biljeg opstruktivnih ventilatornih obrazaca i povećava resistivni rad disanja. Dinamička kompresija objašnjava zašto forsirani ekspiracijski parametri odražavaju funkciju disajnih puteva. Ovaj unos opisuje fiziologiju i merenje i nije osnova za individualnu dijagnozu ili lečenje.

Evidence & guidelines

Metode za merenje otpora disajnih puteva i srodnih protoka utemeljene su u klasičnim pletizmografskim studijama i studijama forsiranih oscilacija, te se primenjuju u okviru standardizovanih protokola za ispitivanje plućne funkcije; tumačenje merenja otpora i protoka definisano je međunarodnim izjavama o plućnoj funkciji.

History

Direktno merenje otpora disajnih puteva postalo je moguće pedesetih godina prošlog veka uvođenjem telesne pletizmografije i tehnika forsiranih oscilacija DuBois-a i saradnika. Šezdesetih godina, Mead, Macklem i saradnici objasnili su ekspirajsku limitaciju protoka kroz dinamičku kompresiju disajnih puteva, povezujući otpor disajnih puteva, elastični otpor pluća i maksimalni protok u koherentan prikaz dinamike disajnih puteva.

Key figures

• Arthur B. DuBois
• Jere Mead
• Peter Macklem

Seminal works

• dubois-1956
• mead-1967

Frequently asked questions

Zašto mala promena prečnika disajnog puta uzrokuje veliku promenu otpora?

Za laminarni tok, otpor varira obrnuto proporcionalno s visokim stepenom poluprecnika disajnog puta, pa čak i umereno suženje — usled kontrakcije glatke muskulature, otoka ili sekreta — naglo povećava otpor protoku vazduha.

Gde u plućima se nalazi najveći deo otpora disajnih puteva?

U normalnim plućima, najveći merljivi otpor nalazi se u bronhijama srednje veličine. Najmanji disajni putevi su individualno uski, ali toliko su brojni i imaju toliko veliku zbirnu poprečnu površinu, da zajedno relativno malo doprinose ukupnom otporu.