Alveolarna razmena gasova

Alveolarna razmena gasova je prenos kiseonika i ugljen-dioksida između gasa u alveolama i krvi u okolnim plućnim kapilarima. Alveola je funkcionalna jedinica u kojoj se udahnuti vazduh susreće s venskom krvlju, a parcijalni pritisci gasova unutar nje uspostavljaju gradijente koji pokreću razmenu.

Definition

Alveolarna razmena gasova je difuzni prenos kiseonika iz alveolarnog gasa u krv plućnih kapilara i ugljen-dioksida iz krvi u alveolarni gas, koji se odvija pod uticajem alveolarnih parcijalnih pritisaka tih gasova.

Scope

Ova tema obuhvata način na koji se uspostavlja sastav alveolarnog gasa, alveolarnu gasnu jednačinu kao vezu između udahnutog kiseonika, eliminacije ugljen-dioksida i alveolarnog napona kiseonika, te koncepte alveolarne ventilacije, mrtvog prostora i šanta koji određuju u kojoj meri se kapilarna krv izjednačava s alveolarnim gasom. Reč je o fiziološkom referentnom materijalu, a ne o kliničkim smernicama.

Core questions

• Šta određuje parcijalni pritisak kiseonika u alveolarnom gasu?
• Kako alveolarna ventilacija određuje napon ugljen-dioksida u arterijskoj krvi?
• Zašto je deo udahnutog vazduha „izgubljen” kao mrtvi prostor i kako to utiče na razmenu?
• Kako šant i venski primesi snižavaju sadržaj kiseonika u krvi koja napušta pluća?

Key concepts

• Alveolarni parcijalni pritisci (PaO2, PaCO2 alveolarnog gasa)
• Alveolarna gasna jednačina
• Alveolarna ventilacija
• Anatomski i fiziološki mrtvi prostor
• Šant i venski primesi
• Respiratorni koeficijent razmene

Key theories

Alveolarna gasna jednačina

Alveolarni parcijalni pritisak kiseonika izvodi se iz napona udahnutog kiseonika umanjenog za eliminaciju ugljen-dioksida skaliranu respiratornim koeficijentom razmene; ovaj odnos, formalizovan u analizi idealnog alveolarnog vazduha, omogućava procenu alveolarnog kiseonika na osnovu merljivih veličina.

Mechanisms

Svakim udahom se udahnuti vazduh zagreje, vlaži i razblažuje rezidentnim alveolarnim gasom, pa je alveolarni napon kiseonika niži od udahnutog, a alveolarni napon ugljen-dioksida odražava ravnotežu između metaboličke produkcije ugljen-dioksida i alveolarne ventilacije. Kiseonik i ugljen-dioksid zatim difunduju kroz tanku alveolarnо-kapilarnu barijeru niz gradijente parcijalnih pritisaka sve dok kapilarna krv ne dostiže ravnotežu s alveolarnim gasom. Regioni koji su ventilisani, ali ne i perfundovani, doprinose mrtvom prostoru; regioni perfundovani, ali ne i ventilisani, doprinose šantu. Alveolarna gasna jednačina iskazuje zavisnost alveolarnog napona kiseonika od udahnutog kiseonika, eliminacije ugljen-dioksida i respiratornog koeficijenta razmene.

Clinical relevance

Alveolarni gasni okvir je osnova za tumačenje gasova arterijske krvi i alveolarnо-arterijske razlike kiseonika koja se koristi u karakterizaciji poremećaja razmene gasova. Ovaj unos opisuje tu fiziologiju za referentne svrhe i ne daje dijagnostičke pragove niti preporuke za lečenje.

Evidence & guidelines

Ovde navedeni koncepti su standardna respiratorna fiziologija, potkrepljena temeljnom analizom idealnog alveolarnog vazduha i integrativnim pregledima plućne razmene gasova. Materijal je deskriptivna fiziologija, a ne praksa zasnovana na smernicama.

History

Kvantitativna obrada alveolarnog gasa datira od rada Rileya i Kurnana iz sredine prošlog veka, koji su definisali „idealni” alveolarni odeljak u poređenju s kojim su se mogli procenjivati stvarni pluća, što je omogućilo procenu mrtvog prostora i šanta na osnovu merenja krvi i gasa. Kasniji pregledi integrisali su te ideje s kontinuiranim rasporedima V/Q i regionalnim metodama snimanja.

Key figures

• Richard Riley
• André Cournand
• John B. West

Seminal works

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

Frequently asked questions

Zašto je alveolarni kiseonik niži od kiseonika u vazduhu koji udišemo?

Udahnuti vazduh se vlaži, što dodaje vodenu paru koja ga razblažuje, a kiseonik se neprestano preuzima iz krvi dok se ugljen-dioksid dodaje, pa se alveolarni napon kiseonika ustaljuje ispod udahnute vrednosti.

Šta je mrtvi prostor?

Mrtvi prostor je deo svakog udaha koji ne učestvuje u razmeni gasova, bilo zato što ostaje u sprovodnim disajnim putevima (anatomski), bilo zato što dospeva do alveola koje su ventilisane, ali slabo perfundovane (fiziološki).