การไหลเวียนของเลือดในปอดและการควบคุม
การไหลเวียนของเลือดในปอดนำส่งปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดทั้งหมดผ่านปอดด้วยความดันต่ำและความต้านทานต่ำ เพื่อให้เลือดดำผสมสามารถรับออกซิเจนและปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ได้ ส่วนนี้ครอบคลุมถึงวิธีการที่หัวใจห้องล่างขวาขับเคลื่อนการไหลเวียนผ่านหลอดเลือดในปอด การกระจายและการควบคุมการไหลเวียนนั้น และวิธีการที่ความต้านทานของหลอดเลือดและการทำงานของหัวใจซีกขวากำหนดขีดจำกัดของระบบ
Definition
การไหลเวียนของเลือดในปอดคือการส่งเลือดที่ไม่มีออกซิเจนจากหัวใจห้องล่างขวาผ่านหลอดเลือดแดงในปอดไปยังหลอดเลือดฝอยในถุงลมปอดและกลับมาทางหลอดเลือดดำในปอด การควบคุมการไหลเวียนนี้ประกอบด้วยกระบวนการทางกลไกและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับสารออกฤทธิ์ต่อหลอดเลือดที่ควบคุมความต้านทาน การกระจาย และการจับคู่ของการไหลเวียนกับระบบการหายใจ
Scope
ส่วนนี้ถือว่าปอดเป็นอวัยวะที่มีการไหลเวียนของเลือด: ปัจจัยกำหนดความต้านทานของหลอดเลือดในปอด กลไกแบบแอคทีฟและพาสซีฟที่กระจายการไหลเวียนของเลือด การหดตัวของหลอดเลือดในปอดจากภาวะขาดออกซิเจน (hypoxic pulmonary vasoconstriction) ในฐานะกลไกการจับคู่เฉพาะที่ และหัวใจห้องล่างขวาในฐานะปั๊มที่เชื่อมโยงกับภาระนี้ เป็นภาพรวมอ้างอิงของสรีรวิทยาปกติ ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิกและไม่ได้กล่าวถึงการวินิจฉัยหรือการจัดการโรคหลอดเลือดในปอด
Sub-topics
Core questions
- อะไรเป็นตัวกำหนดความต้านทานของหลอดเลือดในปอด และเหตุใดจึงต่ำกว่าความต้านทานในระบบไหลเวียนโลหิตส่วนอื่นมาก?
- เลือดกระจายตัวทั่วปอดอย่างไร และอะไรเป็นตัวควบคุมการกระจายตัวนั้น?
- ปอดจับคู่การไหลเวียนของเลือดกับการระบายอากาศในระดับท้องถิ่นได้อย่างไร?
- หัวใจห้องล่างขวาปรับตัวอย่างไรต่อภาระหลอดเลือดในปอดที่ต้องสูบฉีดเลือดผ่าน?
Key concepts
- ระบบวงจรความดันต่ำ การไหลเวียนสูง
- ความต้านทานของหลอดเลือดในปอด
- การเปิดหลอดเลือดและการขยายตัว
- โซนการไหลเวียนของเวสต์ (West zones of perfusion)
- การหดตัวของหลอดเลือดในปอดจากภาวะขาดออกซิเจน (Hypoxic pulmonary vasoconstriction)
- การจับคู่การระบายอากาศกับการไหลเวียนของเลือด (Ventilation-perfusion matching)
- การเชื่อมโยงระหว่างหัวใจห้องล่างขวาและหลอดเลือดแดงในปอด (Right ventricular-pulmonary arterial coupling)
Mechanisms
หัวใจห้องล่างขวาจะสูบฉีดปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดทั้งหมดเข้าสู่ระบบวงจรที่มีความดันเฉลี่ยปกติประมาณหนึ่งในห้าของหลอดเลือดแดงในระบบ หลอดเลือดในปอดที่มีผนังบางและยืดหยุ่นสูงสามารถรองรับการเพิ่มขึ้นของการไหลเวียนได้โดยส่วนใหญ่ผ่านการเปิดหลอดเลือดฝอยที่ปิดอยู่และการขยายหลอดเลือดที่เปิดอยู่ ซึ่งช่วยให้ความต้านทานต่ำและยังช่วยให้ความต้านทานลดลงเมื่อการไหลเวียนเพิ่มขึ้น (Suresh & Shimoda, 2016; Naeije & Chesler, 2012) ภายในปอด การทำงานร่วมกันของความดันในหลอดเลือดแดง ถุงลมปอด และหลอดเลือดดำทำให้เกิดการไล่ระดับการไหลเวียนตามตำแหน่งทางกายวิภาคที่อธิบายไว้ในแบบคลาสสิกว่าเป็นโซนของเวสต์ (West's zones) (West, Dollery & Naimark, 1964) ในระดับท้องถิ่น ภาวะขาดออกซิเจนในถุงลมปอดจะทำให้หลอดเลือดแดงขนาดเล็กที่อยู่ใกล้เคียงหดตัวเพื่อเบี่ยงเบนเลือดไปยังบริเวณที่มีการระบายอากาศที่ดีขึ้น ในขณะที่หัวใจห้องล่างขวาจะปรับตัวอย่างต่อเนื่องต่อความต้านทานและภาระการเต้นที่เผชิญอยู่ ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ที่สรุปได้ว่าเป็นการเชื่อมโยงระหว่างหัวใจห้องล่างและหลอดเลือดแดง (ventricular-arterial coupling) (Sanz et al., 2023)
Clinical relevance
ความเข้าใจเกี่ยวกับการไหลเวียนของเลือดในปอดปกติเป็นข้อมูลอ้างอิงทางสรีรวิทยาที่ใช้ในการตีความโรคหลอดเลือดในปอด การปรับตัวของหัวใจซีกขวา และความผิดปกติของการแลกเปลี่ยนก๊าซ ข้อมูลนี้อธิบายกลไกและวิธีการศึกษา เป็นข้อมูลเพื่อการศึกษาและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัย การติดตาม หรือการรักษาบุคคลใดๆ
Evidence & guidelines
สรีรวิทยาที่สรุปไว้ในที่นี้อ้างอิงจากงานทดลองคลาสสิกและการสังเคราะห์บทความวิจารณ์ที่ครอบคลุมมากกว่าการทดลองแบบมีการแทรกแซง การทดลองปอดแยกส่วนของเวสต์และคณะได้สร้างแบบจำลองการกระจายการไหลเวียนตามความดัน (West et al., 1964) และบทความวิจารณ์ร่วมสมัยได้รวมปัจจัยกำหนดความต้านทาน การกระจาย และการเชื่อมโยงของหัวใจซีกขวา (Suresh & Shimoda, 2016; Naeije & Chesler, 2012; Sanz et al., 2023)
History
ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับการไหลเวียนของเลือดในปอดเริ่มก่อร่างขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เมื่อการศึกษาโดยใช้ก๊าซกัมมันตรังสีและการศึกษาปอดแยกส่วน ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากโดย John B. West และคณะ ได้เปิดเผยการกระจายการไหลเวียนของเลือดที่ขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วงและความดัน และได้กำหนดให้ปอดเป็นระบบวงจรความดันต่ำซึ่งความต้านทานส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยการเปิดหลอดเลือดและการขยายตัว (West et al., 1964) งานวิจัยในภายหลังได้ขยายแนวคิดนี้ไปสู่การควบคุมการไหลเวียนแบบแอคทีฟและการเชื่อมโยงระหว่างหัวใจห้องล่างขวาและภาระในปอด
Key figures
- John B. West
- Robert Naeije
- Larissa A. Shimoda
Related topics
Seminal works
- west-1964
- suresh-shimoda-2016
- naeije-2012
Frequently asked questions
- เหตุใดการไหลเวียนของเลือดในปอดจึงเป็นระบบความดันต่ำ?
- เนื่องจากต้องรองรับปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดทั้งหมดผ่านหลอดเลือดที่บางและยืดหยุ่นสูง ความสามารถในการเปิดหลอดเลือดและขยายตัวช่วยให้ความต้านทานต่ำ ดังนั้นหัวใจห้องล่างขวาจึงสามารถส่งเลือดไปเลี้ยงปอดได้ด้วยความดันเพียงเศษเสี้ยวของความดันในระบบไหลเวียนโลหิตส่วนอื่น
- การไหลเวียนของเลือดในปอดแตกต่างจากการไหลเวียนของเลือดในระบบอย่างไร?
- การไหลเวียนของเลือดในปอดนำส่งเลือดที่ไม่มีออกซิเจนด้วยความดันต่ำและความต้านทานต่ำ ตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจนในถุงลมปอดด้วยการหดตัวของหลอดเลือดแทนที่จะเป็นการขยายตัวของหลอดเลือด และลดความต้านทานลงเมื่อการไหลเวียนเพิ่มขึ้นผ่านการเปิดหลอดเลือดและการขยายตัว