Akciğerde Kan Akımı Dağılımı
Akciğerde kan akımı homojen bir dağılım göstermemektedir. Pulmoner dolaşımın düşük basınçta çalışması nedeniyle, arteriyel, alveoler ve venöz basınçlar arasındaki yerel denge —akciğerin vasküler mimarisiyle birlikte— perfüzyonda belirgin bölgesel farklılıklar meydana getirmektedir. Bu durum, klasik olarak dik pozisyondaki akciğerin tepesinden tabanına doğru bir gradyan olarak tanımlanmaktadır.
Tanım
Akciğerde kan akımı dağılımı, pulmoner perfüzyonun bölgesel paternini ifade etmektedir. Bu patern, başlıca pulmoner arteriyel, alveoler ve pulmoner venöz basınçlar arasındaki ilişkiler ile pulmoner vasküler ağacın dallanma geometrisi tarafından belirlenmektedir.
Kapsam
Bu madde, bölgesel pulmoner kan akımının nasıl dağıldığını, yerçekimsel gradyanı açıklayan basınca dayalı zonal modeli, vasküler yapının yerçekimsel olmayan heterojeniteye (heterogeneity) katkısını ve dağılımın duruş ile egzersizle nasıl değiştiğini ele almaktadır. Bu, bir referans fizyoloji konusudur; klinik rehberlik sunmaktan ziyade mekanizmaları açıklamaktadır.
Temel sorular
- Dik pozisyondaki akciğerin tabanında perfüzyon neden tepesine göre daha fazladır?
- Arteriyel, alveoler ve venöz basınçlar akım bölgelerini nasıl tanımlamaktadır?
- Heterojenitenin ne kadarı yerçekimsel, ne kadarı yapısal kaynaklıdır?
- Dağılım duruş ve egzersizle nasıl değişmektedir?
Anahtar kavramlar
- Bölge 1 (alveoler > arteriyel basınç)
- Bölge 2 (arteriyel > alveoler > venöz basınç)
- Bölge 3 (arteriyel > venöz > alveoler basınç)
- Yerçekimsel perfüzyon gradyanı
- Fraktal vasküler dallanma
- Yapısal (yerçekimsel olmayan) heterojenite (heterogeneity)
- Duruş ve egzersizle yeniden dağılım
Mekanizmalar
Klasik modelde, alveoler, pulmoner arteriyel ve pulmoner venöz basınçlar arasındaki ilişki, dik pozisyondaki akciğerin tepesinden tabanına doğru üç bölge tanımlamaktadır: alveoler basıncın arteriyel basıncı aştığı yerde, kapillerler sıkışmakta ve akım durabilmektedir (bölge 1); daha aşağıda, arteriyel basınç alveoler basıncı, bu da venöz basıncı aşmaktadır, bu nedenle akım arteriyel-alveoler farka bağlı olarak gerçekleşmektedir (bölge 2); ve tabanda, hem arteriyel hem de venöz basınçlar alveoler basıncı aşmaktadır, bu nedenle akım olağan arteriyel-venöz gradyan tarafından yönetilmektedir (bölge 3) (West, Dollery & Naimark, 1964). Yerçekimi, akciğer boyunca bu basınç farklılıklarını oluşturmaktadır. Daha sonraki çalışmalar, yerçekiminin tek başına tüm durumu açıklamadığını göstermiştir: pulmoner vaskülatürün fraktal dallanma geometrisi, duruştan bağımsız olarak devam eden önemli bir heterojenite (heterogeneity) yaratmaktadır, bu nedenle dağılım hem yerçekimsel hem de yapısal belirleyicileri yansıtmaktadır (Glenny & Robertson, 2011; Suresh & Shimoda, 2016). Egzersiz ve beraberindeki basınç ve akım artışıyla birlikte, kapillerlerin açılması (recruitment) dağılımı daha homojen hale getirmektedir.
Klinik önem
Perfüzyonun bölgesel dağılımı, akciğerin kan akımını ventilasyonla nasıl eşleştirdiğinin bir parçasıdır ve bölgesel gaz değişimi ile perfüzyon görüntülemesinin yorumlanmasının temelini oluşturmaktadır. Bu madde, normal fizyolojiyi ve nasıl incelendiğini açıklamaktadır; eğitim amaçlıdır ve herhangi bir birey hakkında klinik kararlar için bir temel teşkil etmemektedir.
Kanıt ve kılavuzlar
Zonal model, West ve arkadaşlarının akımı vasküler ve alveoler basınçlarla ilişkilendiren izole akciğer deneylerinden türetilmiştir (West et al., 1964). Sonraki yüksek çözünürlüklü ölçümler, akım heterojenitesine (heterogeneity) büyük bir yapısal bileşenin katkıda bulunduğunu göstererek tabloyu detaylandırmıştır; bu bulgular özel derlemelerde sentezlenmiştir (Glenny & Robertson, 2011; Suresh & Shimoda, 2016).
Tarihçe
Akciğerin perfüzyon gradyanının basınca dayalı açıklaması, West, Dollery ve Naimark'ın 1964 yılındaki izole akciğer deneyleriyle ortaya konmuştur. Bu deneyler, bölgesel akımı vasküler ve alveoler basınçların etkileşimiyle ilişkilendirmiş ve o zamandan beri öğretilen zonal modeli doğurmuştur. Yirminci yüzyılın sonlarından itibaren, mikrosfer ve görüntüleme çalışmaları, dallanma yapısının yerçekiminin ötesinde heterojeniteye (heterogeneity) katkıda bulunduğunu ortaya koyarak, dağılımı her iki kuvvetin bir ürünü olarak yeniden çerçevelemiştir (Glenny & Robertson, 2011).
Tartışmalar
- Akciğerin perfüzyon gradyanı öncelikli olarak yerçekimsel midir?
- Klasik zonal model, bölgesel farklılıkları başlıca yerçekimine atfetmektedir; ancak yüksek çözünürlüklü çalışmalar, vasküler dallanma yapısının duruştan bağımsız olarak önemli bir heterojenite (heterogeneity) ürettiğini göstermektedir. Bu nedenle, yerçekimsel ve yapısal belirleyicilerin göreceli ağırlığı tartışılmaktadır.
Öne çıkan isimler
- John B. West
- Robert W. Glenny
- H. Thomas Robertson
İlgili konular
Temel eserler
- west-1964
- glenny-2011
Sıkça sorulan sorular
- Dik pozisyonda akciğerin tabanı neden tepesine göre daha fazla kan akımı almaktadır?
- Yerçekimi, tabana doğru vasküler basınçları artırmaktadır; bu nedenle arteriyel basınç orada alveoler basıncı daha tam olarak aşmaktadır. Kapillerler daha iyi gerilmekte ve açılmakta (recruited), bu da tepeye göre daha fazla akım sağlamaktadır.
- West'in bölgeleri nelerdir?
- Bunlar, dik pozisyondaki akciğerin alveoler, arteriyel ve venöz basınçlar arasındaki ilişkiyle tanımlanan üç bölgesidir: bölge 1 (çok az veya hiç akım yok, alveoler basınç en yüksek), bölge 2 (akım arteriyel-alveoler farkla belirlenir) ve bölge 3 (akım olağan arteriyel-venöz gradyanla belirlenir).