De anatomische dode ruimte is inbegrepen. Chursin V.V

Minuutventilatie is de totale hoeveelheid lucht die in één minuut de luchtwegen en longen binnenkomt en verlaat, wat gelijk is aan het ademvolume maal de ademhalingsfrequentie. Normaal gesproken is het ademvolume ongeveer 500 ml en de ademhalingsfrequentie is 12 keer per minuut.

Het normale ventilatieminuutvolume is dus gemiddeld ongeveer 6 liter. Met een afname van de minuutventilatie tot 1,5 liter en een afname van de ademhalingsfrequentie tot 2-4 in 1 minuut, kan een persoon slechts zeer korte tijd leven, tenzij hij een sterke remming van metabolische processen ontwikkelt, zoals gebeurt bij diepe onderkoeling.

De ademhalingsfrequentie neemt soms toe tot 40-50 ademhalingen per minuut, en het ademvolume kan een waarde bereiken die dicht bij de vitale capaciteit van de longen ligt (ongeveer 4500-5000 ml bij jonge gezonde mannen). Bij een hoge ademhalingsfrequentie kan een persoon echter meestal niet gedurende enkele minuten of uren een ademvolume boven 40% van de vitale capaciteit (VC) handhaven.

Alveolaire ventilatie

De belangrijkste functie van het longventilatiesysteem is de constante verversing van lucht in de longblaasjes, waar deze in nauw contact komt met het bloed in de longcapillairen. De snelheid waarmee nieuw geïntroduceerde lucht het gespecificeerde contactgebied bereikt, wordt alveolaire ventilatie genoemd. Tijdens normale, stille ventilatie vult het ademvolume de luchtwegen tot aan de terminale bronchiolen, en slechts een klein deel van de ingeademde lucht reist helemaal en komt in contact met de longblaasjes. Nieuwe luchtdelen overbruggen een korte afstand van de terminale bronchiolen naar de longblaasjes door diffusie. Diffusie is te wijten aan de beweging van moleculen, waarbij de moleculen van elk gas met hoge snelheid tussen andere moleculen bewegen. De bewegingssnelheid van moleculen in de ingeademde lucht is zo groot en de afstand van de terminale bronchiolen tot de longblaasjes is zo klein dat gassen deze resterende afstand in fracties van een seconde overbruggen.

Lege ruimte

Gewoonlijk bereikt ten minste 30% van de lucht die door een persoon wordt ingeademd nooit de longblaasjes. Deze lucht wordt dode ruimtelucht genoemd, omdat het onbruikbaar is voor het gasuitwisselingsproces. De normale dode ruimte bij een jonge man met een ademvolume van 500 ml is ongeveer 150 ml (ongeveer 1 ml per 1 pond lichaamsgewicht), of ongeveer 30 % ademvolume.

Het volume van de luchtwegen dat ingeademde lucht naar de plaats van gasuitwisseling leidt, wordt anatomische dode ruimte genoemd. Soms werken sommige longblaasjes echter niet door onvoldoende bloedtoevoer naar de longcapillairen. Functioneel gezien worden deze longblaasjes zonder capillaire perfusie beschouwd als pathologische dode ruimten.

Gezien de alveolaire (pathologische) dode ruimte, wordt de totale dode ruimte fysiologisch dode ruimte genoemd. Bij een gezond persoon zijn de anatomische en fysiologische dode ruimte qua volume bijna gelijk, aangezien alle longblaasjes functioneren. Bij personen met slecht doorbloede longblaasjes kan de totale (of fysiologische) dode ruimte echter meer dan 60% van het ademvolume bedragen.

Meer over Dode Ruimteventilatie:

1. Kenmerken van beademing bij pasgeborenen en jonge kinderen Indicaties voor beademingsondersteuning en basisprincipes van mechanische beademing bij pasgeborenen en kinderen

tekst_velden

tekst_velden

arrow_upward

De luchtwegen, het longparenchym, het borstvlies, het musculoskeletale skelet van de borstkas en het middenrif vormen één enkel werkend orgaan, waardoor longventilatie.

Ventilatie noem het proces van het bijwerken van de gassamenstelling van de alveolaire lucht, zorg voor de toevoer van zuurstof naar hen en de verwijdering van overtollig koolstofdioxide.

De intensiteit van de ventilatie wordt bepaald inspiratie diepte en frequentie ademen.
De meest informatieve indicator van longventilatie is: minuutvolume van de ademhaling, gedefinieerd als het product van het teugvolume maal het aantal ademhalingen per minuut.
Bij een volwassen man in een rustige toestand is het minuutvolume van de ademhaling 6-10 l / min,
tijdens bedrijf - van 30 tot 100 l / min.
De frequentie van ademhalingsbewegingen in rust is 12-16 per minuut.
Om het potentieel van atleten en personen met speciale beroepen te beoordelen, wordt een monster met willekeurige maximale ventilatie van de longen gebruikt, dat bij deze mensen 180 l / min kan bereiken.

Ventilatie van verschillende delen van de longen

tekst_velden

tekst_velden

arrow_upward

Verschillende delen van de menselijke longen worden verschillend geventileerd, afhankelijk van de positie van het lichaam.. Wanneer een persoon rechtop staat, worden de onderste delen van de longen beter geventileerd dan de bovenste. Als een persoon op zijn rug ligt, verdwijnt het verschil in ventilatie van de apicale en onderste delen van de longen echter, terwijl de achterste (dorsaal) hun gebieden beginnen beter te ventileren dan de voorkant (ventraal). In rugligging wordt de eronder gelegen long beter geventileerd. De ongelijke ventilatie van de bovenste en onderste delen van de long in de verticale positie van een persoon is te wijten aan het feit dat: transpulmonale druk(drukverschil in de longen en pleuraholte) als een kracht die het volume van de longen en de veranderingen ervan bepaalt, zijn deze delen van de long niet hetzelfde. Omdat de longen zwaar zijn, is de transpulmonale druk minder aan de basis dan aan de top. In dit opzicht zijn de onderste delen van de longen aan het einde van een rustige uitademing meer samengedrukt, maar bij het inademen strekken ze zich beter uit dan de toppen. Dit verklaart ook de intensievere ventilatie van de longsecties die eronder liggen, als iemand op zijn rug of op zijn zij ligt.

Ademhalingsdode ruimte

tekst_velden

tekst_velden

arrow_upward

Aan het einde van de uitademing is het gasvolume in de longen gelijk aan de som van het restvolume en het expiratoire reservevolume, d.w.z. is de zogenaamde (VIJAND). Aan het einde van de inspiratie neemt dit volume toe met de waarde van het teugvolume, d.w.z. het volume lucht dat de longen binnenkomt tijdens het inademen en eruit wordt verwijderd tijdens het uitademen.

De lucht die tijdens het inademen de longen binnenkomt, vult de luchtwegen en een deel ervan bereikt de longblaasjes, waar het zich vermengt met de alveolaire lucht. De rest, meestal een kleiner deel, blijft in de luchtwegen, waar de uitwisseling van gassen tussen de lucht die erin zit en het bloed niet plaatsvindt, d.w.z. in de zogenaamde dode ruimte.

Ademhalingsdode ruimte - het volume van de luchtwegen waarin geen gasuitwisselingsprocessen tussen lucht en bloed plaatsvinden.
Maak onderscheid tussen anatomische en fysiologische (of functionele) dode ruimte.

Anatomische ademhalingsmaatregelen jouw ruimte vertegenwoordigt het volume van de luchtwegen, beginnend bij de openingen van neus en mond en eindigend met de ademhalingsbronchioli van de long.

Onder functioneel(fysiologisch) dood ruimte begrijp al die delen van het ademhalingssysteem waarin geen gasuitwisseling plaatsvindt. De functionele dode ruimte omvat, in tegenstelling tot de anatomische, niet alleen de luchtwegen, maar ook de longblaasjes, die worden geventileerd, maar niet doorbloed. In dergelijke longblaasjes is gasuitwisseling onmogelijk, hoewel hun ventilatie wel plaatsvindt.

Bij een persoon van middelbare leeftijd is het volume van de anatomische dode ruimte 140-150 ml, of ongeveer 1/3 van het ademvolume tijdens rustige ademhaling. In de longblaasjes bevindt zich aan het einde van een rustige uitademing ongeveer 2500 ml lucht (functionele restcapaciteit), daarom wordt bij elke rustige ademhaling slechts 1/7 van de alveolaire lucht vernieuwd.

De essentie van ventilatie

tekst_velden

tekst_velden

arrow_upward

Zo zorgt ventilatie opname van buitenlucht in de longen en delen ervan in de longblaasjes en afvoer in plaats daarvan gasmengsels(uitgeademde lucht), bestaande uit alveolaire lucht en dat deel van de buitenlucht dat de dode ruimte vult aan het einde van de inademing en als eerste wordt verwijderd aan het begin van de uitademing. Omdat de alveolaire lucht minder zuurstof en meer koolstofdioxide bevat dan de buitenlucht, wordt de essentie van longventilatie teruggebracht tot levering van zuurstof aan de longblaasjes(compenseert het verlies van zuurstof dat van de longblaasjes naar het bloed van de longcapillairen gaat) en verwijdering van kooldioxide(de longblaasjes binnenkomen vanuit het bloed van de longcapillairen). Tussen het niveau van weefselmetabolisme (de snelheid van zuurstofverbruik door weefsels en de vorming van koolstofdioxide daarin) en ventilatie van de longen, is er een relatie die dicht bij directe evenredigheid ligt. Correspondentie van pulmonale en vooral alveolaire ventilatie met het niveau van metabolisme wordt geleverd door het systeem van regulering van externe ademhaling en manifesteert zich in de vorm van een toename van het minuutvolume van de ademhaling (zowel als gevolg van een toename van het ademhalingsvolume en ademhalingsfrequentie) met een toename van het zuurstofverbruik en de vorming van koolstofdioxide in weefsels.

Longventilatie treedt op, dankzij de actieve fysiologisch proces(ademhalingsbewegingen), die de mechanische beweging van luchtmassa's langs het tracheobronchiale kanaal veroorzaakt door volumetrische stromen. In tegenstelling tot de convectieve beweging van gassen uit de omgeving naar de bronchiale ruimte, gastransport(de overdracht van zuurstof van de bronchiolen naar de longblaasjes en dienovereenkomstig koolstofdioxide van de longblaasjes naar de bronchiolen) gebeurt voornamelijk door diffusie.

Daarom is er een onderscheid "pulmonale ventilatie" en "alveolaire ventilatie".

Alveolaire ventilatie

tekst_velden

tekst_velden

arrow_upward

Alveolaire ventilatie kan niet alleen worden verklaard door de convectieve luchtstromen in de longen die worden gecreëerd door actieve inspiratie. Het totale volume van de luchtpijp en de eerste 16 generaties bronchiën en bronchiolen is 175 ml, de volgende drie (17-19) generaties bronchiolen - nog eens 200 ml. Als al deze ruimte, waarin bijna geen gasuitwisseling is, zou worden "gewassen" door convectieve stromen van buitenlucht, dan zou de respiratoire dode ruimte bijna 400 ml moeten zijn. Als de ingeademde lucht de longblaasjes binnenkomt via de alveolaire kanalen en zakjes (waarvan het volume 1300 ml is), ook door convectieve stromen, dan kan atmosferische zuurstof de longblaasjes alleen bereiken met een inademingsvolume van ten minste 1500 ml, terwijl het gebruikelijke ademvolume in een persoon is 400-500 ml.

Onder omstandigheden van rustige ademhaling (ademhalingsfrequentie 15 uur, inademingsduur 2 s, gemiddelde inademingsvolumesnelheid 250 ml/s), tijdens inademing (teugvolume 500 ml) vult de buitenlucht alle geleidende (volume 175 ml) en overgangslucht (volume 200 ml) zones van de bronchiale boom. Slechts een klein deel ervan (minder dan 1/3) komt in de alveolaire passages, waarvan het volume meerdere malen groter is dan dit deel van het ademhalingsvolume. Bij een dergelijke inademing is de lineaire snelheid van de ingeademde luchtstroom in de luchtpijp en de hoofdbronchi ongeveer 100 cm/s. In verband met de opeenvolgende verdeling van de bronchiën in steeds kleinere in diameter, met een gelijktijdige toename van hun aantal en het totale lumen van elke volgende generatie, vertraagt ​​de beweging van ingeademde lucht er doorheen. Op de grens van de geleidende en overgangszones van het tracheobronchiale kanaal is de lineaire stroomsnelheid slechts ongeveer 1 cm/sec, in de respiratoire bronchiolen neemt deze af tot 0,2 cm/sec en in de alveolaire kanalen en zakjes tot 0,02 cm/sec. .

Zo is de snelheid van convectieve luchtstromen die optreden tijdens actieve inademing en die het gevolg zijn van het verschil tussen de luchtdruk in de omgeving en de druk in de longblaasjes erg klein in de distale delen van de tracheobronchiale boom, en lucht komt de longblaasjes binnen vanuit de alveolaire kanalen en alveolaire zakjes door convectie met een kleine lineaire snelheid. De totale oppervlakte van de dwarsdoorsnede, niet alleen van de alveolaire passages (duizenden cm 2), maar ook van de respiratoire bronchiolen die de overgangszone vormen (honderden cm 2), is echter groot genoeg om de diffusieoverdracht van zuurstof uit de distale delen van de bronchiale boom naar de longblaasjes en kooldioxidegas - in de tegenovergestelde richting.

Door diffusie benadert de samenstelling van de lucht in de luchtwegen van de ademhalings- en overgangszones de samenstelling van de alveolaire. Vervolgens, diffusiebeweging van gassen vergroot het volume van de alveolaire en vermindert het volume van de dode ruimte. Naast een groot diffusiegebied wordt dit proces ook verzorgd door een significante partiële drukgradiënt: in de ingeademde lucht is de partiële zuurstofdruk 6,7 kPa (50 mm Hg) hoger dan in de longblaasjes, en de partiële druk van koolstof Het koolzuurgas in de longblaasjes is 5,3 kPa (40 mm Hg) Hg meer dan in de ingeademde lucht. Binnen een seconde, als gevolg van diffusie, is de concentratie van zuurstof en koolstofdioxide in de longblaasjes en nabijgelegen structuren (alveolaire zakjes en alveolaire kanalen) bijna gelijk.

Vervolgens, vanaf de 20e generatie wordt de alveolaire ventilatie uitsluitend door diffusie verzorgd. Door het diffusiemechanisme van zuurstof- en kooldioxidebeweging is er geen permanente grens tussen de dode ruimte en de alveolaire ruimte in de longen. In de luchtwegen bevindt zich een zone waarbinnen het diffusieproces plaatsvindt, waar de partiële druk van zuurstof en kooldioxide varieert van respectievelijk 20 kPa (150 mm Hg) en 0 kPa in het proximale deel van de bronchiale boom tot 13,3 kPa ( 100 mm Hg.st.) en 5,3 kPa (40 mm Hg) in het distale deel. Zo is er langs het bronchiale kanaal een laag-voor-laag ongelijkmatigheid van de luchtsamenstelling van atmosferisch tot alveolair (Fig. 8.4).

Afb.8.4. Schema van alveolaire ventilatie.
"a" - volgens verouderde en
"b" - volgens moderne ideeën MP - dode ruimte;
AP - alveolaire ruimte;
T - luchtpijp;
B - bronchiën;
DB - respiratoire bronchiolen;
AH - alveolaire passages;
AM - alveolaire zakjes;
A - longblaasjes.
Pijlen geven convectieve luchtstromen aan, stippen geven het gebied van diffusie-uitwisseling van gassen aan.

Deze zone verschuift afhankelijk van de manier van ademen en in de eerste plaats van de inademingssnelheid; hoe groter de inademingssnelheid (d.w.z. hoe groter het minuutvolume van de ademhaling), hoe meer distaal langs de bronchiale boom, convectieve stromen worden uitgedrukt met een snelheid die prevaleert boven de diffusiesnelheid. Dientengevolge, met een toename van het minuutvolume van de ademhaling, neemt de dode ruimte toe en verschuift de grens tussen de dode ruimte en de alveolaire ruimte in distale richting.

Vervolgens, verandert de anatomische dode ruimte (als deze wordt bepaald door het aantal generaties van de bronchiale boom waarin diffusie er nog niet toe doet) op dezelfde manier als de functionele dode ruimte - afhankelijk van het ademhalingsvolume.

Ventilatie duiden de uitwisseling van lucht tussen de longen en de atmosfeer aan. Een kwantitatieve indicator van longventilatie is het minuutvolume van de ademhaling, gedefinieerd als de hoeveelheid lucht die in 1 minuut door de longen gaat (of wordt geventileerd). In rust is het minuutvolume van de ademhaling bij de mens 6-8 l/min. Slechts een deel van de lucht die de longen ventileert, bereikt de alveolaire ruimte en is direct betrokken bij de gasuitwisseling met het bloed. Dit deel van ventilatie heet alveolaire ventilatie. In rust is de alveolaire ventilatie gemiddeld 3,5-4,5 l/min. De belangrijkste functie van alveolaire ventilatie is het handhaven van de concentratie van 02 en CO2 die nodig is voor gasuitwisseling in de lucht van de longblaasjes.

longen bestaan ​​uit luchtgeleidend (Luchtwegen) en ademhalingszones (longblaasjes). Luchtwegen, beginnend vanaf de luchtpijp tot aan de longblaasjes, zijn onderverdeeld volgens het type dichotomie en vormen 23 generaties elementen van de luchtwegen (fig. 10.11). In de luchtgeleidende of geleidende zones van de longen (16 generaties) is er geen gasuitwisseling tussen lucht en bloed, omdat in deze secties de luchtwegen niet over een vasculair netwerk beschikken dat voldoende is voor dit proces, en de wanden van de luchtwegen luchtkanaal, vanwege hun aanzienlijke dikte, voorkomen dat er gassen doorheen worden uitgewisseld. Dit deel van de luchtwegen wordt de anatomische dode ruimte genoemd, met een gemiddeld volume van 175 ml. Op afb. 10.12 laat zien hoe de lucht die de anatomische dode ruimte vult aan het einde van de uitademing zich vermengt met "nuttige", d.w.z. atmosferische lucht en weer binnenkomt alveolaire ruimte van de longen.

Ademhalingsbronchiolen van de 17e-19e generatie worden geclassificeerd als een overgangszone (voorbijgaande) waarin de gasuitwisseling begint in kleine longblaasjes (2% van het totale aantal longblaasjes). De alveolaire kanalen en alveolaire zakjes, die direct in de longblaasjes overgaan, vormen de alveolaire ruimte, in het gebied waarvan O2- en CO2-gasuitwisseling met bloed plaatsvindt in de longen. Bij gezonde mensen, en vooral bij patiënten met longaandoeningen, is echter een alveolaire ruimte kunnen worden geventileerd, maar niet deelnemen aan de gasuitwisseling, omdat deze delen van de longen niet doorbloed zijn. De som van de volumes van dergelijke gebieden van de long en de anatomische dode ruimte wordt fysiologische dode ruimte genoemd. Toenemen fysiologische dode ruimte in de longen leidt tot onvoldoende toevoer van lichaamsweefsels met zuurstof en een toename van het gehalte aan koolstofdioxide in het bloed, wat de gashomeostase daarin verstoort.

De anatomische dode ruimte wordt het volume van de geleidende luchtwegen genoemd (Fig. 1.3 en 1.4). Normaal gesproken is het ongeveer 150 ml, toenemend met een diepe ademhaling, omdat de bronchiën worden uitgerekt door het longparenchym eromheen. De hoeveelheid dode ruimte hangt ook af van de grootte van het lichaam en de houding. Er is een geschatte regel volgens welke, in een zittende persoon, het ongeveer gelijk is in milliliters aan het lichaamsgewicht in ponden (1 pond == 453,6 g).

Het anatomische volume van de dode ruimte kan worden gemeten met behulp van de Fowler-methode. In dit geval ademt de proefpersoon door het klepsysteem en wordt het stikstofgehalte continu gemeten met behulp van een snelle analysator die lucht uit een buis haalt die bij de mond begint (Fig. 2.6, L). Wanneer een persoon na het inademen van 100% Oa uitademt, neemt het N2-gehalte geleidelijk toe naarmate de lucht in de dode ruimte wordt vervangen door alveolaire lucht. Aan het einde van de uitademing wordt een bijna constante stikstofconcentratie geregistreerd, wat overeenkomt met zuivere alveolaire lucht. Dit deel van de curve wordt vaak het alveolaire "plateau" genoemd, hoewel het zelfs bij gezonde mensen niet volledig horizontaal is en bij patiënten met longlaesies steil omhoog kan gaan. Bij deze methode wordt ook het volume uitgeademde lucht geregistreerd.

Om het volume van de dode ruimte te bepalen, moet u een grafiek maken die de inhoud van N 2 koppelt aan het uitgeademde volume. Vervolgens wordt op deze grafiek een verticale lijn getrokken zodat oppervlakte A (zie figuur 2.6.5) gelijk is aan oppervlakte B. Het volume van de dode ruimte komt overeen met het snijpunt van deze lijn met de x-as. In feite geeft deze methode het volume van de geleidende luchtwegen tot aan het "middelpunt" van de overgang van dode ruimte naar alveolaire lucht.

Rijst. 2.6. Meting van het anatomische dode ruimtevolume met behulp van de snelle N2-analysator volgens de Fowler-methode. A. Na het inademen uit een houder met zuivere zuurstof, ademt de proefpersoon uit, en de concentratie van N2 in de uitgeademde lucht neemt eerst toe, en blijft dan bijna constant (de curve bereikt praktisch een plateau dat overeenkomt met zuivere alveolaire lucht). B. Afhankelijkheid van de concentratie van het uitgeademde volume. Het volume van de dode ruimte wordt bepaald door het snijpunt van de as van de abscis met een verticale stippellijn zo getekend dat de gebieden A en B gelijk zijn

Functionele dode ruimte

Je kunt ook dode ruimte meten De methode van Bohr. Van Fig.2c. Figuur 2.5 laat zien dat de uitgeademde CO2 uit de alveolaire lucht komt en niet uit de lucht in de dode ruimte. Vanaf hier

vt x-fe == va x fa.

Omdat de

v t = v een + v d ,

v a =v t -v d ,

na vervanging krijgen we

VT xFE=(VT-VD)-FEEN,

Vervolgens,

Aangezien de partiële druk van een gas evenredig is met zijn inhoud, schrijven we

(Bohr-vergelijking),

waarbij A en E respectievelijk verwijzen naar alveolaire en gemengde uitgeademde lucht (zie bijlage). Bij rustige ademhaling is de verhouding tussen dode ruimte en teugvolume normaal 0,2-0,35. Bij gezonde mensen is Pco2 in alveolaire lucht en arterieel bloed bijna hetzelfde, dus we kunnen de Bohr-vergelijking als volgt schrijven:

asr2"CO-g ^ CO2

Benadrukt moet worden dat de methoden van Fowler en Bohr enigszins verschillende indicatoren meten. De eerste methode geeft het volume van de geleidende luchtwegen tot het niveau waar de binnenkomende lucht tijdens het inademen zich snel vermengt met de lucht die zich al in de longen bevindt. Dit volume is afhankelijk van de geometrie van de snel vertakte luchtwegen met een toename van de totale doorsnede (zie Fig. 1.5) en weerspiegelt de structuur van het ademhalingssysteem. Om deze reden heet het anatomisch lege ruimte. Volgens de Bohr-methode wordt het volume bepaald van die delen van de longen waarin CO2 niet uit het bloed wordt verwijderd; aangezien deze indicator gerelateerd is aan het werk van het lichaam, wordt het genoemd functioneel(fysiologische) dode ruimte. Bij gezonde personen zijn deze volumes bijna hetzelfde. Bij patiënten met longlaesies kan de tweede indicator echter aanzienlijk hoger zijn dan de eerste vanwege een ongelijkmatige doorbloeding en ventilatie in verschillende delen van de longen (zie hoofdstuk 5).