A légzés élettana, a tüdő és a mellkas mechanikája

• 2012. 11. 16.
• Előadó: Prof. Hunyady László

Magyarországon az 5. vezető halálok. A halálesetek 5%-áért felelős, de ebben nincs benne a tüdőrák, ami további 6%-ot jelent. A dohányzás a vezető az elkerülhető halálokok között.

• Gázcsere - Egy átlagember O₂ fogyasztása ~250 ml/perc, CO₂ termelés: ~210 ml/perc
• A sav-bázis háztartás szabályozása a szénsav-bikarbonát pufferen keresztül

1. A vezető zóna - Más néven holttér, minden belégzéskor marad itt levegő, ami nem vesz részt a gázcserében. Feladatuk a gáz vezetése, de nincs ezen a szakaszon gázcsere. Körülbelül első 17 oszlás.
2. Gázcserezóna - Más néven alveoláris tér; teljes felszíne ~80 m²

• Brochioli respiratorii
• Ducti alveolares
• Alveoli

A nyugalmi légzés közben a tüdő térfogatának ingadozása a respirációs térfogat. Átlagértéke 0,5 l. A maximális belégzéssel a nyugalmi belégzésen felül férfiak általában 3,1; nők 1,9 l-t tudnak még belélegezni, ez a belégzési rezerv. Erőltetett kilégzéssel férfiak áltlagosan 1,2; nők 0,8 l-t tudnak kilélegezni, ez a kilégzési rezerv. A maximális kilégzés és belégzés közötti térfogatkülönbséget vitálkapacitásnak nevezzük. Ez a ki-és belégzési rezerv, valamint a respirációs térfogat összege. Erőltetett kilégzéssel sem távolítható el a tüdőből a levegő. A maradékot reziduális térfogatnak nevezzük. Ezt hozzáadva a vitálkapacitáshoz megkapjuk a tüdő totálkapacitását. A funkcionális reziduális kapacitás nyugalmi légzéskor a kilégzés állapotában a tüdő térfogata. (reziduális térfoagat + kilégzési rezerv). Ennyi levegő van a tüdőben, ha az összes izom ellazul, ez a légzőrendszer nyugalmi állapota.

A tüdő és a levegő mozgását jellemzik.

• FEV1 (Forced Expiratory Volume) - A maximális belégzés állapotából 1s alatt kifújt levegő mennyisége.
• Tiffeneau index - A vitálkapacitás és a FEV1 hányadosa %-ban megadva. Fiziológiásan 80% fölött van.

A légúti ellenállás látszik belőle. (pl. asthma bronchiale: a légutak simaizma kontrachál, így megnő a légutak ellenállása. Tiffeneau-index-szerűt nem érdemes belégzéshez számolni, mert belégzéskor a mellkas tágulása által előidézett negatív nyomás a légutakat is tágítja, így az ellenállásásproblémák belégzéskor nem jelentkeznek.)

• Klinikai spirogram - Az idő alapján ábrázolja a kilégzett levegő mennyiségét. Itt a 0 az erőltetett belégzést jelenti.
• Áramlás-térfogat görbe. - A légzési ciklusban ábrázolja a gáz áramlási sebességét a térfogat függvényében.

PEFR: (Peak Expiratory Flow Rate): a kilégzés során tapasztalt maximális áramlási sebesség. Fiziológiásan nagyobb, mint 8 l/sec. A PEFR elérése utáni szakaszon (előadásban piros) látszanak legjobban az ellenállásproblémák, mert ekkor komprimáltak legjobban a légutak.

RV: reziduális kapacitás. A diagram aszimmetrikus, mert a kilégzés során komprimálódnak a légutak, így a kilégzés második felében megnövekedik a légutak ellenállása, így egyre csökken a sebesség. Fiziológiásan is van, de patológiásan olyan mértékű lehet (pl. erős dohányosnál), hogy erőltetett kilégzéskor elakad a beteg lélegzete.

A tüdőt és a mellkas belsejét a pleura borítja. A pleura önmagába átfordulva zárt teret képez. A közrezárt térben folyadék van. Ennek a kohéziós ereje tartja a tüdőt kifeszített állaporban, enélkül a tüdő összeesne. (A jegyzetelő megjegyzése: a nyomásnak is szerepe van.) Ha a két pleuralemez közé levegő jut (pneumothorax) akár a tüdőből, akár a melkasfalon keresztül, a kohéziós erő (és negatív nyomás – a jegyz.) megszűnése miatt a tüdő a retrakciós tendenciája miatt összeesne (atelectasiás tüdő)

A tüdő egy kifeszített rugóként fogható fel. Az alveolusok közötti kötőszövetben rugalmas rostok vannak, amik normálisan kifeszítve vannak, emiatt “akar” a tüdő összeesni. A retrakciós tendenciáért azonban leginkább a felületi feszültség felel. (A felületi feszültség az az erő, ami a folyadékfelszín csökkentésére irányul. A folyadék belsejében a kohéziós erő minden molekulát minden irányban húz, így itt ez az erő nem lép fel. A felszínen azonban a levegővel érintkező molekuláknak a levegővel nincs kohéziója, így itt erő fog hatni.) Az alveolusok felületi feszültsége összehúzni igyekszik az alveolust. Az erő, ami az alveolusokat nyitva tartja, a pleura által kifejtett szívóerő. Az intrapleurális nyomás negatív, értéke -1~-3 vízcm.

Nyomások

p_{intraalveoláris}≈p_{intrapulmonális}=0 nyugodt be/kilégzés végén. p_{intrapleurális}=p_{intrathoracalis}=p_{intraoesophagealis}=−1~−3 vízcm

Mérése betegben a nyelőcső belnyomásának mérésével történik.

A tüdő nyomás-térfogat görbéje nem lineáris, és az izolált tüdő feltöltési és leeresztési görbe különbözik. A compliance (c=ΔV/ΔP) a feltöltés kezdetén és végén kicsi a compliance, közben nagy. A ki-és belégzés görbéje közötti különbséget hiszterézisnek nevezzük. Fiziológiás sóóldattal feltöltve a tüdőt annak compliance-e lényegesen nagyobb lesz, és a hiszterézis eltűnik. Ezt a felületi feszültség megszűnése okozza (a retrakciós tendenciából csak a rugalmas rostoké marad), ebből arra következtethetünk, hogy a levegővel feltöltött tüdőben a hiszterézist és a kisebb compliance-et is a felületi feszültség okozta. A tágulékonyságot néhány betegség befolyásolhatja. Pl. tüdőfibrózisban a compliance lényegesen lecsökken. Kórosan fokozott tágulékonyságot okoz az emphysema, mert ebben a betegségbaen a rugalmas rostok leépülnek és az alveolusok mérete megnő.

A compliance mérése: A pletysmográfia a tüdő térfogatának mérésének módszere. (zárt kamrával, negyedik félévben) A tüdőt tágító nyomáskülönbség a pleurális (=oesophagealis) és alveoláris (légzésszünetben egynlő a külső nyomással) különbsége.

Compliance-változással járó betegségek

Fibrosisban a tüdő nagyon nagy nyomásváltozással is csak minimális térfogatváltozást okoz; így a légzés elégtelen lesz.

Emphysema hatására a tüdő “rugófunkciója” lecsökken, így alaphelyzetben is nagyon tág állapotban lesz. Ezért a légzéssel megmozgatható levegőtérfogat kicsi lesz, így ismét elégtelen lesz a légzés.