Ventilasyon, Diffüzyon ve Perfüzyon

Solunum Sisteminde
Ventilasyon, Difüzyon ve
Perfüzyon
Prof Dr .Fadıl ÖZYENER
Fizyoloji AD
Tartışma konuları:
 Akciğer hacim ve kapasiteleri
 Solunum zarı ve özellikleri
 Pulmoner basınç ve dolaşım
 Pulmoner kan akımı ve dağılımı
 Pulmoner kapiller dinamik
AKCİĞER HACİM VE
KAPASİTELERİ
Spirometre: Akciğerlere alınan ve çıkarılan
hava hacmini (litre) ve hava akış hızını
(l/san) ölçmek için kullanılır.
Soluk hacmi (tidal volum):
Her normal solunum hareketi ile
akciğerlere alınan veya çıkarılan
hava hacmi ~500 ml
İnspirasyon yedek hacmi:
Normal soluk hacminin üzerine
fazladan alınabilen hacim
~3000-3100 ml
Ekspirasyon yedek hacmi:
Normal ekspirasyon sonrası, en
zorlu ekspirasyonla çıkarılan
hacim ~1100-1200 ml
Tortu (rezidüel) hacim:
En zorlu ekspirasyondan sonra
akciğerlerde kalan hava hacmi
~1200 ml
İnspirasyon kapasitesi:
Soluk hacmi + inspirasyon
yedeği ~3500-3600 ml
İşlevsel artık kapasite:
Ekspirasyon yedeği + artık
hacim ~2300-2400 ml
Vital kapasite
Soluk hacmi + inspirasyon
yedeği + ekspirasyon yedeği
~4600-4800 ml
Total akciğer kapasitesi (TAK)
Vital kapasite
+ rezidüel (tortu) hacim
~6000 ml
Dinamik Solunum Testleri:
Zorlu vital kapasite
(FVC)
Maksimum/Zorlu
ekspiratuvar hacim
(FEV1)
Maksimum istemli
ventilasyon (MVV)
 Forced Expiratory Flow - %25
(FEF25, bronş ve büyük bronşiyoller)
 Mak. Mid Forced Exp. Flow %50
(FEF50, orta büyük bronşiyoller)
 Forced Expiratory Flow - %75
(FEF75, en küçük bronşiyoller)
Solunum dakika hacmi/
ventilasyonu (VE)
Soluk hacmi X Soluk frekansı
= ~500ml X 12 dak-1
= 6 l.dak-1
Alveoler ventilasyon (ύA)
Fizyolojik ölü boşluk =
anatomik + alveoler ö.b
= 150 ml
VA = Solunum frekansı X
(Tidal hacim - Ölü boşluk hacmi)
= 12 X (500 – 150)
= 4.2 l.dak-1
SOLUNUM MEMBRANI
Solunum zarından difüzyon kapasitesi
1mmHg basınç farkı ile 1 dakikada
difüzyona uğrayan gaz miktarını
belirtir.
 Oksijen dif kap: 21 ml.dak-1mmHg-1
 Karbondioksit dif kap: 400-450
ml.dak-1mmHg-1
Solunum zarından difüzyon hızını
etkileyen unsurlar
Membranın kalınlığı
Membran yüzeyi
Membrandan gazın difüzyon
katsayısı
Membranın iki tarafı arasındaki
basınç farkı
Solunum Zarının Katmanları






Sürfaktan + sıvı
Alveolar epitelyum
Alveolar bazal membran
İnterstisyel sıvı
Kapiller bazal membran
Kapiller endotelyum
PULMONER DOLAŞIM
Pulmoner damarlar sistemiklerden
daha elastik ve ince duvarlıdır.
Vücut kanı, iki fizyolojik olay hariç,
venler ile sağ atriuma döner.
1. Koroner venöz kanın bir kısmı sol
kalp boşluklarına dökülür.
2. Bronşial kapillerlerin bir kısmı ile
pulmoner kapillerler arasında şant (“bypass” ) vardır.
PULMONER SİSTEM
BASINÇLARI
Sağ ventrikül:
Sistolik basınç
~25 mmHg
Diastolik basınç
0-1 mmHg
Pulmoner arter basıncı
25 mmHg (sistol), 8 mmHg (diyastol)
15 mmHg (ortalama)
Ortalama pulmoner kapiller P 7 mmHg
Ortalama pulmoner venöz P 2 mmHg
(1-5 mmHg arası)
Sol atrium basıncı (2-3mmHg)
 Genellikle pulmoner tıkanma
basıncı (wedge) yöntemi ile
yaklaşık olarak hesaplanır.
 ~5 mmHg’lık bu tıkanma
basıncı sol atriyal basınçtan 2-3
mmHg daha fazladır.
Pul. arter P  25 mmHg (sistol)
Pul. arter P 8 mmHg (diyastol)
ortalama pul. arteriyel P 15 mmHg
ortalama pul. kapiller P 7 mmHg
ortalama pul. venöz P 1-5 mmHg
Pulmoner Arter Basıncına
Etkili Unsurlar
• Kardiyak debi
• Sol atriyum basıncı
• Kimyasal unsurlar
Biyokimyasal unsurlar
 NA ve AcH (otonom
innervasyon)
 Hipoksi
 Histamin
 Serotonin
 NO
Bronşiollerde otonom innervasyon
 Sempatik uyarı (NA, A)
(bronşiollerde genişleme)
 Parasempatik uyarı (Ach)
(bronşiollerde daralma)
Hipoksik pulmoner
vazokonstriksiyon (HPV)
 Alveollerde O2 düzeyi normalin %70
ve altına inerse çevre kan damarları
vazokonstriksiyon ile cevap verir.
 Bu düzenek sayesinde dolaşım
ventilasyonun yeterli olduğu akciğer
bölgelerine yöneltilir.
HPV düzeneği
 Hipoksiye duyarlı K+ kanallarının
inhibisyonu sonucu gelişen potansiyel
değişikliği ile voltaj kapılı Ca++
kanallarını etkinleşir.
 Sitoplazma içersine Ca++ salınınca
aksiyon potansiyeli gelişir.
 Kasılma sistemin aktivasyonu ile de
vazokontraksiyon gerçekleşir.
 Histamine; sistemik damarlarda
vazodilatatör olarak etkinken,
pulmoner dolaşımda damar daraltıcı
işlev görür.
 Serotonin de pulmoner dolaşımda
damar daraltıcı etkinlikte bulunur.
 Nitrik oksit (NO); hipoksi ile uyarılan
vazokonstriksiyonu engelleyecek
şekilde işlev görür.
Pulmoner Vasküler
Rezistans
Pulmoner damarlarda kan akımı arttıkça
pulmoner vasküler rezistans(PVR) azalır.
1- Zaten açık olan kapiller damarlar
daha da genişler.
2- Önceden kapalı olanlar da açılır ve
dolaşıma katılır.
Akciğer hacim değişimleri pulmoner
vasküler direnci etkiler.
AKCİĞERLERDE KAN AKIMI
VE DAĞILIMI
Pulmoner kanın dağılması pulmoner
arteriyel basınç ile alveolar P arası
ilişkiye göre 3 bölgeye ayrılır.
Zon I
Pulmoner arteriyel P < alveoler P
Çok az perfüzyon veya hiç yok
Zon II
Pulm arteriyel sis basınç > alveoler
basınç > (padb/pulmoner venül P
Perfüzyon P = pul arter P - alveolar P
Zon III
Pulm. artyel P> pul venül P > alveolar P
pulmoner kapillerler/venler alveolar basınç
etkisi ile kollabe olmazlar
Akciğer boyu 30 cm

23 mmHg P farkı

Akciğer tavanında
pulmoner arteriyel P
(kalp hizasına göre)
15 mmHg daha az,
tabanda ise 8 mmHg
daha fazladır.
Pul. arter P  25 mmHg (sistol)
8 mmHg (diyastol)
PULMONER KAPİLLER DİNAMİK
 Kapillerden pulmoner
interstisyuma sıvı hareketine yol
açan kuvvetler
 Pulmoner kapillerler içine sıvı
emilimine yol açan kuvvetler
Kanın kapillerlerde kalış süresi
 Normal kardiak debide
kan 0.8 snde
pulmoner
kapillerlerden geçer.
 Egzersizde kardiyak
debi arttığı zaman, bu
süre 0.3 snye kadar
kısalabilir.
Kapillerden pulmoner interstisyuma
sıvı hareketine yol açan kuvvetler
Pulmoner kapiller basınç
İnterstisyel sıvı kolloid
osmotik basıncı
Negatif interstisyel
sıvı basıncı
Toplam dışa çıkaran güç
7mmHg
14mmHg
+
8mmHg
29 mmHg
Pulmoner kapiller içine sıvı
emilimine yol açan kuvvetler
Plazma kolloid osmotik basınç =
28mmHg
Toplam 28 mmHg P
14
-8
28
7
1
Kaynaklar:
 Review of Medical Physiology, Ed. Ganong WF,
23rd Ed., 2010.
 Berne & Levy Physiology, Eds: Koeppen BN and
Stanton BA; 6th Ed., 2010
 Vander İnsan Fizyolojisi, Eds: Widmaier EP,
Raff H ve Strang KT; Çev Ed: Demirgören S,
2010.
 Respiratory Physiology: The essantials, Ed:
West JB., 8th Ed., 2008
 Textbook of Medical Physiology. Eds: Guyton
AC., Hall JE, Elsevier Saunders, 11th Ed., 2006.
 Principles of Anatomy and
Physiology.Eds:Tortora G.J & Grabowski, 9th
Ed.John Wiley & Sons Inc., 2000
Pulmoner dolaşımla ilgili olarak doğru
tanımlamayı işaretleyiniz!
a) Alveoler O2 kısmi basıncı arteriyel O2 kısmi
basıncından 5 mm Hg kadar daha yüksektir.
b) Hidrostatik basınç değişikliklerinden etkilenmeyen
pulmoner arteriyol ve venül basınçları akciğerler
boyunca değişmezler.
c) Sol atrium basıncındaki 4-5 mmHg civarındaki artış
pulmoner arteriyel basıncı aşırı yükseltir.
d) Pulmoner dolaşımdaki dakika kan debisi sistemik
dolaşıma gönderilen miktarla aynıdır.
e) Proteinler daha az sızdırıldığı için pulmoner
interstisyel sıvının onkotik basıncı sistemik
eşdeğerine göre daha azdır.