solunum mekaniği ve ventilayon (fazlası için www.tipfakultesi.org )

  • 3,636 views
Uploaded on

 

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
No Downloads

Views

Total Views
3,636
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
51
Comments
0
Likes
1

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. Solunum mekaniği ve ventilasyon Prof. Dr. Nazan Dolu Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji AD dolu@erciyes.edu.tr
  • 2. Başlıca gaz kanunları• Gazlar sıkışabilirler.• Basınç farkı yönünde akarlar.• Direnç artarsa akış azalır.• Hava bağımsız olarak difüze olan gazların bir karışımıdır.• Her bir gazın karışım içinde bir “kısmi basıncı” (Pgaz) vardır.
  • 3. “Boyle” genel gaz yasası Bir kaptaki sabit sayıdaki gaz molekülü varsa, kabın hacmindeki bir artış gaz basıncını düşürür, kabın hacmindeki bir azalma basıncı artırır
  • 4. Solunum mekanizması• İnspirasyon (Aktif süreç) – Hava AC’e girer. Neden? – Gazlar yüksek basınçlı bölgeden düşük basınçlı bölgeye geçerler. – İnspirasyon sırasında – Diyafragma aşağı iner ve AC’ler genişler. – AC’ler genişlediğinde hacim artar, böylece AC içindeki basınç azalır. – AC basıncı, dış atmosfer basıncından azalır, dolayısıyla hava içeri girer.
  • 5. Solunum mekanizması• Ekspirasyon (pasif süreç) – Hava AC’den çıkar – Diyafragma ve inspirasyon kasları gevşer – AC’ler ve göğüs kafesinde volüm azalır, dolayısıyla basınçları artar. – Hava dışarı çıkar. Çünkü, AC içindeki basınç dış atmosfer basıncından yüksektir.
  • 6. Solunumun incelenme basamakları• Ventilasyon:Atmosfer ve AC’lerin solunum bölümleri arasında havanın hareketi• Difüzyon: Pulmoner kapillerler ve alveoller arasındaki gaz transferi• Perfüzyon: Pulmoner arterial kan ile venöz kanın AC gaz alışveriş birimlerine dağılımı ve pulmoner ven ile uzaklaştırılmaları• Solunumun kontrolü
  • 7. Ventilasyon• Atmosfer ve alveoller arasında hava değişimi olarak tanımlanır.• F = ΔP / R• Yani, akım (F), iki nokta arasındaki basınç farkı (ΔP) ile doğru ve direnç (R) ile ters orantılıdır.• F = Patm – Palv / R• Bu basınç değişimlerinin sağlanması için AC’lerin hacimlerinde değişiklikler olacaktır.
  • 8. • Solunum sistemindeki bütün basınçlar vücut çevresindeki hava basıncı olan (deniz seviyesinde 760 mmHg) atmosferik basınca göre yapılır (1 atm =760 mmHg)• 1 mmHg = 1,36 cmH2O
  • 9. Ağız Basıncı• Genelde "havayolu açılma basıncı (Pawo = Airway Opening Pressure) veya "havayolu basıncı (Paw = Airway Pressure)" olarak da adlandırılmaktadır.• Bu değer üst havayolu yada proksimal havayollarına ait basınç olarak değerlendirilir ve üst havayoluna pozitif basınç uygulanmadığı sürece “Paw” değeri sıfırdır.
  • 10. Vücut yüzeyi basıncı (Pvy=Pbs = Body Surface Pressure)• Hasta hiperbarik oda gibi basınçlı bir odada bulunmadığı veya negatif basınçlı ventilasyon uygulanmadığı sürece bu değer de atmosferik basınca eşittir ve sıfır kabul edilir.
  • 11. Alveoler Basınç (Palv)• Alveol yüzeyine yansıyan basınç değerini ifade eder.• Glottis açık, AC’lerden içeri ve dışarı hava akımının olmadığı durumlarda tüm solunum yollarında basınç 0 cm H2O’dur.• Palv (-1) < Patm (0) olduğu zaman hava akımı AC’lere doğrudur (inspirasyon)• Palv (+1) > Patm (0) olduğu zaman hava akımı AC’lerin dışına doğrudur.• Palv = Patm olduğunda ise hava akımı oluşmaz.
  • 12. İntraplevral basınç (Ppl)• Parietal ve visseral plevra arasındaki potansiyel boşluğun basıncıdır• Parietal ve visseral plevranın yapışmasını önler.• Daima subatmosferiktir (756 mmHg=-5 cm H2O).• Diafragma kasılınca negatiflik artar (-7.5 cmH2O)• Yaklaşık 2.5 cm H2O’luk değişiklik 0.5 lt havanın girmesini sağlar.
  • 13. Transmural Basınçlar• Transpulmoner basınç (PL) : Ptp=PL= PA- Ppl• Transtorasik basınç (Pw) : Pw = Ppl - Pbs.• Transrespiratuar basınç (Prs): Prs=PA – Pbs
  • 14. Havalanma (ventilasyon)- nefes döngüsüPalv’deki statik (t = 0, 2 & 4 sn) ve dinamik(t = 1 & 3 sn) fazlarHava akımı sadece Ppl’da dinamikdeğişiklikler olduğu zaman meydana gelir.Patm – Ppl basınç farkı olmadığı zamanhava akımı meydana gelmez.
  • 15. Basınç DeğişiklikleriEkspirasyon sonu
  • 16. Solunum siklüsünde basınç değişiklikleri
  • 17. AC’lerin şişme modeli
  • 18. Balon çevresindeki basınçlar • Ptp = Palv - Ppl • Palv = 0, Glottis açık, dış atmosferden AC’lere hava akışı olmaması gibi) • Ppl subatmosferikdir. • Ptp = 0 - (-10cmH2O) • Ptp = 10 cmH2O
  • 19. • Transpulmoner basınç arttıkça AC hacmi artar. Ancak 20-30 cmH2O’da max. volüme erişir.
  • 20. • ACden farklı olarak, göğüs duvarı, yüksek transtorasik basınçda genişlemeye devam eder.
  • 21. Ventilasyon için gerekli güçler• Uygulanan güçler Solunum kasları• Karşı güçler 1. AC- göğüs duvarındaki elastik güçleri (%65) Kompliyans-Elastaz 2. Elastik olmayan iş Doku direnci: Ac ve göğüs çeperi yapılarının visközitesi (%7) Hava yolu direnci (%28)’nin üstesinden gelmelidir.
  • 22. Solunum Siklüsünde Hacim-Basınç İlişkileri• Solunum fonksiyonunun mekanik özellikleri, AC hacmi ve Ppl değişiklikleri bir arada gösteren eğrilerle tanımlanır:1-Statik basınç/hacim eğrisi2-Dinamik basınç/hacim eğrisi
  • 23. Statik basınç/hacim eğrisi• Bir kişi bir miktar hava inspire edip tüm solunum kaslarını gevşetir, o şekilde beklerse durağan durum olur.• Eğri sıfır hava akımının olduğu durumda elde edilir.• Bu durumda AC’ler küçülmeye çalışarak ‘elastik geri tepme kuvveti’ etkisi altına girer.• Göğüs duvarı ise istediğinden daha küçük bir volümdedir. AC elastik geri tepme kuvvetini zıt yönünde, dışa doğru yönelen kuvvetin etkisindedir. PA= Pel + Ppl• Etki ortadan kalktığında ise PL= PA- Ppl Transmural basınç ‘0’ olur. PL= (Pel+ Ppl) – Ppl Denge durumu gerçekleşir. PL= Pel
  • 24. Statik basınç/hacim eğrisi• Bu eğri ile;(2)Tek başına elastik yapıların katkısı(3)Ekspirasyon sonunda AC hacminin sıfır değerine kollaps olmasını engelleyen güçlerin dengesi değerlendirilmiş olur.• Bu tür eğriler sadece kompliyans tarafından etkilenir.
  • 25. Dinamik basınç/hacim eğrisi• Normal soluk alıp vermedeki mekanik ilişkileri gösterir.• Bu eğriler kompliyans ve solunum sistemi direncinden etkilenir.
  • 26. Kompliyans (CL)– Herhangi bir anda AC’in genişleme derecesi transpulmoner basınçla orantılıdır– Kompliyans, transpulmoner basınçdaki belli bir değişmeyle yaratılan AC hacmindeki değişmedir. • Transpulmoner basınç 1 cm H2O artınca AC’ler 200 ml genişler. CL = ∆V/∆P (birimi ml (veya L)/cmH2O ∆V= hacim değişimi ∆P = ∆ (Palv – Pip )
  • 27. Kompliyans (CL)• Kompliyans arttıkça, belli bir transpulmoner basınçta AC’lerin ve toraksın genişlemesi, daha kolaydır.• Kompliyans düşük olunca AC’ler ve toraks, belli bir basınca karşılık daha zor genişlerler. Daha büyük bir transpulmoner basınca, başka deyişle daha negatif Pip ’a gerek vardır.• Bunun için düşük AC kompliyanslı kişiler yüzeyel ve hızlı solurlar.
  • 28. Kompliyans ≈ EsneklikKompliyansı düşük, genişlemesi zor
  • 29. AC’lerin basınç-hacim eğrisi
  • 30. AC’in kompliyansı basınç-hacim halkasının sönme kolundaki herhangi iki nokta arasındaki çizginin eğimidir • P-V eğrisi AC’lerin elastik özelliğini yansıtır. Normal insan AC kompliyansı 0.2 L/ cmH2O’dur.
  • 31. AC’lerin kompliyansı • Eğrinin dik olması yüksek kompliyansı, yatık olması düşük kompliyansı gösterir. • Dolayısıyla AC kompliyansı yüksek volümlerde en düşük, rezidüel volüm seviyelerinde en yüksek noktasındadır.
  • 32. AC kompliyansını etkileyen faktörler• AC’in büyüklüğünü transpulmoner basınç belirler.• Transpulmoner basınç farkı ne kadar fazla ise AC’ler o kadar fazla hacme sahip olur.• Yerçekiminden dolayı AC tabanında tepeye göre Ppl’nın negatifliği daha düşüktür.• Palv ise bütün AC’de aynıdır.• Böylece transpulmoner basınç apeksde tabana göre daha yüksektir (daha çok hava bulundurur).• Dolayısıyla apeksin kompliyansı daha azdır.
  • 33. AC kompliyansının belirleyicileri – AC Kompliyansı, (2) AC elastik maddelerinin (%50) ve (3) Alveol yüzey geriminin (%50) mekanik bir özelliğidir. – (1) AC dokusunun elastik kuvvetleri AC parankimindeki elastin ve kollajen liflerle sağlanır. Kollajen AC’leri aşırı genişlemekten korur. Kolay gerilemez (yüksek elastans) Elastin konnektif dokuların gerilebilirliğini sağlar. Dinlenim uzunluğunun 2 katı kadar gerilebilir (yüksek kompliyansa sahip)
  • 34. AC kompliyansının belirleyicileri – (2) Alveol içi hava-su ara yüzeyindeki yüzey güçleri – (3) Kapiller ağın doluluğu ve doku hidrasyon derecesi, hava yollarının geometrisi diğer faktörlerdir.
  • 35. Statik AC kompliyansını etkileyen faktörler Düşük CL Yüksek CLAlveolar volüm Ufak yapılı birey İri yapılı, atlet Havayolu kapanmasıSürfaktan Akut respiratuar stresFibröz yapı AC parankim hast. Yaş, amfizemVisseral plevra Tbc, asbest, hemotoraksAlveol duktus kas Histamin, seratonin, Bronkodilatatörtonusu Hipoksi ilaçlarPulmoner kan Mitral darlık, Normokapnikakımı sol vent. yetm. hipoksi, pulmoner stenoz
  • 36. Amfizemde statik kompliyans artmış, dinamik kompliyans azalmıştır 120 amfizem 100 normal Volüm, beklenen TAK’nin %si 80 60 Interstisyel fibrozis 40 20 0 0 10 20 30 40 Transpulmoner basınç, cmH2O
  • 37. Histerezis• Esnek bir sistemin deforme edilmesi ve kuvvet ortadan kaldırıldıktan sonra lung volume n at io denge durumuna pir n t io ex a dönmesi sırasında pir ins izlenen davranışların birbirinden farklı olmasına denir.
  • 38. Histerezis• İnspirasyonun başında AC içi basınç artarken, hacim değişiklikleri buna paralel değildir. Belli basıncın üzerinde lung volume n at io ilişki doğrusal olur. Büyük pir n t io ex AC volümlerinde platoya a pir ulaşılır. ins• Ekspirasyonun başında basıncın azalmasına rağmen volüm azalmaz. Sonra doğrusal ilişki olur
  • 39. Kompliyansa yüzey geriminin etkisiAC’ler bedenden çıkarılıp serum fizyolojik ile doldurulursa ne olur? Ekspirasyon İnspirasyon Serum fizyolojik ile histeresiz oldukça azalır.
  • 40. • Alveoldeki hava sıvı ara yüzeyi adezyon gücü ile alanını küçültmeye çalışır.• AClerin serum fizyolojik ile dolması yüzey kuvvetlerini bu dokunun elastikiyetini etkilemeksizin ortadan kaldırır.• Serum fizyolojik yüzey gerilimini sıfıra kadar düşürdüğünden, basınç-hacim eğrisi sadece dokunun esnekliğini gösterir.• Böylece küçük bir basınçla AC’ler şişirilebilir.• Hava ile dolu AC’leri genişletmek için gerekli transpulmoner basınç, serum fizyolojik ile dolu AC’leri genişletmek için gerekli basıncın 3 katıdır.
  • 41. Yüzey gerimi nedir? air air air Su molekülleri hava ile temas ettiklerinde aralarında kimyasal bir çekim gücü meydana gelir (ör = yağmur damlasının oluşumu) Epitel üzerindeki su moleküllerinin oluşturduğu yüzey gerimi, alveollere büzüşmeye (kollabe olmaya) meyilli bir balon niteliği kazandırır.AC’lerde yüzey gerim elastik kuvveti denilen elastik kasılma kuvveti oluşur.
  • 42. LaPlace Kanunu Basınç Yüzey gerimi Yarıçap T Küresel bir hava boşluğunda basıncın hesaplanması P yukarıdaki formülledir.Bütün küçük alveoller tamamen küçülme, büyükler ise gittikçe boylarını artırma eğilimdedirler. Bu olaya ALVEOLLERİN KARARSIZLIĞI denir. x x
  • 43. Küçük alveollerde büzüşme basıncı LaPlace kanunu daha büyüktür Basınç Yüzey gerimi Küçük Yarıçap Alveol’den Büyük alveol içine hava akımı (P daha küçüktür) Büyük alveol Küçük alveol x x
  • 44. Alveollerde yüzey gerilimi- Sürfaktanın etkisi Bazı sıvıların yüzey gerim değerleri; Saf su: 72 din/cm Sürfaktan içermeyen alveol sıvısı: 50 din/cm Sürfaktan içeren alveol sıvısı: 5-30 din/cm
  • 45. Olgun sürfaktan bileşimi Total ağırlığın yüzdesiLipid 89-90Protein 10-15 Lipidleri yüzdesiFosfolipidler 85-90Nötral lipidler 5Glikolipidler 5-10 Total fosfolipidlerin yüzdesiFosfatidilkolin 70-80Dipalmitoil fosfatidilkolin 45-50Fosfatidilgliserol 7-10Fosfatidiletanolamin 3-5
  • 46. Sürfaktanın Bileşimi• Dipalmitol fosfatidil kolin (lesitin), yüzey gerimini azaltır• Fosfatidil gliserol, sürfaktanın geniş yüzey alanında yayılımını sağlar• Kolesterol ve kolesterol esterleri; lipid yapının korunmasında yardımcıdır.
  • 47. Sürfaktanının kaynağı• Tip 2 alveol epitel hücrelerinin endoplazmik retikulumunda yapılır.• Katmanlı cisimlerde ön biçimlenmiş olarak depolanır.• Buradan eksositoz ile salınırlar.• Bu sentez fetal hayatın geç dönemlerinde başlar.
  • 48. Sürfaktanın görevleri• Yüzey gerilini düşürerek nefes alma işini azaltmak• Yapışmayı önleyici özellikleri ile ekspirasyonda alveolün kapanmasını önleme• Sönmeye eğilimli alveollerin dengede kalmasını sağlama
  • 49. Sürfaktan salınımını artıranlar• Alfa adrenerjik agonistler• Protein kinaz C aktivatörleri• Lökotrienler• Pürinerjik agonistler• Tiroid Hormonları• Glukokortikoidler
  • 50. Sürfaktanı Azaltanlar• İnsülin sürfaktan etkinliğini azaltır.• Sigara içen anne bebeklerinde de sürfaktan yapımı bozulur.
  • 51. Göğüs duvarı kompliyansını etkileyen faktörler• Göğüs geometrisi• Göğüs duvarı yapısı• Kişinin boyu• Solunum kaslarının inervasyonu• Şişmanlık• Abdominal içeriğin hareketliliği
  • 52. • Transmural (iç-dış)Vital Kapasite – AC’ler için(%) • alveolar – plevral – Göğüs duvarı için 75 • plevral – atm 60 – AC+Göğüs duvarı 50 • alveolar – atm • Göğüs duvarı genişlemek ister • AC’ler içe doğru daralmak ister. • Statik koşullarda Patm=Palv=0 25 • FRC’de • PL= Palv- Ppl=0-(-3.5)=3.5 • Pcw=Ppl-Pvy=-3.5-0=-3.5 • Prs=Palv-Pvy=0-0=0
  • 53. • Volüm = FRC – Denge pozisyonu – İç güç=dış güç• Volüm < FRC – AClerde daha az volüm var  Elastik güç daha az – Göğüs duvarının genişleme gücü hala fazla – Sistem genişlemek ister• Volüm > FRC – AClerde volüm fazla  Elastik güç artar – AClerin genişleme gücü azalmış – Sistem kollabe olmak ister
  • 54. Total Respiratuar Sistem KompliyansıAC ve göğüsduvarıkompiyanslarındanoluşur.
  • 55. Göğüs ve AC’lerin ortak kompliyansı
  • 56. ELASTİSİTE• Esnek bir sistemi deforme eden kuvvet transmural basınçtır (Pm=iç basınç-dış basınç).• Solunum sistemi de bir balon gibi Pm ile deforme olur, basınç ortadan kalkınca eski haline gelir.• Tanımlanan bu eğilime ELASTİSİTE, bu eğilimi sağlayan kuvvete ELASTİK GERİ TEPME KUVVETİ denir.
  • 57. ELASTAZ• Elastaz kompliyansın tersidir. E= ∆P /∆V• Bir sistemde birim deformasyona yol açan basınç değişikliğidir (hacim değişimine karşı oluşan basınç değişimidir).
  • 58. Solunum işi• Sakin solunumda solunum kasları kasılarak iş yaptığından, ekspirasyon pasif olduğundan;• İnspirasyon işi 3 bölüme ayrılır; - Kompliyans işi (elastik iş)(%65) - Doku direnci işi (esnek olmayan dokuları hareket ettirmek= visköz direnç)(%7) - Havayolu direnci işi (%28)
  • 59. • Total AC-toraks sistem kompliyansı, tek başına AC kompliyansının yaklaşık yarısı kadar olduğundan;• Total AC-toraks sistemini genişlemesi yada daralması için gerekli enerji AC’lerin genişlemesi için gerekli enerjinin 2 katı kadardır.