1. HAVA YOLU
REZİSTANSI
Prof. Dr. Nazan Dolu
Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi
Fizyoloji AD
dolu@erciyes.edu.tr

2. Solunum Sistemi Direnci
 Gaz moleküllerinin birbiri sürtünmesi ile
 Gaz moleküllerinin hava yolu duvarı ile
sürtünmesi (Raw=Hava yolu direnci) (%80)
 Dokuların genişler yada daralırken
sürtünmesi sonucu meydana gelir (AC
dokusu direnci) (%20)

3. Total pulmoner direnç
 Hava yolu direnci (%80)
Ağızdan solunumda %20-30 ağız, farinks, larinks,
trakea
Nazal solunumda (% 50 burunda)
Total periferik direncin;
% 20’si 2mm’den küçük periferik hava yollarında
% 80’si 2mm’den büyük santral hava yollarında
 Doku direnci (%20)
Pulmoner fibrozis
İnterstisyel dokuda artış

4. Hava Yolu Direnci (Raw)
 Akımın her bir ünitesine karşı ağız
(atmosferik basınç) ve alveol basıncı
arasındaki farktır.
 Bu basınç farkı iletici havayollarında
bulunan gaz moleküllerinin sürtünme etkisi
sonucu ortaya çıkar.

5. Hava Akımı
 Havayolları içindeki akıma direnç olup
olmaması
- Akımın özelliğine
- Havayollarının boyutlarına
- Gazların vizkozitesine bağlıdır.

6. Havayollarında akım 3 şekilde olabilir
 Laminer akım
 Türbülan akım
 Bozulmuş laminer akım

7. Laminer Akım
 Düşük akım hızlarında
gaz akışı silindirik bir
boruda boru kenarına
paraleldir.
 Borunun merkezinde
giden gaz en hızlıdır.
 Tüpün duvarı ile
doğrudan temas eden
gaz sabit olarak kalır
(hız profili).

8. Jean Louis Marie Poiseuille (1797-1869)
Fransız Fizikçi & Fizyolog
 Laminer akımın
basınç- akım
özelliklerini
tanımlamıştır.
Poiseuille Kanunu

9. Laminer akım özellikleri
 Sessiz, yavaş
 Akış çizgisi; parabolik akım
profili
 Düzgün yuvarlak borularda
akım hızı hesaplaması:
 V (akım hızı) = P π r 4/ 8 ηl
 P=sürücü basınç
 r=borunun çapı
 η=gazın viskozitesi
 l=borunun uzunluğu
 Poiseuille Kanununa göre,
 R = ∆P/ V Laminer akımda direnç düşüktür.
 R=8ηL/πr4
 Böylece, R α 1/ r 4
 Borunun çapı direncin başlıca
belirleyicisidir.

10. Türbülan akım
• Yüksek akımlarda ortaya çıkar
• Akım hem paralel, hem dikey
yöndedir.
• Gürültülüdür
• Basınç akım hızının karesi ile
orantılıdır.
• Direnç, viskoziteden çok
dansiteye bağlıdır.
•Enerji harcandığı için gaz
moleküllerinin hızı azalmıştır.
•Türbülan akımı devam ettirmek için
gerekli sürücü basınç, laminer
akımın devamı için gerekli olandan
daha yüksektir.

11. Reynolds sayısı (Re)
ρ= dansite
Ve= lineer hız
D = çap
η = viskozite
Akımın laminer ya da türbülan olması Re sayısına
bağlıdır.
Türbülan akım dansite, lineer hız ve tüp çapı arttığında
meydan gelir.
Boruların dallandığı, boru duvarının düzensizleştiği yerlerde
türbülan akım oluşur.
Lineer hız (cm/sn) = akım hızı (L/sn) / tüp alanı (cm2).
Burada tüp alanı total kesit alanını ifade eder.

12. Bozulmuş laminer akım
 Laminer ve türbülan akım
arasındaki
bu akımın oluşumu için
enerji gereklidir.
 Trakeabronşial ağacın
çoğunda bu akım gözlenir.
 Egzersizde ve öksürük
sırasında akım türbülan
olur.

13. Laminer ve türbülan akım arasındaki Akım &
Basınç ilişkisi
Sürücü akımın artması
laminar akımla
sonuçlanır.

14.  Sakin solunumda
 Trakeada
 Çap: 3cm
 gaz hızı 150 cm/sn
 havanın dansitesi:
0.0012 g/ml
 Havanın viskozitesi
1.83x 10-4g/(cm/sn)
ρ= dansite olduğu için
Ve= lineer  Re sayısı 2000 den
hız büyüktür.
D = çap
η = viskozite  Sakin solunumda bile
Ağızdaki gaz akımı 1L/sn türbülan akım oluşur.

15. Küçük hava yollarında laminer akım
 Gaz distale giderken
toplam enine kesit
alanı artar.
 Gaz akım hızı azalır.
 Büyük hava yollarında
(burun, ağız, glottis ve
bronşlarda) gaz akımı
türbülan iken, daha
küçük hava yollarında
laminerdir.

16. İnspirasyon sürecinde, santral havayollarından perifere indikçe,
total kesit alanının artması ile havanın akım hızı azalmaktadır.
Akım Akım
Hız Hız
Ekspirasyon sırasında, periferden santral havayollarına total
kesit alanının azalması ile akım hızı artar.

17. Akciğer Direnci
 Hava yolları akım dirençleri (Raw)
 Büyük hava yolları (>2mm, ilk 8 dallanma)
 Orta çaplı hava yolları (subsegmental bronş, yaklaşık
2mm olanlar)
 Küçük hava yolları (<2mm olan bronşioller)
 Raw= R büyük + R orta + R küçük
 Poiseuille denklemine göre (R α 1/ r 4) hava yolu
direncinin başlıca yeri küçük hava yolları gibi
görünmekle birlikte, direnç en az bu bölgededir.

18. Küçük hava yollarında direncin az
olmasının nedenleri
 Etkili kesit alanı arttığı için
hava akım hızı azalır.
 Hava yolları paralel
bağlanmıştır.
 Bu nedenle toplam direnç,
tek tek dirençlerinin
toplamının tersidir.
 Küçük hava yollarında
toplam direnç çok
düşüktür.

20. Hava yolu çapları
 Hava yolu çapını belirleyen, transmural
basınçtır (İç P- Dış P).
 Pdış= plevra basıncı
 Transmural P = Transpulmoner P
 İnspirasyonda Ppl negatifliği artar,
havayolları genişler, akıma direnç azalır;
 Ekspirasyonda Ppl> Paw, havayolu çapı
azalır, akıma direnç artar.

21. Havayolu direnci havayollarının
yarıçapları ile ters orantılıdır
• Geniş havayolları
sağlıklı kişilerde en
büyük dirence sahiptir
(ileti bölgelerindeki total
direncin % 80’i)
• Küçük havayollarının
total kesit alanları geniş
olduğundan total dirence
katkıları küçüktür (%20)
yani direnç azdır.

22. Raw
 Bir çok AC
hastalıklarında, küçük
havayolları, hava akımına
direncin en önemli
bölgeleridir.
 Küçük hava yollarında
direnç daha çok
viskoziteye bağlıdır.

23. Havayolu Direnci
Pmouth − PAlv (Sürücü basınç)
Raw =

V (akım)
0 − (−2)
Raw = cm H 2O/l/sec
1

24. Toplam hava yolu direnci
 Ağızda 2 cmH2O/L/sn
 Santral 1,6 cmH2O/L/sn
 Periferde 0,4 cmH2O/L/sn
 Sağlıklı kişilerde AC direnci yaklaşık
1 cmH2O/L/sn

25. Raw’ı etkileyen faktörler
 Havayollarının çapları
 Alveollerin çapı
 Bronş düz kaslarının tonusu
 AC volümü
 Hava akım hızı

26. AC Dokusu Direnci
Raw-AC volümü ilişkisi
 AC volümünü artışı ile havayollarının uzunluk (I)
ve çapı artar. Havayolu direnci, çaptaki artışa
uzunluktaki artışdan daha duyarlıdır.
 AC volümü arttıkça direnç düşer.
 Böylece AC’lerin şişmesi yada inspirasyondaki
Basınç-akım ilişkisi AC volümünün yada
havayolu direncinin etkisini yansıtır.

27.  Akımı kontrol eden Raw & İletim
transpulmoner basınçtır.
Bu basınç AC hacminin
bir fonksiyonudur.
 Düşük volümlerde
transmural havayolu
basıncı düşük, havayolu
direnci yüksektir.
 Raw ile volüm arasında
negatif, kürvilineer bir
korelasyon vardır.
 İletkenlik ise AC
volümündeki artma ile
lineer olarak artar.

28. Raw alveol çapını düzenleyen pasif
mekanizmalardan etkilenebilir
Alveolar çekilme: AClerin şişmesi
sonucu komşu havayollarına lateral
traksiyonun artması
AC genişledikce havayoluna dıştan
bağlanan bağ dokusu lifler gerilir,
inspirasyonda havayollarının açık
kalmasını sağlar.
Amfizemde, AC elastik kuvvetleri
alveol duvarı yıkımına bağlı azalır,
hava yolu daralır, direnç artar.

29. Havayolu düz kasları
 Havayolu çapını belirleyen en önemli faktördür.
 iskelet kasına benzer,ancak aynı uyarı
karşısında daha fazla kısalma yeteneğine
sahiptir.
 İskelet kasından farklı olarak havayolu düz kası
maksimum kısalma düzeyine daha geç ulaşır,
ama kısalmanın %90’ı 3 sn içinde gerçekleşir.

30. Hava yolu düz kasının kontrolü
Uyarı Kasılma Gevşeme
Sinirsel Kolinerjik (M3) Adrenerjik (β2)
Nörohümoral Asetilkolin Norepinefrin
Kimyasal Histamin, LTB4, PGE
PGF2α,
Tromboksan A2
Fiziksel İrritanlar NO, VIP
(duman, SO2,
toz, sigara)

31. Raw & Hava akım hızı ilişkisi
 Akım hızı, inspiryum ve ekspiryumda eşit pik
hıza ulaşır (0.5 l /sn).
 R = ∆P/ V
 Sürücü basınç (P=Patm- Palv) ‘da Patm=0
olduğundan P= Palv’dur.
İnspiryumda 0.8 cm H2O,
Ekspiryumda 1.2 cm H2O
Rawins= 0.8 / 0.5=1.6
Raweks= 1.2 / 0.5=2.4 (Direnç yüksek
olduğundan ekspiryum süresi daha uzun sürer.

32. Havayolu Rezistansının Ölçümü
Toplam hava yolu direncinin
hesaplanmasında;
 Alveoler basınç
 Vücut pletismografisi
 Özofageal balona takılan basınç transdüseri
 Hava akımı ve hızı ölçülmelidir.
 Ağızdaki hava akımı flowmetre ile ölçülebilir.

33. Havayolu Rezistansının Ölçümü
 Vücut pletismografisi
 Özofagus balon katater yöntemi- invazivdir.
 Zorlu ossilasyon tekniği- değişik frekanstaki ses
titreşimlerinin oluşturduğu mekanik değişikliklerle
ölçülür.
 Hava akımı kesilme (interrupter yöntemi =
Rint) yöntemi

34. Vücut pletismografisi
 Direk olarak havayolu direncini ölçen tek yöntem
 AC volümleri ve iletim de ölçülür.
 Hastaya shutter açık olarak kısa kesik soluma
yapılırken hava akımı direk pnömotakograf
aracılığı ile ölçülür.
 Akım ile pletismograf basıncı arasında S
biçiminde eğri elde edilir.
 Normal ekspirayon sonunda shutter kapatılır, ağız
basıncı/ pletismograf basıncı oranı elde edilir.

35. Vücut pletismografi

36. Hava akımı kesilme
(interrupter yöntemi = Rint) yöntemi
 En basit yöntemdir.
 Spontan solunum sırasında hava akımı
sistemin oklüzyonu ile kesilir.
 Oklüzyondan hemen önce ölçülen akım,
oklüzyondan sonra ölçülen ağız basıncı
aracılığı ile yansıtılan alveol basıncına
oranlanması esasına dayanır.
 Hasta başı testi olarak kullanılabilir.

37. Klinik özellikler
 Büyük havayolları obstrüksiyonu: Raw ↑,
solunum işi ↑, efor dispnösü
 Astım: Havayolu düz kaslarında
proliferasyon, kronik inflamasyon, havayolu
lumeninde daralma, Raw ↑, hava akım
hızı↓.
 KOAH: Ödem, AC elastikiyetinde azalma
Raw ↑, hava akım hızı↓.

38. Dinamik testler
 Zorlu ekspiratuvar volüm (FEVT)
 İlk saniyedeki zorlu ekspirasyon volümü
[Forced Expiratory Volume in first second
(FEV1)]
 FEV1 /FVC (Tiffeneau indeksi)
 Maksimum ekspirasyon ortası akım değeri
[FEF 25-75]

39. Maksimum ekspirasyon ortası akım
hızı [FEF 25-75]
 Zorlu ekspirasyon ile volümlerin %25’i ile %75’i atıldığı
periyoddaki akım hızıdır.
 Spirogramdan hesaplanır
 Vital kapasite dörde bölünür. İlk %25 ve %75 noktası
işaretlenir ve çizgi ile birleştirilir. Oluşan eğim ölçülür.
 Hacim/zaman akım hızı olduğundan eğim de akım hızıdır
☺Spirometreden kolayca tesbit edilebilen tek
gerçek akım hızıdır. Hacim / zamandan
hesaplanır.
 Orta ve küçük havayollarından gelen akımı yansıtır.
 Obstrüktif hastalıkların erken dönemlerinde azalır.

40. Maksimum ekspirasyon ortası akım
değeri [FEF 75-85]
 Volümlerin %75-85’inin atıldığı geç
dönemdeki ortalama akım hızı
 Diğer parametrelere ek bilgi
sağlamadığından sık kullanılmaz.

41. Spirometri ile AC Hacimleri
FVC
FEV1
FEF25-75
FEV1/FVC
Spirogramda ölçülen
değerlerdir

44. Akım-Hacim Halkası
PEFR
 FVC manevrasını 10
%25
göstermenin ikinci
Ekspirasyon
%50
yoludur. 5
%75
Akım Hızı, L/sn
 Akım hızına karşılık TLC RV
Volüm, L
hacim kaydedilir.
İnspirasyon
 Hem ekspirasyon hem 5
de insprasyon PIFR %25
%75
sırasında anlık akım 10 %50
TLC
kaydedilir.
RV
100 0

45. Akım-Hacim Halkası Kayıt Yöntemi
 Denek ağızlığı ağzına alır. PEFR
 Önce birkaç normal 10
%25
solunum yapar. Sonra
Ekspirasyon
%50
TLC’ye kadar maksimal
nefes alır. 5
%75
Akım Hızı, L/sn
 Sonra RV’e kadar TLC RV
maksimum nefes verir. Volüm, L
 Sonra olabildiğince hızlı
İnspirasyon
derin nefes alır. 5
 Yatay çizginin yukarısı PIFR %25
ekspiratuar iken, 10
%75
%50
aşağıdaki akım hızları TLC RV
inspiratuardır. 100 0

46. Akım-hacim halkası
 FVC PEFR
%25 Vmax25
 PEFR: Manevra sırasında 10
kaydedilen en büyük akım
Ekspirasyon
%50 Vmax50
hızına ekspiratuar akım hızı
5
piki denir. %75 Vmax75
Akım Hızı, L/sn
 Vmax25: VC’nin %25’i TLC RV
çıkarıldığı andaki akım hızı. Volüm, L
 Vmax50 (FEF50): VC’nin
İnspirasyon
%50’sinin çıkarıldığı andaki 5
akım hızı.
PIFR %25
 Vmax75: VC’nin %75’inin %75
%50
çıkarıldığı andaki akım hızı. 10
TLC RV
100 0

47. Maksimal inspiratuar akımın
belirleyicileri
 1. İnspiratuar kaslar PEFR
tarafından oluşturulan güç 10
%25
(AC hacmi RV üzerine
Ekspirasyon
çıkarken azalır) %50
 2. AC’lerin statik geri 5
%75
Akım Hızı, L/sn
çekilme basıncı (AC hacmi TLC
RV üzerine çıkarken artar) RV
Volüm, L
 3. AC hacmi artarken
İnspirasyon
havayolu direnci azalır, 5
çünkü havayolu çapı artar.
PIFR
 Sonuç: Maksimal %75
%25
inspiratuar akım TLC ve 10
TLC
%50
RV
RV’nin ortasında oluşur. 100 0

48. Maksimal ekspiratuar akımın belirleyicileri
PEF
Efor
 Ekspirasyon sırasında bağımlı
A
Efor
yapılan efora bağlı akım bağımsız
hızı artar.
 Yüksek volümlerde
(VC’nin ilk % 20’sinde)
hava akımını artırmak için
daha fazla efor gereklidir.
Efor artınca kas
kontraksiyon gücü artar,
akım hızı artar.

49. Maksimal ekspiratuar akımın belirleyicileri
PEF
Efor A
 Tüm eğriler A noktasında bağımlı Efor
bağımsız
birleşir.
 Düşük volümlerde (VC’nin
% 40-50’sinin altında) efor
artırılsada hava akımı
artmaz.
 Akım hızını AC’lerin
elastik büzülmesi ve hava
yolu direnci belirler

50. Obstrüktif Hastalıklarda
 Astım, KOAH gibi
 FEV1, FEF25-75,
FEV1/FVC oranı (<0.8)
azalır.

51. Restriktif AC Hastalığı
 TLC, FVC azalmış
 FEV1/FVC oranı normal yada artmış

52. Yukarı solunum yolları obstrüksiyonunda
Akım-Volüm Eğrileri
Ekspirasyon
İnspirasyon
Fiks Değişken Değişken
Obstrüksiyon Obstrüksiyon Obstrüksiyon
(İntratorasik) (Ekstratorasik)

53. Obstrüktif akciğer hastalığında Maksimum
Ekspirasyon Akım-Volüm Eğrisi
Normal
6
FEF50
Aký hý / sn
4 FEF75
m zý
2
Obstrüktif
0
0 50 75 100
Vital kapasite (%)

55. İzovolümetrik basınç-akım eğrisi
 Çeşitli AC volümlerinde,
herhangi havayolu basıncına
karşılık o andaki akım hızı
eğrisi
 Yüksek AC volümlerinde,
basınç artarken hava akımı da
artar. Hava akımı efora
bağlıdır.
 Düşük AC volümlerinde,
basınç akım hızında artışa
neden olmaz, akım efordan
bağımsızdır.

56. Maksimal istemli ventilasyon (MVV)
 Amplitüdü ve frekansı yüksek
solunumla 1 dakikada atılan
volümdür.
 15 Saniyede hızlı ve derin
solunumdan sonra ortaya
çıkan hacmin 1 dakikalık
karşılığıdır.
 Akciğerler ve göğüs
duvarının mekanik
özelliklerindeki bozuklukların
tümünün ölçümü olabilecek
bir testtir.
 70 kg’lık kişide 150 L/dak.

57. Dinamik Basınç-Volüm İlişkileri
 Solunum döngüsü
esnasındaki Ppl ve AC volüm
değişikliklerini gösteren eğridir
 AC elastik özellikleri ve hava
yolu direncinden etkilenir.
 İns. ve eks. sonunda hava
akımı=0
 Eks. bitiminden insp. sonuna
kadar Ppl değişimleri AC
elastik büzülmesinin artışını
gösterir.
 Basınç-volüm halkasında
ekspirasyon ve inspirasyon
sonu noktaları birleştiren
hattın eğimi dinamik
kompliyanstır.

58. Hava akım hızlarını belirleyen
fizyolojik faktörler
 Normal koşullarda maksimum
ekspirasyonda akımı kısıtlayan
mekanizmalar eşit basınç noktası (EPP)
teorisi ile açıklanır.

59. Starling Direnci
Maksimal Expiratuar Akım Limitini
belirleyen basit model
 Eğer P2>P3 ise sürücü basınç = P1 - P2
 Eğer P3>P2 ise sürücü basınç = P1 - P3

60. Pasif sakin ekspirasyon
İnspirasyonun sonunda akım = 0
PTP= 0-(-10)=10 cm H20
plevral P = AC elastik geri tep. P’ı
Palv= Pel + Ppl
Sakin ekspirasyon başında
akım = 0
Sürücü basınç= 2 cm H20
PTP= 2-(-8)= 10 cm H20
Palv rezistansa karşı
havayolunda giderek azalır ve
0 olur.

61. Zorlu ekspirasyon
 Ppl > Patm ve Palv daha
da artar.
 Havayolunun belli yerinde
Paw= Pel=Ppl olur.
Buradan ağıza kadar
bölümde Pm negatifdir.
 Bu noktada havayolları
dinamik kompresyona
uğrar (Eşit basınç
noktası).

62.  Yüksek volümlerde EPP oluşmadığından
havayolu kompresyonu yoktur ve akımda efor
bağımlıdır.
 Düşük volümlerde EPP oluşur, havayolu
kompresyonu yoktur ve bundan sonra akım
efordan bağımsızdır.
 Normalde EPP santral havayolları düzeyinde
oluşur, trakea, ana bronşlar, lob bronşları
kompresyona uğrar.
 Amfizemde periferik hava yolları EPP noktasının
ilerisinde kalır, kompresyona uğrar.