Alveoler Ventilasyon

Solunum veya akciğer ventilasyonunun temel amacı alveol havasının yenilenmesi anlamına gelen alveoler ventilasyondur. Solunumla alınan havanın bir bölümü gaz alım verimine katıımıyan solunum yollarında kaldığına göre akciğer ve alveol ventilasyonlan eş anlam taşımaz.

Ölü Boşluk. Daha önce bildirildiği gibi, gaz değişiminin yer aldığı solunum ünitesine kadar solunum yollarına anatomik ölü boşluk adı verilir. İnspirasyonda alveollere ilk olarak, bir önceki ekspirasyon sırasında ölü boşluğun içini doldurmuş olanalveol havası girer. Soluk havasının ölü boşluk hacmine eşit olan bölümü de bu boşlukta kalır. O halde, her soluk almada alveollere girenatmosfer havasının hacmi soluk havası ile ölü boş-luk havasının farkından ibarettir.

Eksplrasyonda ilk olarak ölü boşluk havası dışarı çıkarılır alveol havası ancak ekspirasyonun sonunda atmosfere ulaşır .Bu nedenle alveol havasının bileşimini incelemek amacıyle en derin bir ekspirasyon havası-nın sonunda çıkan gaz karışımından örnek almak gerekir.

Anatomik Ölü Boşluğun Ölçülmesi. Bu tayin için şöyle basit bir metod kullanılmaktadır: Atmosfer havasından solunum yapan deney şahsı saf 02 den tek bir soluk alarak, ekspirasyon havasını devamlı de nitrojen konsantrasyonunu ölçen bir alete gönderir. lnspirasyonda saf Ü2, ölü boşluğu doldurduğu gibi, kısmen de alveol havası ile karışır. Hızlı analiz yapan nitrojenme1ırede ekspirasyon havasının çeşitli fazlarındaki nitrojen oranı tayin edilerek kaydedilirse elde edilen eğriden ölü boşluk hacmi hesaplanabilir. De görüldüğü gibi alınan O2 bütün alveollere eşit dağı-lırsa ekspirasyon havasında başlangıçta N2 bulunmadığı halde, N2 konsantrasyonu yavaş yavaş yükselerek sabit bir değere ulaşır.

Eğer inspire edilen O2 alveollere eşit olmıyan de dağılırsa, inapirasyon sonu N2 yoğunlukları akciğerlerin çeşitli kısımlarında değişik olacak . ve-nıtroJenmetrede kayıt duzyatay bir çizgi vermlyecektir. N ormalde bronchioli respiratoriiye kadar solunum yollarının oluşturduğu anatomik ölü boşluk, eriskinde 150 ml dolayındadır. Bazı koşullarda, alveollerin bir bölümüne gereğinden fazla hava gelmesi ya da alveol çeperindeki kan dolaşımının yetersiz kalması nedeniyle ölü boşluk büyüyerek; anatomik olmaktan çok fonksiyonel ölü boşluk karakteri kazanır. Normal kişilerde anatomik ve fonksiyonel ölü boşluk aynı anlamdadır.

Fonksiyonel (Fizyolojik) öıe Boşluk. Ekspirasyon havasındaki tüm karbondioksidin alveollerden geldiği göz önünde tutularak, aşa-ğıdaki hesapla, fonksiyonel ölü boşluk hacmi bulunabilir:

Yukarıda bildirildiği gibi, fonksiyonel ölü boşluk ventilasyon perfüzyon oranının çok yükseldiği patolojik koşullarda anatomik ölü boş-luktan çok daha büyük bir hacme ulaşır.

Alveoler Ventilasyon. Bir dakikadaki alveolar ventilasyon, dakikadaki soluk sayısının, soluk hacmi ile ölü boşluk hacmi arasındaki farkla çarpımına eşittir. Alveoler ventilasyon alveol havasının bileşimini saptayarı en önemli faktörlerden biridir.

Ventilasyon Katsayısı. Normal bir soluk vermeden sonra akci-ğerlerde kalan ortalama 2500 ml hacimdeki fonksiyonel rezidüel kapasitenin, her solunum hareketi ile 350/2500 = 0.14 kadarı yenilenmektedir. Bu orana ventilasyon katsayısı denir. Alveol havasının böyle yavaş olarak değişmesi, kan gazlarının oranını nisbeten sabit tutarak, dokuların gaz alım veriminin, bu bileşimi sabit ortamdan yapılmasını sağlar. Çok hızlı ve yüzeysel solunumda ventilasyon katsayısı düşer.

Ventilasyon/Perfüzyon Oranı. Sağlıklı bir insanda deniz düzeyinde arteriyel P02 yaklaşık 100 mmHg, PC02 40 mmHg civarında sabit tutulur. Bu amaca ancak alveoler ventilasyon, karışık venöz kandabelirli PQ2 ve PC02 düzeyleriyle. dakikada pulmoner kan akımının belirli değerlerinde ulaşılır. Ortalama yapıda bir insanda kalbin dakika hacminin 5000 ml, alveoler ventilasyonun da 4000 ml olduğunu kabul edersek, normalde ventilasyon perfüzyon oranı 0.8 olarak bulunur.

Buna göre, her bir akciğerde bir dakikada 2000 ml dolaylarında alveoler ventilasyon olmakta ve dolaşımından da 2500 ml kan geçmektedir. Ancak alveoler ventilasyonla perfüzyon değerleri normal olduğu halde, dolaşımın bölgesel farklar göstermesi, kanın arteryel kan özelliği kazanması yönünden çok önemlidir. Astım, pnömotoraks, anfizem, pulmoner fibröz değişimler ve üniform olmayan kan akımı pulmoner kanı n oksijen satürasyonunu büyük' ölçüde düşürür,

Alveol Havasının Bileşimi. Alveol havasındaki 02' konsantras yonu, bir yandan kamn absorbe ettiği O2 miktarına, diğer yandan da, alveoler ventilasyona bağlıdır. Ortalama alveoler ventilasyon % 13-17 arasında olduğundan, alveollerdeki oksijen parsiyel basıncı 100 mmHg dolayında bulunur ( 61). Ventilasyonun hızlandığı hallerde atmosfer havasının bileşimine yaklaşırsa da, alveol havasındaki su buharı basıncı nedeniyle oksijenin parsiyel basıncı hiçbir zaman

149 mmHg yı [21 (760-47) 1100] geçemez. Egzersiz sırasında dokuların YÜKselenoksijen gereksinimi, solunum dakika hacminin çoğalması v~ dokularda yükselen oksijen ütilizasyonu yardımıyle karşılarımaktadır.

Alveol havasındaki CO2 konsantrasyonu, bu gazın kandan çıkarılma

hızı ile doğru, alveoler ventilasyonla ters orantılı olarak değişir. Solunum faaliyetinin hızı, en ağır egzersiz sırasında bile alveollerdeki karbondioksidi % 5-6 oranında ve PC02 yi yaklaşık 40 mmHg da tutacak de ayarlanır.

Solunum Membranından Gazların Difüzyonu. Eriskinde alveol yüzeylerinin toplamı ortalama 50-100 mdir. Akciğer kapillerlerinde her an için bulunan toplam kan ise ortalama 60-70 ml kadar olduğundan, alveol havası ile kan arasında gazların ne kadar kolaylıkla ve kı-sa zamanda dengeye gelebileceği anlaşılır.

Gazlarm sıvılardaki difüzyonunu etkileyen faktörler alveol çeperindeki difüzyonda da başlıca rolü oynar. Bu bakımdan (s. 760) daki formüle uygun olarak, a - Mebranın kalınlığı, b - Membran alanı, c - Difüzyon katsayısı, d - Basınç gradyanı önemlidir.

a. Solunum Membranının Kalınlığı. Normalde, alveolo-kapiller membran ( 261) gazların difüzyonuna elverişli bir yapıya sahip olduğu halde, alveol çeperlerinin sarkoidoz, berilyoz gibi durumlarda kalınlaşması ya da ödem gibi alveollerin sıvı ile dolmasına neden olan patolojik koşullarda difüzyon güçleşerek alveolo-kapiller blok gelişir.

b. Solunum Membranının Alanı. Akciğerleri haraplayıcı hastalıklarda bu yüzey küçülebildiği gibi, amfizeme benzer esnekliği bozan hastalıklarda da alveol septumları parçalandığından alveoller genişlediği halde, toplam alan daralır. Egzersiz sırasında solunuma katı-lan alveol sayısı yanında açılan kapillerlerin yüzeyi de genişleyerek difüzyon alanını büyütür.

c. Difüzyon katsayısı. Erime katsayısı ile doğru, gazların molekül ağırlığının karekökü ile ters orantılıdır. Bu nedenle C02, ~ den 20 kat hızlı difüzyona uğrar Basınç gradyanı. Difüzyon, gaz moleküllerinin hareketi ile orantılı olduğundan, ortamlar arasındaki basınç farkına bağlıdır. Bu bakımdan alveollerdeki parsiyel basıncı (PQ2) ortalama 105 mmHg olan O2, venöz kana (Po2=40 mmHg) 65 mmHg lık bir gradyanla kolayca difüze olur.

Alveol havasında PC02, 40 mmHg; venöz kanda ise 46 mmHg olduğundan, aradaki fark küçük gibi görünürse de, yüksek difüzyon katsayısı nedeniyle C02 in venöz kandan alveollere difüzyonu da hızla meydana gelir.

Solunum membranıarından gazların difüzyon kapasitesi. 1 mmHg basınç farkı ile 1 dak içinde' difüze olan gaz hacmiyle ifade edilir. 02 in difüzyon kapasitesi ortalama 25 ml/dak, C02 inki ise, 400-450 ml/dak kadardır. Egzersiz sırasında akciğer kapillerlerinin genişlemesi ve daha çok sayıda alveolün solunuma katılmasıyla her. iki gazın difüzyon kapasiteleri yükselir.