Легочный шунт

Легочный шунт – это переход дезоксигенированной крови из правых отделов сердца в левую без участия в газообмене в легочных капиллярах. Это патологическое состояние, которое возникает, когда кровью в обычном режиме альвеолы частей легких перфузируются , но вентиляция (подача воздуха) не обеспечивает кровоснабжение перфузируемой области. Другими словами, соотношение вентиляции/перфузии (отношение воздуха, попадающего в альвеолы, к крови, перфузирующей их) в этих областях равно нулю. ^[1]^{[ нужны разъяснения ]}

Легочный шунт часто возникает, когда альвеолы наполняются жидкостью, в результате чего части легкого не вентилируются, хотя они все еще перфузируются. ^[2]

Внутрилегочное шунтирование является основной причиной гипоксемии (недостатка кислорода в крови) при отеке легких и таких состояниях, как пневмония , при которых легкие уплотняются . ^[2] Фракция шунта – это процент сердечного выброса , который не полностью насыщен кислородом. ^{[ нужны разъяснения ]}

При патологических состояниях, таких как ушиб легкого , фракция шунта значительно больше. ^{[ нужны разъяснения ]} и даже вдыхание 100% кислорода не обеспечивает полного насыщения крови кислородом. ^[1]

Внутрилегочный шунт – это шунтирование, при котором часть кровотока через легкие не насыщена кислородом должным образом. Могут возникать и другие шунты, при которых венозная и артериальная кровь смешиваются, но полностью обходят легкие (внелегочный шунт). ^[3]

Анатомический шунт

Если бы каждая альвеола хорошо вентилировалась и вся кровь из правого желудочка проходила через полностью функциональные легочные капилляры и происходила беспрепятственная диффузия через альвеолярную и капиллярную мембрану, теоретически имелся бы максимальный газообмен крови и альвеолярный P _{O ₂} и артериальный P _{O ₂} будет одинаковым. Формула для шунта описывает отклонение от этого идеала. ^[4]

Нормальное легкое несовершенно вентилируется и перфузируется, и небольшая степень внутрилегочного шунтирования является нормальной. Анатомическое шунтирование возникает, когда кровоснабжение легких через легочные артерии возвращается через легочные вены, минуя легочные капилляры, тем самым минуя альвеолярный газообмен. Капиллярное шунтирование – это прохождение крови через капилляры невентилируемых альвеол. ^[4] или дезоксигенированная кровь течет непосредственно из легочных артериол в близлежащие легочные вены через анастомозы, минуя альвеолярные капилляры. ^[5] Кроме того, некоторые из мельчайших сердечных вен впадают непосредственно в левый желудочек сердца человека . Этот дренаж дезоксигенированной крови прямо в большой круг кровообращения является причиной того, что артериальное P _{O ₂} обычно немного ниже альвеолярного P _{O ₂} , что известно как альвеолярно-артериальный градиент , что является полезным клиническим признаком для определения причины гипоксемии . ^[6]

Альвеолярно-артериальный (Аа) градиент измеряет разницу между концентрациями кислорода в альвеолах и артериальной системе. Это важный клинический метод сужения дифференциальной диагностики гипоксемии. ^[7] Расчет градиента выглядит следующим образом:

A-a Gradient = PAO2 - PaO2

Где PAO2 представляет собой альвеолярное давление кислорода, а PaO2 представляет собой артериальное давление кислорода.

Давление кислорода в артериальной крови (PaO2) можно измерить непосредственно с помощью анализа газов артериальной крови (ГК) или оценить с помощью анализа газов венозной крови (ВГ). Альвеолярное давление кислорода нелегко измерить напрямую, поэтому его оценивают с помощью уравнения альвеолярного газа. ^[7]

PAO2 = (Patm - PH2O) FiO2 - PaCO2/RQ

Где PAO2 представляет собой альвеолярное давление кислорода, Patm представляет собой атмосферное давление (на уровне моря 760 мм рт. ст.), PH2O представляет собой парциальное давление воды (приблизительно 45 мм рт. ст.), FiO2 представляет собой долю вдыхаемого кислорода, PaCO2 представляет собой парциальное давление углекислого газа в альвеолы (в нормальных физиологических условиях от 40 до 45 мм рт. ст.), и где RQ представляет собой дыхательный коэффициент. ^[8] RQ обычно принимается равным 0,8.

Нормальный градиент, рассчитанный для возраста = (Возраст в годах/4) + 4

Патофизиология

Неравномерное распределение вентиляции может наблюдаться при астме , бронхиолите , ателектазе и других состояниях. ^[9] которые снижают количество кислорода, присутствующего в некоторых альвеолах, по сравнению с другими. Если бы нормальная перфузия этих альвеол сохранялась, кровь в этих областях была бы менее насыщена кислородом, чем кровь в нормально вентилируемых альвеолах, а комбинированная оксигенация крови после смешивания была бы ниже нормальной. Легочный шунт возникает, когда этот дисбаланс недостаточно компенсирован. Нормальной реакцией легочных кровеносных сосудов, ощущающих низкое насыщение кислородом, является сужение , замедляющее поток через области с недостаточным содержанием кислорода, тем самым давая им время для увеличения насыщения и увеличения относительного потока через те области с более эффективной оксигенацией, что приводит к более высокой комбинированной оксигенации. ^[10]^[11] Если в альвеолах нет кислорода, кровь не может насыщаться кислородом, и любая кровь, текущая через такие области легких, считается внутрилегочным шунтом.

В то время как при легочном шунтировании соотношение вентиляции/перфузии равно нулю, легочные единицы с соотношением V/Q (где V = вентиляция и Q = перфузия) менее 0,005 неотличимы от шунта с точки зрения газообмена. ^{[ нужна ссылка ]}

Когда альвеолы наполняются жидкостью, они не могут участвовать в газообмене с кровью, вызывая местную или регионарную гипоксию, вызывающую вазоконстрикцию. Эта вазоконстрикция вызывается рефлексом гладких мышц как следствие низкой концентрации кислорода. Затем кровь перенаправляется из этой области, которая плохо соответствует вентиляции и перфузии, в области, которые вентилируются.

Уменьшение перфузии по сравнению с вентиляцией (как, например, происходит при легочной эмболии ) является примером увеличения мертвого пространства . ^[12] Мертвое пространство — это пространство, где не происходит газообмен, например трахея; это вентиляция без перфузии. Патологическим примером мертвой зоны может быть капилляр, заблокированный эмболом. Хотя вентиляция в этой области не нарушена, кровь не сможет течь через этот капилляр; следовательно, в этой зоне не будет газообмена. Мертвые зоны можно исправить путем подачи 100% вдыхаемого кислорода; когда капилляр заблокирован, кровь внутри него не течет, и кровь выше по течению распределяется между другими капиллярами, которые эффективно обмениваются газами. Полученная кровь, протекающая через них, не будет на 100% насыщенной, так как содержит некоторое количество бескислородной крови (той, которая пришла из закупоренного капилляра). По этой причине кровь действительно сможет получать дополнительный кислород, подаваемый пациенту. ^{[ нужны разъяснения ]}

Легочное шунтирование приводит к тому, что кровоснабжение, покидающее шунтированную область легкого, имеет более низкие уровни кислорода и более высокие уровни углекислого газа (т. е. нормальный газообмен не происходит).

Легочный шунт возникает в результате тока крови справа налево через отверстия сердца или при легочных артериовенозных мальформациях. ^{[ нужны разъяснения ]} Шунт, который означает, что V/Q = 0 для данной конкретной части рассматриваемого легочного поля, приводит к тому, что лишенная кислорода кровь поступает к сердцу из легких через легочные вены.

Если подача 100% кислорода в течение пяти-десяти минут не повышает артериальное давление кислорода больше, чем альвеолярное давление кислорода, то дефект в легком вызван легочным шунтированием. Это связано с тем, что, хотя парциальное давление кислорода в альвеолярном газе было изменено за счет подачи дополнительного чистого кислорода, концентрация кислорода в артериальном газе не увеличится настолько сильно, поскольку несоответствие V/Q все еще существует, и это все равно добавит немного деоксигенированной крови в кровь. артериальную систему через шунт. ^[13]

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Гарай С., Камелар Д. (1989). «Патофизиология дыхательной недостаточности, связанной с травмой». В Худ Р.М., Бойд А.Д., Каллифорд А.Т. (ред.). Торакальная травма . Филадельфия: Сондерс. стр. 328–332. ISBN 0-7216-2353-0 .
^ Jump up to: ^а ^б Фрейзер, Роберт (1988). Диагностика заболеваний грудной клетки . Филадельфия: Сондерс. п. 139. ИСБН 0-7216-3870-8 .
^ «Внутрисердечное и внутрилегочное шунтирование» . cmrc.com . 23 марта 2022 г. Проверено 25 декабря 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б Перуцци, Уильям Т.; Гулд, Роберт В. (апрель 2004 г.). «Установка рекорда прямо на шунте» . www.acutecaretesting.org . Проверено 17 сентября 2019 г.
^ Риши Десаи. «Легочные шунты: Расшифровка легочных шунтов» . osmosis.org . Проверено 17 сентября 2019 г.
^ Ханцидиамантис, Пэрис Дж.; Амаро, Эрик (2023), «Физиология, альвеолярно-артериальный градиент кислорода» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 31424737 , получено 2 ноября 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б Ханцидиамантис, Пэрис Дж.; Амаро, Эрик (2023), «Физиология, альвеолярно-артериальный градиент кислорода» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 31424737 , получено 20 июля 2023 г.
^ Шарма, Сандип; Хашми, Мухаммед Ф.; Бернс, Бракен (2023), «Уравнение альвеолярного газа» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 29489223 , получено 20 июля 2023 г.
^ Уилмотт, Роберт В.; Беккер, Брэдли А. (2011). «Пульмонология» . Педиатрические секреты . стр. 648–678. дои : 10.1016/B978-0-323-06561-0.00017-3 . ISBN 9780323065610 .
^ Сильверторн, ДУ (2016). «Глава 14-15». Физиология человека (7-е изд.). Нью-Йорк: Pearson Education. п. 544.
^ Сильвестр, Джей Ти; Симода, Лариса А.; Ааронсон, Филип И.; Уорд, Джереми П.Т. (1 января 2012 г.). «Гипоксическая легочная вазоконстрикция» . Физиологические обзоры . 92 (1): 367–520. doi : 10.1152/physrev.00041.2010 . ISSN 1522-1210 . ПМЦ 9469196 . ПМИД 22298659 . S2CID 78887723 .
^ Прентис Д., Аренс Т. (август 1994 г.). «Легочные осложнения травмы». Ежеквартальный журнал сестер интенсивной терапии . 17 (2): 24–33. дои : 10.1097/00002727-199408000-00004 . ПМИД 8055358 . S2CID 29662985 .
^ Основы респираторной терапии Игана, с. 951

Внешние ссылки

Носек, Томас М. «Раздел 4/4ch5/s4ch5_9» . Основы физиологии человека . ^{[ мертвая ссылка ]}

[Garay89-1] Jump up to: ^а ^б Гарай С., Камелар Д. (1989). «Патофизиология дыхательной недостаточности, связанной с травмой». В Худ Р.М., Бойд А.Д., Каллифорд А.Т. (ред.). Торакальная травма . Филадельфия: Сондерс. стр. 328–332. ISBN 0-7216-2353-0 .

[Fraser88-2] Jump up to: ^а ^б Фрейзер, Роберт (1988). Диагностика заболеваний грудной клетки . Филадельфия: Сондерс. п. 139. ИСБН 0-7216-3870-8 .

[Cambridge-3] «Внутрисердечное и внутрилегочное шунтирование» . cmrc.com . 23 марта 2022 г. Проверено 25 декабря 2022 г.

[Peruzzi_and_Gould_2014-4] Jump up to: ^а ^б Перуцци, Уильям Т.; Гулд, Роберт В. (апрель 2004 г.). «Установка рекорда прямо на шунте» . www.acutecaretesting.org . Проверено 17 сентября 2019 г.

[Osmosis-5] Риши Десаи. «Легочные шунты: Расшифровка легочных шунтов» . osmosis.org . Проверено 17 сентября 2019 г.

[6] Ханцидиамантис, Пэрис Дж.; Амаро, Эрик (2023), «Физиология, альвеолярно-артериальный градиент кислорода» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 31424737 , получено 2 ноября 2023 г.

[:0-7] Jump up to: ^а ^б Ханцидиамантис, Пэрис Дж.; Амаро, Эрик (2023), «Физиология, альвеолярно-артериальный градиент кислорода» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 31424737 , получено 20 июля 2023 г.

[8] Шарма, Сандип; Хашми, Мухаммед Ф.; Бернс, Бракен (2023), «Уравнение альвеолярного газа» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 29489223 , получено 20 июля 2023 г.

[Wilmot_et_al_2011-9] Уилмотт, Роберт В.; Беккер, Брэдли А. (2011). «Пульмонология» . Педиатрические секреты . стр. 648–678. дои : 10.1016/B978-0-323-06561-0.00017-3 . ISBN 9780323065610 .

[Silverthorn_2016-10] Сильверторн, ДУ (2016). «Глава 14-15». Физиология человека (7-е изд.). Нью-Йорк: Pearson Education. п. 544.

[Sylvester_et_al_2012-11] Сильвестр, Джей Ти; Симода, Лариса А.; Ааронсон, Филип И.; Уорд, Джереми П.Т. (1 января 2012 г.). «Гипоксическая легочная вазоконстрикция» . Физиологические обзоры . 92 (1): 367–520. doi : 10.1152/physrev.00041.2010 . ISSN 1522-1210 . ПМЦ 9469196 . ПМИД 22298659 . S2CID 78887723 .

[Prentice94-12] Прентис Д., Аренс Т. (август 1994 г.). «Легочные осложнения травмы». Ежеквартальный журнал сестер интенсивной терапии . 17 (2): 24–33. дои : 10.1097/00002727-199408000-00004 . ПМИД 8055358 . S2CID 29662985 .

[13] Основы респираторной терапии Игана, с. 951

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

v т и Дыхательная физиология
Дыхание	дыхание ингаляция выдох принудительное носовое дыхание частота дыхания респирометр легочный сурфактант согласие упругая отдача гистерезивность сопротивление дыхательных путей бронхиальный гиперреактивность сужение расширение механическая вентиляция
Контроль	мост пневмотаксический центр апнейстический центр мозговое вещество дорсальная дыхательная группа вентральная респираторная группа хеморецепторы центральный периферийный рецепторы растяжения легких Рефлекс Геринга-Брейера
Объемы легких	ВК ФРК Вт мертвое пространство СС ПЭФ расчеты минутный объем дыхания Соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ Функциональные тесты легких спирометрия плетизмография тела пикфлоуметр вымывание азота
Тираж	малое кровообращение гипоксическая легочная вазоконстрикция легочный шунт
Взаимодействия	ventilation (V) Перфузия (клавиша Q) Соотношение вентиляции/перфузии V/Q сканирование зоны легких газообмен давление легочных газов уравнение альвеолярного газа альвеолярно-артериальный градиент гемоглобин кривая диссоциации кислород-гемоглобин ( насыщение кислородом 2,3-ВВП Эффект Бора эффект Холдейна ) карбоангидраза ( хлоридный сдвиг ) оксигемоглобин дыхательный коэффициент газы артериальной крови диффузионная способность ( DLCO )
Недостаточность	большая высота зона смерти кислородное отравление гипоксия