2016.11.11.
Légzés szeminárium 2016.11.08. Dr. Boros Krisztina
MAGASLAT: HYPOBARICUS HYPOXIA, ALACSONYABB VÍZPÁRA NYOMÁS, ALACSONYABB HŐMÉRSÉKLET, ERŐSEBB NAPSUGÁRZÁS
1
2016.11.11.
MAGASLAT AKUT LÉGZÉSI HATÁSAI I. VENTILÁCIÓ • Alacsonyabb atmoszférás és alveolárispO2 miatt alacsonyabb artériás pO2 lesz, ami aktiválja a perifériás kemoreceptorokat és nagyobb frekvenciájú és amplitúdójú légzéshez vezet (s múlva elkezdődik) • A hyperventiláció miatt a vér CO2 kimosódik, ami hypocapniát (pCO2 csökken) és respiratorikus alkalózist (pH nő) okoz • A vese próbálja a respiratórikus alkalózist kompenzálni fokozott bikarbonát kiválasztással, ami a vér pufferkapacitását csökkenti
MAGASLAT AKUT LÉGZÉSI HATÁSAI I. OXIGÉN TRANSZPORT • Hypoxiás hypoxemia: • Hb disszociációs görbe balra tolódik a respiratorikus alkalózis miatt, ez segít a Hb O2 szaturáció csökkenésének kompenzálásában • A szöveti pO2 nem változik, az artériás pO2 csökken, így a kapillárisok és szövetek közötti O2 nyomásgrádiens lecsökken!!!
2
2016.11.11.
MAGASLAT: KARDIOVASZKULÁRIS ÉS METABOLIKUS HATÁSOK • Néhány órán belül a plazmatérfogat elkezd csökkenni (a fokozott perspiráció insensibilis és a vizelettermelés miatt), ami a Htk emelkedéséhez vezet, a csökkenés néhány hét alatt éri el a platót (kb 25%-kal lesz kisebb) ( a csökkenés extra folyadékbevitellel elkerülhető) • Hosszabb távon (hetek) a vese hypoxia miatt megnő az EPO termelés, ami megemeli a vvt számot és hetek-hónapok alatt a vértérfogat emelkedéséhez vezet • A perctérfogat a szimpatikus aktiválódás miatt megnő • Megnő a BMR (alapanyagcsere), fokozódik az étvágy, magasabb a CH iránti igény (O2 ekvivalens kedvezőbb) • Laktát paradox : tejsav nem emelkedik!!!
MAGASLAT: AKKLIMATIZÁCIÓ (HETEK) • Több hét-hónap • Nem tökéletes • Magasabb nyugalmi ventiláció • Polycytemia (EPO) • Izomtömeg csökken
3
2016.11.11.
VISSZATÉRÉS HATÁSA A TENGERSZINTRE KÉRDÉS: Vajon az előzetesen magaslaton végzett edzés fokozza-e a sportolók tengerszinten végzett teljesítményét? VÁLASZ: ha van bármilyen hatása is, az vvt szám, Htk és Hb koncentráció emelkedéséből adódik, de nem meggyőző, talán a magaslatban élés és tengerszinten edzés a legoptimálisabb a teljesítmény fokozására…
MAGASLAT: VESZÉLYEK • Magaslati betegség: 6-48 h múlva jelentkezik – fejfájás (3000 m felett) – Nausea – Dyspnoe – Insomnia • HAPE (pulmonáris hipoxiás vazokonstrikció miatt?)és HACE életveszélyes állapotok!!!
4
2016.11.11.
Akut izommunka hatás a légzésre • A légzési központ aktiválódása miatt (központi idegrendszeri hatás) a légzés azonnal fokozódik: anticipátoros szabályozás • Az artériás vér kémiai változásai által kiváltott perifériás kemoreflexek miatt a légzés második lépésben kevésbe meredeken növekszik. • Az izommunka befejezése után még percekig fokozott a ventiláció (sav-bázis hatások, pCO2, e.c. K+ koncentráció és hőmérséklet emelkedése miatt)
Emelkedő teljesítményű izommunka hatása a vérgázokra és pH-ra • Függ az edzettségtől!!! ventilációs küszöb, laktát küszöb • Az a pont növekvő teljesítményű izommunka során, amikor a ventiláció az oxigén igény növekedésével nem arányosan, hanem annál sokkal meredekebben kezd el emelkedni • Magyarázata: laktát termelés nő, amely a pCO2 növekedéséhez vezet, ami fokozza a légzést.
5
2016.11.11.
Mukociliáris clearance (MCC) • A légutak öntisztító mechanizmusa, melynek feltétele a megfelelő számú aktív cilium összehangolt mozgása magas páratartalmú környezetben (ASL: airway surface liquid layer) • A felső nyákfilmbe „ragadt” partikulumokat (pollutáns, allergén, patogén) a koordinált csillószőrös mozgás a pharynx felé tereli
MCC
6
2016.11.11.
Egészséges
Cisztás fibrózis
7
2016.11.11.
Kehely sejtek
Clara sejtek • Clara sejt: kis légutak ( 2 mm-nél kisebb átmérőjű bronchiolusok) speciális epitélsejtjei, morfológiailag és funkcionálisan heterogén csoport: van ciliumos, cilium nélküli, szekretoros (proteoglikánok, lizozim) és IgA szekretoros eleme) és lizoszomális enzimekben gazdag degradáló szerepű • Védekező és nyák lebontó szerep (1937 Max Clara náci orvos!!!)
8
2016.11.11.
Nyákszekréció FOKOZZA: • X (acetilkolin) • Hisztamin • SP, NKA, NKB • Gyulladásos mediátorok
TERMELI • Epiteliális sejtek (kehely és clara) • Submucosus mirigyek
Bronchomotor szabályozás • Paraszimpatikus beidegzés (n.X.) bronchokonstrikció • Keringő adrenalin (beta 2 receptoron hatva bronchodilatáció) • Szenzoros peptiderg beidegzés: konstrikció
• Tónus: cirkádian ritmus, hajnali X túlsúly
9
2016.11.11.
A tüdő metabolikus funkciói: alveolo-kapilláris egység • Alapvető szerepe: gázcsere • 120 m2 belső kapilláris felszín és 140 m2 alveoláris felszín • A hatalmas érintkezési felszín és magas perfúzió alkalmassá teszi arra, hogy a máj és vese mellett alapvető metabolikus szerv legyen • Erre a funkciójára a II. típusú alveoláris sejtek SURFACTANT termelésének megismerése kapcsán derült fény • Lipofil anyagok a bronchusfalon keresztül is ide juthatnak
A tüdő metabolikus funkciói: résztvevő sejtek • II. típusú alveloráris sejtek (alveoláris felszín néhány %-a, nagyobb méretű az Inél, enzimekben gazdag, surfactant termelés és jelentős metabolikus aktivitás, képes proliferálni) • Alveoláris makrofágok: monocyta eredet, oxidatív anyagcsere, fagocitózis, lizoszomális enzimek • Pulmonális endotélsejt: mikrovillusok és kaveolák a vér felőli oldalon a membránjában a felszín növelésére, számos intracelluláris vezikulum
10
2016.11.11.
A tüdő metabolikus funkciói LEBONTÁS
TERMELÉS
• Külső: nikotin, antihisztaminok, altatók, paraquat, inhalációs szteroidok, amfetamin, metadon • Belső: hormonok, pl. szerotonin, noradrenalin, bradikinin (ACE)
• Foszfatidil kolin (surfactant) • Angiotenzin II (ACE a hidrolizáló enzim) • Biogén aminok
ANGITENZIN KONVERTÁLÓ ENZIM (ACE)
11
2016.11.11.
Légzés: funkcionális tesztek Dr. Boros Krisztina
FUNKCIONÁLIS ZAVAROK 1. Ventiláció 2. Disztribúció (alveoláris ventiláció) 3. Perfúzió (V/Q) 4. Diffúzió
12
2016.11.11.
1. VENTILÁCIÓ
Spirometria Klasszikus: harang Modern: nyílt rendszerű A száj előtti levegő áramlását meghatározó pneumotachometer (a tf-ot az ármlási sebesség integrálásával határozza meg) Térfogat-idő Áramlás-idő Áramlás-térfogat Kiegészíthető nyomásmérővel (compliance mérés)
13
2016.11.11.
PNEUMOTACHOGRAPH
PNEUMOTACHOGRAPH
14
2016.11.11.
TEST PLETIZMOGRÁF + Alveoláris nyomás-áramlás viszony (rezisztencia) + FRC • • • •
•
Részei: 500-1000 l-es zárt kamra, nyomásstabiltérfogatstabil típus, oesophagus, alveolaris,kabin nyomásmérő egység, nyílt rendszerű spirometer
15
2016.11.11.
FRC=RV+ERV INDIKÁTOR GÁZ HÍGITÁS: He, N2 Az FRC szintjéről zárt térből ismert koncentrációjú He-ot tartalmazó gázt lélegez be a beteg Többszörös ki-és belégzés után a belélegzett gáz összekeveredik az FRC-vel (A He rosszul diffundál, ezért nem jut be a tüdőkapillárisokba, hanem a tüdőben marad) Így a végső He koncentrációból ( a He hígulásából) kiszámolható az FRC térfogata Ha spirometriával megmérjük a ERV-t, akkor RV is kiszámolható
Légzésmechanikai paraméterek STATIKUS VC=TV+IRV+ERV TC=VC+RV FRC=ERV+RV
(TV=alveoláris ventiláció +holttér)
DINAMIKUS • FVCex • FVCin • FEV1, Tiffeneau index • FEF25-75 (érzékenyebb kis légúti szűkületre, mint a FEV1, de nagyobb a normál variabilitás) • FIV1 • PEF • MVV • COMPLIANCE • ELASTIC RECOIL • Raw, Gaw
16
2016.11.11.
SPIROMETRIA I. Statikus tüdő térfogatok
17
2016.11.11.
SPIROMETRIA II. Dinamikus tüdő térfogatok, MVV (maximal voluntary ventillation)
SPIROMETRIA III. Obstruktiv zavar: Asthma bronchiale FRC ↑ FEV 1 ↓ VC normális is lehet Erőltetett kilégzés a legjobban érintett (hosszan kell!)
18
2016.11.11.
SPIROMETRIA IV. Restrictiv zavar: Tüdő fibrosis Az alveolusokat nem funkcionáló fibrotikus szövet váltja fel VC↓ (minden spirometriával meghatározható tf arányosan ↓)
NYOMÁS-TÉRFOGAT GÖRBE
„kvázi” statikus compliance: maximális belégzés után „relaxált” lassú kilégzésnél mért nyomás- és térfogat viszonyok dinamikus compliance: normál dinamikájú ki- és belégzés (TV) során mért nyomás- és tf mérések : ki és belégzés során nem egyforma!
19
2016.11.11.
Asthma /bronchus reaktivitás diagnosztikája STANDARD VIZSGÁLATOK: FEV1, FEF peak exspiratory flow (PEF) Nyomás-térfogat görbe PROVOKÁCIÓS TESZTEK (REAKTIVTÁS) (+ FEV1 ↓ LEGALÁBB 20%) Hisztamin Methacholine Fizikai terhelés Hideg KCl BRONCHODILATÁCIÓ (REVERZIBILITÁS, megfelelő gyógyszer, és dózis kiválasztása! pharmacodynamia: β2 agonisták!)
20
2016.11.11.
PEAK FLOW (kilégzési csúcsáramlás) MÉRŐ Még egy gyerek is tudja használni!
HASI TUMOR : Légzésfunkciós vizsgálat állva és ülve
21
2016.11.11.
Légzésfunkció műtét után ülve
(130%) (129%)
2.VENTILÁCIÓ DISZTRIBÚCIÓ Holttér meghatározása (BOHR, egyszeri O2 belégzés- N2 kimosás Disztribúció: Xe izotóp belégzés, detektálás
22
2016.11.11.
HOLTTÉR HOLTTÉR: • ANATÓMIAI: VEZETŐ LÉGUTAK • FUNKCIONÁLIS:(KÓROS) ALVEOLUSOK PERFÚZIÓ (GÁZCSERE) NÉLKÜL TV= ALV. VENTILÁCIÓ +HOLTTÉR
Bohr képlet elve • TV=alveoláris ventiláció+holttér • A holttérben a belélegzett levegő CO2 tartalma változatlan • TV utolsó frakciójában mérhető CO2 koncentráció az alveoláris • A mindenkori teljes gáztérfogat és az ahhoz tartozó frakcionális CO2 koncentráció egyenlő a CO2 térfogattal • A kilégzett levegőben mérhető CO2 tf-a egyenlő a két összetevő CO2 tf-ával
23
2016.11.11.
3. PERFÚZIÓ V/Q ELOSZLÁS! Kapnográfia (CO2 kilégzés) Xe izotóp (perfúzió után ventiláció disztribúció is
Pulmonary perfusion
24
2016.11.11.
Perfusion of the lung
4. DIFFÚZIÓ (ALVEOLO-KAPILLÁRIS)
25
2016.11.11.
Components of the alveolar-capillary diffusion
ALVEOLO-KAPILLÁRIS DIFFÚZIÓ
26
2016.11.11.
Egyszeri CO belégzéses DLCO módszer • Teljes kilégzést követően maximális tüdőtf-ig belégzett gáz tartalmaz: 0,3 % CO, 10% He •10 s-ig bent tartja •A kilégzett gáz CO (↓) koncentrációját megmérik • A CO konc. ↓ két dologból adódik: 1. felvétel a vérbe (ez adja meg a tüdő diffúziós kapacitását 2 .Keveredés a RV-nel: ennek korrigálására kell a He. (az csak keveredik, és nem diffundál a vérbe)
What limits maximal oxygen uptake? Potential contributors to limitation: 1) Respiration
3) Peripheral Circulation
2) Central Circulation
4) Muscle Metabolism
Rowell (1993)
27
2016.11.11.
Hosszú az út… Vérgázok szállítása
Vérgázok szállítása •
28
2016.11.11.
VÉRGÁZOK SZÁLLÍTÁSA
Hamburger shift=klorid shift : Hartog Bohr effektus: Christian Bohr (dán orvos (1855-1911), (Niels Bohr Nobel-díjas fizikus apja)
Jakob Hamburger ( holland élettanász 1859–1924), Haldane effektus : John Scott Haldane (skót orvos)
Pulzoximetria • • • • • • • • •
Pulzoximéterrel a vörösvértestekben levő hemoglobin oxigéntelítettségét vizsgálhatjuk. A készülékek által megjelenített adat egy tapasztalati arányszám. 100% jelzi, hogy valamennyi haemoglobin oxigénkötő helyéhez kapcsolódik oxigén molekula. Minél alacsonyabb a kijelzett érték, annál kevesebb a haemoglobinhoz kötött oxigén. A mérés a szöveteken átbocsátott vörös és infravörös fénysugár elnyelődésének detektálásán alapul. Az elnyelődési adatokból lehet következtetni az oxigén telítettségre. Többféle algoritmust használnak. (A Nellcor algoritmus a legrégebbi, kitűnően megfelel átlagos felnőtt páciens monitorozására. Hibája, hogy az algortimus nem tolerálja a páciens mozgását, és az alacsony perfúziót. Ilyen esetekben mérése nem pontos. A Masimo SET (signal extraction) algoritmus az elmúlt években jelent meg. Előnye, hogy a kitűnő szűrőalgoritmusa révén alkalmazható olyan pácienseken, esetekben is, melyeknél más alkalmazások nem szolgáltatnak megfelelő adatot: tremoros, agitált páciens, "izgő-mozgó" újszülött, alacsony szöveti perfúzió, stb. )
29
2016.11.11.
Artériás vérgáz analízis Radiális vagy femorális artériából történik a vérvétel
30
