Akciğer Kompliyansını Belirleyen Faktörler ve Alveollerin Yüzey Gerilimi
Kompliyans : Yeterli ventilasyon için hem akciğerlerin, hem de toraksın elastik özelliklerini yenmek gerekir. Transpulmoner basınçta her birim basınç artışının neden olduğu volüm artışına kompliyans denir. Kompliyans ölçümleri toraks ve akciğerler için ayrı ayrı veya birlikte yapılabilir. Normal erişkin bir insanda toplam kompliyans 200 ml/cmH2O dur. Bunun anlamı; akciğerlerde 1 cmH2O basınç artması halinde 200 ml genişleyebilmesidir.
Kompliyansı bir balonun şişirilmesine uyarlarsak; Yumuşak bir balon şişmeye daha az direnç göstereceği için daha kolay şişirilir (Kompliyansı yüksektir). Sert bir balon şişmeye karşı daha çok direnç göstereceği için zor şişirilir(Kompliyansı düşüktür). Kompliyans yüksek olunca akciğerler ve toraks, belli bir basınca karşılık daha kolay genişlerler. Kompliyans düşük olunca akciğerler ve toraks, belli bir basınca karşılık daha zor genişlerler. Akciğerlerdeki basınç değişikliğine bağlı hacim değişikliğini gösteren bir indekstir.
- C= Δ V/Δ P ∆V= hacim değişimi ∆P = ∆ (Palv – Pip )
Kompliyansa etki eden kuvvetler
1) Akciğerin parankim dokusunun elastik kuvvetleri (Elastin ve kollajen lifleri tarafından sağlanır)
- Kollajen akciğerleri aşırı genişlemekten korur.
- Elastin konnektif dokuların gerilebilirliğini sağlar. Dinlenim uzunluğunun 2 katı kadar gerilebilir
2) Akciğer hava boşluklarını ve alveol duvarlarının iç yüzeyini çevreleyen sıvının yüzey gerilimi
Elastik kuvvetler : Hem akciğerin hem toraksın elastik özellikleri vardır. Toraks dışa doğru genişleme, akciğerler ise kollabe olma eğilimindedir. Toraks atmosferik basınca maruz kaldığında (pnömotoraks) erişkinlerde yaklaşık 1 L genişler. Akciğerler ise yüksek miktarda elastin fibrilleri içerdiğinden ve yüzey gerilim güçleri nedeniyle bu durumda tamamen kollabe olur. Kompliyans; Akciğer fibrozunda azalır, Amfizemde artar.
Yüzey Gerilimi ; Alveollerdeki ince sıvı tabakası tarafından sağlanır, Akciğer kompliyansını etkileyen önemli bir etkendir . Su, hava ile yüzey oluşturduğunda suyun yüzeyindeki moleküller birbirini çekme eğilimindedir (yağmur damlaları). Sonuç olarak su yüzeyi her zaman büzülme eğilimdedir.
Yüzey gerilimi ve sürfaktan
Sürfaktan suyun yüzey gerilimini azaltarak alveollerin kollabe olmasını (büzüşmesini) engeller. Sürfaktanın görevi alveolü stabilize etmektir. Küçük alveolün daha da küçülmesi, büyük alveolün daha da büyümesi önlenmiş olur.
Laplace Yasası : Basınç= 2 X Yüzey gerilimi/ Alveolün yarıçapı
Küçük alveollerdeki basınç büyük alveollere göre daha büyüktür . Alveoller küçüldüğünde yüzey gerilimi azaltılmazsa Laplace yasasına göre kollabe olurlar.
Sürfaktan
Surfaktan, Tip II Alveol hücreleri tarafından sentezlenir ve salınır.
- Dipalmitoylphosphatidylcholine
- Phosphatidylglycine
- Diğer phospholipidler
- Doğal yağlar
- Proteinler
- Karbonhidrat İÇERİR
Suyun yüzey gerilimini önemli derecede azaltan bir ajandır. Sürfaktanın hidrofil baş ve 2 adet hidrofob kuyruğu vardır. Hidrofob kuyruk alveol lümenine bakar.
Sürfaktanın görevleri :
1) Alveollerdeki yüzey gerilimini azaltır
2) Akciğer kompliyansını arttırır
3) Ekspirasyon sonunda akciğerlerin kollabe olmasını önler
4) İnterstisyel sıvının alveol içine dolmasını (Akciğer ödemini) engeller
5) Alveollerin açılma basıncını düşürür.
Sürfaktan yetersizliği :
Gebeliğin 8. Ayından sonra üretimi başlar. Erken doğumlarda sentez yetersizliği Solunum Distres Sendromu (Hyalin membran hastalığı) na yol açar.
- Alveollerde artmış yüzey gerilimi
- Alveollerin sönmesi/ yeterince şişememesi
- Akciğer ödemi
Tedavi edilmezse ölümle sonuçlanabilir!
Hava yolu direnci
Solunum yollarının hava akımına karşı gösterdiği dirençtir
- Direnç = Basınç/ Akım
Direnci etkileyen faktörler:
- Akımın tipi (laminar veya türbülan akım)
- Hava yolunun boyutları (çapı ve uzunluğu)
Hava yolu direnci en fazla orta büyüklükteki bronşlardadır. Küçük bronşiyollerde direnç çok düşüktür ancak parasempatik uyarılmaya çok duyarlıdır.
Solunum işi
Normal sakin solunum sırasında inspirasyon aktif, ekspirasyon pasif gerçekleşir. Solunum kasları inspirasyon sırasında iş yaparlar. İnspirasyon işi 3 bölümde incelenebilir:
- Elastik iş (kompliyans işi): Akciğerlerin ve göğüs kafesinin elastik kuvvetlere karşı akciğerleri genişletmek için yaptıkları iş
- Doku direnci işi: Dokuların viskozitesini yenmek için yapılan iş
- Havayolu direnci işi: Hava akışı sırasında yapılan iş
- Solunum işini oluşturan yapıların % katkıları:
– Elastik iş (% 65)
- Havayolu direnci işi (% 28)
- Doku direnci işi (% 7)
- Egzersiz, amfizem, astım, konjestif kalp yetmezliğinde solunum işi artar.