Δρ Δ. Λαγονίδης ΜΕΘ Νοσοκομείου Γιαννιτσών ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ OΞΕΩΣΗ Δρ Δ. Λαγονίδης ΜΕΘ Νοσοκομείου Γιαννιτσών

Περίγραμμα Φυσιολογία της αναπνοής Ανταλλαγή των αερίων Μεταφορά των αερίων Αίτια αναπνευστικής οξέωσης

Λειτουργίες αναπνευστικού συστήματος 3. Μεταφορά αερίων 1. Αερισμός 2. Ανταλλαγή αερίων 4. Ανταλλαγή αερίων

ΤΟ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Patm Μηχανική των πνευμόνων Πνευμονικοί όγκοι/ Κυψελιδικός αερισμός Gas Transfer H+ + HCO3-  H20 + CO2 O2 + H+●Hb = Hb●O2 + H+ Μεταφορά αερίων Ο έλεγχος της αναπνοής

ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

Διάχυση των αερίων μέσω της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης *Gases are very soluble in the lipid membrane, therefore the limiting factor for diffusion is the rate of diffusion through the water portions of the pathway

Παράγοντες που καθορίζουν τη διάχυση των αερίων 1. Πάχος της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης (L) 2. Επιφάνεια (A) 3. Διαλυτότητα του αερίου (D) 4. Διαφορά πίεσης Εξίσωση της διάχυσης: Where VO2 is the volume flow of gas by diffusion, D is a diffusion factor, A is the alveolar surface area. And PAO2 and PCO2 are the partial pressures of O2 in the alveoli and capillary, PAO2-PCO2 is the driving force or pressure difference. L (length), is the diffusion distance.

((( Σχέση αερισμού – αιμάτωσης στους πνεύμονες V V V Q Q V/Q < 1

METAΦΟΡΑ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

Μεταφορά των αερίων σε φυσιολογικό άτομο και σε ατμοσφαιρικό αέρα igure 1.. Gas transport in a healthy 70-kg adult breathing room air (FIO2 of 0.21) at standard barometric pressure (101 kPa).1 Values in parentheses are for the normal 70-kg adult. The oxygen partial pressures of dry, humidified, and alveolar air are assumed to be 21.3 kPa, 20 kPa, and 14.7 kPa, respectively. Hb = hemoglobin; CvO2 = mixed venous oxygen content; PeCO2 = mixed expired PCO2; PeO2 = mixed inspired PO2; PIO2 = inspired PO2; P50 = PO2 at which 50% of the hemoglobin is saturated. Used with permission from Treacher et al.1 Levy, M. M. Chest 2005;128:547S-553S

Μεταφορά του Ο2 Δυο σημαντικά βήματα : Η διάχυση του Ο2 από την κυψελίδα στα πνευμονικά τριχοειδή. Η διάχυση του Ο2 από τα περιφερικά τριχοειδή στα μιτοχόνδρια των κυττάρων Lung One liter of plasma holds only 3 ml of O2 (at PO2 of 100 mmHg). If O2 transport relied solely on dissolved O2, cardiac output would have to be 80L/min !! to support the normal O2 consumption of 250 ml/min. Tissues

(Ο2 TRANSPORT)

Διάχυση του Ο2 από τα τριχοειδή στα κύτταρα In the pulmonary capillaries PO2 rises in blood to equal the alveolar PO2 (104 mmHg). PO2 in aorta is only about 95 mmHg due to venous admixture (right to left shunt) and some addition of blood from less ventilated alveoli. In periphery, opposite of what happens in the pulmonary capillaries Interstitial tissue O2 low (40 mmHg), CO2 high (45 mmHg) Arterial O2 high (95 mmHg), gradient (95-40) 55 mmHg into tissue, arterial CO2 low (40 mmHg) P.D. gradient ~5 mmHg into blood Venous gas concentrations very similar to interstitial tissue concentrations Μεταφορά του CΟ2 από τους ιστούς στα τριχοειδή

Η διάχυση του CO2 είναι 20 φορές ταχύτερη σε σύγκριση μ΄ εκείνη του Ο2 Περιεκτικότητα αερίου (mL/min) 40 O2 20 40 80 Mερική πίεση αερίου (mmHg)

Καμπύλη διασπάσεως της oξυαιμοσφαιρίνης (καμπύλη του Bohr) Saturation curve: Flat upper portion reflects the fact that hemoglobin is saturated above 70-80 mmHg PO2. Steep part of curve reflects the range of PO2‘s over which hemoglobin will release O2. Binding is cooperative: binding of one O2 changes structure of hemoglobin slightly in such a way that makes it easier for the next O2 to bind (enhanced affinity). This gives hemoglobin it’s sigmoidal saturation curve.

Το φαινόμενο Haldane

Τοπικές Επιδράσεις του CO2 στην αιματική ροή και στο μεταβολισμό Σταθερή κατάσταση: παραγωγή CO2 = αποβολή CO2  Παραγωγή CO2 ή αιματική ροή παραγωγή CO2 > αποβολή CO2

Τοπικές Επιδράσεις του CO2 στην αιματική ροή και στο μεταβολισμό CO2 + H20 H2CO3 H+ + HCO3-  [CO2]: αγγειοδιαστολή εάν [CO2] ↑ τότε pH ↓ ↓ pH; ↑ K+; ↑ lactic acid  vasodilation

Τοπικές Επιδράσεις του CO2 στην αιματική ροή και στο μεταβολισμό  [CO2]: αγγειοδιαστολή αύξηση αιματικής ροής: αποβολής του CO2 με σκοπό να αντιρροπήσει την παραγω- γή του ↓ pH; ↑ K+; ↑ lactic acid  αγγειοδιαστολή

Μεταφορά του CO2 μεταξύ των ιστών και των ερυθροκυττάρων 5% 95%

Υποξαιμική αναπνευστική ανεπάρκεια (Τύπου I)

Παθοφυσιολογία υποξαιμίας Εξίσωση κυψελιδικού αερισμού PAO2 = FΙO2 ( PB – 47 ) – (1,25 PaCO2) PAO2 : κυψελιδικό οξυγόνο FIO2 : συγκέντρωση του εισπνεομένου οξυγόνου ως κλάσμα PB : ατμοσφαιρική πίεση PaCO2 : συγκέντρωση του διοξειδίου

Παθοφυσιολογία υποξαιμίας Κυψελιδο-τριχοειδική διαφορά Ο2 Παθοφυσιολογία υποξαιμίας Κυψελιδο-τριχοειδική διαφορά Ο2 (A-a)PO2 = PAO2 - PaO2 < 15mmHg

Παθοφυσιολογία υποξαιμίας Ελαττωμένη συγκέντρωση εισπνεόμενου Ο2 (υψόμετρο) Κυψελιδικός υποαερισμός V/Q (αερισμού/αιμάτωσης) Ανάπτυξη ενδοπνευμονικού (ή ενδοκαρδιακού) shunt 5.  PvO2 σ’ έδαφος ενδοπνευμονικού shunt 6.  διάχυσης Ο2 διαμέσου της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης

ΠΑΘΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΞΑΙΜΙΑΣ (A-a)PO2 ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΤΟ Ο2 Ελαττωμένη συγκέντρωση εισπνεόμενου Ο2 (υψόμετρο) κφ ΝΑΙ Κυψελιδικός υποαερισμός V/Q (αερισμού/αιμάτωσης)  Ανάπτυξη ενδοπνευμονικού (ή ενδοκαρδιακού) shunt ΟΧΙ

Υπερκαπνική αναπνευστική ανεπάρκεια (Τύπου II)

Παθοφυσιολογία υπερκαπνίας paCO2 = VE = VT Χ F VE : κατά λεπτό αερισμός VT : αναπνεόμενος όγκος, F : αν. συχνότητα VCO2 παραγωγή CO2 (ml/min) VD νεκρός χώρος VCO2 VE (1- VD/VT)

Παράγοντες που προκαλούν υπερκαπνία Ενδοπνευμονικοί Κυψελιδικός υποαερισμός Αύξηση νεκρού χώρου Εξωπνευμονικοί Αύξηση μεταβολισμού Φαινόμενο Haldane

ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ OΞΕΩΣΗ  PaCO2 pΗ Εξίσωση Henderson-Hasselbach pΗ = pK + log HCO3- / 0,03 PaCO2 ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ OΞΕΩΣΗ  PaCO2 pΗ

Η ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΑΝΤΛΙΑ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΑΝΤΛΙΑ ΦΟΡΤΙΟ Ελεγκτικά όργανα -Εγκεφαλικά ημισφαίρια -Αναπνευστικές Ανάγκες (παραγωγή CO2, κατανάλωση Ο2) -Εγκεφαλικό στέλεχος -Νωτιαίος μυελός -Αντιστάσεις αεραγωγών Εκτελεστικά όργανα -Φρενικό,Μεσοπλεύρια ν. -Ελαστικές δυνάμεις επαναφοράς πνευμόνων -Αναπνευστικοί μύες -Ελαστικές δυνάμεις επαναφοράς του θωρακικού κλωβού Patm

ΑΙΤΙΑ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΟΞΕΩΣΗΣ

Αίτια ανεπάρκειας της αναπνευστικής αντλίας

ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ ΣΕ ΥΠΕΡΚΑΠΝΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΟΞΕΩΣΗ ΝΕΥΡΟ-ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ Νευρο-μυικές Νοσήματα που έχουν σχέση με τις κατιούσες νωτιαίες δέσμες Νοσήματα που έχουν σχέση με τον κατώτερο κινητικό νευρώνα Νοσήματα των περιφερικών ν. Νοσήματα της νευρομυικής σύναψ. Νοσήματα των μυών Μηχανικές διαταραχές Θώρακος • Πνευμόνων ΚΕΝΤΡΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ • Βλάβες σε κεντρικές δομές του εγκεφάλου • Λειτουργικές διαταραχές • Πρωτοπαθής κυψελιδικός υποαερισμός

ΚΕΝΤΡΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ ΣΕ YΠΕΡΚΑΠΝΙΑ και ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΟΞΕΩΣΗ Βλάβες σε κεντρικές δομές του εγκεφάλου - τραυματικές - αγγειακές - φλεγμονώδεις • Λειτουργικές διαταραχές - Φάρμακα - Μεταβολική αλκάλωση - Υποαερισμός που σχετίζεται με τον ύπνο • Πρωτοπαθής κυψελιδικός υποαερισμός αδυναμία του αναπνευστικού κέντρου στην επαρκή ενεργοποίηση των κατώτερων κινητοκών ν. ημερήσια  pCO2 παρά τις φυσ. τιμές στη σπιρομέτρηση αδυναμία αποδέσμευσης από τον αναπνευστήρα, λόγω  pCO2 , παρά τις φυσ. τιμές στις αντιστάσεις και στην ευενδοτότητα Υποαερισμός κατά τον ύπνο Πολυκυθαιμία,  HCO3-, πνευμονική υπέρταση

Νευρο-μυικές παθήσεις ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ ΣΕ YΠΕΡΚΑΠΝΙΑ και ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΟΞΕΩΣΗ Νοσήματα που έχουν σχέση με τις κατιούσες νωτιαίες δέσμες - Τραύματα, απομυελίνωση Νοσήματα που έχουν σχέση με τον κατώτερο κινητικό νευρώνα - Νοσήματα των κινητικών πυρήνων στο νωτ. Μυελό Νοσήματα των περιφερικών ν. Νοσήματα της νευρομυικής σύναψης -βαριά μυασθένεια, μυοχαλαρωτικά,αμινογλυκοσίδες Νοσήματα των μυών αδυναμία στη μετατροπή των νευρικών ώσεων σε παραγωγή επαρκούς πίεσης εκ μέρους των αναπνευστικών μυών σοβαρότερες είναι οι διαταραχές στους εισπνευστικούς μύες και κυρίως του διαφράγματος επιβαρυντικοί παράγοντες : -  ευενδοτότητας πνευμόνων/θωρ.κλωβού -  αντιστάσεις αεραγωγών - εισροφήσεις, αποφρακτικές άπνοιες στον ύπνο

Μηχανικές διαταραχές ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ ΣΕ YΠΕΡΚΑΠΝΙΑ και ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΟΞΕΩΣΗ Θώρακος Κυφοσκολίωση, θωρακοπλαστική, ινοθώραξ αγκ. σπονδυλίτις, παχυσαρκία  ευενδοτότητας θωρ.κλωβού  ευενδοτότητας πνευμόνων Αδυναμία αναπνευστικών μυών (διαφράγματος)

Μηχανικές διαταραχές ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ ΣΕ YΠΕΡΚΑΠΝΙΑ και ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΟΞΕΩΣΗ • Αποφρακτικές διαταραχές των πνευμόνων: ΒΑ, ΧΑΠ, κυστική ν.  αντιστάσεις αεραγωγών Δυναμική υπερδιάταση Μειονεκτική λειτουργικότητα διαφράγματος Αυξημένο έργο αναπνοής Κόπωση αναπνευστικών μυών

Μηχανικές διαταραχές ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ ΣΕ YΠΕΡΚΑΠΝΙΑ και ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΟΞΕΩΣΗ - Περιοριστικές διαταραχές των πνευμόνων: πνευμονική ίνωση, λοβεκτομές  ευενδοτότητας πνευμόνων

Συμπεράσματα Η αναπνευστική οξέωση δεν είναι μία συγκεκριμένη πάθηση, αλλά μία παθολογική κατάσταση, που οφείλεται στην ανισορροπία μεταξύ της παραγωγής του CO2 και της αποβολής του Ο ανεπαρκής κατά λεπτόν αερισμός μπορεί να οφείλεται σε βλάβη σε οποιοδήποτε σημείο του αναπνευστικού συστήματος, ξεκινώντας από τον εγκέφαλο και το κέντρο της αναπνοής στον προμήκη και φτάνοντας μέχρι την κυψελιδοτριχοειδική μεμβράνη (ανεπάρκεια αναπνευστικής αντλίας) Σίγουρα είναι απαραίτητη η διευκρίνιση του αιτίου, που οδήγησε στην αναπνευστική οξέωση, ώστε να είναι δυνατή η αιτιολογική αντιμετώπισή της