«Шунт» , «мертвое пространство » и «несоответствие вентиляции/перфузии (V/Q)»: обзор (2023)

«Шунт» , «мертвое пространство » и «несоответствие вентиляции/перфузии (V/Q)»: обзор (2023)

от 6 июля 2023 г.

Джон Лэндри зарегистрированный респираторный терапевт из Мемфиса, штат Теннесси

Термины «шунт», «мертвое пространство » и «несоответствие вентиляции/перфузии (V/Q)» представляют собой важные понятия в физиологии легких, каждый из которых указывает на отдельный тип легочной дисфункции, влияющей на газообмен .

В этой статье представлен обзор и объяснены эти концепции, сравниваются их характеристики и причины, а также обсуждается их влияние на состояние органов дыхания.

Понимание этих аспектов важно для понимания механизмов, лежащих в основе правильной оксигенации и удаления углекислого газа в организме.

В чем разница между шунтом, мертвым пространством и несоответствием V/Q?

Под шунтом подразумевается прохождение крови через легкие без участия в газообмене. Мертвое пространство — объем воздуха, не участвующего в газообмене за счет вентиляции без перфузии. Несоответствие вентиляции/перфузии (V/Q) описывает непропорциональную вентиляцию и кровоток в областях легких, что нарушает эффективный газообмен.

Что такое шунт?

Шунт — это состояние, при котором кровь проходит из правой части сердца в левую, не насыщаясь кислородом в легких. Это может произойти по разным причинам, например, когда кровеносные сосуды обходят легочную ткань (анатомический шунт) или когда части легких перфузируются, но не вентилируются, что приводит к недостаточному газообмену (физиологический шунт). Это приводит к попаданию дезоксигенированной крови в большой круг кровообращения , что может привести к гипоксемии.

Влияние шунтов на организм зависит от их размера. Маленькие шунты могут незначительно влиять на уровень кислорода, но более крупные шунты могут вызвать серьезные проблемы, включая одышку, цианоз и другие признаки низкого уровня кислорода.

Что такое Мертвое пространство? Мертвое пространство — это часть каждого вдоха, которая не участвует в газообмене, поскольку остается в проводящих дыхательных путях или достигает альвеол, которые не перфузируются. Другими словами, это объем воздуха, который вдыхается при дыхании, но не способствует насыщению крови кислородом.

Существует три типа мертвого пространства:

• Анатомическое мертвое пространство: это объем воздуха в проводящих дыхательных путях, который не участвует в газообмене.
• Альвеолярное мертвое пространство: это объем воздуха, который достигает альвеол, но не участвует в газообмене из-за отсутствия перфузии.
• Физиологическое мертвое пространство: это сумма анатомического и альвеолярного мертвого пространства. У здоровых людей физиологическое мертвое пространство должно равняться анатомическому мертвому пространству, поскольку альвеолярного мертвого пространства не должно быть. Однако при заболеваниях легких физиологическое мертвое пространство может увеличиваться за счет увеличения альвеолярного мертвого пространства.

Чрезмерное мертвое пространство может привести к неэффективной вентиляции, поскольку значительная часть каждого вдоха по существу «тратится впустую» и не способствует насыщению крови кислородом.

Что такое несоответствие V/Q?

Несоответствие вентиляции/перфузии, часто называемое несоответствием V/Q, представляет собой состояние, при котором баланс между объемом воздуха, достигающего альвеол (т. е. вентиляция), и объемом кровотока в капиллярах, снабжающих альвеолы (т. е. перфузией) нарушено.

В здоровых легких существует относительно равномерное соответствие между вентиляцией и перфузией (т.е. соотношение V/Q близкое к 1), что обеспечивает оптимальный газообмен, а это означает, что кислород может эффективно всасываться в кровоток, а углекислый газ может удаляться.

Несоответствие V/Q может произойти двумя основными способами:

Низкое несоответствие V/Q (шунт): это происходит, когда области легких перфузируются, но недостаточно вентилируются, например, при таких состояниях, как пневмония или отек легких. Кровь проходит через эти области легких без достаточного насыщения кислородом, что может привести к гипоксемии.

Высокое несоответствие V/Q (мертвое пространство): это происходит, когда области легких вентилируются, но не перфузируются адекватно, что может произойти при таких состояниях, как легочная эмболия. В этой ситуации вдыхаемый кислород не переносится в кровь эффективно, а углекислый газ не удаляется эффективно.

В обоих случаях результатом является неэффективный газообмен, что может привести к таким симптомам, как одышка и низкий уровень кислорода в организме.

В организме есть механизмы, позволяющие в определенной степени компенсировать несоответствие V/Q, но в тяжелых или хронических случаях может потребоваться медицинское вмешательство.

Что такое рефрактерная гипоксемия?

Рефрактерная гипоксемия — это тяжелая форма гипоксемии или низкого уровня кислорода в крови, которая не улучшается адекватно с помощью дополнительной кислородной терапии. По сути, это состояние кислородного голодания, которое устойчиво или не реагирует на обычные методы лечения. Это состояние часто наблюдается при тяжелых заболеваниях легких, таких как острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) или тяжелая пневмония. В этих условиях большие части легких могут заполняться жидкостью, воспалительными остатками или быть повреждены иным образом, что препятствует адекватной оксигенации крови даже при подаче дополнительного кислорода.

Каковы сходства между шунтом и мертвым пространством?

И шунт, и мертвое пространство представляют собой состояния, при которых нарушается нормальный газообмен в легких. И то, и другое может способствовать гипоксии — снижению поступления кислорода в ткани организма.

Оба эти состояния могут возникнуть в результате различных основных патологий, таких как заболевания легких или травмы, и оба требуют медицинского вмешательства, когда они становятся тяжелыми.

Каковы различия между шунтом и мертвым пространством?

Основное отличие заключается в характере нарушения процесса газообмена. Шунт возникает, когда кровь обходит легкие и не получает кислорода, или когда кровь проходит через участки легких, которые не вентилируются. Это приводит к тому, что в организме циркулирует дезоксигенированная кровь.

Напротив, мертвое пространство предполагает вентиляцию без перфузии. Это означает, что воздух поступает в те части легких, которые не снабжаются кровью, и выходит из них; следовательно, в этих областях газообмен не происходит.

Результатом является неэффективное использование вдыхаемого воздуха и вероятность накопления углекислого газа.

Что вызывает шунт?

Шунты в физиологии легких обычно вызываются состояниями, которые приводят к тому, что участки легких перфузируются кровью, но не вентилируются воздухом.

Это может быть связано с различными заболеваниями легких, такими как пневмония, при которой участки легких заполнены жидкостью, или ателектаз, при котором участки легкого коллапсируются и поэтому не открываются для воздушного потока.

Врожденные пороки сердца также могут привести к шунтированию.

Например, такие состояния, как открытый артериальный проток или дефекты межжелудочковой перегородки, создают аномальную связь между правой и левой сторонами сердца, позволяя дезоксигенированной крови обходить легкие и поступать непосредственно в большой круг кровообращения.

Что вызывает мертвое пространство?

Мертвое пространство может быть вызвано любым состоянием, при котором участки легких вентилируются, но не перфузируются кровью.

Физиологическое мертвое пространство может увеличиваться при таких состояниях, как легочная эмболия, когда сгусток крови блокирует приток крови к части легкого, что приводит к вентиляции без перфузии.

Некоторые заболевания легких, такие как эмфизема, также могут увеличивать мертвое пространство, разрушая капилляры вокруг альвеол. Анатомические аномалии или хирургические вмешательства также могут создавать области, в которых воздух может задерживаться без доступа к кровоснабжению, что способствует образованию мертвого пространства.

Аналогичным образом, если пациенту проводится вентиляция со слишком большим объемом, часть воздуха может оказаться в областях легких, которые не имеют хорошего кровоснабжения, тем самым увеличивая мертвое пространство.

Заключение

Шунт, мертвое пространство и несоответствие вентиляции/перфузии (V/Q) представляют собой ключевые концепции физиологии легких, которые влияют на процесс газообмена в наших легких.