26.10 : Göğüs boşluğundaki basınç ilişkileri

Solunum, diğer adıyla pulmoner ventilasyon, havanın akciğerlere girip çıkma sürecidir. Pulmoner ventilasyonu ilerleten ana mekanizmalar, alveollerdeki atmosferik basınç (P_atm), intrapulmoner (P_pul) veya intraalveolar basınç (P_alv) ve plevral boşluktaki intraplevral basınçtır (P_ip).

Solunum Mekanizmaları

Hem intraalveolar hem de intraplevral basınçlar belirli akciğer özelliklerine dayanır. Nefes alma yeteneği (havanın soluk alma sırasında akciğerlere girmesine ve soluk verme sırasında çıkmasına izin verme) akciğerlerdeki hava basıncının atmosfer basıncına göre oranına bağlıdır.

Basınç Dinamikleri

Solunum (inspirasyon) ve soluk verme (ekshalasyon), atmosfer ile akciğerler arasındaki basınç farklarına dayanır. Bir gazda basınç, sınırlanmış gaz moleküllerinin hareketinden kaynaklanır. Örneğin, azaltılmış hacim nedeniyle, aynı miktarda gaz molekülü bir litrelik bir kapta iki litrelik bir kaptakinden daha fazla basınç uygulayacaktır. Sabit sıcaklıktaki bir gazdaki hacim ve basınç arasındaki bu ilişki, basınç ve hacmin ters orantılı olduğunu (P = k/V) belirten Boyle Yasası ile tanımlanır; hacim artışı basınç azalmasına ve tam tersi de geçerlidir.

Üç tür basınç -atmosferik, intra-alveolar ve intraplevral- pulmoner ventilasyonu belirler. Atmosferik basınç, belirli bir yüzeyi çevreleyen hava gazlarının uyguladığı kuvveti temsil eder. Atmosferik bir birim (atm) veya milimetre cıva (mm Hg) olarak ifade edilebilir; burada 1 atm, deniz seviyesindeki atmosfer basıncı olan 760 mm Hg'ye eşittir. Atmosferik basınç gibi diğer basınç değerleri genellikle solunumda tartışılır. Alveol içi basınç (intrapulmoner basınç), alveollerin içindeki hava basıncını ifade eder ve bu basınç farklı solunum evrelerinde dalgalanır. Alveoller hava yolları aracılığıyla atmosfere bağlı olduğundan, intrapulmoner basınç sürekli olarak atmosfer basıncıyla eşitlenir.

İntraplevral basınç, visseral ve parietal plevra arasındaki plevra boşluğundaki hava basıncıdır. Farklı solunum evrelerinde dalgalanır ve belirli akciğer özellikleri nedeniyle, intraalveoler basınca kıyasla her zaman negatif kalır. İntraplevral basınç solunum döngüsü boyunca yaklaşık olarak –4 mm Hg olarak kalır. Akciğerin elastik liflerinin içe doğru geri çekilmesi ve göğüs duvarının dışa doğru çekilmesiyle korunur. Bu karşıt kuvvetler arasındaki denge, intraalveoler basınca göre –4 mm Hg intraplevral basıncı belirler. Transpulmoner basınç, intraplevral ve intraalveoler basınçlar arasındaki fark, akciğer boyutunu belirler.

Ventilasyonu Etkileyen Faktörler

Basınç farklarının yanı sıra solunum, diyafram ve torasik kas liflerinin kasılması ve gevşemesine bağlıdır. Diyafram ve interkostal kas hareketleri öncelikle inspirasyon ve ekspirasyondan sorumlu basınç değişikliklerine neden olur.

Diğer akciğer özellikleri de solunumu etkiler. Direnç, hareketi, bu bağlamda gazların akışını yavaşlatan bir kuvvettir. Hava yolu boyutu, direnci etkileyen ana faktördür. Daha küçük tüp çapı, havayı daha küçük bir boşluktan zorlar ve hava moleküllerinin hava yolu duvarlarıyla daha fazla çarpışmasına neden olur. F=ΔP/R formülü, basınç değişiklikleri ve hava yolu direnci arasındaki ilişkiyi açıklar.

Alveollerin içindeki yüzey gerilimi, alveollerin astarında bulunan suyun neden olduğu, alveollerin genişlemesini kısıtlama eğilimindedir. Tip II pnömositler tarafından salgılanan pulmoner yüzey aktif madde, suyla karışarak bu yüzey gerilimini azaltır ve ekspirasyon sırasında alveollerin çökmesini önler.

Göğüs duvarı uyumu, göğüs duvarının basınç altında esneme yeteneği, solunum için gereken çabayı etkiler. Göğüs boşluğu, inspirasyonun gerçekleşmesi için genişlemelidir ve bu da akciğer kapasitesini doğrudan etkiler. Göğüs duvarı uyumsuzsa (genişleyemiyorsa), göğüs kafesinin ve akciğerlerin fetal gelişimi zorlaşır.