Диффузионная способность легких: Диффузионная способность лёгких. Факторы, влияющие на газообмен в лёгких. Аэрогематический барьер. Сурфактант, его роль в дыхании. Вентиляционно-перфузионные отношения.

Диффузионная способность лёгких. Факторы, влияющие на газообмен в лёгких. Аэрогематический барьер. Сурфактант, его роль в дыхании. Вентиляционно-перфузионные отношения.

Диффузионная способность легких.Время, в течение которого возможна диффузия при прохож­дении эритроцита через легочные капилляры, от­носительно невелико — около 0,3 с. Однако этого времени контактавполне достаточно, чтобы напряжения дыхательных газов в крови и в альвео­лах практически сравнялись. Величина напряжения О₂ в капиллярной крови вначале быстро, а затем все медленнее прибли­жается к его величине в альвеолах. Подобный характер изменений напряжения кислорода во вре­мени вытекает из закона диффузии Фика. В на­чальном отрезке капилляра градиент парциального давления О₂ между альвеолярным пространством и кровью велик, затем по мере прохождения эри­троцита через капилляр он становится все меньше, поэтому скорость диффузии постепенно снижается. Напряжение кислорода в крови, поступающей к легким, составляет 40 мм рт. ст., а в оттекающей крови-100 мм рт. ст. Аналогичным образом ве­личина напряжения СО₂ в крови постепенно достигает его величины в альвеолярном пространстве: в начале легочных капилляров напряжение состав­ляет 46 мм рт. ст., а по мере диффузии этого газа снижается до 40 мм рт. ст. Таким образом, можно считать, что в легких здорового человека парциальные давления дыхательных газов в крови становятся практически равными таковым в альвеолах.

У здорово ин’¹-мм рт. ст. (230 мл-мин~¹-кПа’¹). В патологических условиях диффузионная способность легких для кислорода может существенно снижаться, что указывает на затруднение диффузии в легких. Это может быть связано либо с уменьшением обменной площади, либо с увеличением диффузионного расстояния. По одному только показателю В_л нельзя судить о том, насколько величина напряжения О₂ в крови приближается к его величине в альвеолах. Диф­фузионную способность легких,как и альвеолярную вентиляцию, следует рассматривать в отношении к легочной перфузии Q. Главным показателем эффективности газообмена в альвеолах служит величина отношения D_n/Q. Снижение этой величины указывает на нарушение диффузии.

Проницаемость аэрогематического барьера для дыхательных газов обычно оценивают по диффузионной способности легких для окиси углерода. Для этого обследуемый должен вдохнуть газовую смесь, содержащую около 0,3% окиси углерода, и на 10 с задержать дыхание. При этом окись углерода диффундирует в кровь. Измерив концентрацию окиси углерода в выдохнутом воздухе, рассчитывают диффузионную способность легких — количество окиси углерода , проникающее через аэрогематический барьер за 1 мин на 1 мм рт. ст. градиента давления (при расчете последнего учитывают, что вдыхаемая окись углерода разводится альвеолярным воздухом). Этот показатель зависит от площади и толщины аэрогематического барьера, участвующего в газообмене, внутрилегочного объема крови, равномерности VA/Q , а также от концентрации гемоглобина (поэтому часто используют корригированное значение диффузионной способности легких, в котором учитывается концентрация гемоглобина ).

го взрослого человека в покое погло­щение кислорода равно примерно 300 мл/мин, а средний градиент парциального давления кисло­рода составляет около 10 мм рт. ст. (1,33 кПа). Таким образом, диффузионная способность легких для кислорода в норме равна 30 мл-м

Полученную величину сравнивают с должным значением, выведенным на основании возраста, роста и пола либо объема легких во время задержки дыхания.

Используют также отношение диффузионной способности легких к объему легких во время задержки дыхания.

Скорость диффузии (M/t) кислорода и углекислого газачерез альвеолярную мембрану количественно характеризуется законом диффузии Фика. Согласно этому закону газообмен (M/t) в легких прямо пропорционален градиенту (ДР) концентрации 02 и С02 по обе стороны от альвеолярной мембраны, площади ее поверхности (S), коэффициентам (к) растворимости 02 и С02 в биологических средах альвеолярной мембраны и обратно пропорционален толщине альвеолярной мембраны (L), а также молекулярной массе газов (М). Формула этой зависимости имеет следующий вид:

Структура легких образует максимальное по величине поле для диффузии газов через альвеолярную стенку, которая имеет минимальную толщину (рис. 10.16). Так, количество альвеол в одном легком человека приблизительно равно 300 млн. Суммарная площадь альвеолярной мембраны, через которую происходит обмен газов между альвеолярным воздухом и венозной кровью, имеет огромные размеры (порядка 100 м2), а толщина альвеолярной мембраны составляет лишь — 0,3—2,0 мкм.

В обычных условиях диффузия газов через альвеолярную мембрану происходит в течение очень короткого отрезка времени (не более 3/4 с), пока кровь проходит через капилляры легких. Даже при физической работе, когда эритроциты проходят капилляры легкого в среднем за 1/4 с, указанные выше структурные особенности альвеолярной мембраны создают оптимальные условия для формирования равновесия парциальных давлений 02 и С02 между альвеолярным воздухом и кровью капилляров легких (рис. 10.17). В уравнении Фика константы диффузии (к) пропорциональны растворимости газа в альвеолярной мембране. Углекислый газ имеет примерно в 20 раз большую растворимость в альвеолярной мембране, чем кислород. Поэтому, несмотря на существенное различие в градиентах парциальных давлений 02 и С02 по обе стороны от альвеолярной мембраны, диффузия этих газов совершается за очень короткий отрезок времени движения эритроцитов крови через легочные капилляры.

Газообмен через альвеолярную мембрану количественно оценивается диффузионной способностью легких, которая измеряется количеством газа (мл), проходящего через эту мембрану за 1 мин при разнице давления газа по обе стороны мембраны в 1 мм рт. ст.

Наибольшее сопротивление диффузии 02 в легких создают альвеолярная мембрана и мембрана эритроцитов, в меньшей степени — плазма крови в капиллярах. У взрослого человека в покое диффузионная способность легких 02 равна 20—25 мл • мин-1 • мм рт. ст.-1. С02, как полярная молекула (0=С=0), диффундирует через указанные мембраны чрезвычайно быстро, благодаря высокой растворимости этого газа в альвеолярной мембране Диффузионная способность легких С02 равна 400—450 мл•мин-1• мм рт. ст.-1.

ДИФФУЗИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ЛЕГКИХ (ДЛ)

ДИФФУЗИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ЛЕГКИХ (ДЛ)

Показатель, применяемый для характеристики скорости диффузии газов через .альвеолярно-капиллярные мембраны. ДЛ= V/ДР, где V — объемная скорость транспорта газа; АР — разность парциального давления газа по обе стороны мембраны. ДЛ показывает, какое количество миллилитров газа проходит через альвеолярно-капиллярные мембраны в 1 мин при разности парциального давления в 1 мм рт. ст. Препятствие переходу газа из альвеол в кровь принято обозначать как «мембранное сопротивление» диффузии. Изменение толщины и физико-химических свойств мембран увеличивает их сопротивление, значительно снижая ДЛ за счет мембранного компонента. Препятствие при переходе газа через стенку эритроцита и при его реакции с гемоглобином обозначают как «внутрикапиллярное сопротивление диффузии». Последнее обратно пропорционально объему крови, одномоментно находящемуся во внутрилегочных капиллярах. В случаях редукции капиллярного ложа емкость легочных капилляров и ДЛ уменьшаются. Раскрытие резервных капилляров и максимальное использование сосудистого русла легких обычно позволяют в покое компенсировать этот механизм нарушения диффузии, однако при значительных физических нагрузках дальнейшее увеличение кровенаполнения легочных капилляров может оказаться невозможным вследствие патологического процесса, и диффузионные ограничения транспорта 02 обнаружат себя гипоксемией.

Для практических целей наиболее целесообразно применение двух методов исследования диффузионной способности легких: в устойчивом состоянии (ДЛус) и с задержкой дыхания (ДЛзд). В обоих методах в качестве тест-газа применяется оксид углерода (СО) в очень низких, безвредных для организма концентрациях. Поскольку СО поглощается гемоглобином в 210 раз быстрее, чем 02, его напряжение в крови может быть принято равным нулю. Таким образом, для расчета диффузионной способности необходимо знать среднее давление СО в альвеолах (РСО ) во время исследования и количество СО, перешедшее из легких в кровь. У здорового человека в покое ДЛ составляет около 20 мл в 1 мин на 1 мм рт. ст.

При пробе с задержкой дыхания пациент делает глубокий вдох из положения максимального выдоха смесью воздуха с гелием (10 %) и СО (0,3 %) и задерживает дыхание на 10 с. За это время РСО успевает измениться, поэтому по специальной формуле рассчитывается среднее РСО за время исследования. Начальная концентрация СО определяется по разведению гелия, а конечная — в пробе конца выдоха.

При исследовании в устойчивом состоянии пациент в течение нескольких минут после достижения устойчивого состояния газообмена д

Диффузионный тест. Для чего проводится, какова методика, показания и результаты диффузионного теста

1.Для чего проводится диффузионный тест

Процесс дыхания заключается не только в акте втягивания воздуха в дыхательную систему, но и в последующем переносе газов (кислорода и СО2), происходящем на альвеолярной поверхности лёгких. Важнейшая цель дыхания – газообмен. Именно этот процесс обеспечивается посредством циклов вдохов и выдохов: кровь насыщается кислородом и отдаёт в атмосферу углекислый газ. При нормальном функционировании лёгких, бронхов и диафрагмы, но нарушенной диффузии, наступает гипоксия, что неизбежно отражается на общем самочувствии и несёт риск тяжёлых расстройств.

В пульмонологии существенное значение отводится функции лёгочного газообмена. Многие заболевания требуют исследования не только органических структур дыхательной системы, но и изучения функции диффузии газов на поверхности лёгких. Одной из важнейших диагностических методик является диффузионный тест, позволяющий оценить эффективность лёгочного газообмена, которая зависит от скорости перехода газов через альвеолярно-капиллярный барьер.

Феномен диффузии кислорода в кровь и вывода CО2 в составе выдыхаемого воздуха отражается величиной, обратной сопротивлению диффузии, которая называется «диффузионная способность лёгких».

Обязательно для ознакомления!
Помощь в госпитализации и лечении!

2.Какова методика проведения и показания для диффузионного теста

Измерение диффузионной способности лёгких может проводиться в рамках бодиплетизмографии или вне иных видов диагностики.

Нос пациента зажимается специальным зажимом. Для проведения исследования ему необходимо сделать глубокий вдох безопасной газовой смеси, содержащий инертный газ (гелий или метан). Она не имеет вкуса и запаха и воспринимается как обычный воздух. После этого необходимо ненадолго задержать дыхание, а затем произвести выдох в трубку прибора. Вдох должен длиться не более 4 секунд, а выдох – 3 секунды.

Результаты данной диа

Исследование диффузионной способности легких

Наиболее востребованным тестом после простого ФВД  является тест измерения диффузионной способности
легких.

Мы проводим диффузионный тест совместно с бодиплетизмографией и отдельно от нее. Снижение диффузии очень
серьезный признак болезни Ваших легких.

Обычно диффузия снижена при тяжелом течении ХОБЛ, интерстициальных
болезнях легких, эмфиземе легких,
бронхиолите.

Как это работает?

Тест  исследует способность легких к доставке газа из вдыхаемого воздуха к эритроцитам, которые текут в
составе крови проходящей через легочные капилляры.

Диффузия кислорода в кровь и СО2 из организма – важнейший феномен, который обеспечивают легкие. Диффузионный
тест оценивает эту функцию легких.

Тест редко используется в амбулаторной практике в связи с очень  большой дороговизной аппаратуры и
высокой квалификацией врачей функционалистов. Но мы активно используем этот тест. Это помогает нашим
пациентам оптимально подобрать лечение и поставить верный диагноз

Мы готовы предоставить этот дорогостоящий и высокоинформативный тест нашим пациентам.

Методика очень проста, особенно по сравнению с бодиплетизмографией. Вам будет предложено сделать вдох
безвкусной и безвредной газовой смеси гелия, небольшая задержка дыхания и выдох в прибор. Результат вы
получаете сразу на руки.

В Европе  диффузионный тест называется трансфер-фактором для оксида углерода (это для интересующихся
или проходивших лечение в Европе).

Показания к проведению теста диффузионного

• 
  Применяется для дифференциальной диагностики эмфиземы легких  и бронхиальной обструкции у
  курильщиков или экс курильщиков
• 
  Позволяет очень точно выявить степень тяжести эмфиземы легких у курильщиков с бронхиальной обструкцией
• 
  Мониторинг пациентов с тяжелым и крайне тяжелым ХОБЛ
• 
  Дифференциальная диагностика рестриктивных заболеваний легких
• 
  Диагностика интерстициальных заболеваний легких- ИЛФ, саркоидоз
• 
  Мониторинг значений диффузии у пациетов получающих лечение с интерстициальными заболеваниями легких
• 
  Дифференциальная диагностика при заболеваниях сосудов легких: первичная легочная гипертензия, васкулиты
  с легочным поражением
• 
  Оценка нетрудоспособности у тяжелых легочных пациентов с ХОБЛ или интерстициальными болезнями легких

Противопоказаний и побочных эффектов для проведения теста нет

ДИФФУЗИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ЛЕГКИХ

Легочная вентиляция (внешнее дыхание) представляет собой процесс, обеспечивающий поступление воздуха в легкие и выведение его из них. Она состоит из двух фаз — вдоха и выдоха.

Вдох — активный процесс, во время которого увеличиваются размеры диафрагмы и внешних межреберных мышц, а следовательно, и объем грудной клетки. Это приводит к снижению давления в легких и поступлению в них воздуха.

Выдох, как правило, — пассивный процесс. Дыхательные мышцы расслабляются, а эластичная ткань легких принимает исходное положение, обеспечивая возвращение объема грудной клетки в обычное исходное положение. Это приводит к увеличению давления в легких и выделению из них воздуха.

Вдох и выдох, выполняемые с усилием, — активные процессы.

Газообмен в легких, выполняет главные функции:

1) восполняет запасы кислорода в крови, истощающиеся на тканевом уровне, при его использовании для образования энергии путем окисления;

2) выводит диоксид углерода из венозной крови.

Газообмен в легких осуществляются на основании диффузии

Диффузия представляет собой процесс газообмена через легочную мембрану в альвеолах.

Величина газообмена через легочную мембрану главным образом зависит от парциального давления каждого из газов. В то же время определенное значение имеют растворимость газов и температура. Газы диффундируют из области с более высоким парциальным давлением данного газа в область с более низким его давлением. Таким образом, кислород поступает в кровь, а диоксид углерода выводится из нее.

Для осуществления диффузии необходимы воздух, транспортирующий кислород в легкие, и кровь, утилизирующая этот кислород и выделяющая диоксид углерода. Воздух поступает в легкие во время легочной вентиляции, при этом осуществляется газообмен между ним и кровью.

Кровь из большинства участков тела возвращается по полой вене в легочную (правую) часть сердца. Из правого желудочка она выкачивается через легочную артерию в легкие, прокладывая

себе путь к легочным капиллярам. Эти капилляры образуют плотную сеть вокруг альвеолярных мешочков. Легочные капилляры настолько малы, что эритроциты могут передвигаться по ним лишь в один ряд, подвергаясь воздействию окружающей легочной ткани. Именно здесь происходит процесс диффузии.

Рис. 15.Альвеолярно-капиллярная мембрана

Газообмен между воздухом в альвеолах и кровью в легочных капиллярах осуществляется через легочную мембрану (или как ее еще называют, — альвеолярно-капиллярную мембрану). Эта мембрана (рис. 15) состоит из альвеолярной стенки; капиллярной стенки и их базальных мембран. Различие парциальных давлений газов в альвеолах и в крови создает градиент давления через легочную мембрану. Это является основой для осуществления газообмена во время диффузии кислорода и углекислого газа.

Диффузионная способность кислорода повышается при переходе из состояния покоя в состояние выполнения физической нагрузки. Когда организму требуется больше кислорода, процесс газообмена интенсифицируется.

Градиент давления обмена диоксида углерода меньше, чем градиент давления обмена кисорода, в то же время растворимость С0₂ в легочной мембране в 20 раз больше, чем растворимость кислорода, поэтому он легче диффундирует через нее даже при меньшем градиенте давления.

Похожие статьи:

Распространение — Infogalactic: ядро ​​планетарного знания

Рассеивающая способность легкого (D _L ) измеряет перенос газа из воздуха в легкие к эритроцитам в кровеносных сосудах легких.Это часть комплексной серии тестов (исследование функции легких) для определения общей способности легких переносить газ в кровь и из нее. D _L , особенно D _LCO , снижается при некоторых заболеваниях легких и сердца. D _{Измерение LCO} было стандартизовано в соответствии с позиционным документом ^[1] рабочей группой Европейского респираторного и американского торакального обществ.

В физиологии дыхания диффузионная способность имеет долгую историю большой полезности, представляя проводимость газа через альвеолярно-капиллярную мембрану, а также учитывает факторы, влияющие на поведение данного газа с гемоглобином. ^{[ необходима цитата ]} .

Термин можно считать неправильным, поскольку он не означает ни диффузию, ни емкость (как обычно ее измеряют при субмаксимальных условиях), ни емкость. Кроме того, перенос газа ограничен диффузией только в крайних случаях, например, при поглощении кислорода при очень низком уровне кислорода в окружающей среде или очень высоком потоке легочной крови ^{[ необходима цитата ]} .

Диффузионная способность не является прямым измерением основной причины гипоксемии или низкого содержания кислорода в крови, а именно несоответствия вентиляции и перфузии: ^[2]

• Не вся легочная артериальная кровь поступает в области легкого, где может происходить газообмен (анатомические или физиологические шунты), и эта плохо насыщенная кислородом кровь присоединяется к хорошо насыщенной кислородом крови из здорового легкого в легочной вене.В совокупности эта смесь содержит меньше кислорода, чем кровь только из здорового легкого, и поэтому вызывает гипоксию.
• Точно так же не весь вдыхаемый воздух попадает в области легких, где может происходить газообмен (анатомические и физиологические мертвые пространства), и поэтому расходуется впустую.

Расчет

Диффузионная способность кислорода — это коэффициент пропорциональности, связывающий скорость поглощения кислорода легкими с градиентом кислорода между капиллярной кровью и альвеолами (согласно законам диффузии Фика).В респираторной физиологии перенос молекул газа удобно выражать как изменение объема, поскольку (то есть в газе объем пропорционален количеству молекул в нем). Кроме того, концентрация кислорода (парциальное давление) в легочной артерии считается представительной для капиллярной крови. Таким образом, можно рассчитать как отношение объема кислорода, поглощенного легкими, к градиенту кислорода между альвеолами («А») и легочной артерией («а»).

(1)

(Скажем, «V точка».Это обозначение Исаака Ньютона для первой производной (или скорости), которое обычно используется в физиологии дыхания для этой цели.)

— скорость поглощения кислорода легкими (мл / мин).

— парциальное давление кислорода в альвеолах.

— парциальное давление кислорода в легочной артерии.

— парциальное давление кислорода в системных венах (где его можно измерить).

Таким образом, чем выше диффузионная способность, тем больше газа будет перенесено в легкие в единицу времени при заданном градиенте парциального давления (или концентрации) газа. Поскольку можно узнать концентрацию кислорода в альвеолах и скорость поглощения кислорода, но не концентрацию кислорода в легочной артерии, именно концентрация кислорода в венах обычно используется в качестве полезного приближения в клинических условиях.

Определение концентрации кислорода в легочной артерии — это очень инвазивная процедура, но, к счастью, вместо нее можно использовать другой аналогичный газ, который устраняет эту необходимость (DLCO). Окись углерода (CO) прочно и быстро связывается с гемоглобином в крови, поэтому парциальное давление CO в капиллярах незначительно, и второй член в знаменателе можно не учитывать. По этой причине CO обычно является испытательным газом, используемым для измерения диффузионной способности, и уравнение упрощается до:

.

(2)

Результаты испытаний

Тест на диффузионную способность при однократном выдохе является наиболее распространенным способом определения. ^[1] Испытание проводится путем выдува подопытным всего воздуха, который он / она может, оставляя только остаточный объем газа в легких. Затем человек быстро и полностью вдыхает тестовую газовую смесь, максимально достигая полной емкости легких.Эта тестовая газовая смесь содержит небольшое количество окиси углерода (обычно 0,3%) и индикаторный газ , который свободно распределяется по альвеолярному пространству, но не проникает через альвеолярно-капиллярную мембрану. Гелий и метан — два таких газа. Тестовый газ удерживается в легких в течение примерно 10 секунд, в течение которых CO (но , а не индикаторный газ) непрерывно перемещается из альвеол в кровь. Затем субъект выдыхает.

Анатомия дыхательных путей сопряжена с осложнениями, поскольку вдыхаемый воздух должен пройти через рот, трахею, бронхи и бронхиолы, прежде чем попадет в альвеолы, где произойдет газообмен; на выдохе альвеолярный газ должен вернуться по тому же пути, поэтому выдыхаемый образец будет чисто альвеолярным только после того, как от субъекта выйдет от 500 до 1000 мл газа.Хотя алгебраически возможно аппроксимировать эффекты анатомии (метод трех уравнений ^[3] ), болезненные состояния вносят значительную неопределенность в этот подход. Вместо этого первые 500–1000 мл выдыхаемого газа не учитываются, и анализируется следующая порция, содержащая газ, который был в альвеолах. ^[1] Анализируя концентрации окиси углерода и инертного газа во вдыхаемом и выдыхаемом газах, можно произвести расчет в соответствии с уравнением 2.Во-первых, скорость , с которой CO поглощается легкими, рассчитывается согласно:

.

(4)

Оборудование для функции легких отслеживает изменение концентрации CO, которое произошло во время задержки дыхания, а также записывает время.

Объем альвеол, определяется степенью разбавления индикаторного газа при его вдыхании в легкие.

Аналогично

.

(5)

где

— начальная фракционная концентрация CO в альвеолах, рассчитанная путем разбавления индикаторного газа.

— барометрическое давление

Другие методы, которые в настоящее время не так широко используются, позволяют измерить рассеивающую способность.К ним относятся диффузионная способность в устойчивом состоянии, которая выполняется во время обычного приливного дыхания, или метод повторного дыхания, который требует повторного дыхания из резервуара газовых смесей.

Интерпретация

В целом, здоровый человек имеет значение от 75% до 125% от среднего. ^[4] Однако люди различаются в зависимости от возраста, пола, роста и множества других параметров. По этой причине были опубликованы эталонные значения, основанные на популяциях здоровых людей ^{[5] [6] [7]} , а также на измерениях, выполненных на высоте, ^[8] для детей ^[9] и некоторые конкретные группы населения. ^{[10] [11] [12]}

Уровни CO в крови не могут быть незначительными

У заядлых курильщиков уровень CO в крови достаточно высок, чтобы повлиять на измерение, и требует корректировки расчета, когда COHb превышает 2% от общего количества.

Два компонента

Хотя это измерение имеет большое практическое значение, так как оно является общим показателем транспортировки газа, интерпретация этого измерения осложняется тем фактом, что он не измеряет какую-либо часть многоступенчатого процесса.Таким образом, в качестве концептуальной помощи в интерпретации результатов этого теста время, необходимое для переноса CO из воздуха в кровь, можно разделить на две части. Сначала СО пересекает мембрану альвеолярных капилляров (обозначена), а затем СО соединяется с гемоглобином в капиллярных эритроцитах со скоростью, умноженной на объем имеющейся капиллярной крови (). ^[13] Поскольку ступени идут последовательно, проводимости складываются как сумма обратных величин:

.

(3)

Любые изменения в переделках

Объем крови в капиллярах легких заметно изменяется во время обычных действий, например, физических упражнений. Простой вдох приносит немного дополнительной крови в легкое из-за отрицательного внутригрудного давления, необходимого для вдоха. В крайнем случае, вдохновляющий против закрытой голосовой щели, маневр Мюллера втягивает кровь в грудь .Верно и обратное, поскольку выдох увеличивает давление в грудной клетке и, таким образом, имеет тенденцию выталкивать кровь наружу; маневр Вальсальвы — это выдох через закрытые дыхательные пути, которые могут выводить кровь на из легкого. Таким образом, тяжелое дыхание во время тренировки приведет к попаданию дополнительной крови в легкие на вдохе и выталкиванию крови наружу на выдохе. Но во время упражнений (или, реже, когда есть структурный дефект в сердце, который позволяет перенаправить кровь от высокого давления, системного кровообращения к низкому давлению, малому кровообращению) также увеличивается кровоток по всему телу и легким. адаптируется за счет привлечения дополнительных капилляров для увеличения сердечного выброса, дополнительно увеличивая количество крови в легких.Таким образом, будет казаться увеличение, когда объект не находится в состоянии покоя, особенно во время вдохновения.

При заболевании кровоизлияние в легкое увеличивает количество молекул гемоглобина, контактирующих с воздухом, и, таким образом, измеренное количество увеличивается. В этом случае оксид углерода, используемый в тесте, будет связываться с гемоглобином, который кровоточил в легком. Это не отражает увеличение диффузионной способности легких передавать кислород в системный кровоток.

Наконец, увеличивается в ожирение и когда субъект ложится, оба из которых увеличивают кровь в легких за счет сжатия и силы тяжести и, таким образом, оба увеличиваются.

Причины различий

Скорость поглощения CO в кровь зависит от концентрации гемоглобина в этой крови, сокращенно Hb в CBC (полный анализ крови). При полицитемии больше гемоглобина, а значит, и повышено. При анемии все наоборот. В окружающей среде с высоким уровнем CO во вдыхаемом воздухе (например, при курении) часть гемоглобина крови становится неэффективной из-за его тесного связывания с CO, что аналогично анемии. Рекомендуется регулировать при высоком уровне CO в крови. ^[1]

Объем крови в легких также уменьшается, когда кровоток прерывается сгустками крови (легочная эмболия), или уменьшается из-за деформаций костей грудной клетки, например, сколиоза и кифоза.

При изменении концентрации кислорода в окружающей среде также изменяется. На большой высоте вдыхаемый кислород низкий, и большая часть гемоглобина крови свободна для связывания CO; таким образом увеличивается и, кажется, увеличивается. И наоборот, дополнительный кислород увеличивает насыщение Hb, уменьшая и.

Заболевания легких, уменьшающиеся и

Заболевания, которые изменяют легочную ткань, уменьшают и то, и другое в разной степени, а значит, уменьшаются.

1. Потеря паренхимы легких при таких заболеваниях, как эмфизема.
2. Заболевания, вызывающие рубцевание легких (интерстициальное заболевание легких), такие как идиопатический фиброз легких или саркоидоз
3. Отек легочной ткани (отек легких) из-за сердечной недостаточности или из-за острой воспалительной реакции на аллергены (острый интерстициальный пневмонит).
4. Заболевания кровеносных сосудов легких, воспалительные (легочный васкулит) или гипертрофические (легочная гипертензия).

Условия легких, которые увеличиваются.

1. Альвеолярное кровоизлияние Синдром Гудпасчера, ^[14] полицитемия, ^[15] внутрисердечные шунты слева направо, ^[16] из-за увеличения объема крови при воздействии вдыхаемого газа.
2. Астма из-за лучшей перфузии верхушек легкого. Это вызвано повышением легочного артериального давления и / или более отрицательным плевральным давлением, возникающим во время вдоха из-за сужения бронхов. ^[17]

История

В определенном смысле примечательно, что DL _CO сохранил такую ​​клиническую применимость. Этот метод был изобретен, чтобы разрешить один из величайших споров в физиологии легких столетие назад, а именно вопрос о том, активно ли кислород и другие газы переносятся в кровь и из нее легкими, или молекулы газа диффундируют пассивно. ^[18] Примечателен также тот факт, что обе стороны использовали эту технику для получения доказательств в пользу своих гипотез.Для начала Кристиан Бор изобрел технику, используя протокол, аналогичный диффузионной способности в устойчивом состоянии для монооксида углерода, и пришел к выводу, что кислород активно транспортируется в легкие. Его ученик, Август Крог, вместе со своей женой Мари разработал методику диффузии на одном дыхании и убедительно продемонстрировал, что газы диффундируют пассивно, ^{[19] [20] [21] [22] [23] [24] [25]} открытие, которое привело к демонстрации того, что капилляры в крови задействуются по мере необходимости — идея, удостоенная Нобелевской премии. ^[26]

Список литературы

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3} Macintyre N, Crapo RO, Viegi G, et al. (2005). «Стандартизация определения поглощения окиси углерода в легких на одном дыхании». Евро Респир J . 26 (4): 720–35. DOI: 10.1183 / 0

   36.05.00034905. PMID 16204605.

2. ↑ Вест, Дж.2011. Респираторная физиология: основы. 9e. ISBN 978-1-60913-640-6
3. ↑ Грэм Б.Л., Норк Дж. Т., Коттон Д. Д. (1981). «Повышенная точность и точность измерения диффузионной способности CO при однократном выдохе». J Appl Physiol . 51 (5): 1306–13. PMID 7298468. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
4. ↑ LUNGFUNKTION — Практический сборник за семестр 6. Отделение медицинских наук, клинической физиологии, Академическая больница, Уппсала, Швеция.Проверено 2010.
5. ↑ Миллер А., Торнтон Дж. К., Уоршоу Р., Андерсон Х, Тейрштейн А. С., Селиков И. Дж. (1983). «Способность к диффузии однократного дыхания в репрезентативной выборке населения Мичигана, крупного промышленного штата. Прогнозируемые значения, нижние пределы нормы и частоты отклонений от нормы в зависимости от курения». Am Rev Respir Dis . 127 (3): 270–7. PMID 6830050. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
6. ↑ Кнудсон Р.Дж., Кальтенборн В.Т., Кнудсон Д.Е., Берроуз Б. (1987). «Способность к диффузии окиси углерода при однократном выдохе. Справочные уравнения, полученные на основе данных о здоровом некурящем населении, и влияние гематокрита». Am Rev Respir Dis . 135 (4): 805–11. PMID 3565929. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
7. ↑ Cotes JE, Chinn DJ, Quanjer PH, Roca J, Yernault JC (1993).«Стандартизация измерения коэффициента передачи (рассеивающей способности)». Eur Respir J Suppl . 16 : 41–52. PMID 8499053. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
8. ↑ Crapo RO, Моррис А.Х., Гарднер Р.М. (1982). «Контрольные значения объема легочной ткани, диффузионной способности мембраны и объема крови в легочных капиллярах». Bull Eur Physiopathol Respir . 18 (6): 893–9. PMID 6927541. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
9. ↑ Купман М., Занен П., Kruitwagen CL, ван дер Энт С.К., Аретс HG (2011). «Эталонные значения для детского исследования функции легких: набор данных Утрехта». Респир Мед . 105 : 15–23. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка) Ошибка в: Respir Med. 2011 105: 1970-1. PMID 20889322.
10. ↑ Чин Н.К., Нг Т.П., Хуэй КП, Тан В.К. (июнь 1997 г.). «Популяционные стандарты функции легких у некурящих взрослых в Сингапуре». Респирология . 2 (2): 143–9. DOI: 10.1111 / j.1440-1843.1997.tb00070.x. PMID 9441128. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
11. ↑ Piirilä P, Seikkula T, Välimäki P (2007).«Различия между финскими и европейскими эталонными значениями диффузионной способности легких». Int J Circumpolar Health . 66 (5): 449–57. PMID 18274210. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
12. ↑ IP MS, Лам В.К., Лай А.Ю. и др. (Июль 2007 г.). «Гонконгское торакальное общество. Ориентировочные значения диффузионной способности некурящих китайцев в Гонконге». Респирология . 12 (4): 599–606. DOI: 10.1111 / j.1440-1843.2007.01084.x. PMID 17587430.
13. ↑ Roughton FJ, Forster RE (1957). «Относительное значение скорости диффузии и химических реакций в определении скорости газообмена в легких человека, с особым упором на истинную диффузионную способность легочной оболочки и объем крови в капиллярах легких». J Appl Physiol . 11 (2): 290–302.PMID 13475180.
14. ↑ Greening, AP; Хьюз, Дж. М. (май 1981 г.). «Серийные оценки диффузионной способности окиси углерода при внутрилегочном кровотечении». Клиническая наука (Лондон, Англия: 1979) . 60 (5): 507–12. PMID 7249536.
15. ↑ Burgess, J. H .; Бишоп, Дж. М. «ЛЕГКАЯ ДИФФУЗИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ И ЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ В POLYCYTHEMIA VERA». Журнал клинических исследований . 42 (7): 997–1006. DOI: 10,1172 / JCI104804. PMC 289367. PMID 14016987.
16. ↑ АЧИНКЛОСС JH, младший; ГИЛБЕРТ, Р. EICH, RH (февраль 1959 г.). «Легочная диффузная способность при врожденных и ревматических пороках сердца». Тираж . 19 (2): 232–41. DOI: 10.1161 / 01.cir.19.2.232. PMID 13629784.
17. ↑ Коллард, П; Нджиноу, B; Нежадник Б; Keyeux, A; Франс, А. (май 1994 г.). «Способность однократного вдыхания окиси углерода при стабильной астме». Сундук . 105 (5): 1426–9. DOI: 10.1378 / сундук.105.5.1426. PMID 8181330.
18. ↑ Gjedde A (2010). «Расплывчатые идеи: разногласия между Кристианом Бором и Августом Крогом». Adv Physiol Educ . 34 (4): 174–185. DOI: 10.1152 / advan.00092.2010. PMID 21098384.
19. ↑ Крог А. 1910 О кислородном обмене крови. Skand Arch Physiol 23: 193–199
20. ↑ Крог А. 1910 О механизме газообмена в легких черепахи. Skand Arch Physiol 23: 200–216.
21. ↑ Krogh A. 1910 О сочетании гемоглобина со смесями кислорода и угольной кислоты. Skand Arch Physiol 23: 217–223.
22. ↑ Крог А. 1910 Некоторые эксперименты по проникновению кислорода и оксида углерода в воду. Skand Arch Physiol 23: 224–235
23. ↑ Крог А. 1910 О механизме газообмена в легких. Skand Arch Physiol 23: 248–278
24. ↑ Крог А., Крог М. 1910 О напряжении газов в артериальной крови. Skand Arch Physiol 23: 179–192.
25. ↑ Krogh A, Krogh M. 1910 Скорость распространения в легкие человека. Skand Arch Physiol 23: 236–247
26. ↑ http: //www.nobelprize.org / nobel_prizes / медицина / лауреаты / 1920 / krogh-bio.html

Дополнительная литература

• Мейсон Р.Дж., Броддус В.К., Мартин Т., Кинг Т., младший, Шрауфнагель Д., Мюррей Дж. Ф., Надел Дж. А.. (2010) Учебник респираторной медицины. 5e. ISBN 978-1-4160-4710-0.
• Руппель, Г. Л. (2008) Руководство по тестированию функции легких. 9e. ISBN 978-0-323-05212-2.
• Вест, Дж. (2011) Респираторная физиология: основы. 9e. ISBN 978-1-60913-640-6.
• West, J. (2012) Легочная патофизиология: основы.8e. ISBN 978-1-4511-0713-5.

Внешние ссылки

de: Kohlenmonoxid-Transferfaktor

pl: Badanie zdolności dyfuzji gazów w płucach

.

диффузная емкость легких — это … Что такое диффузная емкость легких?

.

Исследование газовой диффузии

Что такое газодиффузионное исследование?

Исследование газовой диффузии — это один из ряда функциональных тестов легких, которые помогают определить, насколько хорошо они функционируют. Слово «легочный» означает легкие. «Диффузия» в данном случае означает, насколько хорошо альвеолы ​​или воздушные мешочки в легких доставляют кислород и удаляют углекислый газ из крови в капиллярах (крошечных кровеносных сосудах), которые их окружают.

Другие названия этого конкретного теста — тестирование диффузии в легких или диффузионная способность легких по монооксиду углерода (DLCO).

Когда необходимо исследование газовой диффузии?

Есть ряд причин для проведения газодиффузионного исследования. Может использоваться для:

• Найдите причину проблем с дыханием пациента, таких как одышка, или других симптомов, связанных с легкими, таких как стеснение в груди или боль в груди; приступы кашля или хрипов, а также неспособность ходить или бегать в том же темпе, что и другие в той же возрастной группе.
• Проверить, есть ли повреждения легких.
• Обследовать человека с риском заболевания легких.Факторы риска включают наличие астмы или аллергии; сердечное заболевание; курение; подверженность туберкулезу и долгосрочное воздействие асбеста, дыма или пыли.
• Определите уровень риска для человека до операции.
• Оцените свое здоровье перед тем, как начать интенсивную программу упражнений.
• Измерьте влияние уже известного заболевания на функцию легких.
• Предоставьте информацию о том, насколько эффективно текущее лечение.
• Помогите отследить, улучшается или ухудшается существующее состояние.

Последний раз проверял медицинский работник Cleveland Clinic 27.09.2018.

Ссылки

• Enright MP. Офисные тесты DLCO помогают пульмонологам принимать важные клинические решения. Respir Investig. 2016; 54 (5): 305-11.
• Национальный институт сердца, легких и крови. Легочные функциональные пробы.Дата обращения 28.09.2018.
• Miaskiewicz, Joseph J .. «Тестирование функции легких». Принципы и практика больничной медицины, 2e McKean SC, Ross JJ, Dressler DD, Scheurer DB. Маккин С.С., Росс Дж. Дж., Дресслер Д. Д., Шурер Д. Б. Ред. Сильвия К. Маккин и др. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Получите полезную, полезную и актуальную информацию о здоровье и благополучии

е Новости

Клиника Кливленда — некоммерческий академический медицинский центр.Реклама на нашем сайте помогает поддерживать нашу миссию. Мы не поддерживаем продукты или услуги, не принадлежащие Cleveland Clinic.
Политика

.

Рассеивающая способность и ее измерение

Эта глава наиболее актуальна для Раздела F7 (iv) Основного учебного плана CICM 2017, который предполагает, что кандидаты на экзамен смогут «определять рассеивающую способность и ее измерения». Как минимум один раз это упоминалось в прошлых статьях CICM, как неожиданный элемент ответа на вопрос 20 из первой статьи 2012 года, который представился как «список физиологических факторов, влияющих на диффузию кислорода через альвеолярную мембрану. «. Серьезную (хотя и долгую) попытку исследовать эти факторы и провалить этот вопрос, интерпретируя его буквально, можно увидеть в главе о диффузии газов через альвеолярную мембрану. Вместо этого мы сосредоточимся на рассеивающей способности и способах ее определения.

Итого:

Рассеивающая способность = Чистый расход газа / Частичный градиент давления

Факторы, влияющие на рассеивающую способность, включают:

• Факторы, влияющие на свойства газа
  • Плотность газа
  • Размер молекул
  • Температура среды
• Факторы, влияющие на площадь поверхности газообмена
  • Возраст (с увеличением возраста общая доступная площадь уменьшается независимо от других факторов)
  • Размер тела: рост влияет на размер легких
  • Объем легких
  • Шунт, мертвое пространство и неравенство V / Q
• Факторы, влияющие на характеристики мембраны
  • Заболевания, при которых увеличивается толщина газового барьера, к которым относятся:
    • Отек легких
    • Интерстициальное заболевание легких, напр.легочный фиброз
• Факторы, влияющие на поглощение эритроцитами
  • Сродство гемоглобина к кислороду
  • Концентрация гемоглобина
  • Сердечный выброс (поскольку он влияет на время прохождения капилляров)
• Источники ошибки в процессе измерения из-за альвеолярного кровотечения, отравления угарным газом, анемии и т. Д.

С помощью упражнений изменяются оба основных элемента, влияющих на рассеивающую способность:

• Поглощение кислорода в легочных капиллярах увеличивается, потому что:
  • Увеличение площади поверхности (большие дыхательные объемы)
  • Увеличение легочного кровотока (увеличение сердечного выброса)
  • Согласование V / Q улучшает
• Парциальный градиент давления в легочных капиллярах увеличивается, потому что:
  • Коэффициент экстракции кислорода увеличивается, что снижает PO ₂ смешанной венозной крови
  • Повышенная минутная вентиляция снижает PCO альвеол ₂
  • Повышенная доставка гемоглобина к абсорбирующей поверхности

Трудно рекомендовать какую-либо отдельную статью по этому поводу, так как большинство из них сосредоточено на одном конкретном аспекте, и ни одна из них, похоже, не предлагает краткого общего обзора того типа, который может быть желательным для кандидата на экзамены с нехваткой времени.Разумным источником является Hsia (2001). который несколько склоняется в сторону изменения D _LCO , вызванного физической нагрузкой, и Ayers et al (1975), который представляет собой твердое (хотя и устаревшее) обсуждение различных способов патологического снижения D _LCO . Как и все, что связано с тестированием легочной функции, отличный PFTBlog является отличным ресурсом, особенно в отношении методов тестирования D _LCO .

Определение рассеивающей способности

Хотя в вопросе об этом прямо не спрашивали, неписаное ожидание экзаменаторов в Вопросе 20 из первого документа 2012 года заключалось в том, что стажеры будут определять диффузионную способность в ходе перечисления факторов, которые влияют на диффузию дыхательных газов. .Из собственного комментария экзаменаторов колледжа определение этого понятия:

«Диффузионная способность определяется как объем газа, который будет диффундировать через мембрану каждую минуту при разнице парциального давления в 1 мм рт. Ст.».

Нанна определяет это немного иначе:

«[Диффузионная способность] склонность газа к диффузии в результате заданного градиента давления»

Рассеивающая способность = Чистый расход газа / Частичный градиент давления

Это свойство обычно обозначается как DL или D _L и обычно измеряется в объеме газа на единицу давления в единицу времени; например, единицы СИ — ммоль / мин / кПа, а традиционные единицы — мл / мин / мм рт.По сути, этот параметр описывает легкость, с которой газы могут попасть в альвеолярную капиллярную кровь, и, следовательно, представляет собой удобную перегонку всех факторов, влияющих на диффузию дыхательных газов, в одно числовое представление.

Для кислорода уравнение:

D _LO2 = поглощение кислорода / PO ₂ градиент

Поглощение кислорода можно измерить, так как это разница между содержанием кислорода в смешанной венозной и артериальной крови.Однако градиент PO ₂ здесь представляет собой разницу между PO ₂ альвеолярного отростка от PO ₂ легочного капилляра, причем последний в принципе невозможно измерить напрямую. С различными предположениями, можно догадаться, каким должен быть капилляр PO ₂ , и выполнить некоторые предварительные вычисления. По какой-то странной причине единственным источником, который на самом деле перечисляет это значение, кажется, является Гер и др. (1981), книга, посвященная сравнительной физиологии дыхания млекопитающих.Там, наряду с газелью Томпсона и карликовым мангустом, можно найти значение для людей, которое составляет 2,47 мл / мбар / сек. Более авторитетное (но все еще не имеющее ссылок) значение, указанное в обычных обозначениях, можно найти в учебнике Э. Р. Вейбеля от 1984 г., который дает 20-30 мл / мин / мм рт.

Еще труднее отследить диффузионную способность углекислого газа. Нанна не дает эталонов или даже точных измерений, а скорее дает строку о том, как это 20.В 5 раз больше диффузионной способности кислорода. Данные о кроликах из Heller et al (1998) сообщают, что D _LCO2 составляет 14,0 мл / мм рт. Ст. / Мин.

Как будет показано ниже, эти значения, измеренные у людей в состоянии покоя, не отражают истинный максимум диффузионной способности легких. Выявить это можно только с помощью физических упражнений, при которых значительно увеличивается доставка крови к капиллярам.

Измерение диффузионной способности

Очевидно, что больше всего интересует кислород, и поэтому было бы логично измерять этот газ напрямую, но на самом деле существует несколько практических препятствий.Или, по крайней мере, существовали препятствия, когда впервые возник вопрос об измерении рассеивающей способности. По сути, чтобы измерить D _LO2 , вы должны быть в состоянии точно измерить как поглощение кислорода, так и градиент парциального давления. Для градиента вам нужно будет вычислить альвеолярный кислород (это легко сделать), а затем измерить артериальный кислород (как суррогат легочного концевого капиллярного кислорода). Затем «напряжение O ₂ и CO ₂ в артериальной крови должно быть измерено с помощью техники микротонометра, разработанной Райли, — методики, требующей значительной практики и сноровки» , — писал Дейси в 1957 году, которому кислород -чувствительные электроды Кларка отсутствовали.Это не кажется большим препятствием для современного реаниматолога, у которого в любой момент есть литры крови (как венозной, так и артериальной) пациента, готовые для взятия проб, а также точные инструменты для измерения содержания в ней газов. Однако исторически это была серьезная проблема, и остается некоторое нежелание брать пробы артерии в амбулаторной амбулаторной группе. Рефералы быстро иссякнут, когда люди поймут, что вы планируете с ними делать.

Таким образом, использование окиси углерода исторически было гораздо более популярным.Мари и Август Крог впервые придумали это в 1915 году:

«Кроме того, предполагается, что, когда небольшая часть CO может пройти в кровь, газ практически мгновенно соединится с гемоглобином, и давление CO в крови можно принять за 0. Следовательно, когда смесь CO с воздухом, заключенным в легких в течение определенного времени, и определяется процентное падение CO, диффузию через альвеолярную стенку можно рассчитать ».

Короче говоря, пациенту дают некоторую известную несмертельную дозу окиси углерода для вдыхания.Пациент задерживает дыхание на десять секунд, а затем выдыхает его. Поскольку окиси углерода некуда идти, кроме эритроцитов, любая разница между вдыхаемым и выдыхаемым количеством СО должна диффундировать через гемато-газовый барьер и связываться с гемоглобином. Таким образом, в уравнении:

D _LCO = поглощение окиси углерода / градиент окиси углерода

поглощение окиси углерода — это «недостающая» разница между вдыхаемым и выдыхаемым CO, и предполагается, что градиент находится между альвеолярным парциальным давлением CO (которое известно, потому что вы его задали) и артериальным парциальным давлением CO (которое составляет 0 мм рт. ст., потому что мы знаем, что все это в конечном итоге связано с гемоглобином).Таким образом, измерение D _LCO можно проводить неинвазивно.

Существует три основных метода измерения D _LCO : метод однократного дыхания, метод установившегося режима и метод повторного дыхания. Метод однократного дыхания подробно описан в превосходном утверждении стандартов ERS / ATS (Cotes et al, 1993), из которого автор щедро «позаимствовал» некоторые пояснительные изображения. Техника повторного дыхания подробно рассматривается здесь, а метод установившегося состояния — здесь.От кандидатов на экзамен CICM не ожидается (не может быть) глубоких знаний этого предмета, поэтому здесь достаточно резюмировать это следующим образом:

Метод измерения однократного дыхания D _LCO

• Период времени, в течение которого воздух в помещении должен дышать, в идеале должен предшествовать любому измерению
• Сначала пациент максимально выдыхает (до ПЖ)
• Затем пациент вдыхает газовую смесь из 0,3% окиси углерода и 10% гелия
  (гелий предназначен для измерения альвеолярного объема)
• Это дыхание жизненной емкости (т.е. до ТСХ), а его объем измеряется
• Пациент задерживает дыхание на десять секунд.
  • Эта задержка дыхания предназначена для обеспечения равномерного распределения окиси углерода по всем легочным единицам, независимо от их постоянной времени.
  • На этом этапе важно избегать вальсальвации, так как это может повлиять на внутригрудной объем крови и ошибочно снизить D _LCO.
• Пациент затем выдыхает.
  • Первые 0.75 литров полностью игнорируются, так как это считается мертвым газом, а не остальным.
• Затем берется проба газа.
  • Общий альвеолярный объем можно измерить по концентрации гелия на выдохе (это классическое применение метода измерения разбавления индикаторного газа для измерения объема легких)
  • Поглощение окиси углерода можно определить по разнице между измерениями парциального давления на вдохе и выдохе
  • Градиент парциального давления окиси углерода может быть определен по измерению парциального давления выдыхаемого газа

Метод повторного дыхания D _LCO

• Это практически то же самое, что и метод однократного дыхания, за исключением того, что здесь нет задержки дыхания.
• Пациента заставляют быстро дышать (рекомендуемая частота дыхания 30) при дыхании из резервуара с известным количеством и объемом газа, содержащим 0,3% окиси углерода и 10% гелия
• Количество газа в мешочке обычно регулируют так, чтобы оно было примерно таким же, как дыхательный объем пациента, то есть он полностью опорожняется во время вдоха
• После периода такого учащенного дыхания берется проба газа
• Расчет альвеолярного объема и поглощения окиси углерода может быть выполнен точно так же, как и для однократного вдоха
• По какой-то причине этот метод практически неизвестен в клинической практике и, по-видимому, в основном используется в сценариях, где необходимо измерить DLCo без значительного прерывания модели дыхания субъекта, например.когда они безумно крутят педали во время цикла упражнений.

Стационарный метод измерения D _LCO

• Подопытный должен дышать контролируемой газовой смесью, содержащей 0,3% окиси углерода.
• Их выдыхаемый газ собирается в мешок
• После периода дыхания (достаточно длительного для установления устойчивого состояния) выдыхаемый газ анализируется
• Объем поступления окиси углерода и выдыхаемого газа известен, поэтому легко вычислить поглощение окиси углерода.
• Альвеолярная концентрация окиси углерода может быть рассчитана по модифицированной форме уравнения альвеолярного газа
• Опять же, этот метод практически неизвестен в рутинной клинической практике; его основным преимуществом является полное отсутствие зависимости от любого уровня участия пациента, что делает его пригодным для использования у пациентов, не склонных к сотрудничеству или принимающих седативные препараты

Факторы, влияющие на диффузионную способность

Уравнение, описывающее этот параметр, довольно простое, и факторы, влияющие на него, можно разделить на свойства газа и свойства дыхательной системы.Газ с более высокой диффузионной способностью сможет легче преодолевать барьер между кровью и газами, чем газ с более низкой диффузионной способностью, при любом заданном градиенте давления. Точно так же свойства дыхательной системы могут изменяться таким образом, что может увеличивать или уменьшать диффузионную способность для того же газа и при одном и том же градиенте парциального давления. Из свойств дыхательной системы могут измениться три основных фактора: либо изменяется площадь поверхности, либо изменяется толщина мембраны, либо каким-то образом изменяется поглощение газа эритроцитами.Можно создать запоминающийся список баллов для описания этих факторов в целях подготовки к экзамену. Таким образом:

• Факторы, влияющие на свойства газа
  • Все факторы, влияющие на коэффициент диффузии газа, будут играть роль в этом, в том числе:
    • Плотность газа
    • Размер молекул
    • Температура среды
• Факторы, влияющие на площадь поверхности газообмена
  • Возраст (с увеличением возраста общая доступная площадь уменьшается независимо от других факторов)
  • Размер тела: рост влияет на размер легких
  • Объем легких
    • Чем больше объем легких, тем больше диффузионная способность, т.е.е. при сравнении людей следует использовать показатель, индексируемый по альвеолярному объему (например, диффузионная способность на литр альвеолярного объема)
    • Следовательно, все, что влияет на объем легких, является потенциальным источником ошибки, например. легочные заболевания, осанка, ожирение, беременность и т. д.
  • Факторы, изменяющие вентиляционно-перфузионные характеристики:
    • Шунт: диффузия не происходит
    • Мертвое пространство: распространения не происходит
    • Разброс V / Q: имеет место неэффективная неполная диффузия
• Факторы, влияющие на характеристики мембраны
  • Это в основном болезненные состояния, которые увеличивают толщину газового барьера крови, которые включают:
    • Отек легких
    • Интерстициальное заболевание легких, напр.легочный фиброз
  • Строго говоря, сюда следует включить вязкость среды (т.е. цитозоля, базальной мембраны и капиллярной плазмы). Однако практически это стабильные элементы, на которые можно не обращать внимания.
• Факторы, влияющие на поглощение эритроцитами
  • Сродство гемоглобина к кислороду
  • Концентрация гемоглобина
  • Сердечный выброс (поскольку он влияет на время прохождения капилляров)
• Источники ошибки
  • Потеря окиси углерода внесосудистым альвеолярным гемоглобином, например.в контексте альвеолярного кровотечения из-за синдрома Гудпасчера
  • Наличие «домашнего» окиси углерода из-за курения или обширного распада гемоглобина (например, внутрисосудистый гемолиз), который может ограничить поглощение CO
  • Конкуренция между CO и кислородом (если пациент ранее дышал 100% FiO ₂ , например)
  • Концентрация гемоглобина, когда она низкая, может ошибочно снизить измерение DLCO, даже если производительность альвеолярно-капиллярного комплекса остается полностью здоровой

Если присмотреться, можно обнаружить, что этот список практически идентичен списку факторов, влияющих на диффузию газов через альвеолярную мембрану, за заметным исключением градиента парциального давления (который включен в определение диффузионная способность) и различные факторы, связанные с ошибкой измерения.

Изменение рассеивающей способности с упражнением

Кто-то может сказать, что обсуждение любой остаточной диффузионной способности является неправильным, потому что это относится к системе без напряжения, которая на самом деле имеет гораздо более высокую способность для диффузии. Действительно, при интенсивных упражнениях D _LO2 увеличивается с 20–30 мл / мин / мм рт. Ст. До примерно 100–120 мл / мин / мм рт. Ст., Что является «реальной» способностью к диффузии. Это увеличение связано с тем, что скорость поглощения кислорода в уравнении (D _LO2 = поглощение кислорода / градиент PO ₂ ) значительно увеличивается.Чтобы объяснить, почему это могло быть, не требуется большого воображения. Учтите: минутный объем увеличивается не только из-за учащения дыхания, но и из-за увеличения дыхательного объема. При увеличении объема легких увеличивается общая площадь альвеолярного газообмена. Кроме того, увеличивается сердечный выброс. При этом увеличивается доставка крови к легочным капиллярам. Это изменяет распределение V / Q, поскольку больше капилляров задействовано в областях легких, которые ранее были либо «истинным» мертвым пространством, либо имели V / Q намного больше 1.0. Обобщая это в приятной форме:

С помощью упражнений изменяются оба основных элемента, влияющих на рассеивающую способность:

• Поглощение кислорода в легочных капиллярах увеличивается, потому что:
  • Увеличение площади поверхности (большие дыхательные объемы)
  • Увеличение легочного кровотока (увеличение сердечного выброса)
  • Улучшение согласования V / Q (области с высокой вентиляцией получают больший кровоток, задействуются спящие капиллярные русла)
• Парциальный градиент давления в легочных капиллярах увеличивается, потому что:
  • Коэффициент экстракции кислорода увеличивается, что снижает PO ₂ смешанной венозной крови
  • Повышенная минутная вентиляция снижает альвеолярный PCO ₂ (таким образом, увеличивает альвеолярный PO ₂ , при прочих равных)
  • Повышенная доставка гемоглобина к абсорбирующей поверхности действует как поглотитель кислорода и поддерживает низкое капиллярное парциальное давление

Какого увеличения D _LO2 следует ожидать? Ответ колледжа на вопрос 20 из первой статьи 2012 года обращается к этому в загадочном замечании: «…альвеолярная вентиляция увеличивается, и улучшается согласование вентиляции и увеличения перфузии с 21 мл / мин / мм рт. ст. до 65 мл / мин / мм рт. ст. «.
Предположительно, значения, указанные во второй половине этого obiter dictum , относятся к изменения в D _LCO и получены из авторитетных источников, но кто знает, где они. Обычно можно ожидать, что они взяты из учебника, а значения учебников обычно исходят из исследований, проведенных в 1960-х годах. Не зная конкретно, какой средневековый источник исследователи Имеется в виду, что поиск содержательных рецензируемых ссылок по сути то же самое, что бросание дротиков в литературу.Например, при кратком поиске можно найти исследование Турино и др. (1963), у здоровых добровольцев значения D _LCO в состоянии покоя варьировались от 18 до 22, а значения физических упражнений — от 55 до 64 мл / мин / мм рт. Это кажется приблизительно правильным, и в любом случае нельзя представить себе вселенную, в которой наличие или отсутствие точных чисел здесь было бы решающим фактором при выполнении экзамена.

.