Respiratorna insuficienca ali dihalno popuščanje PDF

RESPIRATORNA INSUFICIENCA ALI DIHALNO POPUŠČANJE Fajko F. Bajrović 1 Uvod 2 Temeljni mehanizmi respiratorne insuficience...

RESPIRATORNA INSUFICIENCA ALI DIHALNO POPUŠČANJE Fajko F. Bajrović 1 Uvod 2 Temeljni mehanizmi respiratorne insuficience Dihanje omogoča organizmu izmenjavo plinov, kisika (O2) in Pri dihanju so ključni trije procesi: alveolarna ventilacija (izmen­ ogljikovega dioksida (CO2), med atmosfero in krvjo. Učinkovi- java zraka med atmosfero in alveoli), difuzija preko alveolokapi- tost dihanja se zrcali v koncentraciji plinov v krvi, ki jo v praksi larne membrane v pljučih (izmenjava plinov med alveoli in krvjo) ugotavljamo s plinsko analizo arterijske krvi. Če dovajanje O2 in perfuzija krvi skozi pljučne kapilare. krvi in izločanje CO2 iz krvi ne ustrezata presnovnim potrebam organizma, govorimo o respiratorni insuficienci ali dihalnem Difuzija plinov preko alveolokapilarne membrane je pasiven pro- popuščanju. Ta se vedno kaže z znižanim delnim tlakom O2 v ces in ga omogoča gradient delnih tlakov plinov med alveoli in arterijski krvi (paO2) (hipoksemijo), medtem ko je delni tlak CO2 kapilarno krvjo (alveolo-kapilarni gradient delnih tlakov), ki v arterijski krvi (paCO2) lahko normalen (normokapnija), znižan je odvisen od alveolarne ventilacije in perfuzije pljučnih kapilar (hipokapnija) ali zvišan (hiperkapnija). oziroma njunega razmerja. Glede na paO2 in paCO2 delimo respiratorno insuficienco na hipo- Delni tlak O2 v mešani arterijski krvi, ki teče iz pljuč, je nižji kot ksemično in hiperkapnično: pO2 v alveolih (pAO2), kar imenujemo alveolo-arterijski gradient Hipoksemično respiratorno insuficienco (tip I) označu- pO2 in ga povzroča predvsem neujemanje ventilacije in perfuzi- je pri dihanju normalnega zraka znižan paO2 pod 8 kPa (60 je, v manjši meri pa šant in omejitev difuzije (glej spodaj). Alve- mmHg) in normalen ali celo znižan paCO2. Ta oblika respira- olo-arterijski gradient pO2 znaša pri mladem odraslem človeku torne insuficience je pogostejša in je običajno posledica bole- 0,3–2 kPa (5–15 mmHg). Poveča se lahko zaradi povečanja neu- zni, ki prizadenejo pljučni parenhim (pljučni edem, pljučnica). jemanja ventilacije s perfuzijo, povečanja anatomskega ali pljuč- Hiperkapnično respiratorno insuficienco (tip II) označuje nega šanta, motnje difuzije, znižanja pO2 v mešani venski krvi, poleg znižanega paO2 pod 8 kPa tudi zvišan paCO2 nad 6,6 kPa dihanja zvišanih koncentracij O2 ali premika disociacijske krivulje (50 mmHg). Zaradi hiperkapnije se zniža tudi pH krvi. V odvi- oksihemoglobina v desno. snosti od njenega trajanja in vključevanja kompenzatornih mehanizmov (zadrževanje bikarbonata v ledvicah) se lahko Pri vdihavanju normalnega zraka je respiratorna insuficienca lah- acidoza popravi. Vzrok za to obliko respiratorne insuficien- ko posledica naslednjih temeljnih patofizioloških mehanizmov: ce so običajno bolezni, ki prizadenejo dihalne poti (KOPB) alveolarne hipoventilacije, zmanjšane difuzije in neujemanja ali mehaniko dihanja (zastrupitve, živčno-mišične bolezni, ventilacije in perfuzije (V/P). Šant, ki je na enem od skrajnih nenormalnosti prsnega koša). koncev spektra neujemanja V/P, obravnavamo v prispevku loče- no zaradi nekaterih posebnosti. Glede na hitrost nastajanja delimo respiratorno insuficienco na akutno in kronično: 2.1 Alveolarna hipoventilacija Akutna respiratorna insuficienca nastane v nekaj minutah Volumen zraka, ki ga vdihamo ali izdihamo vsako minuto imenu- ali urah in kljub kratkoročnim kompenzacijskim meha- jemo minutni volumen dihanja (MVD) ali pljučna ventilacija. nizmom (povečanje minutnega volumna srca, hiperpneja) Izračunamo ga po formuli: pogosto ogroža življenje zaradi hipoksemije in acidoze. Kronična respiratorna insuficienca nastaja več dni ali ted- MVD = DV * Fr enačba 1 nov, kar omogoča vključevanje dolgoročnih kompenzacij- skih mehanizmov. Z zadrževanjem bikarbonata v ledvicah kjer je MVD – minutni volumen dihanja (ml/min), DV – dihalni volu- se kompenzira respiratorna acidoza, s policitemijo (zaradi men (ml), Fr – frekvenca dihanja (min-1). Normalno je DV približno kronične hipoksemije) pa se poveča količina O2 v krvi. Zaradi 500 ml in Fr 12/minuto, zato je MVD 6000 ml/minuto. povečane viskoznosti krvi ob policitemiji in povečanega upo- ra v pljučnem žilju ob refleksni vazokonstrikciji pri kronični Volumen zraka, ki ga vdihamo proti koncu vdiha, napolni prevo- respiratorni insuficienci pogosto vidimo tudi znake pljučne dne dihalne poti in ne pride v alveole. Tako ne vpliva na koncen- hipertenzije (npr. cor pulmonale). tracijo alveolarnih plinov in ne sodeluje pri izmenjavi plinov med krvjo in alveoli, zato ga imenujemo volumen mrtvega prostora Različne bolezni povzročajo respiratorno insuficienco preko (VMP). Pri zdravem človeku obsega anatomski mrtvi prostor različnih patofizioloških mehanizmov. V prvem delu poglavja prevodne dihalne poti od ust do terminalnih bronhiolov, kar zna- obravnavamo temeljne mehanizme respiratorne insuficience, v ša okrog 150 ml. Poleg anatomskega mrtvega prostora opisuje- drugem delu pa njihov prispevek k respiratorni insuficienci pri mo tudi fiziološki mrtvi prostor, ki je pri zdravem človeku pribli- pogostih boleznih, ki jo povzročajo. žno enak anatomskemu mrtvemu prostoru, vendar pri boleznih, ki povzročijo neujemanje V/P, lahko postane precej večji. Takrat 101 060 2019 Farmacija.indd 101 20.9.2019 10:48:29  R e spirato r na insu ficien ca a li d ih a ln o p o p u šča n j e ga sestavljata anatomski mrtvi prostor in alveolarni prostor, ki je Alveolarna hipoventilacija je običajno posledica bolezni odvečno ventiliran. Takšen povečan fiziološki mrtvi prostor je vir- izven pljuč, ki prizadenejo mehaniko dihanja ali povzročijo tualen, ugotovimo ga le z izračunom. obstrukcijo zgornjih dihalnih poti, medtem ko parenhim pljuč ni prizadet (razpredelnica 1). Del pljučne ventilacije, ki uravnava koncentracijo plinov v alve- olih in tako vpliva na izmenjavo plinov med alveoli in krvjo ime- nujemo alveolarna ventilacija (AV). Običajno jo definiramo kot Razpredelnica 1. Nekateri vzroki za alveolarno hipoventilacijo. volumen zraka, ki vstopi (ali izstopi) v alveole vsako minuto, in jo depresija dihalnega centra (npr. alkoholni opoj) izračunamo po formuli: okvara podaljšane hrbtenjače (npr. možganska kap) AV = (DV – VMP) * Fr enačba 2 okvara vratne hrbtenjače (npr. poškodba) bolezni motoričnega nevrona (npr. amiotrofična lateralna skleroza) kjer je AV – alveolarna ventilacija (ml/min), DV – dihalni volumen (ml), VMP – volumen mrtvega prostora (ml), Fr – frekvenca dihanja (min-1). bolezni perifernega živčevja (npr. polinevroradikulitis) bolezni živčno-mišičnega prenosa (npr. miastenija gravis) Iz enačbe 2 sledi, da vsako zmanjšanje DV ali povečanje VMP pov- zroči alveolarno hipoventilacijo. Dihalni volumen se zmanjša, bolezni respiratornih mišic (npr. mišična distrofija) če se okvari mehanika dihanja ali če se poveča upor v zgornjih bolezni prsnega koša (npr. ankilozirajoči spondilitis) dihalnih poteh (grlo, traheja, veliki bronhi). Mrtvi prostor pa se poveča, kadar se močno zmanjša perfuzija delno predihanih/ obstrukcija zgornjih dihalnih poti (npr. obstruktivna apneja med ventiliranih alveolov. Če se poraba O2 in nastajanje CO2 med spanjem) presnovo v celicah ne zmanjšata, alveolarni hipoventilaciji neiz- bežno sledita hipoksemija in hiperkapnija. 2.2 Zmanjšana difuzija Odvisnost paCO2 od alveolarne ventilacije opisuje naslednja enačba: Izmenjava plinov med alveoli in pljučnimi kapilarami poteka z difuzijo, ki jo opisuje enačba: paCO2 = (VCO2/AV) * K enačba 3 Qplina = (Kd * S * ∆p)/d enačba 5 kjer je paCO2 – arterijski pCO2 (kPa), VCO2 – izločanje CO2 (ml/min), AV – alveolarna ventilacija (ml/min) in K – konstanta. kjer je Qplina – količina difundiranega plina (ml/min), Kd – difuzijski koeficient, S – površina alveolokapilarne membrane, d – debelina Iz enačbe 3 sledi, da se paCO2 podvoji, če se AV razpolovi. Zato naj alveolokapilarne membrane in ∆p – gradient tlakov preko alveolo- ne bo odveč poudariti: če bolnik nima zvišanega paCO2, potem kapilarne membrane. Produkt Kd * S/d (ml/min/mmHg) predstavlja ne hipoventilira! difuzijsko kapaciteto za določen plin – volumen plina, ki v eni minuti preide preko alveolokapilarne membrane pri gradientu 1 mmHg. Odvisnost pAO2 in posledično paO2 od alveolarne ventilacije lahko izračunamo s poenostavljeno plinsko alveolarno enačbo: Iz enačbe 5 sledi, da je količina difundiranega plina sorazmer- na njegovi difuzijski kapaciteti in gradientu njegovih delnih pAO2 = pIO2 – pACO2/R enačba 4 tlakov. Difuzijska kapaciteta plina je sorazmerna difuzijskemu koeficientu in difuzijski površini ter obratno sorazmerna difuzijski kjer je pAO2 – delni tlak O2 v alveolih (kPa), pIO2 – delni tlak O2 v vdiha- razdalji. nem zraku, ki se je v dihalih navlažil z vodnimi hlapi (kPa), pACO2 – delni tlak CO2 v alveolih (kPa) in R – respiratorni količnik (VCO2/VO2). Normalno se v mirovanju pO2 v alveolarnih kapilarah izenači s pO2 v alveolih v prvi tretjini kontaktnega časa kapilarne krvi z alveo- Iz enačbe 4 sledi, da se pri R je 1 ob razpolovljeni AV, pri kateri se li, ki znaša približno ¾ sekunde (slika 1). Zato je količina difundira- pACO2 podvoji od 5,3 kPa na 10,6 kPa (od 40 na 80 mmHg), pAO2 nih plinov zadostna tudi med hudim naporom, ko se kontaktni čas zniža od 14,7 kPa na 9,3 kPa (od 110 mmHg na 70 mmHg) (pri R kapilarne krvi z alveoli zmanjša na ¼ sekunde. Zaradi odpiranja = 0,8 se pAO2 zniža od 13,3 kPa na 6,7 kPa (od 100 mmHg na 50 novih kapilar se med naporom poveča tudi difuzijska kapaciteta. mmHg)). Ob takšni alveolarni ventilaciji bi se zaradi zadrževanja Razmeroma dolg kontaktni čas kapilarne krvi z alveoli in možnost CO2 razvila precej huda acidoza (pH 7,2), medtem ko bi bila zaradi povečanja difuzijske kapacitete z odpiranjem novih kapilar pred- oblike in položaja disociacijske krivulje oksihemoglobina njego- stavljata pri zdravem človeku veliko difuzijsko rezervo. va saturacija z O2 še vedno okrog 80 %. Količina difundiranega plina se načeloma lahko zmanjša pri tistih Zato je običajno večji problem alveolarne hipoventilacije bolezenskih procesih, pri katerih se zmanjša difuzijska kapaciteta hiperkapnija in ne hipoksemija. Iz enačbe 4 sledi tudi, da hipo- (glej enačbo 5) in se hkrati močno skrajša kontaktni čas kapilarne ksemijo zaradi alveolarne hipoventilacije lahko hitro popravimo z krvi (slika 1). zvišanjem koncentracije O2 v vdihanem zraku, medtem ko lahko popravimo hiperkapnijo le s povečanjem AV, za kar je pogosto Difuzijska kapaciteta se lahko zmanjša zaradi zadebelitve difu- potrebna umetna ventilacija. zijske pregrade (pri npr. difuzni fibrozi pljuč zaradi različnih vne- 102 060 2019 Farmacija.indd 102 20.9.2019 10:48:29  R e s pi rato r n a i n s u f i c i e n c a a l i d i h alno popušč anj e tnih bolezni) ali zmanjšanja njene površine (pri npr. emfizemu). perfuzija pljuč pa omogoča oddajanje CO2 iz mešane venske krvi Kontaktni čas kapilarne krvi se lahko močno skrajša (teoretično v alveole in privzemanje O2 iz alveolov v kri. Iz tega sledi, da so tudi na 1/10 sekunde) pri povečanju pretoka zaradi preusmerjen- pO2 in pCO2 v alveolih in arterijski krvi ter izmenjava plinov ja velike količine krvi iz drugih področij pljuč (zaradi npr. obsežnih preko alveolokapilarne pregrade odvisni tudi od ujemanja pljučnih embolizmov). med alveolarno ventilacijo in perfuzijo pljuč (V/P). Zato vsakr- šno neujemanje V/P spremeni alveolarni pO2 in pCO2 ter povzroči Pri boleznih z motnjo difuzije praviloma ugotovimo hipokse- motnje v izmenjavi obeh plinov med alveoli in krvjo. mijo in normokapnijo. Pri teh boleznih je prizadeta arhitektura pljučnega parenhima, kar povzroča neujemanje V/P, ki verjetno Alveolarna ventilacija znaša normalno 4–6 l/min, kar je približ- pomembno prispeva k hipoksemiji. Zato je težko natančno oce- no enako perfuziji krvi skozi pljuča in minutnemu volumnu srca. niti prispevek zmanjšane difuzijske kapacitete k hipoksemiji v Zato je razmerje V/P celotnih pljuč 0,8–1,2. Na tem mestu je pot- mirovanju. Pač pa pri teh bolnikih zmanjšanje difuzijske kapaci- rebno poudariti, da so pljuča funkcionalno sestavljen organ iz tete verjetno pomembno prispeva k hipoksemiji med naporom posameznih alveolokapilarnih enot, ki se glede razmerja V/P zaradi skrajšanja kontaktnega časa kapilarne krvi. močno razlikujejo. Zato so izmenjava plinov in posledično pO2 in pCO2 v arterijski krvi odvisni od razmerja V/P na ravni Ker je difuzibilnost CO2 približno 20-krat večja od difuzibilno- vseh posameznih alveolokapilarnih enot. sti O2, zmanjšanje difuzijske kapacitete CO2 v kliničnih razmerah praktično ne vpliva na njegov arterijski delni tlak, ki zato ostane Razmerje V/P celotnih pljuč je le grob približek razmer na posa- normalen. Tipično je pri takih bolnikih paCO2 celo nekoliko znižan meznih alveolokapilarnih enotah. Slednje si lahko predstavljamo zaradi refleksne hiperventilacije ob hipoksemiji ali/in draženju na hipotetičnem primeru: če se vsa kri minutnega volumna srca vagalnih pljučnih receptorjev. (5 l/min) usmeri v levo pljučno krilo in se vsa alveolarna ventila- cija usmeri v desno pljučno krilo, znaša razmerje V/P za celotna Hipoksemijo zaradi zmanjšane difuzije lahko popravimo z vdi- pljuča 1, kljub temu pa izmenjava plinov med perfundiranimi havanjem 100-odstotnega O2. Posledično povečanje alveolo-ka- pljučnimi kapilarami in ventiliranimi alveoli ni možna. pilarnega gradienta pO2 namreč lahko premaga difuzijsko oviro zaradi zadebeljene alveolokapilarne pregrade. Že v normalnih razmerah so pri stoječem človeku v pljučih pod- ročja, ki odstopajo od povprečnega razmerja med ventilacijo in 2.3 Neujemanje ventilacije in perfuzije perfuzijo (V/P = 1) (slika 2). V apeksih pljuč je ob praktično nor- Kot smo zapisali že v Uvodu, omogoča alveolarna ventilacija pri- malni ventilaciji razmeroma majhna perfuzija (V/P > 1); v takšnih vzemanje O2 iz okolja v pljuča in izločanje CO2 iz pljuč v okolje, področjih AV ne prispeva veliko k izmenjavi plinov (povečan fiziološki mrtvi prostor). Nasprotno je v bazah pljuč ob nekoli- ko povečani perfuziji AV nekoliko zmanjšana (V/P < 1); v takšnih področjih deoksigenirana in hiperkapnična venska kri naleti na slabše ventilirana področja ali pa jih obide in vstopi v arterijski sistem (fiziološki obvod ali šant, včasih tudi popoln obvod). Ker je v normalnih razmerah velika večina alveolov razmeroma dobro ventiliranih in perfundiranih, razmerje V/P celotnih pljuč zadošča za izmenjavo plinov. Pri nekaterih bolezenskih procesih, npr. kronični obstruktivni pljučni bolezni (KOPB), intersticijskih boleznih pljuč in vasku- larnih motnjah (pljučni embolizmi), se v pljučih pojavijo velika območja z velikimi odstopanji razmerja V/P. Takrat govorimo o neujemanju V/P (slika 2), ki je najpogostejši vzrok za respirator- no insuficienco. Neujemanje V/P lahko poslabšata hipoventi- lacija in zmanjšan minutni volumen srca. Dejansko neujemanje V/P je manjše, kot bi pričakovali zaradi dveh dejavnikov: i) kolateralne ventilacije slabo predihanih alve- olov skozi povezave s sosednjimi predihanimi alveoli (Kohnove pore) in ii) zmanjšanja pretoka krvi v slabo ventiliranih predelih pljuč, kar je posledica hipoksične vazokonstrikcije, ki je lokalen odgovor na nizek alveolarni pO2. Slika 1. Sprememba pO2 vzdolž pljučne kapilare. Med naporom se kontaktni čas kapilarne krvi, ki je razpoložljiv za difuzijo preko alveolo- Mešana arterijska kri iz pljuč z velikimi odstopanji razmerja V/P kapilarne membrane, skrajša. Zadebeljena alveolokapilarna membrana ima zaradi nelinearne oblike disociacijske krivulje oksihemoglo- zmanjša količino difundiranega plina v časovni enoti. Prirejeno po: West bina vedno znižano koncentracijo O2 (slika 3). K temu prispe- JB; 2012. vajo deli pljuč z znižanim razmerjem V/P. Čeprav je v delih pljuč z 103 060 2019 Farmacija.indd 103 20.9.2019 10:48:30  R e spirato r na insu ficien ca a li d ih a ln o p o p u šča n j e izboljša zaradi povečanja alveolokapilarnega gradienta delnih tlakov. Zato se izboljša tudi pO2 v mešani krvi, ki zapušča pljuča. V razmerah kronične hiperkapnije se centralni kemoreceptorji adaptirajo na visok paCO2, zato se dihanje uravnava preko paO2 in perifernih kemoreceptorjev. Če odpravimo hipoksemijo, se AV zmanjša in posledično hiperkapnija poveča. Zvišan paCO2 (nad 15 kPa) deluje anestetično in povzroči neodzivnost tudi za O2, zato nastopi odpoved dihanja. Zato moramo dodajati O2 takim bolni- kom zelo previdno. 2.4 Šant V področjih pljuč z normalno perfuzijo in močno zmanjšano ven- tilacijo (V/P ~ 0) deoksigenirana in hiperkapnična (venska) kri obide ventilirane alveole in vstopi v arterijski sistem, kar imenu- jemo obvod ali šant. Kot je navedeno v Uvodu, je šant ena od skrajnosti spektra neujemanja V/P. Šante delimo na ekstrapulmo- nalne in intrapulmonalne. Ekstrapulmonalni šant je npr. posle- dica defekta ventrikularnega septuma, če se ob pljučni hiperten- ziji levo-desni šant spremeni v desno-levi šant. Intrapulmonalni Slika 2. Shematični prikaz neujemanja ventilacije (V) in perfuzije šant je lahko posledica arteriovenskih anastomoz v pljučih, ki so (P). V/P ↓ – zmanjšano razmerje med ventilacijo in perfuzijo pljuč, V/P N večinoma prirojene, lahko pa so pridobljene posledice nekaterih – normalno razmerje med ventilacijo in perfuzijo pljuč, V/P ↑ – zvečano bolezni, kot so npr. lobarna pljučnica, atelektaza, edem ali pnev- razmerje med ventilacijo in perfuzijo pljuč, pO2 ↓ – znižan delni tlak O2 motoraks, pri katerih nekateri alveoli niso ventilirani. v arterijski krvi. Velja poudariti, kar se tudi vidi v sliki, da imajo bolniki z neujemanjem V/P v pljučih področja, v katerih je količnik V/P normalen! Kri, ki teče skozi šant, se torej ne oksigenira, zato sta v mešani Prirejeno po: West JB; 2012. arterijski krvi, ki teče iz pljuč vsebnost O2 in posledično pO2 znižana (slika 4). Šant običajno ne povzroča zvišanja paCO2. Slednje preprečujejo kemoreceptorji, preko katerih se alveolarna zvečanim količnikom V/P pO2 zvišan, se v teh delih pljuč koncen- ventilacija zdravih pljuč poveča, če se paCO2 zviša. Hiperventilira- tracija O2 v krvi bistveno ne zviša, saj je pri tamkajšnjem pO2 diso­ ni alveoli lahko oddajo več CO2 in posledično je skupni paCO2 nor- ciacijska krivulja oksihemoglobina skoraj izravnana. Nasprotno je malen. Zaradi dodatne hipoksemične stimulacije ventilacije je vezavna krivulja za CO2 v delovnem področju skoraj linearna, zato paCO2 pogosto celo nižji kot normalno. neujemanje V/P zelo vpliva na koncentracijo CO2 in lahko povz- roči normokapnijo, hiperkapnijo ali celo hipokapnijo. Za dodatno razlago glej 4.1. Ob vdihavanju 100-odstotnega O2 se v alveolokapilarnih eno- tah z zmanjšanim razmerjem V/P oksigenacija krvi lahko delno Slika 4. Šant in vpliv vdihavanja čistega O2 na vsebnost O2 v krvi. Kri, ki teče skozi šant se ne oksigenira, zato sta v mešani arterijski krvi, ki teče iz pljuč vsebnost O2 in posledično pO2 znižana. Če bolnik s šantom vdihava 100-odstoten O2, se koncentracija O2 v krvi, ki teče skozi predi- hane alveole zaradi oblike in lege disociacijske krivulje hemoglobina, Slika 3. Disociacijska krivulja O2 in CO2. – normalni delovni točki v bistveno ne spremeni, zato se vsebnost O2 v mešani arterijski krvi, ki teče arterijski krvi. Prirejeno po: West JB; 2012. iz pljuč, ne spremeni. Prirejeno po: West JB; 2012. 104 060 2019 Farmacija.indd 104 20.9.2019 10:48:32  R e s pi rato r n a i n s u f i c i e n c a a l i d i h alno popušč anj e Če bolnik s šantom vdihava 100-odstoten O2, se paO2 ne Kot že rečeno zgoraj, je dejansko neujemanje V/P manjše, kot bi poveča tako kot pri zdravem človeku. Kri, ki teče skozi predi- lahko pričakovali, predvsem zaradi kolateralne ventilacije slabo hane alveole, zaradi oblike in lege disociacijske krivulje namreč predihanih alveolov skozi povezave s sosednjimi predihanimi ne more sprejeti več O2, kri, ki teče skozi šant, pa se ne oksigeni- alveoli (Kohnove pore) in zaradi zmanjšanja pretoka krvi v slabo ra (slika 4). To opažanje nam omogoča tudi odkrivanje majhnih ventiliranih predelih pljuč. šantov z merjenjem paO2 med vdihavanjem 100-odstotnega O2. Slednje je pomembno pri ugotavljanju mehanizma respiratorne Zaradi oblike disociacijske krivulje hemoglobina je ta 97 % nasi- insuficience, saj se tako obnaša le šant. Pri ostalih treh mehani- čen z O2 že pri pO2 100 mmHg, zato povišanje pO2 v hiperven- zmih hipoksemije (hipoventilaciji, motnji difuzije in neujemanju tiliranih alveolih ne more nadomestiti zmanjšane vezave O2 na V/P) doseže paO2 med vdihavanjem 100-odstotnega O2 podobne hemoglobin v hipoventiliranih alveolih. vrednosti kot pri zdravih ljudeh. Kljub neujemanju V/P je pri bolnikih z blago in zmerno obliko 3 Povzetek temeljnih mehanizmov respiratorne insuficience KOPB paCO2 lahko normalen zaradi hiperventilacije predelov Respiratorna insuficienca se vedno kaže z znižanim paO2, med- pljuč z zvečanim razmerjem V/P, ki lahko oddajo dovolj ali več tem ko je paCO2 lahko normalen ali znižan (hipoksemična respi- CO2 kot normalno. Z napredovanjem bolezni se zaradi povečane- ratorna insuficienca) ali zvišan (hiperkapnična respiratorna ga napora in zmanjšane občutljivosti centralnih kemoreceptorjev insuficienca). Med vdihavanjem normalnega zraka je hipokse- za CO2 vendarle pojavi hiperkapnija. Z naraščanjem hiperkapni- mija lahko posledica hipoventilacije, neujemanja V/P, šanta ali je nastaja tudi respiratorna acidoza. Ker paCO2 običajno narašča zmanjšane difuzijske kapacitete pljuč. S praktičnega stališča je za počasi, je respiratorna acidoza kompenzirana zaradi povečane opredelitev mehanizma hipoksemije uporabno določanje alveo- reabsorpcije bikarbonata v ledvicah. lo-arterijskega gradienta pO2, ki je normalen le pri hipoventilaciji, sicer je povečan. 4.2 Restriktivne bolezni pljuč Hiperkapnija je posledica hipoventilacije in/ali neujemanja V/P, Restriktivne bolezni pljuč so definirane z zmanjšanjem vital- in nastopa zlasti v napredovalih stopnjah bolezni, ko ustrezen ne kapacitete zaradi prizadetosti pljučnega parenhima (difuz- hiperventilacijski odziv na zvišan paCO2 ni več možen. na intersticijska bolezen pljuč). Pri restriktivnih boleznih pljuč je respiratorna insuficienca predvsem posledica alveolarne hipo- 4 Bolezni pljuč in respiratorna insuficienca ventilacije in neujemanja V/P. Ob naporu lahko prispeva k Glede na prispevek posameznih mehanizmov k respiratorni insu- respiratorni insuficienci tudi zmanjšanje difuzijske kapacitete. ficienci lahko razdelimo bolezni pljuč na obstruktivne in restrik- V arterijski krvi tipično ugotovimo hipoksemijo, medtem ko je tivne bolezni ter bolezni zaradi okvare mikrocirkulacije. pCO2 zaradi refleksne hiperventilacije, ki jo posredujejo pljučni receptorji, lahko normalen ali celo znižan. Naj ne bo odveč pou- 4.1 Obstruktivne bolezni pljuč dariti, da je potrebno ločiti med restriktivnimi boleznimi pljuč Obstruktivne bolezni pljuč so definirane z zmanjšanim preto- in restriktivno motnjo dihanja. Slednja je lahko tudi posledica kom zraka med forsiranim izdihom zaradi zvečanega upora v živčno-mišičnih bolezni ali bolezni stene prsnega koša, ki niso dihalnih poteh (astma, bronhitični tip KOPB) ali zaradi zvečane restriktivne bolezni pljuč, ker so pri njih bolne mišice oz. kosti in podajnosti pljuč (emfizem). Propad pljučnega parenhima pri ne pljuča. Pri teh boleznih je respiratorna insuficienca predvsem emfizemu in zožitev dihalnih poti pri bronhitičnem tipu KOPB posledica alveolarne hipoventilacije. neizbežno spremlja neujemanje V/P, ki ima za posledico hipok- semijo brez hiperkapnije ali s hiperkapnijo. Zmanjšana difu- 4.2.1 Pnevmotoraks zijska kapaciteta za O2 nekoliko prispeva k hipoksemiji pri emfi- Pri pnevmotoraksu se zaradi kolapsa pljučnega krila neposredno zemu, a je njen prispevek majhen. zmanjšata vitalna kapaciteta in AV. Ker se zmanjša površina alveolokapilarne membrane, se zmanjša tudi difuzijska kapa- Pri emfizemu nastanejo zaradi propada alveolarnih pregrad citeta pljuč. V kolabiranem pljučnem krilu, ki ni ventilirano, se veliki prostori, ki so bolj ventilirani (zvečana podajnost) kot per- ohrani minimalen krvni obtok. Neventilirani a perfundirani alve- fundirani (zmanjšano število kapilar), zato se poveča razmerje oli predstavljajo pljučni šant, kar dodatno prispeva k respiratorni V/P (povečan fiziološki mrtvi prostor), kar ne vpliva bistveno na insuficienci. Posledica respiratorne insuficience so hipoksemija, koncentracijo O2 in CO2 v krvi (glej sliko 3). V predele pljuč z niz- hiperkapnija in respiratorna acidoza. kim razmerjem V/P gre razmeroma malo krvi, poleg tega bolniki z emfizemom hiperventilirajo, zato imajo tipično blago hipokse- Kompenzatorna hiperpneja in zmanjšanje pretoka krvi skozi mijo in normokapnijo. kolabirano pljučno krilo zmanjšata neposredne učinke pnev- Pri bronhitičnem tipu KOPB je zaradi zožitve majhnih dihalnih motoraksa na izmenjavo plinov. poti veliko alveolov slabše ventiliranih, a še dovolj dobro prekrv- Zvišan paCO2 preko centralnih kemoreceptorjev spodbuja ven- ljenih. Tako zmanjšano razmerje V/P (fiziološki šant – povečano tilacijo predihanih delov pljuč. Pri nižjem paO2 se odzovejo tudi vensko primešanje) povzroči hipoksemijo in hiperkapnijo, periferni kemoreceptorji, kar dodatno vzpodbudi dihalni cen- posebej v napredovalih stopnjah bolezni, ko ustrezni hiperven- ter in povzroči hiperpnejo. Tako se (v odvisnosti od vrste pnev- tilacijski odziv na zvišan paCO2 ni več možen. motoraksa) izboljša AV in zato delno tudi oksigenacija krvi ter izplavljanje CO2 iz krvi. 105 060 2019 Farmacija.indd 105 20.9.2019 10:48:32  R e spirato r na insu ficien ca a li d ih a ln o p o p u šča n j e Zaradi poglobljenega vdiha ob kompenzatorni hiperpneji se na procesa ali hipoksične vazokonstrikcije. Pri pljučnici običajno ne zdravi strani vzdražijo receptorji za razteg v gladkem mišičju pride do zadrževanja CO2 zaradi refleksne hiperventilacije, zato je bronhov in bronhiolov. Zato se preko Hering-Breuerjevega reflek- paCO2 lahko celo znižan. sa skrajša vdih in tako dodatno pospeši dihanje. K hiperpneji pri- speva tudi draženje receptorjev pljučnega draženja pod bron- 5 Izpitne teme hialnim epitelijem v kolabiranem pljučnem krilu. Opredelitev respiratorne insuficience. V kolabiranem pljučnem krilu kolabirajo tudi žile, zato se v njih Razdelitev respiratorne insuficience glede na pO2 in pCO2 v arte- poveča upor proti toku krvi. Upor proti toku krvi se dodatno rijski krvi. poveča tudi zaradi lokalne vazokonstrikcije majhnih arterij in Temeljni mehanizmi respiratorne insuficience. arteriol (alveolokapilarni refleks), kot odgovor na hipoksijo Prispevek posameznih mehanizmov k respiratorni insuficienci pri alveolov. Zato se pretok krvi preusmeri iz kolabiranega pljučnega nekaterih boleznih pljuč. krila v zdravo pljučno krilo, ki je ventilirano. Tako se delno popravi difuzijska kapaciteta pljuč (odpiranje zaprtih kapilar) in se zmanj- 6 Viri ša pljučni šant. Levitzky MG. Pulmonary Physiology. Lange Physiology Series. 7th ed. New York, McGraw-Hill Comp., 2007. 4.3 Bolezni na ravni mikrocirkulacije West JB. Pulmonary Pathophysiology – the essentials. 8th ed. Philadel- Bolezni na ravni mikrocirkulacije s patofiziološkega stališča lahko phia, Williams in Wilkins, 2012. razdelimo na tiste, pri katerih je primarno porušeno ravnotežje West JB. Pulmonary Physiology and Pathophysiology. An Integrated, Starlingovih sil na kapilarni membrani in tiste, pri katerih je pri- Case-Based Approach. 2nd ed. Phyladephia, Lippincot Williams in marno povečana prepustnost kapilar. Respiratorno insuficienco Wilkins, 2007. pri obeh povzročata predvsem šant in neujemanje V/P. West JB. Respiratory Physiology – the essentials. 9th ed. Philadelphia, Williams in Wilkins, 2011. 4.3.1 Pljučni edem Pljučni edem je posledica prestopanja tekočine iz kapilar zara- di porušenega ravnovesja Starlingovih sil – zvišanja kapilarne- ga hidrostatskega tlaka, znižanja onkotskega tlaka plazme – ali povečanja prepustnosti kapilar. Pljučni edem delimo na intersti- cijski in alveolarni edem. Zaradi alveolarnega pljučnega edema je del alveolov zalit s tekočino, zato nastane šant s posledično hipoksemijo. Zaradi refleksne hiperventilacije, ki jo posreduje- jo receptorji pljučnega draženja in receptorji J, je paCO2 lahko normalen ali celo znižan. Prispevek zmanjšane difuzije plinov preko zadebeljene alveolokapilarne membrane k hipoksemiji je majhen. V klinični sliki se pljučni edem kaže kot dispneja zaradi draženja receptorjev J in zvečane respiratorne vzpodbude ter penast (zaradi surfaktanta) in krvav (zaradi pokanja kapilar) spu- tum. 4.3.2 Sindrom akutne dihalne stiske (ang. acute respiratory distress syndrome, ARDS) Sindrom akutne dihalne stiske je posledica povečane prepust- nosti kapilar, ki jo povzročijo citokini ob sistemski vnetni reakciji zaradi sepse, šoka ali hudih poškodb. Pri tem sta poleg edema pljuč značilen vdor nevtrofilcev v pljuča in proliferacija pnevmo- citov. Posledici sta zmanjšana podajnost pljuč in šant. Zaradi šan- ta in neujemanja V/P nastopi hipoksemija, medtem ko je zaradi nev­rogene hiperventilacije paCO2 lahko celo znižan (glej zgoraj). 4.3.3 Pljučnica Pljučnica (lobarna, bronhopneumonija) je vnetje pljučnega parenhima zaradi okužbe. Zaradi vnetja nastopita vazodilatacija in zvečana prepustnost kapilar. Zato eksudat (tekočina in belja- kovine) prestopa iz kapilar v intersticij in alveole. Področja pljuč, ki jih zajame pljučnica, niso ventilirana. Ker vnetje ovira hipoksič- no vazokonstrikcijo, je perfuzija ohranjena. Zato nastane šant in posledična hipoksemija. Stopnja hipoksemije je torej odvisna od lokalne perfuzije, ki se lahko zmanjša bodisi zaradi bolezenskega 106 060 2019 Farmacija.indd 106 20.9.2019 10:48:32