חלק שלישי- היענות הריאה Flashcards
(56 cards)
מה הם הגורמים שתורמים להתנהגות של הריאות להמתח ואז לחזור אלסטית?
ההתנהות האלסטית של הריאות
היענות- compliance
Elastic recoil
היענות הריאה
- מתייחס לכמות המאמץ הנדרש על מנת למתוח או להרחיב את הריאות. האנלוגיה היא עד כמה קל או קשה לנפח בלון. (לשם השוואה- יותר קשה לנפח בלון פי 100 מאשר לנפח את הריאה)
- פונקציה של שינוי בנפח של חומר כתוצאה משינוי בלחץ(כח) שמפעילים על החומר. ככל שההעינות גדולה, יהיה דרוש פחות לחץ עבור הגדלת הנפח.
- אפשר להגדיר גם- הקלות בה ניתן למתוח חומר מסויים. ככל שצריך להשקיע פחות כח כדי למתוח את החומר כך ההעינות שלו גבוהה יותר.
- באופן ספציפי, היענות הריאה נמדדת בכמות השינוי בנפח הריאה כתוצאה משינוי במפל הלחצים הטרנסמורלי (שהוא הכח שמותח את הריאות).
חסרונות היענות ריאה נמוכה יותר
- ככל שהיענות הריאה נמוכה יותר, כך הלחץ הטרנסמורלי שיש להפיק במהלך שאיפה כדי ליצור התרחבות ריאה נורמלית גדול יותר.
- על מנת להגדיל את הלחץ הטרנסמורלי במהלך שאיפה יש להפוך את הלחץ בין קרומי האדר ליותר נמוכים מבדרך כלל מתחת ללחץ האטמוספרי (כלומר, מתחת ל756)
- זה מושג על ידי הרחבה יותר גדולה של חלל הצלעות על ידי כיווץ חזק יותר של שרירי השאיפה- כלומר, ריאה עם הענות נמוכה יותר דורשת יותר השקעה ועבודה של שרירים על מנת להמתח.
כלומר, ככל שהעינות הריאה נמוכה יותר נדרשת יותר עבודה על מנת להפיק רמה מסויימת של התנפחות.
Elastic recoil-
מתייחס לכמה בקלות הריאות חוזרות לגודלן המקורי, אחרי המתיחה שלהן.
האלסטיות הזו אחראית להחזרת הריאה לנפח שלהן לפני השאיפה, כאשר שרירי השאיפה נרפים בסוף של השאיפה.
ההתנהגות האלסטית של הריאה תלויה בעיקר משני גורמים:
כמות גדולה של סיבי אלסטין ברקמות החיבור של הריאה
יותר חשוב- מתח הפנים של נאדיות הריאה.
מתח הפנים של נאדיות הריאה
השכבה הנוזלית הדקה שמרפדת כל נאדית ריאה יוצרת מתח פנים.
בהשקה של מים ואוויר מולקולות המים על פני השטח מחוברות זו לזו בחוזקה יותר מאשר מולקולות האוויר (קשרי מימן)
המשיכה הלא שווה יוצרת כח שנקרא מתח פנים על פני המים.
מתח הפנים נוצר מכיוון שבשכבה החיצונית של נוזל (מים), אין כוחות שמבטלים את הוקטורים, ולכם הוקטור של הכח בין מולקולות המים שעל פני השטח חזקים יותר.
האפקט הכפול של מתח הפנים של נאדית הריאה
- שכבת המים מתנגדת לכל כח שמגדיל את שטח הפנים שלה. כלומר, היא מתנגדת להתרחבות של נאדיות הריאה בגלל שמולקולות המים מתנגדות להפרדה שלהן.
בהתאמה- ככל שמתח הפנים של נאדיות הריאה גדול יותר, כך היענות הריאה יותר נמוכה. - שנית, שטח הפנים הנוזלי
(liquid surface)
נוטה להתכווץ כמה שיותר בגלל שמולקולות המים שעל פני שטח הפנים שנמשכות בחוזקה זו לזו, מנסות להיות כמה שיותר צמודות זו לזו.
לכן, מתח הפנים של הנוזל בתוך נאדיות הריאה נוטה להקטין את גודל נאדיות הריאה, ו”מוחץ” את מולקולות האוויר בפנים. (כמו בלון)
תכונה זו, יחד עם האפקט של סיבי האלסטין, מייצר את ההחזר האלסטי של הריאות כאשר שלב השאיפה נגמר.
ההשעפה השלילית של מתח פנים גבוה מדי בנאדיות ריאה
הכוחות הקוהסיביים בין מולקולות המים כל כך חזקים, כך שאם הנאדיות היו מצופות בשכבת מים בלבד, מתח הפנים על נאדיות הריאה היה כל כך חזק והיה גורם לקריסת הריאות.
בנוסף, הענות הריאה הייתה מאוד נמוכה, כך שמאמץ שרירי מתיש היה נחוץ להשיג מתיחה והתנפחות של הנאדיות.
הפיתרון למתח הפנים הגבוה של נאדיות הריאה
מתח הפנים העצום של המים בצורה נורמלית מאוזן על ידי סורפקטנט ריאתי.
Pulmonary surfactant
- הסורפקטנט הוא קומפלקס של תערובת ליפידים וחלבונים המופרשים על ידי
type 2 alveolar cell. - התערובת חודרת בין השכבות של מולקולות המים המדפנת את הנאדיות ומפחיתה את מתח הפנים של נאדיות הריאה.
- בגלל שהכוחות הקוהסיביים בין מולקולות המים ובין מולקולות הסורפקטנט חלשים מאוד, הסורפקטנט מקטין את היקף של קשרי המימן בין מולקולות המים בשכבת המים-אוויר.
על ידי הורדת מתח הפנים של נאדיות הריאה, לסורפקטנט הריאתי מספק שני יתרונות חשובים:
- מגדיל את היענות הריאה, ומקטין את העבודה הדרושה לניפוח הריאה
- מקטין את נטיית הריאה לקרוס חזרה כך שהן לא קורסות מיד.
חשיבות הסורפקטנט על יציבות הריאה
התפקיד של הסורפקטנט בהקטנת הנטייה של הנאדיות בהחזרה האלסטית, ומכאן מקטין את קריסת הנאדיות חשוב בלשמר את יציבות הריאה.
החלוקה של הריאה לכמות עצומה של שקי אוויר קטנטנים, מספקת יתרון עצום בהגדלת שטח הפנים לחילופי חמצן ופחמן דו חמצני. אבל גם יוצר בעיה של לשמר על היציבות של כל נאדיות הריאה.
ניזכר שהלחץ שנוצר על ידי מתח הפנים של הנאדיות מכוון פנימה, לוחץ על האוויר שבתוך נאדיות הריאה.
law of laplace
אם נדמה את הנאדית לבועה עגולה, לפי
law of laplace.
הגודל של הכח (הלחץ) שגורם לקריסה פנימה הוא בקשר ישיר למתח הפנים ובקשר הפוך לרדיוס הבועית:
פיזור הסורפקטנט והשפעתו על נאדיות הריאה
- בגלל שהלחץ הוא ביחס הפוך לרדיוס, ככל שהנאדית קטנה יותר, כך הרדיוס שלה קטן יותר וכך גדלה הנטייה שלה לקרוס במתח פנים נתון.
- בהתאמה- אם שתי נאדיות ריאה בגדלים לא שווים תחת אותו מתח פנים, מחוברות על יד אותו מוליך אוויר, הנאדית הקטנה יותר, בגלל שהיא מייצרת יותר לחץ, היא בעלת נטייה לקרוס ולרוקן את האוויר שלה לתוך הנאדית הגדולה יותר.
- נאדיות קטנות בדרך כלל לא קורסות ומפוצצות נאדיות גדולות יותר, בגלל הסורפקטנט הריאתי שמקטין את מתח הפנים של נאדיות קטנות יותר מאשר נאדיות גדולות. זאת בגלל שנאדיות הריאה הקטנות צפופות יותר וקורובות זו לזו.
- ככל שנאדית הריאה גדולה יותר, כך הסורפקטנט מפוזרים יותר ובעלי אפקט פחות חזק בהפחתת מתח הפנים.
- הסורפקטנט הריאתי גורם להשוואה של הכח הגורם לקריסה של נאדיות קטנות לאלו של הגדולות ומקטין למינימום את הנטייה של נאדיות קטנות לקרוס ולרוקן את האוויר שבתוכן לנאדיות הגדולות יותר.
- נוכחות הסורפקטנט הריאתי עוזר בייצוב גודל הנאדיות ועוזר להן להשמר פתוחות וזמינות להשתתף בחילופי גזים.
- הסורפקסטנט נוצר יחסית בשלב מאוחר בחיים העובריים. לכן אצל פגים שנולדו לפני שלב זה והריאת לא הספיקו להבשיל- מופיעות בעיות נשימתיות.
- חוסר בסורפסקנט גורם לפגיעה קשה בהענות הריאה ומכך לקריסה של הריאות לתוך עצן, לפגיעה בחילף הגזים בנדיות, ונתמלאות נאדיות במים- בצקת.
*נשים לב שמתח פנים נוצר כתוצאה ממגע של מים עם אוויר!
באילו מצבים עבודת הנשימה יכול לגבור ולדרוש יותר אנרגיה?
במהלך נשימה שקטה, שרירי הנשימה עובדים במהלך השאיפה על מנת להרחיב את הריאות כנגד הכוחות האלסטיים וכדי להתגבר על התנגדות האוויר, בעוד הנשיפה היא פסיבית.
בדרך כלל היענות הריאה היא גבוהה והתנגדות האוויר נמוכה, כך שרק בערך 3 אחוז מצריכת האנרגיה על ידי הגוף משומש לנשימה שקטה.
עבודת הנשימה יכולה לגבור בארבע סיטואציות:
- כאשר היענות הריאה יורדת.
- כאשר התנגדות האוויר גדלה.
- כקריסה אלסטית גדלה
elastic recoil - כאשר יש צורך בונטילציה מוגברת.
מהי הכמות המקסימלית של אוויר שאדם יכול להחזיק בריאות?
- גברים- 5.7
- נשים- 4.2
מהי כמות האוויר בריאות בסיום שאיפה שקטה?
הריאות יכילו עדיין בערך 2200 מל של אוויר.
מצב הריאות בנשימה שקטה בהתייחס לקיבולת המקסימלית ומינימלית
בדרך כלל בנשימה שקטה, הריאות לא קרובות לקיבולת המקסימלית, וגם לא מתרוקנות לנפח המינימלי שלהן.
מכאן שהריאות נשארות מעט מנופחות במעגל הנשימה- כמו בלון שקל יותר לנפח כשהוא כבר קצת מנופח, לריאות קל יותר להתמלא (היענות טובה יותר) כשהן לא מתחילות מנפח 0 (תלוי ברדיוס הרי)
כמה אוויר נשאף במהלך נשימה שקטה טיפוסית?
במהלך נשימה טיפוסית בתנאי מנוחה, בערך חצי ליטר של אוויר נשאף, ואותה הכמות ננשפת, כך שנפח הריאות משתנה מ2200 מל ל2700 מל.
מה נפח הריאות במהלך שאיפה מקסימלית?
האם הוא יכול להתרוקן לחלוטין?
במהלך שאיפה מקסימלית, נפח הריאות יכול לקטון ל1200 מל בזכרים ו1000 בנשים, אך לעולם לא יתרוקנו לחלוטין, בגלל שמעברי האוויר הקטנים קורסים במהלך שאיפה מאומצת בנפח ריאות נמוך, וחוסמים את המעבר.
מה הם היתרונות בעובדה שריאות לא יכולות להתרוקן לחלוטין
- היתרון בחוסר היכולת לרוקן לחלוטין את הריאות הוא שגם במאמץ נשימתי מאומץ, חילופי הגזים יכולים להמשיך בין הדם שזורם בריאות ולאוויר שנשאר בנאדיות.
כתוצאה מכך, תכולת הגזים בדם שיוצא מהריאות לסיפוק רקמות הגוף נשאר קבוע לאורך מחזור הנשימה.
לעומת זאת, אם הריאות היו מתמלאות ומתרוקנות עם כל נשימה, כמות החמצן שנלקח הופחמן דו חמצני שנזרק היה משתנה תדירות. - יתרון נוסף לחוסר ריקון המוחלט של הריאות בכל נשימה הוא הפחתת העבודה של תהליך הנשימה. ניזכר שנדר פחות מאמץ על מנת לנפח נאדית ריאה מנופחת חלקית מאשר נאדית שלגמרי קרסה.
- *עקומת**
- *P/V**
– מתארת את ההיענות של הריאות שמשתנה בהתאם לנפח הריאות – כלומר כמה כוח צריך להשקיע כדי לנפח את הריאות בכל מצב נפח נתון.
יש נפח ממנו הכי אידיאלי להתחיל לנשום – נפח בו יש היענות טובה של הריאות
(FRC)
.החל מנפח מסויים ההיענות יורדת, וגם אם נשקיע הרבה לחץ בניפוח הריאות הן לא יתנפחו בצורה משמעותית
(TLC).
ספירומטר
השינויים בנפח הריאה במאמצים נשימתיים שונים יכולים להמדד בספירומטר- מכשיר המורכב מתוף מלא אוויר שצף בתא מלא מים. בעוד האדם שואף ונושף אוויר מהתוף ולתוף דרך צינור שמחבר את הפה לחלל האוויר, התוף צף ושוקע במיכל המים. תהליך ה מתועד בסיפרוגרמה שמכיילת את השינויים בנפח הריאות.
מחברים את מכשיר הספירומטר לפה, וכל תנועת נשימה נרשמת על הנייר. מכשיר זה מייצר גרף שמראה את נפח הנשימה ביחס לזמן.
Tidal volume TV-
נקרא נפח מתחלף
האוויר שנכנס או יוצא מהריאות במהלך נשימה אחת. ערך ממוצע תחת תנאי מנוחה- 500 מל.
אצל אבי רשום 600
