Lärandemål
- Förklara vikten av följsamhet och motstånd i lungorna
Antalet andetag per minut är andningsfrekvensen. I genomsnitt, under förhållanden utan ansträngning, är människans andningsfrekvens 12-15 andetag/minut. Andningsfrekvensen bidrar till den alveolära ventilationen, eller hur mycket luft som rör sig in i och ut ur alveolerna. Alveolär ventilation förhindrar att koldioxid ansamlas i alveolerna. Det finns två sätt att hålla den alveolära ventilationen konstant: öka andningsfrekvensen samtidigt som tidalvolymen av luft per andetag minskar (ytlig andning), eller minska andningsfrekvensen samtidigt som tidalvolymen per andetag ökar. I båda fallen förblir ventilationen densamma, men det utförda arbetet och den typ av arbete som behövs är helt olika. Både tidalvolym och andningsfrekvens regleras noggrant när syrebehovet ökar.
Det finns två typer av arbete som utförs under andningen, flödesresistivt och elastiskt arbete. Med flödesresistivt arbete avses arbetet i alveolerna och vävnaderna i lungan, medan elastiskt arbete avser arbetet i interkostalmusklerna, bröstväggen och diafragman. Ökad andningsfrekvens ökar det flödesresistiva arbetet i luftvägarna och minskar det elastiska arbetet i musklerna. En minskning av andningsfrekvensen vänder på den typ av arbete som krävs.
Surfaktant
Luft-vävnad/vattengränssnittet i alveolerna har en hög ytspänning. Denna ytspänning liknar vattnets ytspänning vid gränssnittet mellan vätska och luft i en vattendroppe som resulterar i att vattenmolekylerna binds samman. Tensider är en komplex blandning av fosfolipider och lipoproteiner som verkar för att minska ytspänningen mellan alveolvävnaden och luften i alveolerna. Genom att sänka ytspänningen i den alveolära vätskan minskar alveolernas tendens att kollapsa.
Surfaktant fungerar som ett rengöringsmedel för att minska ytspänningen och gör det lättare att blåsa upp luftvägarna. När en ballong först blåses upp krävs det en stor ansträngning för att sträcka ut plasten och börja blåsa upp ballongen. Om lite tvättmedel applicerades på ballongens insida skulle den ansträngning eller det arbete som krävs för att börja blåsa upp ballongen minska, och det skulle bli mycket lättare att börja blåsa upp ballongen. Samma princip gäller för luftvägarna. En liten mängd surfaktant i vävnaderna i luftvägarna minskar den ansträngning eller det arbete som krävs för att blåsa upp luftvägarna. Barn som föds för tidigt producerar ibland inte tillräckligt med surfaktant. Detta leder till att de drabbas av andningsnödsyndrom, eftersom det krävs mer ansträngning för att blåsa upp deras lungor. Surfaktant är också viktigt för att förhindra att små alveoler kollapsar i förhållande till stora alveoler.
Lungornas motståndskraft och följsamhet
Lungsjukdomar minskar gasutbyteshastigheten till och från lungorna. Två huvudorsaker till minskat gasutbyte är följsamhet (hur elastisk lungan är) och motstånd (hur mycket hinder som finns i luftvägarna). En förändring i någon av dem kan dramatiskt förändra andningen och förmågan att ta in syre och släppa ut koldioxid.
Figur 1. Förhållandet mellan FEV1 och FVC.
Förhållandet mellan FEV1 (mängden luft som kan andas ut med våld på en sekund efter att ha tagit ett djupt andetag) och FVC (den totala mängden luft som kan andas ut med våld) kan användas för att diagnostisera om en person har restriktiv eller obstruktiv lungsjukdom. Vid restriktiv lungsjukdom är FVC nedsatt men luftvägarna är inte blockerade, så personen kan utstöta luft någorlunda snabbt. Vid obstruktiv lungsjukdom resulterar luftvägsobstruktion i långsam utandning samt minskad FVC. FEV1/FVC-förhållandet är således lägre hos personer med obstruktiv lungsjukdom (mindre än 69 procent) än hos personer med restriktiv sjukdom (88 till 90 procent).
Restriktiva sjukdomar
Exempel på restriktiva sjukdomar är respiratoriskt nödsyndrom och lungfibros. Vid båda sjukdomarna är luftvägarna mindre följsamma och de är stela eller fibrotiska. Det finns en minskad följsamhet eftersom lungvävnaden inte kan böja sig och röra sig. Vid dessa typer av restriktiva sjukdomar är det intrapleurala trycket mer positivt och luftvägarna kollapsar vid utandning, vilket stänger in luft i lungorna. Den forcerade eller funktionella vitalkapaciteten (FVC), som är den mängd luft som kan andas ut med tvång efter att ha tagit ett så djupt andetag som möjligt, är mycket lägre än hos normala patienter, och den tid det tar att andas ut det mesta av luften är kraftigt förlängd (figur 1). En patient som lider av dessa sjukdomar kan inte andas ut den normala mängden luft.
Obstruktiva sjukdomar
Obstruktiva sjukdomar och tillstånd inkluderar emfysem, astma och lungödem. Vid emfysem, som oftast uppstår till följd av tobaksrökning, förstörs alveolernas väggar, vilket minskar ytan för gasutbyte. Lungornas totala följsamhet ökar, eftersom när alveolernas väggar skadas minskar lungornas elastiska rekyl på grund av förlust av elastiska fibrer, och mer luft fastnar i lungorna i slutet av utandningen. Astma är en sjukdom där inflammation utlöses av miljöfaktorer. Inflammationen blockerar luftvägarna. Obstruktionen kan bero på ödem (vätskeansamling), spasmer i den glatta muskulaturen i bronkiolernas väggar, ökad slemsekretion, skador på luftvägarnas epitel eller en kombination av dessa händelser. Personer med astma eller ödem upplever ökad ocklusion på grund av ökad inflammation i luftvägarna. Detta tenderar att blockera luftvägarna, vilket förhindrar en korrekt gasrörelse (figur 1). Personer med obstruktiva sjukdomar har stora luftvolymer instängda efter utandning och andas med mycket hög lungvolym för att kompensera för bristen på rekrytering till luftvägarna.
Try It
Contribute!
Har du en idé för att förbättra detta innehåll? Vi vill gärna ha dina synpunkter.
Förbättra den här sidanLär dig mer