Verteilung der Ventilations-Perfusionsrelation beim Lungenemphysem

Zusammenfassung

Es wird der Einfluß einer ungleichmäßigen Verteilung des Ventilations-Perfusionsverhältnisses in der funktionell inhomogenen Lunge auf die Arterialisierung des Blutes unter Berücksichtigung von theoretisch ermittelten und experimentell bestimmten Verteilungskurven untersucht. Die theoretische Untersuchung liefert folgende Ergebnisse:

• 1. Eine ungleichmäßige Verteilung des Ventilations-Perfusionverhältnisses führt zu einer gleichartigen regionalen Variation des Respiratorischen Quotienten.

• 2. Als Folge des Bohr-und Haldaneeffektes ergibt sich die Existenz eines kleinstmöglichen RQ-Wertes von 0,3 und eines größtmöglichen RQ von 6–10.

• 3. Bei einem Mittelwert von RQ=0,8 ist in der funktionell inhomogenen Lunge mit dem Vorliegen einer linksschiefen Verteilung zu rechnen.

• 4. Unter Berücksichtigung verschiedener, in pathologischen Fällen möglicher linksschiefer RQ-Verteilungen errechnen sich die verteilungsbedingten alveolar-arteriellen O₂-Druck-differenzen (AaD) zu 15–30 Torr.

Die experimentelle Untersuchung der Verteilung des Ventilations-Perfusionsverhältnisses mit Hilfe des „inspiratorischen Sauerstoffsprunges“ nachThews undSchmidt an 8 Emphysematikern führt zu folgenden Ergebnissen:

• 1. Die experimentell gewonnenen Verteilungskurven entsprechen nach Form und Verteilungsdichte den theoretisch begründeten Kurven.

• 2. Die hieraus ermittelten verteilungsbedingten alveolar-arteriellen O₂-Druckdifferenzen (AaD) liegen im Bereich von 18–32 Torr.

• 3. Die Durchblutungsverteilung zeigt eine der Ventilationsverteilung angepaßte Tendenz, so daß bei Vernachlässigung der Inhomogenität der Durchblutung eine um etwa 30% zu große AaD berechnet wird.

• 4. Die alveolare Totraumventilation kann beim ausgeprägten Lungenemphysem 20–70% der Gesamtventilation betragen.

Summary

Unequal distribution of ventilation/perfusion ratio in the functionally inhomogeneous lung was studied as to its effect on the arterialization of blood; this was done in consideration of theoretically found and experimentally determined distribution curves.

The following results were obtained by the theoretical study:

• 1. Unequal distribution of ventilation/perfusion ratio yields regional variation of the respiratory quotient.

• 2. The existence of a smallest possible RQ value of 0,3 and of a highest possible RQ of 6–10 is the consequence of the Bohr and Haldane effect.

• 3. Leftwardly inclined RQ distribution may be assumed in the functionally inhomogeneous lung at a mean value of 0.8.

• 4. In consideration of different leftwardly inclined theoretical RQ distributions which might be possible in pathological cases, the alveolar-arterial O₂-pressure differences (AaD) are calculated to be 15–30 mmHg.

In eight emphysematous patients the distribution of ventilation/perfusion ratio was studied experimentally by continuous recording of alveolar and arterial oxygen pressures during sudden change of inspiratory oxygen concentration in hyperoxia. These experiments had the following results:

• 1. Shape and density of distribution curves obtained experimentally are similar to those obtained from theoretical studies.

• 2. The alveolar-arterial O₂-pressure differences (AaD) resulting from unequal distribution range from 18–32 mmHg.

• 3. The distribution of perfusion tends to adapt to that of ventilation, so that when ignoring the inhomogeneity of perfusion AaD will be calculated too high by about 30 per cent.

• 4. Alveolar dead space ventilation may amount to 20–70 per cent of total ventilation in pronounced pulmonary emphysema.