Factoren die invloed hebben op de pulmonale vasculaire weerstand
Dit hoofdstuk is het meest relevant voor sectie F5 (ii) van de 2017 CICM primaire Syllabus, die verwacht dat de examenkandidaten in staat zijn “de pulmonale vasculaire weerstand en de factoren die dit beïnvloeden”te begrijpen. Historisch gezien is dit naar voren gekomen in twee eerdere SAQ ‘ s:
- vraag 5 uit de tweede paper van 2016
- vraag 4(p.2) uit de tweede paper van 2009
2) was veruit de meer informatieve, want het schetst duidelijk het soort antwoord dat ze zochten, tot het punt van zelfs het geven van een pagina referentie (Wests’). Het werd gebruikt om dit hoofdstuk te structureren, en is een goed model voor hoe examinator opmerkingen eruit zouden moeten zien. De andere vraag leunde meer op wat weerstand eigenlijk is, en hoe het de druk beïnvloedt. Dit is ook iets dat de moeite waard is om te bespreken, waarschijnlijk in zijn eigen hoofdstuk.
factoren die de pulmonale vasculaire weerstand beïnvloeden
- pulmonale bloedstroom:
- verhoogde bloedstroom leidt tot afname van de pulmonale vasculaire weerstand om de pulmonale arteriële druk stabiel te houden
- Dit is te wijten aan:
- zwelling van de pulmonale capillairen (voornamelijk), en
- rekrutering van eerder ingeklapte of vernauwde capillairen
longvolume:
- relatie tussen longvolume en PVR is “U”-vormig
- pulmonale vasculaire weerstand is het laagst bij FRC
- bij lage longvolumes, neemt toe door compressie van grotere vaten
- bij hoge longvolumes, neemt toe door compressie van kleine vaten
hypoxische pulmonale vasoconstrictie
- Een bifasisch proces (snelle onmiddellijke vasoconstrictie gedurende minuten,
- voornamelijk te wijten aan de vernauwing van kleine distale longslagaders
- HPV wordt verzwakt door:
- Sepsis en pneumonie
- hypothermie
- ijzerinfusie
metabole en endocriene factoren:
- Catecholamines, arachidonzuurmetabolieten (bijv. tromboxaan A2) en histamine toename PVR
- hypercapnie en (onafhankelijk) acidemie verhogen ook pVR
- Alkalemie verlaagt PVR en onderdrukt hypoxische pulmonale vasoconstrictie
- hypothermie verhoogt PVR en onderdrukt hypoxische pulmonale vasoconstrictie
autonoom zenuwstelsel:
- α1 receptoren: vasoconstrictie
- β2-receptoren: vasodilatatie
- Muscarine M3-receptoren: vasodilatatie
viscositeit van het Bloed
- PVR neemt toe met het verhogen van het hematocriet
Drug-effecten:
- Pulmonale vasoconstrictoren: Adrenaline, noradrenaline en adenosine
- Pulmonale vaatverwijders: Stikstofmonoxide, milrinone, levosimendan, sildenafil, vasopressine, bosantan / ambrisantan, prostacycline en zijn analogen, calciumantagonisten en ACE-remmers.
voorbij het pulmonale Circulatiehoofdstuk van Nunn ‘ s (Ch. 6, blz. 89 van de 8e editie), geen andere bron brengt al deze factoren samen op een manier die zou kunnen worden gebruikt als een alternatieve vrije bron van dezelfde informatie. Als men zou aandringen op het niet kopen van studieboeken, zou men worden gedwongen om trawl door een vrij grote bibliografie van vaak betaalde artikelen uit de jaren 1960.
- factoren die de pulmonale arteriële druk beà nvloeden
- Effect van pulmonale bloedstroom op de pulmonale vasculaire weerstand
- zwelling van de pulmonale capillairen als reactie op toenemende druk
- rekrutering van pulmonale capillairen
- Effect van longvolume op de pulmonale vasculaire weerstand
- Effect van atelectase op de pulmonale vasculaire weerstand
- hypoxische pulmonale vasoconstrictie
- regionale pulmonale arteriële resistentie bij pneumonie en sepsis
- metabolische en endocriene invloeden op de pulmonale vasculaire weerstand
- controle door het autonome zenuwstelsel
- Effect van bloedviscositeit op de pulmonale vasculaire weerstand
- effect van leeftijd op pulmonale vasculaire weerstand
- geneesmiddelen die invloed hebben op de pulmonale vasculaire weerstand
factoren die de pulmonale arteriële druk beà nvloeden
hoewel vraag 5 van het tweede artikel van 2016 vroeg naar factoren die de pulmonale arteriële druk beà nvloeden, afgaande op het antwoord van het college, was wat ze echt wilden een discussie over druk in algemene hydrodynamische termen. “Een gestructureerde benadering van het definiëren en beschrijven van de vele factoren die de vloeistofstroom en weerstand beà nvloeden was nodig om goed te scoren”, zeiden de examinatoren. De wet van Poiseuille werd ter sprake gebracht. Het is dan ook enigszins vreemd dat in de vraag specifiek over pulmonale druk werd gevraagd, omdat dit de cursisten zou hebben misleid en hen in een zinloze discussie over hypoxische pulmonale vasoconstrictie en dergelijke zou hebben gestuurd. Wat volgt is dus een poging om de factoren te onderzoeken die de druk beïnvloeden van een vloeistof die elk vat vervoert, maar met een poging om de discussie op smaak te brengen met factoren die uniek pulmonair zijn.
dus:
- druk is het product van flow en weerstand.
- de Flow in de pulmonale circulatie is gelijk aan stroom in de systemische circulatie, d.w.z. het is de cardiale output, en is daarom bepaald door:
- Hartslag
- Afterload (specifiek RV-afterload)
- Ventricular stroke volume, die wordt op zijn beurt bepaald door de
- Preload
- de contractiliteit van het hart
- Ventriculaire naleving
- Weerstand in de pulmonale circulatie wordt bepaald door:
- verhoudingen laminaire en turbulente stroom
- voor turbulente stroom kan de weerstand niet worden bepaald met standaardvergelijkingen, alleen om te zeggen dat deze niet-lineair toeneemt naarmate de stroom
- de meeste stroom in gezonde longslagaders laminaire
- voor laminaire stroom wordt de weerstand beschreven met de hagen-Poiseuille vergelijking:
:- δp is het drukverschil tussen de arteriële en veneuze circulatie;
- l = de lengte van het bloedvat,
- μ = de dynamische viscositeit van het bloed,
- Q = het volumetrische debiet (cardiale output),
- R = de straal van de bloedvaten
- van deze variabele is de straal van het bloedvat, die wordt beïnvloed door:
- bloedstroom
- longvolume
- hypoxisch longvolume
- vasoconstrictie
- humorale en hormonale mediatoren (bijv. eicosanoïden)
- geneesmiddelen (bijv. stikstofmonoxide en sildenafil)
Effect van pulmonale bloedstroom op de pulmonale vasculaire weerstand
iemands cardiale output kan fluctueren van 3-4 L/min in rust tot ongeveer 25 l / min bij inspanning. Met deze fluctuaties in de flow blijft de pulmonale arteriële druk vrij stabiel (Kovacs et al, 2012). Omdat druk het product is van stroming en weerstand, betekent dit dat de pulmonale arteriële weerstand moet variëren afhankelijk van de pulmonale bloedstroom. In een viva-scenario of een geschreven SAQ-antwoord zou men zich kunnen verschuilen achter een diepgaand inzicht in dit onderwerp door deze grafiek te reproduceren:
Dit is een relatief bekende grafiek, die men waarschijnlijk op zijn minst maar al te goed kent. Het is afkomstig van een beroemd artikel uit 1965 van West & Dollery, en wordt op de een of andere manier gereproduceerd in vrijwel alle fysiologieboeken. De rare verticale weerstandschaal is het gevolg van het moeten verbergen van de archaïsche eenheden van de oorspronkelijke figuur in degenen die meer vertrouwd zouden zijn voor de gebruikers van een hedendaagse Swan Ganz katheter (dynes/sec/cm-5). Uit respect voor de auteurs wordt hier ook het originele werk weergegeven.
de pulmonale bloedstroom in het diagram is lager dan verwacht (de schaal gaat slechts tot 800ml / min) omdat de gegevens werden verzameld van een geïsoleerde long van één hond van 26 kg, rechtop gehouden in een plethysmograafdoos, die werd geperforeerd door het veneuze bloed van een andere hond.
dus, hoe gebeurt dit? Je zou toch verwachten dat de gladde spieren van de longslagaders hier slechts de meest minimale rol spelen. Er is gewoon niet genoeg van. Daarom moet een ander mechanisme produceren deze val is weerstand. In feite zijn er twee dergelijke mechanismen: zwelling en rekrutering.
zwelling van de pulmonale capillairen als reactie op toenemende druk
elastische zwelling van de pulmonale bloedvaten treedt op als reactie op verhoogde bloeddoorstroming. Ze zijn elastisch genoeg om op te blazen als ballonnen. Sobin et al (1972) kregen een stel kattenlongen, perfuseerden ze met een silicium polymeer bij verschillende druk, en verhardden vervolgens het silicium mengsel katalytisch om de longvasculatuur te behouden zoals het was. Vervolgens werden sneden van de long onderzocht om te zien hoe de diameter van de bloedvaten veranderde met verschillende druk. Niets zou dit beter zeggen dan de originele microfotograaf van de gesneden katlong:
onderaan de afbeelding kunnen enkele ingeklapte katcapillairen worden gezien van een long die werd geperfundeerd met een rijdruk van slechts 5 mm Hg; de dikte van de capillaire plaat is hier minder dan 6 µm. Boven, Vet Mollige haarvaten kunnen worden gezien, met een diameter van meer dan 10 µm, van een long geperforeerd met een druk van 20 mmHg. In feite bleek de relatie tussen druk en diameter relatief lineair te zijn, tenminste over een bereik van fysiologisch plausibele druk:
Het is onmogelijk en waarschijnlijk niet relevant om te speculeren wat er zou gebeuren als de perfuserende druk zou toenemen, maar de relatie zou zeker zijn lineariteit verliezen bij hoge druk, en verder zou er een punt zijn waarop de alveolaire haarvaten hun integriteit op een visueel spectaculaire manier zouden verliezen. Meer relevant is het lagedrukgebied. Haarvaten met een kleine diameter als gevolg van lage druk zouden ook een hogere weerstand tegen stroom hebben, en bij een diameter van minder dan 5 µm zouden waarschijnlijk te smal zijn om rode cellen te herbergen. Dit is hoe dingen er waarschijnlijk uitzien in de toppen van de long: vernauwde, functioneel nutteloze haarvaten, met minimale bloedtoevoer er doorheen. Naarmate de bloedstroom en de druk toenemen, nemen deze eerder vernauwde vaten in diameter toe en beginnen ze weer deel te nemen aan de pulmonale circulatie, d.w.z. ze worden gerekruteerd.
rekrutering van pulmonale capillairen
het afleiden van de bloedstroom naar nieuwe vasculaire ruimten is een aantrekkelijke verklaring voor de afname van de pulmonale vasculaire weerstand met verhoogde flow. De stroom neemt toe, Ergo voorheen ingestorte haarvaten krijgen wat bloed in hen en bijgevolg de totale pulmonale vasculaire weerstand neemt af.
bekend is dat twee groepen onderzoekers binnen twee maanden na elkaar artikelen publiceerden, elk met een soortgelijk experiment, maar met verschillende conclusies. Konig et al (1993) injecteerden konijnen met deeltjes van colloïdaal goud op nanoschaal, doodden de konijnen, en toonden aan dat er gouddeeltjes in de longcapillairen te vinden waren, dat wil zeggen dat geen van deze haarvaten in enige vorm van “ingestorte” toestand verkeerde. Op hetzelfde moment, Conhaim et al (1993) perfuseerden sommige Rat longen met fluorescerende albumine, bevroor ze voor het scheiden, en vonden dat slechts 33% van de alveolaire capillairen werden geperfundeerd met de fluorescerende marker.
het verschil tussen deze twee onderzoeken was alveolaire druk. Konig et al had hele konijnen en atmosferische druk, terwijl Conhaim et al gebruikte geïsoleerde rat longen die ze opgeblazen met 15 cm H2O om elke Long te veranderen in een big West ‘ s Zone een. Het belang van alveolaire druk in dit proces werd bevestigd door Godbey et al (1995) die directe microscopie gebruikten om subpleurale haarvaten bij verschillende perfusiedruk en alveolaire druk te observeren. Overal waar de capillaire druk de alveolaire druk overtrof, had de capillaire in kwestie stroom daarin (door de auteurs gedefinieerd als de aanwezigheid van rode cellen). Dit gebeurde zelfs bij een fysiologisch Abnormale lage stroom, d.w.z. de onderzoekers toonden aan dat de capillaire druk hier de belangrijkste factor was.
hoeveel werving kunt u krijgen? Het blijkt, meer dan je ooit zou kunnen gebruiken. Carlin et al (1991) toonden aan dat bij een verhoogde cardiale output, de diffuserende capaciteit van de long blijft toenemen zonder enige vorm van plateau te bereiken, dat wil zeggen zelfs bij een cardiale output gelijk aan 30-35L/min de DLCO bleef stijgen. Dit betekent dat u zelfs tijdens de piekoefening de grenzen van uw capillaire wervingsreserve niet hebt gevonden.
Effect van longvolume op de pulmonale vasculaire weerstand
kortom, de relatie tussen longvolume en PVR kan worden samengevat in drie punten en worden uitgedrukt via een nuttig memorabel en zeer schoolvoorbeeld diagram:
- Pulmonale vasculaire weerstand is het laagst bij de FRC
- Bij lage long volumes, het verhoogt als gevolg van de compressie van grotere schepen
- Bij hoge longen volumes, het verhoogt als gevolg van de compressie van kleine schepen
Dit schema komt waarschijnlijk uit Simmons et al (1961), en hoewel het artikel zelf is een beschrijving van een hond experiment, deze grafiek is gepropageerd zo ver door de studieboeken is een zeer overheerlijke en speculatieve interpretatie, niet echt afgeleid van experimentele gegevens. Een nauwkeurige weergave van de oorspronkelijke gegevens van dieren uit dat papier ziet er als volgt uit:
enige variatie hiervan is vrijwel overal te zien, en elke dergelijke grafiek Heeft Meestal a) Geen asschaallabels en b) heeft verschillende curvevormen in elk leerboek. Dus wat is de definitieve curve, en is het relevant om erover te weten? Het beste wat men kan doen is het opsporen van een publicatie met het fatsoen om hun diagrammen correct toe te schrijven, en jagen op het papier waar ze naar verwijzen. In de loop van dit te doen, komt men over het algemeen Thomas et al (1961) tegen, die een studie was van hondenlongen geperforeerd met vers hepariniseerd hondenbloed onder voorwaarden van statische inflatie. Hun oorspronkelijke gegevens worden hieronder weergegeven, na een beetje schoonmaken met Photoshop.
Het idee dat grote vaten instorten bij kleinere volumes en kleine vaten instorten bij grote volumes kan worden toegeschreven aan Howell et al (1961), die op ingenieuze wijze erin slaagden de microvasculatuur uit te sluiten door hondenlongen met kerosine te perfuseren. Het niet-polaire oplosmiddel kwam niet in de kleine vaten, ongeacht hoe hoog de druk die ze gebruikten (ze gingen zo hoog als 80 cm H2O), waarschijnlijk als gevolg van oppervlaktespanning effecten. Men kon dus de weerstand tegen kerosinestroming meten en er redelijk zeker van zijn dat deze beperkt was tot de grotere vaten. De auteurs deden dit en ontdekten dat de druk in grote vaten daalde naarmate het longvolume toenam, terwijl de druk in kleine (dextran-perfused) vaten toenam. Ongeacht hoe deze relatie wordt vertegenwoordigd, het is alomtegenwoordig, en men moet in staat zijn om een variant ervan te reproduceren wanneer gevraagd over PVR in een examen. Onder die omstandigheden maakt de exacte vorm van de curve niet zoveel uit als iemands vermogen om door de belangrijkste gebeurtenissen heen te praten.
laten we deze gebeurtenissen op een verhalende manier doorlopen.
- bij RV, laten we zeggen dat de long maximaal leeg is. De grote schepen, die meestal open worden gehouden door de effecten van alveolaire septum rekken en parenchymale tractie, vinden hun wanden iets minder ondersteund dan ze zouden zijn bij grotere volumes. Het gewicht van de long drukt ook op hen, het verminderen van hun diameter en het veranderen van hun dwarsdoorsnede, het verhogen van de weerstand tegen stroming door het effect op hun Reynolds nummer. Een deel van de verhoogde weerstand is waarschijnlijk ook te wijten aan de effecten van hypoxische pulmonale vasoconstrictie. Het netto effect van dit niveau van longdeflatie is het verhogen van de pulmonale vasculaire weerstand, hoewel niet veel – de grote bloedvaten dragen niet veel bij aan de totale pulmonale vasculaire weerstand (40% van de weerstand gebeurt op het niveau van de haarvaten).
- bij TLC is de long maximaal opgeblazen. De alveolaire septa zijn uitgerekt, en de haarvaten daarin zijn geplet tussen hyperexpanded alveoli. De elastische banden van bindweefsel die deel uitmaken van de structurele steiger van de alveolaire wanden zijn strak gespannen, beperken deze haarvaten en dwingen ze in een bepaalde vorm. Onder deze omstandigheden neemt de weerstand van de kleine vaten toe. Grote vaten, aan de andere kant, worden opengerekt omdat hun diameter is gebonden aan de diameter van de hele long. Naarmate de hele long groter wordt, worden deze parenchymaal aangebonden bloedvaten ook opengerekt. Theoretisch zou dit de netto pulmonale vasculaire weerstand moeten verminderen, maar omdat deze grote vaten minimaal bijdragen aan de totale weerstand, is de totale weerstand nog steeds verhoogd.
- bij FRC is de pulmonale vasculaire weerstand minimaal. De krachten die de kleine alveolaire muurcapillairen samenpersen en de krachten die de grotere bloedvaten samenvouwen oefenen de minste invloed uit bij dit longvolume. hoewel dit alles zeer plausibel klinkt, moet de lezer eraan worden herinnerd dat alles in deze beschrijving gebaseerd is op speculatie en mogelijk volledig los staat van het in-vivo menselijke longgedrag. Geïsoleerde hondenkwabberbereidingen en wiskundige modellen werden gebruikt om deze plausibel klinkende fysiologische theorieën te genereren, maar niemand in dit stadium is ooit in staat geweest om iets van dit spul in een levende menselijke long aan te tonen, om nog maar te zwijgen van het relateren aan iets klinisch relevant.
Effect van atelectase op de pulmonale vasculaire weerstand
als theoretisch verondersteld wordt dat lage longvolumes de pulmonale vasculaire weerstand verhogen, dan zou atelectase (d.w.z. volledige collaps van longeenheden) logischerwijs de PVR moeten verhogen. Inderdaad, dat is wat er gebeurt. De afname van de bloedstroom en de toename van de weerstand kan objectief worden aangetoond. Woodson et al (1963) maten een toename van PVR tot 93% in de atelectatische hondenlong. Echter, de mechanismen hiervoor zijn niet hetzelfde als wat men zou kunnen voorspellen uit de paragraaf hierboven.
mechanische compressie en verlies van parenchymale tractie lijken PVR helemaal niet te beïnvloeden in de context van atelectase; vrijwel alle veranderingen in de pulmonale hemodynamiek zijn te wijten aan de hypoxische pulmonale vasoconstrictie. Dit werd aangetoond in een elegant experiment van J. L Benumof (1979). Zoals vaak het geval is op deze site, worden de originele diagrammen van dat papier gepresenteerd met enkele minimale wijzigingen om de gebeurtenissen van het experiment duidelijker te maken:
Hondenlong werd ingeklapt door absorptie-atelectase, en de daling in de flow was aanzienlijk (ongeveer 60%). De long werd vervolgens opnieuw gevuld met een stikstof-CO2-mengsel, en de stroom bleef bijna precies hetzelfde, dat wil zeggen met de resolutie van mechanische compressie was er absoluut geen verbetering in de bloedstroom. Pas wanneer zuurstof in het gasmengsel werd gebracht, werd de stroom hersteld tot basisniveau. Dat is een handige overgang naar de discussie over hypoxische pulmonale vasoconstrictie.
hypoxische pulmonale vasoconstrictie
Deze eigenschap van pulmonale vaten is een van de belangrijkste verschillen tussen deze vaten en hun systemische tegenhangers, die over het algemeen verwijden als reactie op hypoxie. Deze vreemdheid werd prachtig verkend door Davis et al (1981), die enkele hamster longslagaders implanteerden in de wangzak van een hamster en aantoonden dat als reactie op hypoxie, de transplantaatslagaders vernauwde terwijl de nabijgelegen “normale” wangslagaders ontspanden. Een uitstekend recent overzicht van dit fenomeen wordt gegeven door Tarry et al (2017, BJA). Dit is een van die dingen die goed werkt wanneer beschreven op een sensor-controller-effector manier:
- Zuurstofwaarneming door een mechanisme, niemand is helemaal zeker wat:
- Direct effect op kaliumkanalen, of misschien
- mitochondriale reactieve zuurstofproductie, of misschien
- veranderingen in cellulaire energietoestand, of misschien
- activering van een tot nu toe onontdekte hypoxie-induceerbare factor
- regulatie van de respons door pulmonale endotheelcellen, door middel van verschillende intermediaire modulatoren:
- stikstofmonoxide, dat contraregulerend is (d.w.z. het bevordert vasodilatatie)
- Prostacycline, dat ook vasodilatatie
- endotheline-1 bevordert, een vasoconstrictor die werkt via G-eiwit gekoppelde receptoren op vasculaire gladde spieren
- Effector (vasoconstrictor) respons door membraandepolarisatie na de instroom van natriumionen, wat leidt tot een verhoging van de calciumconcentratie en daarom gladde spiercontractie.
enkele opmerkingen over hypoxische pulmonale vasoconstrictie:
- HPV wordt bepaald door de totale regionale oxygenatie. Niet alleen het alveolaire maar ook het gemengde zuurstofgehalte van de longslagaders is van belang, hoewel het laatste minder belangrijk is. Op basis van verschillende combinaties van alveolaire en pulmonale arteriële zuurstofspanningen, kon Marshall & Marshall (1988) vaststellen dat ongeveer een derde van de stimulus afkomstig is van de zuurstof in de longslagader en ongeveer twee derde van de alveolaire zuurstof. In tekstboeken wordt deze relatie meestal weergegeven door een vergelijking, ook ontwikkeld door de Marshalls:
waarbij- PAO2 de partiële druk van alveolaire zuurstof is, en
- PVO2 de partiële druk van zuurstof in het gemengde veneuze bloed
- het specifieke element dat HPV controleert is (waarschijnlijk) zuurstofspanning, niet Inhoud. In 1952 perfuseerde Duke & Killick sommige lichaamsvrije kattenlongen met een dextran-oplossing in verschillende niveaus van anemie, sommige verdund tot een hemoglobineconcentratie van minder dan 10 g / l. Op voorwaarde dat de spanning van opgeloste zuurstof stabiel bleef, gaven de longvaten er niets om. Dit is logisch, omdat ze ook geen input hebben in de totale zuurstof-dragende capaciteit van het bloed, en daarom zou het zinloos zijn voor hen om te vernauwen in reactie op anemie of de aanwezigheid van vreemde hemoglobine soorten.
- HPV wordt geproduceerd door een toename van de resistentie van kleine distale longslagaders. We hebben het waarschijnlijk over vaten met een diameter van ongeveer 100 µm. Staub (1985) beschrijft verschillende experimenten waarmee de anatomische plaats van hypoxische pulmonale vasoconstrictie werd gelokaliseerd, meestal door middel van ventilatie van katlongen met gasmengsels met wisselend zuurstofgehalte. Drukmetingen op verschillende punten in de vasculaire boom toonden vervolgens aan dat de belangrijkste drukval zich ergens boven de kleine arteriolen (30-50 in diameter) bevond, zoals blijkt uit deze afbeelding van Nagasaka et al (1984).:
zoals duidelijk te zien is, vernauwen ook andere bloedvaten (zelfs venules) en nemen vreemd genoeg ook haarvaten af in diameter, hoewel dit verwarrend is omdat ze echt geen gladde spieren hebben en daarom waarschijnlijk niet vasoconstrict zouden moeten zijn. Hiervoor zijn verschillende verklaringen gegeven (interstitiële cellen? Pericytes? Contractiele elementen in de alveolaire muur?) maar tot nu toe heeft niemand aan hoge normen van wetenschappelijke strengheid voldaan. - hypoxische pulmonale vasoconstrictie is een bifasisch proces. Er is een initiële snelle vasoconstrictie en een chronische langzamere vasoconstrictie. In leerboeken die dit aangeven, is er meestal een schema van deze, en het is meestal een variant van dit diagram van Talbot et al (2005):
Deze studie omvatte twaalf gezonde vrijwilligers met hun PVR indirect gemeten door middel van echosonography tijdens de ademhaling een zuurstofarme mengsel (hun end tidal PO2 was 50mmHg). Aan het begin van de hypoxische periode, binnen enkele seconden de vaten begonnen te vernauwen, en dit proces bereikte een plateau van soorten met ongeveer vijf minuten. Na deze, een meer geleidelijke toename van de weerstand duurt enkele uren om zich te ontwikkelen. Aan het einde keert de PVR niet onmiddellijk terug naar de basislijn, en zelfs met normoxie hersteld zijn de longslagaders nog steeds “in spasme” voor vele uren. - hypoxische pulmonale vasoconstrictie wordt zelf beïnvloed door vele factoren, die worden vermeld door Lumb & Slinger (2015):
- Het is krachtiger in het neonatale / foetale leven, en het kan worden gedempt door veroudering
- het lijkt te worden afgezwakt door hypothermie
- het wordt verminderd door ijzer, en ijzerinfusies kunnen de pulmonale respons op hypoxie verminderen; in ruil daarvoor kan desferrioxamine de pulmonale hypoxische vasoconstrictie verhogen.
- Het wordt verminderd in de aanwezigheid van infectie, of het nu systemische sepsis of gelokaliseerde lobaire pneumonie
regionale pulmonale arteriële resistentie bij pneumonie en sepsis
het normale mechanisme van hypoxische pulmonale vasoconstrictie is enigszins uitgeschakeld door infectie. Naar de mening van ongeschoolde leken, is dit mechanisme altijd gedacht als een stikstofmonoxide-bemiddeld ding, aangezien sepsis neigt om tot vasodilatatie door een verscheidenheid van geen-verwante mechanismen te leiden. Dit kan echter niet zo zijn. McCormack et al (1993) testten deze hypothese door Pseudomonas-ingelegde agar parels in de longvaten van ratten te emboliseren. Zodra een mooie longontsteking was gegroeid, konden de onderzoekers aantonen dat de infusie van een NO synthase inhibitor (L-NMMA) de hypoxische pulmonale vasoconstrictie niet statistisch significant omkeerde. Er zijn ook andere mechanismen bij betrokken, concludeerden zij.
metabolische en endocriene invloeden op de pulmonale vasculaire weerstand
verschillende “humorale factoren” kunnen de tonus van longvaten beïnvloeden. Zonder op elk daarvan uitgebreid te uitwissen, worden deze hier opgesomd:
- catecholamines verhogen PVR
- arachidonzuurmetabolieten (bijv. tromboxaan A2) verhoging PVR
- Histamine (inwerking op H1-receptoren) verhoogt gewoonlijk PVR
- substantie P
- Neurokinine A
- Adenosine verlaagt gewoonlijk PVR
behalve hypoxie en opgeloste hormoonachtige mediatoren, beïnvloeden verscheidene andere metabole factoren de pulmonay vasculaire weerstand:
- hypercapnie: Hyman & Kadowtz (1975) vond dat hypercapnische ventilatie de pulmonale vasculaire weerstand van verdoofde lammeren verhoogde, maar niet met veel. Met een relatief hoge inspireerde fractie van CO2 (12-15%, of ongeveer 115 mmHg) was er slechts een bescheiden toename van de pulmonale druk, van 15 mmHg naar ongeveer 22,5 mmHg. Bij de mens is het effect misschien iets groter; Kiely et al (1996) vonden dat de PVR steeg van 129 naar 171 dyne.cm−5
- acidemie: een lagere pH heeft het effect van sensibiliserende longslagaders, waardoor ze meer reactief zijn op hypoxie. Rudolph & Yuan (1966) kon aantonen dat PVR in wezen verdubbelt bij het vergelijken van hypoxie (FiO2 van 10%) bij een pH van 7,42 Versus hypoxie bij een pH van 7,19. Zij bereikten dit door hun pasgeboren kalveren te injecteren met melkzuur,
- Alkalemie heeft op zijn beurt het tegenovergestelde effect; hypoxische pulmonale vasoconstrictie neigt te worden onderdrukt (Loeppky et al, 1992)
- hypothermie lijkt de pulmonale druk te verhogen, hoewel de gegevens die we hiervoor hebben voornamelijk afkomstig lijken te zijn van dieren – bijvoorbeeld dit artikel van Zayek et al (2000) gebruikte zeven dagen oude biggen. Het koelen van deze biggen tot 32-34° C resulteerde in een exacerbatie van hun pulmonale hypertensie (die experimenteel werd geïnduceerd door een infusie van thromboxaan A2). Het is onduidelijk of men deze gegevens van pasgeboren biggen kan extrapoleren naar de oudere hartstilstandpatiënt buiten het ziekenhuis.
controle door het autonome zenuwstelsel
longslagaders hebben zowel α1-als β2-receptoren. Ze worden innervated door zowel de sympathische zenuwvezels afkomstig van de thoracale wervelkolom en door de nervus vagus (M3 receptoren). De dichtheid van deze receptoren bevordert de neurotransmissie van α1 en lijkt voornamelijk rond de grotere longslagaders te worden verspreid. Hoeveel draagt dit systeem eigenlijk bij aan de regulering van de bloedstroom in de longen? Het sluizen van rauwe adrenaline of acetylcholine naar de pulmonale circulatie heeft zeker het effect van het wijzigen van de pulmonale vasculaire weerstand, maar onder normale omstandigheden is de rol van het autonome zenuwstelsel in de pulmonale circulatie waarschijnlijk beperkt. Kummers (2011) besprak het onderwerp en kwam tot de conclusie dat de activering van deze receptoren zijn grootste betekenis heeft als een trofische stimulus, die de hypertrofie van de gladde spieren van de longen bevordert en daardoor bijdraagt aan pulmonale hypertensie
Effect van bloedviscositeit op de pulmonale vasculaire weerstand
zeker, men zou geen gesprek beginnen over factoren die de pulmonale vasculaire weerstand beïnvloeden met een discussie over bloedviscositeit, aangezien het waarschijnlijk een vrij kleine speler is. Het is ook niet iets wat we routinematig meten. Het speelt echter wel een rol. Hoffman (2011) beoordeelde deze vergeten factor en was in staat om een handvol studies bij met erytropoëtine behandelde ratten samen te schrapen die aantoonden dat PVR met een verhoging van hematocriet steeg.
effect van leeftijd op pulmonale vasculaire weerstand
hoewel de pulmonale arteriële druk toeneemt met de leeftijd (Lam et al, 2009), is het waarschijnlijk dat pulmonale arteriële resistentie dit niet doet. Lumb & Slinger (2015) vermeldt ook dat hypoxische pulmonale vasoconstrictie krachtiger is in de foetale en neonatale leeftijdsgroep.
geneesmiddelen die invloed hebben op de pulmonale vasculaire weerstand
men vindt “geneesmiddelen” meestal als een categorie onder de lijsten van factoren die invloed hebben op de pulmonale vasculaire weerstand. De meeste hiervan zijn waarschijnlijk zeer bekend bij alle cicm trainees. In het geval dat men in de toekomst een lijst van hen moet genereren, kunnen ze waarschijnlijk als een tabel worden gepresenteerd. Deze geneesmiddelen zullen logischerwijs in twee groepen vallen, omdat pulmonale vasculaire weerstand een eendimensionaal getal is dat kan toenemen of afnemen.
Pulmonary vasodilators and vasoconstrictors
Vasodilators Vasoconstrictors - Nitric oxide
- Milrinone
- Levosimendan
- Sildenafil
- Vasopressin
- Bosantan / ambrisantan
- Prostacycline and its analogs
- Calcium channel blockers
- ACE-inhibitors
- Adrenaline
- Noradrenaline
- Adenosine
- Zuurstofwaarneming door een mechanisme, niemand is helemaal zeker wat: