Doç. Dr. Merih Çetinkaya. T.C. Sağlık Bakanlığı Kanuni Sultan Süleyman Eğitim ve Araştırma Hastanesi Yenidoğan Bölümü

Transkript

1 Doç. Dr. Merih Çetinkaya T.C. Sağlık Bakanlığı Kanuni Sultan Süleyman Eğitim ve Araştırma Hastanesi Yenidoğan Bölümü

2 Solunum Sisteminin Gelişimi Embriyonik dönem (3-6. hafta) Psödoglandüler dönem (6-16. hafta) Kanaliküler dönem ( hafta) Terminal kese dönemi ( hafta) Alveoler dönem (36. hafta-3. yıl)

3 SOLUNUM Solunum, O 2 ve CO 2 nin bebek ile dış ortam arasında değişimidir. Solunum sırasında dokulara metabolizma için gerekli olan O 2 vücuda alınırken, dokularda birikmiş olan CO 2 uzaklaştırılır. Devamlı solunum yapmamızın nedeni vücutta oksijenin depolanamamasıdır. Solunum nefes alma (inspirasyon) ve nefes verme (ekspirasyon) kısımlarından oluşur.

4 PO 2 (mm Hg) Solunum Hava 150 Akciğer ve kan 100 Dokular 50 0 Atmosfer Mitokondri

5 SOLUNUM Hava, yüksek basınçtan alçak basınca doğru akar. İnspirasyonun hemen öncesinde alveol içi gaz basıncı atmosferik basınca eşit olduğundan, gaz akımı olmaz. İnspirasyon için, alveolar basınç atmosferik basınçtan düşük; ekspirasyon için atmosferik basınçtan yüksek olmalıdır. Bu durumda inspirasyon iki şekilde gerçekleşebilir: 1. Alveol içi basınç düşürülerek negatif basınç oluşturulabilir (kendiliğinden olan solunum) 2. Atmosferik basınç yükseltilerek pozitif basınç oluşturulabilir (pozitif basınçlı mekanik ventilasyon).

6

7

8

9

10

11 Postnatal Pulmoner Fizyolojik Adaptasyon Doğum yaklaştıkça FAS üretimi düşer. Alveol hücreleri, doğumun hemen öncesinde sodyum ve dolayısıyla FAS emen bir yapıya dönüşür. FAS ın temizlenmesindeki yetersizlik yenidoğan bebekte geçici takipneye neden olur. Respiratuvar distres sendomu (RDS) varlığında da FAS ın emiliminin yetersiz olduğu gösterilmiştir.

12 Postnatal Pulmoner Fizyolojik Adaptasyon Bebek doğum kanalından çıkarken ml FAS atılır ve yerine hava dolar. Doğumdan sonra, plasentadan salınan solunumu baskılayıcı maddelerin etkilerinin ortadan kalkması, ısı değişikliği, katekolamin ve CO 2 düzeyindeki ciddi artışlar ilk nefesi tetikler. Bebek birkaç kez soluk aldıktan sonra akciğerler tamamen açılması beklenir.

13 OKSİJEN GEREKSİNİMİ Erişkin bir insanda oksijen tüketimi dakikada 3-4 ml/kg iken yenidoğan bir bebekte dakikada 7 ml/kg dır. Yenidoğan bir bebeğin daha çok oksijen tüketmesinin nedenleri: - Temel metabolizma hızının bebekte daha yüksek olması, - Büyüme için enerji gereksiniminin olması, - İstirahatta iken bir dakikada solunan hava miktarının (dakikada ventilasyon) kg başına erişkindekinin iki katıdır.

14 Solunumun Temel Bileşenleri Ventilasyon Mekanik hareket Basınç farkı Difüzyon Moleküllerin hareketi Yoğunluk farkı Perfüzyon

15 VENTİLASYON Ventilasyon, akciğerlere hava girişi ve çıkışıdır. Soluk alma işlemi diyafram kasının kasılması ile başlar. Diyaframın kasılarak aşağı inmesi ve interkostal kaslar tarafından kostaların yukarı kaldırılması ile göğüs boşluğunun hacmi artar ve akciğerlere hava çekilir. Soluk verme işlemi ise pasif olarak gelişir. Normalde ekspirasyon, insipirasyondan iki kat daha uzundur.

16 VENTİLASYON Kendiliğinden olan inspirasyonda göğüsteki hacim değişikliğini, basınç değişikliği ve gaz akımı izler. Mekanik ventilasyonda ise basınç değişikliğini gaz akımı ve hacim değişikliği izler. Ventilasyonun yapıldığı alveollerin sayısı 30 haftalık bir bebekte yaklaşık 50 milyon, term bir bebekte milyon, erişkinde ise yaklaşık 300 milyon dur.

17 Pip < Palv < Patm Paw > Palv > Pip > Patm

18 Solunum Mekanikleri Diyafragma İnterkostal kaslar Yardımcı solunum kasları Kemik göğüs kafesi Karın kasları İletici hava yolları Hava-sıvı birleşim yüzeyleri

19 Yenidoğanda solunumu sınırlayan faktörler Erişkinin elipsoid toraksından farklı olarak bebeklerinki daha silendiriktir ve kostalar oblik yerine daha horizontaldir. Anatomik farklılıklardan dolayı, bebeklerdeki interkostal kaslar daha kısadır. Diyafragma da daha horizontaldir. Bu nedenlerle inpirasyonda intratorasik hacmin artması ve kostaların yükselmesi erişkinlere göre daha zordur.

20 Yenidoğanda solunumu sınırlayan faktörler REM uykusu sırasında interkostal kaslardaki fazik ton değişikliklerinin kaybolması Diyafragmanın kas kitlesi ve oksidatif kapasitesinin düşük olması (yüksek oksidatif kas yüzdesi-tip I kas lifi: erişkinde %50, YD %25, pr %10) Solunum kası yorgunluğu

21 Göğüs kafesi ve akciğerler üç boyutlu bir yay sistemi olarak düşünüldüğünde: Göğüs kafesi bu yayı dışarı doğru gererken, akciğer içeri doğru çeker. Yenidoğanda göğüs kafesi esnek olduğundan yayın dışarı geren kuvveti azdır, yani akciğeri açık tutmak için gerekli olan kuvvet yetersizdir.

22 Bebek alveollerini açık tutabilmek için ekspiratuvar fren sistemini devreye koyar: Hızlı solur, böylece soluk verme süresini kısaltarak içeri giren havanın tamamını geri vermez. Soluk verme sırasında larinks kaslarını kasarak hava yolu direncini arttırır, böylece bir miktar hava tutulur. Diyafram kasının gerginliğini soluk verme sırasında da korur, böylece hava çıkış süresi uzar.

23 Elastik Geriçekilme (Elastic Recoil) Ekspirasyonu elastik dönüş sağlar. Elastik elemanlar ve hava sıvı birleşim yüzeyleri elastik geri çekilmede en önemli iki güçtür. Bir noktadan sonra kollapsa eğilim yaratan güçler kollapsa direnç gösteren güçlerle dengelenir. Bu noktada solunum sisteminin istirahatteki fonksiyonel rezidüel kapasitesi (FRC) oluşur.

24 Elastik Geriçekilme (Elastic Recoil) Yenidoğanın göğüs duvarının kompliyansı iyi olduğu için ekspirasyon sonunda kollaps oluşumuna karşı direnci azdır. Bu nedenle yenidoğan bebekler (özellikle prematüreler) nispeten daha az FRC ve torasik gaz hacmine sahiptir. Bu da hava yollarının erken kapanmasına, kollaps eğilimine ve hava hapsine neden olur. Yenidoğanda elastik geri dönüşün esas unsuru, yüzey gerilimidir.

25 Surfaktan yüzey geriliminin azaltılmasını ve terminal hava yollarının stabilizyonunu sağlar Tüm solunum döngüsü boyunca hava yolunun açık tutulmasına yardım eder. Surfaktan eksikliğinde terminal hava yolları kollabe olma ve atelektazi eğilimindedir. geliştirme

26 Elastik Geriçekilme (Elastic Recoil)

27 Tidal hacim Ölü hacim Alveolar ventilasyon Fonksiyonel rezidüel kapasite Komplians Hava yolu direnci (rezistans) Elastisite Solunum işi

28 Tidal Hacim Her nefeste akciğere girip çıkan hava miktarıdır. Yenidoğanda tidal hacim 4-6 ml/kg civarındadır. Ölü hacim Bir nefeste alınan soluğun hava yollarında kalan miktarıdır.

29 Alveolar ventilasyon Bir dakikada alveollere girip çıkan hava miktarıdır, AV=(Tidal hacim- ölü hacim) x solunum sayısı Alveolar ventilasyon,co 2 atılımının hızını belirler. Ölü hacmin artmasına neden olan durumlarda alveolar ventilasyon azalır ve eğer tidal hacim ve/veya solunum sayısı artmazsa PaCO 2 artar.

30 Normal bir ekspirasyon sonunda akciğerlerde kalan hava Miktarı ml/ kg kadardır. FRK nin iki ana işlevi vardır: 1. Akciğerlerde bazal bir ekstansiyon yaratmak 2. Akciğerlerde oksijeni daha uzun süre tutmak. Yenidoğanda solunum hızı yüksektir ve akciğerdeki havanın boşalması için gerekli zaman yoktur. Bu da FRK de görece bir artışa neden olur.

31

32 Komplians (C) Akciğerlerdeki hacim değişimi ( V) ile bu hacmi sağlamak için gerekli basınç değişimi ( P) arasındaki ilişkiyi tanımlayan genel bir terimdir (C= V / P). Birim basınç başına hacimde olan değişimidir. Akciğerlerin genişleyebilme yeteneğini gösterir.

33 Solunum sistemi kompliansı= Akciğer kompliansı + Göğüs duvarı kompliansı Yenidoğanda göğüs duvarı çok esnek olduğu için, akciğerin kompliansı, genel olarak kompliansını oluşturur. Yaşamın ilk saatlerinde çok düşük olan komplians, solunumun başlaması ve FRK nin oluşmasıyla iyileşir. Komplians sadece akciğer dokusu ve yüzey gerilimi özelliklerinin değil, hacminin de bir göstergesidir. Bu durum, özellikle RDS li bebeklerde önemlidir.

34 Komplians

35 Komplians

36 Toplam sürtünme direnci Havayolu direnci (Rezistans) Gaz molekülleri ve havayolu duvarları arasındaki sürtünmeye bağlı oluşan havayolu rezistansı ile Akciğer ve göğüs duvarı dokuları arasındaki sürtünmeye bağlı oluşan visköz resiztans toplamıdır Havayolu direnci toplam sürtünme direncinin %80' ini oluştururken bunun %50 si burundan kaynaklanır.

37 Havayolu Direnci (Rezistans) R = ( P1 - P2 ) / V Hava yolu direnci; Akım hızı, Hava yollarının uzunluğu, Hava yollarının iç çapları Gazların viskozitesi ve dansitesi tarafından belirlenir

38 Rezistans (R) Havayolları inspiriyumda genişlediği için direnç daha düşüktür. Havayolu kısaldıkça ise direnç azalır. Endotrakeal tüp yarıçapın yarıya inmesi direnci 16 kez artırır. Endotrakeal tüp ne kadar kısaysa direnç o kadar düşük olur. R= L / r 4

39 Akciğerler elastiktir. Hem hacimce genişlemesi çok kolaydır hem de bütün hacimlerde şeklini küçültmeye çalışır. İstirahatte akciğerler, inspiryum öncesi hacmine pasif olarak geri döner.

40 Solunum işi Soluk alıp verme sırasında elastik ve rezistif güçlerin üstesinden gelmek için oluşturulan güç veya basınçtır. Yenidoğanda solunum işinin yaklaşık üçte ikisi akciğer elastisitesi ve kompliansı, üçte biri de havayolu ve visköz resiztansı yenmek için kullanılır. Fizyolojik koşullarda solunum çok az iş yükü gerektirir ve yalnızca inspiriumda solunum işi yapılır. Yenidoğan 30/dakika soluduğunda solunum işi en az düzeyde gerçekleşir. Solunum sistemi ile ilgili sorunların varlığında ise solunum işi artar (örneğin RDS de yaklaşık altı kat artar).

41 Solunum İşi Solunum işi= Basınç (güç) x Hacim (yer değiştirme) ACEA: Ekspiryum sırasında elastik ve sürtünme direncini yenmek için gereken iş ACDA: Ekspiryum sırasında sürtünme direncini yenmek için gereken iş ABCA: İnspiryum sırasındaki sürtünme direncini yenmek için gereken iş ABCEA: Bir solunum döngüsü boyunca yapılan toplam iş

42 RDS li bebekte ventilasyon uygulaması RDS li bebekler distal hava yollarını ve alveolleri genişletip stabilize edebilmek için yüksek negatif intraplevral basınç oluşturmak zorundadır. İnspirasyon sırasında yüksek açılma basınçlarıyla elde edilen akciğer hacimleri, ekspirasyon sırasında akciğer kapandığından hızla kaybedilir. Tedavi edilmemiş RDS de her bir soluk belirgin enerji tüketimine neden olur.

43 Atelektatik akciğerleri açabilmek amacıyla, daha yüksek ventilatör basınçları gerekebilir. Akciğerler ekspanse olur olmaz, inspiratuar basınçlar hızla düşülmelidir. Çünkü akciğerler hava ile dolduğunda, bronşioller ve terminal hava yollarının genişliği artar ve onları daha fazla genişletebilmek için gereken basınç azalır.

44 İnspiratuar basınçları azaltmakta gecikilirse hava yollarında aşırı distansiyon ve dilatasyon olabilir. Bu aşırı distansiyonun (volutravma) kronik akciğer hastalığındaki hava yolu lezyonlarının gelişmesinden sorumlu faktörlerden biri olduğu düşünülmekte. Akciğerlerin aşırı distansiyonu, pulmoner interstisyel amfizem ve pnömotoraksa da neden olabilir.

45 RDS li bebekte ventilatör tedavisi Pozitif end-ekspiratuar basınç (PEEP) uygulamaksızın yapılan mekanik ventilasyon akciğer kompliyansında azalmaya yol açar. Ayrıca PEEP kullanılmadan yapılan pozitif basınçlı ventilasyon, sürfaktan üretiminde azalmaya neden olur. Kritik açılma basıncının altında bir basınçla terminal hava yollarının tekrar tekrar ventile edilmesi, hücre düzeyinde zedelenmeye ve enflamasyona (atelektotravma) yol açar.

46 Bunun sonucunda da alveolar kollaps, atelektazi, interstisyel ödem olur ve inflamatuvar mediatörler salgılanır. Böylece sürfaktan üretimi giderek azalır ve daha yüksek inspiratuvar basınç uygulaması gerektirir. Bunun dışında atelektotravma, difüzyon engelinin artmasına yol açar. Artan difüzyon engelinin aşılması için ortalama hava yolu basıncının ve/veya inspire edilen oksijenin (FiO 2 )arttırılması gerekir.

47 Sonuç olarak, Erken dönemde uygun FRC nin sağlanması, Surfaktan uygulanması, Atelektotravmanın önlenmesi için devamlı pozitif hava yolu basıncı (CPAP) veya PEEP kullanılması, Suprafizyolojik tidal hacimlerin kullanılmasının neden olduğu aşırı havalanmanın önlenmesi Fazla O 2 kullanımının önlenmesiyle hastalarda uzun dönemde mümkün olan en iyi sonuçlar elde edilir.

48 Gaz taşınması: Büyük hava yollarında (terminal bronşiollere kadar) laminer akım, Daha küçük hava yollarında kitle akımı, Alveollerde ise difüzyonla gerçekleşir. Etkili bir gaz değişiminin gerçekleşebilmesi için: 1. Alveolar ventilasyonun yeterli 2. Akciğerde kan dolaşımının iyi 3. Akciğer mekaniklerinin yeterli 4. Asit- baz dengesinin sağlanmış 5. Solunumun kontrolünün iyi olması gereklidir

49 Difüzyon Solunum sırasında difüzyon Doku ve plazma, Plazma ve eritrosit, Plazma ve alveol içindeki gaz, Alveoldeki gaz ve uç hava yolları içindeki gaz arasında gerçekleşmektedir. Difüzyonun gerçekleştiği yerlerden herhangi birinde sorun olması durumunda ağır hipoksi ve asidoz meydana gelir.

50 Plazma ve alveol içindeki gaz arasındaki difüzyon diğerlerine göre daha sık bozulmakta ve yaşamı tehdit eden durumlar yaratmaktadır. Alveol ile akciğer kılcal damarlarlarındaki kan arasında gaz değişimi basit difüzyon ile gerçekleşir. CO 2, zarlardan oksijene göre 20 kat daha kolay geçer.

51 Hb, kanın oksijen taşıma kapasitesini 70 kat arttırır. Akciğerler oksijeni Hb e 4 ml/kg/dakika hızında yükler. Bu hız, karotid/aortik cisimcikler ve beyin sapından gelen uyarılarla 15 kat artabilir. Fetal Hb, oksijeni sıkıca bağlaması nedeniyle fetüs için bir kazanç iken, oksijeni dokulara hızla verememesi nedeniyle sorun oluşturabilir. Bu nedenle 2,3 di fosfo gliserat düzeyleri doğumu takip eden ilk günlerde artış gösterir ve böylelikle oksijen dokulara daha kolay verilebilir.

52 Solunumda Hemoglobinin Rolü

53 Akciğer kılcal damarlarındaki kan dolaşımı solunumun önemli bir bileşenidir. Akciğere gelen kan miktarı herhangi bir nedenle azalırsa ciddi hipoksemi ve asidoz meydana gelir. Bebek ilk nefesini almadan, kalp debisinin yaklaşık olarak %25 i akciğerlere giderken; doğumu takip eden altıncı saatte akciğer damar direncinin düşmesiyle bu oran % olur. Akciğerlerde damar direnci düşmezse ventilasyon/perfüzyon uygunsuzluğu meydana gelir bu da ağır hipoksiye neden olur.

54 İdeal olarak gaz değişiminin etkin olarak gerçekleşebilmesi için ventilasyon ve perfüzyon eşit olmalıdır (yani V/Q = 1). Akciğerin alt kısımları daha iyi ventile ve perfüze olur. Hasta bir akciğerde, kompliyans ve hava yolu direncindeki farklılıklar ventilasyonun eşitsiz dağılımının en önemli nedenleridir.

55 Merkezi sinir sistemi ve solunum sistemi gelişmemiştir. Sürfaktan eksikliği nedeniyle komplians azalır, alveoller gerektiği şekilde açık tutulamaz ve FRK düşük kalır. FAS emiliminde gecikme, solunum kaslarındaki güçsüzlük ve hava yollarının kapanmaya eğilimli olması nedeni ile solunumun bebek tarafından sağlanması daha da güçleşir. Mekanik ventilasyon uygulamalarında bu fizyolojik farklılıklar dikkate alınmalıdır.

56 Solunum sisteminin hava ile kan arasında O 2 ve CO 2 değişimini sağlayamaması sonucunda dokulara sunulan oksijende azalma ve C0 2 birikimi ile kendini gösteren bir tablodur. Solunum yetmezliği akciğerde gaz değişiminin bozulması sonrasında gelişen olayları tanımlar. Solunum yetmezliğine 4 durum neden olur: 1. Ventilasyon azlığı 2. Difüzyonun bozulması 3. Akciğer içi şantların varlığı 4. Ventilasyon- perfüzyon uyumsuzluğu

57 Zorlu soluma, Solunum sayısında artış (takipne), Taşikardi, Burun kanatlarının solunuma katılması, İnleme, Yardımcı solunum kaslarının solunuma katılmasına bağlı olarak interkostal, subkostal ve suprasternal çekilmelerdir.

58 Solunum sıkıntısı bulgularına Siyanoz, Bilinç bozukluğu veya Kan gazlarında bozulma (hipoksemi, hiperkarbi ve asidoz) nın eklenmesiyle solunum yetmezliği tanısı konabilir.

59 TEŞEKKÜRLER