תרגול 2 מערכת הנשימה

התשובה הנכונה היא (5).

ההפרש בין הלחץ בתוך הנאדיות לבין הלחץ בחלל הפלאורלי נקרא:

\[Ptp = Palv - Ppl\]

כלומר:

\[\text{Transpulmonary Pressure} = \text{Alveolar Pressure} - \text{Pleural Pressure}\]

בסוף נשיפה נינוחה:

\[Palv = 0\] \[Ppl = -5\]

ולכן:

\[Ptp = 0 - (-5) = +5 \, \mathrm{cmH_2O}\]

הלחץ הטרנספולמונרי הוא הכוח ששומר את הריאה פתוחה מול הכוחות שמנסים למוטט אותה.

התשובה הנכונה היא (5).

באמצע שאיפה הלחץ התוך־פלאורלי נעשה שלילי יותר.

במצב מנוחה, לפני השאיפה:

\[Ppl = -5 \, \mathrm{cmH_2O}\]

במהלך שאיפה הסרעפת מתכווצת ויורדת, בית החזה מתרחב, והפלאורה הפריאטלית מתרחקת מהפלאורה הוויצרלית. כתוצאה מכך הלחץ בחלל הפלאורלי יורד ונעשה שלילי יותר.

לכן ערך מתאים באמצע שאיפה הוא:

\[Ppl = -6.5 \, \mathrm{cmH_2O}\]

התשובות החיוביות או האפס אינן מתאימות לשאיפה נינוחה תקינה, משום שבשאיפה רגילה הלחץ הפלאורלי אינו הופך לחיובי.

התשובה הנכונה היא (2).

השינוי בלחץ הפלאורלי אכן משודר אל חללי בית החזה, כולל הנאדיות ונתיבי האוויר. לכן, אם הנאדיות ונתיבי האוויר היו מערכת סגורה לחלוטין, היינו מצפים שהשינוי ב־Palv יהיה זהה לשינוי ב־Ppl.

אבל בפועל, הנאדיות פתוחות לזרימת אוויר.

בשאיפה:

• הלחץ הפלאורלי נעשה שלילי יותר.
• גם הלחץ בנאדיות נעשה שלילי.
• אבל אוויר נכנס לנאדיות.
• כניסת האוויר מעלה את הלחץ בתוך הנאדיות ומאזנת חלק מהשינוי השלילי.

לכן הירידה ב־Palv קטנה יותר מהירידה ב־Ppl.

בנשיפה:

• הלחץ בנאדיות נעשה חיובי.
• אוויר יוצא מהנאדיות.
• יציאת האוויר מפחיתה את הלחץ החיובי המצטבר בתוך הנאדיות.

לכן העלייה ב־Palv קטנה יותר מהשינוי ב־Ppl.

העיקרון החשוב: כל עוד יש זרימת אוויר, הלחץ בתוך הנאדיות לא משתנה בדיוק כמו הלחץ הפלאורלי, כי האוויר הנכנס או היוצא “מפרק” חלק מהלחץ.

תשובה נכונה היא (3).

הלחץ התוך־פלאורלי התקין הוא שלילי ביחס ללחץ האטמוספרי.

בסוף נשיפה נינוחה:

\[Ppl \approx -5 \, \mathrm{cmH_2O}\]

חשוב לא להתבלבל:

• Ppl הוא הלחץ התוך־פלאורלי, והוא שלילי.
• Ptp הוא הלחץ הטרנספולמונרי, והוא חיובי בסוף נשיפה נינוחה.

הלחץ הפלאורלי השלילי נוצר בעיקר משני גורמים:

1. הריאה נוטה להתכווץ פנימה ולהתרוקן מאוויר, בעוד בית החזה נוטה להתרחב החוצה.
2. מערכת הלימפה שואבת נוזל מהחלל הפלאורלי ותורמת לשימור לחץ שלילי.

כאשר יש פגיעה חודרת לבית החזה, החלל הפלאורלי נפתח לאטמוספרה. לכן הלחץ הפלאורלי משתווה ללחץ האטמוספרי:

\[Ppl = 0\]

המשמעות היא שאובד כוח השאיבה השלילי שמחזיק את הריאה פתוחה.

התשובה הנכונה היא (2).

חזה אוויר גורם לכניסת אוויר לחלל הפלאורלי.

כאשר אוויר נכנס לחלל הפלאורלי:

• הלחץ הפלאורלי מתאפס.
• כוח השאיבה השלילי נעלם.
• האוויר מפריד בין הפלאורה הפריאטלית לפלאורה הוויצרלית.
• הנוזל הפלאורלי כבר לא מצליח להצמיד את שתי שכבות הפלאורה זו לזו.

ברגע שהריאה כבר אינה מוחזקת פתוחה על ידי הלחץ השלילי והחיבור המכני לבית החזה, היא “מתנהגת” לפי הנטייה האלסטית הטבעית שלה: להתכווץ ולהתרוקן מאוויר.

לכן נוצר תמט ריאתי.

התשובה הנכונה היא (3).

במצב תקין, הריאה ובית החזה מחוברים מכנית דרך הצמדת שתי שכבות הפלאורה:

• הפלאורה הוויצרלית צמודה לריאה.
• הפלאורה הפריאטלית צמודה לבית החזה.
• הנוזל הפלאורלי מצמיד ביניהן.

כאשר אוויר נכנס לחלל הפלאורלי, ההצמדה בין הפלאורות מתבטלת. הריאה ובית החזה נפרדים זה מזה מבחינה מכנית.

לריאה יש נטייה טבעית להתכווץ פנימה, אבל לבית החזה יש נטייה אלסטית טבעית להתרחב החוצה. כאשר הריאה כבר אינה מושכת את בית החזה פנימה, הכוחות האלסטיים של בית החזה גורמים לו להתרחב.

לכן בחזה אוויר רואים גם:

• תמט של הריאה.
• התרחבות יחסית של בית החזה בצד הפגוע.

התשובה הנכונה היא (4).

מטרת הוואקום היא להוציא את האוויר מהחלל הפלאורלי ולהחזיר את הלחץ השלילי.

הוואקום:

• שואב את האוויר מהחלל הפלאורלי.
• משיב את הלחץ השלילי בחלל הפלאורלי.
• מאפשר לפלאורה הפריאטלית והפלאורה הוויצרלית להיצמד שוב.
• מחזיר את הקשר המכני בין בית החזה לריאה.
• מאפשר לריאה להתנפח מחדש.

כלומר, הנקז אינו רק “מוציא אוויר”; הוא מנסה לשחזר את התנאים הפיזיולוגיים שמחזיקים את הריאה פתוחה.

התשובה הנכונה היא (1).

Equal Pressure Point, או EPP, היא הנקודה בנתיבי האוויר שבה הלחץ בתוך נתיב האוויר שווה ללחץ שמחוצה לו, כלומר ללחץ הפלאורלי.

בנקודה זו:

\[P_{transairway} = P_{airway} - P_{pleura} = 0\]

כלומר אין מפל לחץ שמחזיק את נתיב האוויר פתוח.

בנשיפה בכוח, הלחץ הפלאורלי יכול להפוך לחיובי. במצב כזה:

• בחלק הקרוב לנאדיות, הלחץ בתוך נתיב האוויר עדיין גבוה מהלחץ הפלאורלי.
• לכן $P_{transairway}$ חיובי ונתיבי האוויר נשארים פתוחים.
• מעבר לנקודת ה־EPP, קרוב יותר לפה, הלחץ בתוך נתיב האוויר נמוך מהלחץ הפלאורלי.
• לכן $P_{transairway}$ נעשה שלילי.
• מצב זה עלול לגרום להיצרות או התמוטטות של נתיבי האוויר.

באדם בריא, ה־EPP נמצא בדרך כלל בנתיבי אוויר גדולים יחסית, שבהם טבעות הסחוס מונעות התמוטטות.

לעומת זאת, אם ה־EPP נמצא בברונכיולים, שבהם אין טבעות סחוס, עלולה להתרחש התמוטטות של הברונכיולים ועלייה בתנגודת לזרימת האוויר.

התשובה הנכונה היא (3).

במחלות ריאה חסימתיות, נקודת השתוות הלחצים יכולה לזוז לכיוון נתיבי אוויר קטנים יותר, קרוב יותר לנאדיות.

באמפיזמה:

• הריאה מאבדת חלק מהאלסטיות שלה.
• יש פחות elastic recoil.
• הלחץ שנוצר בנאדיות בזמן נשיפה בכוח נמוך יותר מאשר באדם בריא.
• לכן הלחץ בתוך נתיבי האוויר יורד מוקדם יותר לאורך הדרך החוצה.
• נקודת ה־EPP מתקרבת לנאדיות.
• אם היא מגיעה לברונכיולים, שאין בהם טבעות סחוס, הם עלולים להתמוטט.

בנוסף, באמפיזמה יש פגיעה בתמיכה המבנית של נתיבי האוויר, ולכן הם קורסים ביתר קלות.

באסתמה או במחלות חסימתיות אחרות:

• יש חסימה או היצרות של נתיבי האוויר.
• החסימה יוצרת ירידת לחץ גדולה מעבר לאזור החסום.
• לכן הלחץ בתוך נתיב האוויר מעבר לחסימה נמוך יותר.
• ה־EPP מתקרב לנאדיות.
• כאשר ה־EPP נמצא בברונכיולים, מתרחשת היצרות או התמוטטות שלהם.

התוצאה הסופית היא מעגל בעייתי:

• החולה מנסה לנשוף חזק יותר.
• הלחץ הפלאורלי נעשה חיובי יותר.
• הלחץ החיצוני על נתיבי האוויר גדל.
• נתיבי האוויר קורסים יותר.
• זרימת האוויר החוצה דווקא נחסמת יותר.

לכן במחלות חסימתיות, מאמץ נשיפתי חזק מדי עלול להחמיר את חסימת זרימת האוויר.

התשובה הנכונה היא (2).

אוויר רגיל מורכב בקירוב מ:

• 21% חמצן
• 79% חנקן

לכן ה־FiO₂, כלומר השבר היחסי של החמצן באוויר הנשאף, היא:

\[FiO_2 = 21\% = 0.21\]

באותו אופן ניתן לומר ש־FiN₂ = 0.79, אך בנשימה רגילה החנקן כמעט אינו נספג בדם ולכן אין לו תפקיד פעיל משמעותי בחילוף הגזים.

הנתון על ההר לא רלוונטי - החלק היחסי זהה בכל גובה.

התשובה הנכונה היא (1).

לפי חוק דלתון, הלחץ החלקי של גז בתערובת שווה לפרקציה שלו כפול הלחץ הכולל.

באוויר יבש:

\[\begin{aligned} PiO_2 &= FiO_2 \times P_{atm} \\[10pt] &= 0.21 \times 760 = 159.6 \approx 160 \text{ mmHg} \end{aligned}\]

כאשר האוויר נכנס לדרכי הנשימה הוא עובר לחלוח. בטמפרטורת גוף, לחץ אדי המים הוא כ־47 ממ”כ, ולכן נותר לשאר הגזים:

\[760 - 47 = 713 \text{ mmHg}\]

לכן בקנה הנשימה:

\[PiO_2 = 0.21 \times (760 - 47)\] \[PiO_2 = 0.21 \times 713 = 149.7 \approx 150 \text{ mmHg}\]

כלומר, הלחץ החלקי של החמצן יורד מ־160 ל־150 ממ”כ משום שאדי המים תופסים חלק מהלחץ הכולל.

התשובה הנכונה היא (2).

אם המסכה מספקת חמצן בריכוז 80%, אז:

\[FiO_2 = 80\% = 0.80\]

והחלק הנותר הוא בעיקר חנקן:

\[FiN_2 = 20\% = 0.20\]

הלחץ החלקי של החמצן באוויר יבש בגובה פני הים מחושב כך:

\[\begin{aligned} PiO_2 &= FiO_2 \times P_{atm} \\[10pt] &= 0.80 \times 760 = 608 \text{ mmHg} \end{aligned}\]

כלומר, האדם שואף כמעט פי 4 יותר חמצן מאשר באוויר רגיל:

\[\frac{608}{160} \approx 3.8\]

התשובה הנכונה היא (3).

נשתמש במשוואת הגזים האלוואולרית:

\[PAO_2 = FiO_2 \times (P_{atm} - P_{H_2O}) - \frac{PaCO_2}{RQ}\]

נציב את הנתונים:

\[PAO_2 = 0.50 \times (760 - 47) - \frac{40}{0.8}\]

תחילה מחשבים את הלחץ הזמין לגזים אחרי הפחתת אדי המים:

\[760 - 47 = 713\]

ולכן:

\[0.50 \times 713 = 356.5\]

כעת מחשבים את השפעת הפד”ח:

\[\frac{40}{0.8} = 50\]

ולכן:

\[PAO_2 = 356.5 - 50 = 306.5\]

כלומר:

\[PAO_2 \approx 306 \text{ mmHg}\]

הערך גבוה בהרבה מהערך התקין באדם הנושם אוויר חדר, משום שהאישה מקבלת חמצן בריכוז של 50% במקום 21%.

התשובה הנכונה היא (3), כלומר C.

ה־Respiratory Quotient, או RQ, מוגדר כיחס בין כמות הפד”ח הנפלטת לבין כמות החמצן הנצרכת:

\[RQ = \frac{CO_2}{O_2}\]

אם נתון:

\[RQ = 0.8\]

נחפש יחס שבו:

\[\frac{CO_2}{O_2} = 0.8\]

במסיח C:

\[O_2 = 5\] \[CO_2 = 4\]

ולכן:

\[\frac{4}{5} = 0.8\]

זה מתאים לדיאטה רגילה, שבה ה־RQ הממוצע הוא בערך 0.8.

לגבי שאר המסיחים:

• A: היחס הוא 4/4 = 1
• B: היחס הוא 3/5 = 0.6
• D: היחס הוא 5/5 = 1
• E: היחס הוא 3/6 = 0.5
• F: היחס הוא 4/6 ≈ 0.67

התשובה הנכונה היא (1).

גם בגובה רב, הריכוז היחסי של החמצן באוויר האטמוספרי נשאר בערך אותו דבר:

\[FiO_2 = 0.21\]

כלומר, עדיין כ־21% מהאוויר הם חמצן.

אבל הלחץ הברומטרי נמוך בהרבה. לכן הלחץ החלקי של החמצן יורד.

באוויר מלוחח על מון בלאן:

\[\begin{aligned} PO_2 &= FiO_2 \times (P_{atm} - P_{H_2O}) \\[10pt] &= 0.21 \times (420 - 47) \\[10pt] &= 0.21 \times 373 = 78.33 \end{aligned}\]

כלומר:

\[PO_2 \approx 78 \text{ mmHg}\]

לשם השוואה, בגובה פני הים:

\[\begin{aligned} PO_2 &= 0.21 \times (760 - 47) \\[10pt] &= 0.21 \times 713 = 149.7 \approx 150 \text{ mmHg} \end{aligned}\]

לכן הלחץ החלקי של החמצן באוויר מלוחח על מון בלאן נמוך משמעותית מזה שבגובה פני הים, אף על פי ש־FiO₂ נשאר 21%.

התשובה הנכונה היא (3).

על הר מון בלאן הלחץ הברומטרי הוא כ־420 ממ”כ. אם האדם מקבל חמצן בריכוז של 80%, נחשב את הלחץ החלקי של החמצן באוויר מלוחח:

\[\begin{aligned} PO_2 &= FiO_2 \times (P_{atm} - P_{H_2O}) \\[10pt] &= 0.80 \times (420 - 47) \\[10pt] &= 0.80 \times 373 = 298.4 \end{aligned}\]

כלומר:

\[PO_2 \approx 298 \text{ mmHg}\]

באוויר רגיל בגובה פני הים, הלחץ החלקי של החמצן באוויר יבש הוא בערך:

\[PO_2 = 0.21 \times 760 = 160 \text{ mmHg}\]

לכן:

\[\frac{298.4}{160} \approx 1.87\]

כלומר, מסכת חמצן בריכוז 80% על מון בלאן תספק יותר חמצן מאשר שאיפת אוויר רגיל בגובה פני הים.