환기장애: 개요


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 환기의 지표: PaCO2

  •  PaCO2 : 37-43mmHg(at sea level)로 유지된다. 대략 35-40mmHg를 정상으로 본다.  
    • 환기 장애에서는 비정상적인 PaCO2 값을 보인다. 
    •  정상적인 경우 생성되는 CO2의 일정 양이 호흡으로 배출 되기 때문에 다음과 같은 공식이 성립된다.
      PaCO2=(k)(CO2)/A=(k)(CO2)/x(1-Vd/Vt)
      (k=상수, CO2 = CO2 production, A= fresh gas alveolar ventilation, Vd/Vt= dead space fraction.호흡 시 실제로 환기가 일어나지 않는 부분)      

 

  •  즉, PaCO2를 변화시킬 수 있는 요인들로는 대사의 항진/저하에 의한 CO2 생성의 변화, 분당 환기(minute ventilation), 사강이 차지하는 비율(dead space fraction)이 있다. 
  • 패혈증, 화상 등의 급성 질환의 경우에는 CO2의 변화가 일어나고, 환기 장애의 경우는 부적절환 분당 환기 또는 사강 분율이 증가되어 발생하는 장애들이다.  

 



호흡의 조절

중추성 조절

  • 호흡 중추
    • 뇌간(Brainstem)에 존재
    • 특히 중요한 신경세포[연수(medulla)에 위치]:  DRG(Dorsal respiratory group), VRC(ventral respiratory column)
    • neuron들은 여러 위치로 projection되어 횡격막, 상기도 근육, 보조 호흡근의 운동에 관여한다.

DRG

VRC

  • 호흡과 관계된 여러 정보들을 종합하고 pace를 조절함
  • PaO2, PaCO2, pH, 경동맥과 대동맥의 화학수용체(chemoreceptor) 및 압력수용체(baroreceptor)으로 오는 혈압정보를 중추신경계로 전달하는 초기 통합장소 역할
  • 미주신경은 폐실질과 흉벽에 있는 신장 수용체(stretch receptor)와 모세혈관근접 수용체(juxtacapillary receptor)의 정보를 DRG 에 전달
  • 호흡 리듬을 생성, 강제 호기(Forced expiration)에 관여
  • 그 외 상부 뇌센터(higher brain center)나 자율신경계(autonomic nervous system) 등에 의해 억제 혹은 증가될 수 있다.
    •  정상적으로 수면 중에는 고탄산혈증(hypercapnia)이나 저산소혈증(hypoxemia)에 대한 반응이 저하되어 밤중에 저환기가 발생한다. 

 

화학 수용체(Chemoreceptor)

말초 화학 수용체(Peripheral chemoreceptors)

  • Stimulants: PaO2에 가장 민감(hypoxemia), hypercapnia, H+ (metabolic acidosis)
  • Located site: Carotid bodies, Aortic body 

 

Central(medullary) chemoreceptors

  • Stimulants: CSF내의 H+에 반응하며 PaCO2는 H+를 증가시켜 자극한다. 
  • 혈액과는 달리 CSF는 buffer 작용이 덜하기 때문에 PaCO2 변화에 따라 pH가 민감히 변한다. 

 

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