Základy zvlhčovania dýchacích plynov a prax WILAmed
Čo je zvlhčovanie dýchacích plynov?
Zvlhčovanie dýchacích plynov je metóda umelého ohrievania a zvlhčovania dýchacích plynov u mechanicky ventilovaných pacientov. Pod pojmom dýchací plynový kondicionér sa okrem vykurovania a zvlhčovania rozumie aj čistenie dýchacieho plynu. Tieto tri základné funkcie úpravy dýchacieho plynu sa používajú na prípravu dýchacieho plynu bez dozoru pre citlivé pľúca. Ak prírodný dýchací plyn nie je zvlhčený, môže dôjsť k pľúcnym infekciám a poškodeniu pľúcneho tkaniva.
Ako funguje klimatizácia prírodného dýchacieho plynu?
75% úpravy dýchacích plynov u zdravých ľudí sa uskutočňuje v horných dýchacích cestách (nazálne/hltanové) (obr. 1). Zvyšných 25% prevezme priedušnica. Každý deň sa v závislosti od veľkosti tela a fyzickej zdatnosti zahreje, zvlhčí a vyčistí 1 000–21 000 litrov dýchacieho plynu.
1. Otepľovanie
Vzduch, ktorý dýchame, ohrieva veľa malých krvných ciev, ktoré pokrývajú nosnú a ústnu sliznicu ako sieť. Nervové impulzy regulujú množstvo krvi, ktoré ním preteká, ako vlastný vykurovací systém tela.
2. Zvlhčovanie
Dobre prekrvená sliznica vo vnútri nosa a v ústach uvoľňuje vlhkosť do dýchacieho plynu, keď okolo prechádza počas inšpirácie. Vďaka tomu sa u zdravých dospelých odparí 200 až 300 ml vody každý deň. Sliznice sa pri inšpirácii ochladzujú nosom alebo ústami. Toto ochladenie znamená, že pri výdychu sa časť vlhkosti vo vzduchu vychádzajúcom z pľúc (100% vlhkosť pri 37 ° C) kondenzuje na slizniciach. Sliznice sú opäť navlhčené. Na ceste do dolných dýchacích ciest sa dýchací plyn, ktorý je už zvlhčený v nosovej dutine/hltane, ďalej kondicionuje, až kým sa nedosiahne hranica izotermického nasýtenia. Limitom izotermického nasýtenia je maximálna možná vlhkosť pri danom teple. Pri teplote 37 ° C v jadre tela to zodpovedá relatívnej vlhkosti 100% alebo absolútnej vlhkosti 44 mg/l. U zdravých a pokojne dýchajúcich ľudí je táto rovnováha nastolená pri dýchaní nosom pri rozdvojení priedušnice. To zaisťuje, že k alveolám sa dostane iba vzduch nasýtený vodnou parou a pri telesnej teplote (obr. 2).
3. Čistenie
Zatiaľ čo sa inhalované častice odstraňujú v horných dýchacích cestách hlavne kašľom a kýchaním (tusívny klírens), v hlbších dýchacích cestách je hlavným zameraním mukociliárny klírens. Je to hlavný mechanizmus vylučovania priedušiek.
Mukociliárny klírens
Hlavné priedušky až po alveoly sú vystlané respiračným epitelom. Na ňom sú ciliárne bunky, ktoré majú na povrchu vlasové štruktúry (mihalnice). Riasinky sú obklopené tenkou vrstvou hlienu. Na jeho vrchole je umiestnená druhá silná vrstva hlienu, v ktorej sa zachytávajú cudzie častice a mikroorganizmy.
Riasinky uskutočňujú koordinované pohyby v tenkej vrstve hlienu v smere k hltanu. To prenáša silnú vrstvu hlienu smerom k ústam, kde je prehltnutý alebo vykašliavaný. Optimálna funkcia mukociliárneho klírensu predpokladá teplotu 37 ° C a absolútnu vlhkosť 44 mg/l, čo zodpovedá relatívnej vlhkosti 100%. Ak nie je v dolných dýchacích cestách dostatok tepla a vlhkosti, ciliárne bunky po krátkom čase zastavia svoju transportnú funkciu. Za týchto podmienok sa uľahčuje bakteriálna kolonizácia.
Keď je dýchanie narušené?
Mechanické vetranie, najmä suchými, studenými dýchacími plynmi, obmedzuje a čiastočne obchádza úpravu prirodzeného dýchacieho plynu. Pri neinvazívnej ventilácii (napr. Dýchacie masky) sa často podáva nepretržitý pozitívny tok (napr. CPAP). Výsledné zvýšené dýchanie ústami môže vyvolať nežiaduce vedľajšie účinky. Z dlhodobého hľadiska horné dýchacie cesty vysychajú v dôsledku stáleho prísunu chladných dýchacích plynov. Dôsledkom sú bolestivo zapálené nosné a ústne sliznice, ako aj upchatie dýchacích ciest a prekrvenie sekrétov v dýchacom systéme.
Najmä netesnosti z dýchacej masky môžu spôsobiť vysušenie nosnej sliznice. Nepretržitý prísun teplých dýchacích plynov prispieva k významnému zmierneniu tohto klinického obrazu. Pri invazívnej ventilácii (intubácia alebo tracheotómia) sa horné dýchacie cesty obchádzajú a už nemôžu vykonávať svoju prirodzenú funkciu. Dýchací plynový kondicionér sa potom presunie výlučne do priedušnice, ktorá však sama nedokáže zabezpečiť potrebný zvlhčovací, otepľovací a čistiaci výkon.
Výzvy spojené s mechanickým vetraním sú:
Vetranie príliš studenými a suchými plynmi na rýchle dýchanie spôsobí, že hlien na respiračnom epiteli sa stáva silnejším, čo zhoršuje funkciu ciliárnych buniek. Frekvencia rytmu mihalníc sa spomalí, až sa nakoniec zastaví (v