Ongelijkmatige alveolaire ventilatie
Laten
we de long van een jonge volwassene beschouwen als een veer,
die eigen gewicht heeft. We hangen de veer aan zijn top op.
Aan de top hangt het hele gewicht van de veer. De top wordt
dus gerekt; de hoeveelheid rek is afhankelijk van het gewicht
en van de stijfheid van de veer. Lagere delen worden met een
progressief kleiner
deel van het gewicht belast, en zullen dus naar rato minder
uitrekken. Vertaald naar de long betekent dit dat de hoogst
gelegen longdelen (waar deze gelegen zijn hangt af van de
lichaamshouding) sterker gerekt zijn, en dus een groter volume
innemen, dan laag gelegen longdelen. De pleuradruk is dan
lager in de hoogstgelegen longdelen dan in basale longdelen.
Er is aangetoond dat dit inderdaad het geval is, en dat deze
gradiënt in het longvolume en de verdeling van de pleuradruk
over de long door gewichtloosheid is op te heffen.
Dit betekent dat, als het volume-druk diagram van elke alveolaire eenheid
precies dezelfde is, in vivo hooggelegen longdelen een groter volume
(V) hebben dan lager gelegen delen. Omdat het volume-druk diagram kromlijnig
verloopt, zal voor dezelfde drukverandering tijdens de inademing de volumeverandering
(ΔV) kleiner zijn in hoog- dan in laaggelegen longgebieden. Door dit effect
van de zwaartekracht is de verhouding ΔV/V, een maat voor de alveolaire
gasverversing, het kleinst in hooggelegen gebieden. Wat de ventilatie
betreft zijn de condities voor een goede zuurstofvoorziening en uitwassing
van kooldioxyde zijn dus in principe gunstiger in de laagstgelegen longgebieden.
(Het hangt van de circulatie af of dit voordeel wordt benut; ik laat dit
buiten beschouwing).
Conclusie
- Door het effect van de zwaartekracht op de long zijn hoog gelegen alveoli meer gerekt dan laag gelegen alveoli.
- Door het kromlijnige verloop van het volume-druk diagram van de long is de volumeverandering het grootst in laag gelegen longdelen.
- Deze combinatie van factoren leidt er toe dat bij gezonde jonge volwassenen de alveolaire gasverversing het grootst is in basale longgebieden. Hier zijn dan de gunstigste omstandigheden voor uitwisseling van zuurstof en kooldioxyde.