Integrated teaching of clinical physiology

Transkriptio

1 Integrated teaching of clinical physiology Dyspnea and chest-pain block Prof. Anssi Sovijärvi Kliininen fysiologia; oppikirjasuositus Sovijärvi ym (toim.): Kliinisen fysiologian perusteet, Kustannus Oy Duodecim osat hengityselimistön kl. fysiologia -verenkiertoelimistön kl. fysiologia -isotooppikuvantamisen perusteet Seminar of clinical physiology Topics: 1. Pathophysiological mechanisms for limitation of aerobic capacity 2. Mechanisms of hypoxaemia Anssi R.A. Sovijärvi Professor of clinical physiology Physiology of cardiopulmonary exercise Wasserman ym. 1995

2 Reasons for limitation of oxygen uptake DETERMINANTS OF AEROBIC CAPACITY VO 2 = (SV x HR) x C ( a - v ) O 2 cardiac output peripheralcirculation + - central circulation gas exchange in lungs + muscle metabolism VO 2 = oxygen uptake + Hb-concentration SV = stroke volume (heart) HR = heart rate C ( a - v ) O 2 = arterial-venous difference of O 2 content in blood

3 VO2 = SV x HR x C (a-v)o2 Cardiac output = SV x HR Pump function of the heart; ejection fraction Stroke volume Preload Effect of training on stroke volume Effect of training on HR and oxygen uptake

4 Happipulssi rasituksessa: keuhkoahtaumatauti (COPD) ja mitraaliläppävika (MVD) = SV x C(a-v)O2 Perfusion of heart decreases by arterial occlusion; decrease of stroke volume Kammiotakykardia I CENTRAL CIRCULATION - Decrease of cardiac output ( SV x HR) Reasons: a) Decrease of stroke volume (SV) b) Heart rate and rythm disturbances - VO2 = SV x HR x C(a-v)O2 Peripheral oxygen uptake : C (a-v-)o2

5 Lactic acid Phosphocreatinine Anaerobic treshold (AT) VE (l/min) AT Lactate metabolism and exercise II DECREASE OF EFFECTIVE PERIPHERAL CIRCULATION -decrease of C(a-v) O2, reasons:

6 III PATHOPHYSIOLOGY OF GAS EXCHANGE IN LUNGS AND OXYGEN TRANSPORT IN BLOOD NORMAL VALUES : Pa O 2 (10-11 kpa), Sa O 2 > 96 % Pulmonary reasons for decreased C(a-v) O2 A. REASONS FOR HYPOXAEMIA (Pa O 2, Sa O 2 )

7 Astman patofysiologiaa Airways Asthma, bronchodilation obstruction VENTILATION, Kr-81m PERFUSION, Tc-99m-MAA ap pa ap pa PEF 315 l/min PEF 315 l/min PEF 475 l/min PEF 475 l/min Sovijärvi, Salorinne kirjassa Keuhkosairaudet 2000 Ventilation-perfusion mismatch Suht.o-vshuntti PAO2 alent. PAO2 PaO2 alent. PaO2 alent.

8 Gas exchange at the alveolar level: diffusing capacity PaO2 during exercise in different diseases Buffering of lactic acid by bicarbonate in blood B. DECREASED O 2 TRANSPORTING CAPACITY OF HEMOGLOBIN -decreased Hb concentration in blood (anemia) -transport as Hb 4 O 8 (98 %) and as dissolved (2 % ) Increased CO2 in blood stimulates respiratory centers, Minute ventilation increases

9 IV DECREASED GAS EXCHANGE IN MUSCLE CELLS A reason for decreased C(a-v) O2 - amount of oxidative enzymes, modified gene expression (influence of training) - mitochondrial diseases -point mutation or multiple deletions in mtdna: PEO (progressive external ophtalmoplegia) -point mutation in mtdna: MELAS (mitochondrial encephalopathy,lactic acidosis and stroke-like episodes) Potilas 1.58-v mies. Rasitushengenahdistuksen syy? Dg: MCC, st.post. by-pass. St.post.pleuritidem eosinophilica

10 Potilas 1. Lepo-EKG. Potilas 1.Lepo- EKG Potilas 1. Rasitus-EKG. Potilas 1. Rasitushengenahdistus? Spirometria ennen rasitusta:keskivaikea restriktio Potilas 1. Potilas 1. V/V rasituksessa Löydös: Virtausrajoitus, hyperinfl. Anaerobinen kynnys (AT)

11 Potilas 1. Spiroergometrian tulosprofiili. 4,5 Potilas v.mies. Tulosprofiilin tulkinta: -Subj.rajoittava tekijä hengenahdistus -Objektiivisesti rajoittivat ja hengenahdistusta aiheuttivat: 1) Respiratoriset tekijät -restriktio ja alentunut ventilatorinen reservi (BR 13% MVV) -madaltunut VT ja korkea hengitysfrekvenssi -virtausrajoitus uloshengityksessä ja hyperinflaatio -hyperventilaatio 2) Sirkulatoriset tekijät -VO2max ja anaerobinen kynnys alentuneet Potilas 2 Dg.MCC COPD Rasitushengenahdistuksen syy? Potilas 2 Spirometria DLCO 36% DLCO/VA 38% TLC 92 % Diffusiokapasiteetti Potilas 2 Potilas 2, rasitus-ekg V/V -spirometria rasituksessa Lievä uloshengityksen virtausrajoitus

12 Potilas 2 Potilas v. mies. Vuodesta 1989 rasitushengenahdistusta. EKG:ssä vasen haarakatkos ja vasemman eteisen kuormitus. Spirometriassa lievä restriktio (FEV1 66%,FVC 64%). Kardiorespiratorinen suorituskyky, rajoittavat tekijät? Potilas 3. K.V. Potilas 3.K.V. Potilas 3., K.V. Potilas 3., K.V. Spiroergometria: -voimakas sirkulatorinen rajoitus -sekundaarinen hyperventilaatio UKG: EF 21-29% Dg: Dilatoiva kardiomyopatia