De ventilatie/perfusieverhouding (V/Q-verhouding) is in de ademhalingsfysiologie een verhouding die wordt gebruikt om de efficiëntie en adequaatheid van de ventilatie/perfusiekoppeling en daarmee de overeenkomst tussen twee variabelen te beoordelen:

V (ventilatie): de lucht die de longblaasjes (alveoli) bereikt; Q (perfusie): het bloed dat via de haarvaten de alveoli bereikt.

De V/Q-verhouding kan zo gedefinieerd worden als de verhouding van de hoeveelheid lucht die per minuut de alveoli bereikt en de hoeveelheid bloed die per minuut de alveoli bereikt. Het is dus een verhouding van debieten. Beide variabelen, V en Q, bepalen in belangrijke mate de concentratie van zuurstof (O2) en koolstofdioxide (CO2) in het bloed.

De V/Q-verhouding kan met een tweedelige ventilatie/perfusiescan (V/Q-scan) worden gemeten. Een V/Q-scan is een vorm van nucleaire medische beeldvorming waarbij een kleine hoeveelheid radioactief materiaal, een tracer, wordt ingeademd of geïnjecteerd. Zo kan de scan de bloed- (perfusiescan) en luchtstroom (ventilatiescan) in de longen lokaliseren en karakteriseren. Dergelijke scans worden voornamelijk gebruikt om een bloedstolsel in de longen, een longembolie, te diagnosticeren.

Fysiologie Idealiter zou de zuurstof geleverd via inademen juist voldoende zijn om het bloed volledig te verzadigen. Bij een gemiddelde volwassene kan één liter bloed ongeveer 200 milliliter zuurstof bevatten, één liter droge lucht heeft ongeveer 210 milliliter zuurstof.

Onder dergelijke omstandigheden zou de ideale V/Q-verhouding dus ongeveer 0,95 zijn. Neemt men bevochtigde lucht (met minder zuurstof) in beschouwing, dan zou de ideale verhouding rond de één liggen, wat ons het concept van ventilatie-perfusiegelijkheid of -matching geeft. Deze gelijkheid kan in de long als geheel of in de individuele/subgroepen worden beoordeeld.

Anderzijds is ventilatie-perfusiemismatch de gebruikte term om aan te geven dat de ventilatie en perfusie van een gaswisselende eenheid niet op elkaar zijn afgestemd.

Afhankelijk van de locatie binnen de longen variëren de werkelijke waarden. Over de gehele longen ligt de gemiddelde waarde rond de 0,8.

Omdat de longen verticaal rond het hart liggen, bevindt een deel van de longen zich boven het hart en een deel eronder. Dit heeft een grote invloed op de V/Q-verhouding:

longtop/apex: hoger dan het hart; longbasis: lager dan het hart.

Bij iemand die rechtop staat, heeft de longtop een hogere V/Q-verhouding, terwijl die aan de longbasis lager is, maar wel dichter bij de optimale waarde ligt om een adequaat zuurstofconcentratie te bekomen in het bloed. Hoewel zowel ventilatie als perfusie toenemen van longtop naar -basis, neemt de perfusie in grotere mate toe dan de ventilatie, waardoor de V/Q-verhouding aan de longbasis verlaagt. De belangrijkste factor betrokken bij het ontstaan van dit V/Q-gradiënt tussen longtop en -basis is de zwaartekracht. Hierdoor veranderen de V/Q-verhoudingen ook in andere posities dan de rechtopstaande.

Ventilatie De zwaartekracht en het gewicht van de longen beïnvloeden de ventilatie door de pleurale druk aan de longbasis te verhogen (waardoor deze minder negatief wordt) en zo het volume in de longblaasjes te verkleinen. Het laagste deel van de long ten opzichte van de zwaartekracht noemt men het afhankelijke gebied. Hier betekenen kleinere volumes in de longblaasjes dat de longblaasjes meer uitzetbaar zijn en daardoor tijdens de ademhaling grotere volumeveranderingen ondergaan. Hoewel de longtop een hogere partiële zuurstofdruk heeft, wordt deze minder efficiënt geventileerd omdat de uitzetbaarheid er kleiner is en er dus kleinere volumes worden uitgewisseld.

Perfusie De invloed van de zwaartekracht op de longperfusie komt tot uiting in de hydrostatische druk van het bloed dat door de vertakkingen van de longslagader stroomt om de longtoppen en -basissen te bereiken, en synergetisch werkt met de druk die door de rechterhartkamer wordt opgebouwd.

Hierdoor kan de druk in de longtop onvoldoende zijn om een bloedstroom op gang te brengen, die alleen kan worden gehandhaafd door de negatieve druk die wordt veroorzaakt door de veneuze bloedstroom naar de linkerboezem, of zelfs om het inklappen van de bloedvaten rond de longblaasjes te voorkomen. De longbasis daarentegen vertoont een sterke bloedstroom als gevolg van de hogere druk.

Pathologie

Extreme veranderingen in V/Q

Een gebied met doorbloeding maar zonder ventilatie (en dus een V/Q van nul) wordt een (pulmonale) shunt genoemd. Een gebied met ventilatie maar zonder perfusie (en dus een V/Q die niet gedefinieerd is, maar de oneindigheid nadert) wordt "dode ruimte" genoemd.

Het is belangrijk op te merken dat er maar weinig situaties bestaan die als een "zuivere" shunt of dode ruimte kunnen worden gezien, aangezien deze onverenigbaar zouden zijn met leven. Daarom is de term V/Q-mismatch gepaster voor situaties die tussen beide uitersten liggen.

Pathofysiologie

Een lagere V/Q-verhouding (ten opzichte van de verwachte waarde voor een bepaald longgebied in een bepaalde positie) belemmert de gasuitwisseling in de longen en is een oorzaak van een lage arteriële partiële zuurstofdruk (pO2). Ook de uitscheiding van koolstofdioxide is verstoord, maar een stijging van de arteriële partiële koolstofdioxidedruk (paC02) komt zelden voor, omdat dit leidt tot ademhalingsstimulatie en de daaruit voortvloeiende toename van de alveolaire ventilatie de paCO2 weer binnen het normale bereik brengt. Deze abnormale verschijnselen worden meestal gezien bij chronische bronchitis, astma, hepatopulmonaal syndroom en acuut longoedeem. Een hoge V/Q-verhouding verlaagt de paCO2 en verhoogt de pO2 in de longblaasjes. Door de toegenomen dode ruimteventilatie daalt de arteriële pO2 en daarmee ook de perifere zuurstofsaturatie, wat leidt tot tachypneu en dyspneu. Deze bevinding wordt doorgaans geassocieerd met een longembolie (waarbij de bloedcirculatie wordt belemmerd door een embolie). Ventilatie is zinloos, omdat het geen zuurstof aan het bloed toevoegt. Een hoge V/Q-ratio kan ook worden waargenomen bij emfyseem, doordat het intacte longweefsel extra wordt geventileerd. Door het verlies van alveolair oppervlak is er proportioneel meer ventilatie per beschikbaar perfusieoppervlak. Daarentegen leidt dit verlies aan oppervlak tot een verlaagde arteriële pO₂ als gevolg van een verminderde gasuitwisseling (zie de wetten van Fick).

Categorie:Ademhaling Categorie:Fysiologie Categorie:Pneumologie