Pulmoner vasküler direnç (PVR)

Pulmoner Vasküler Direnç (PVR), akciğerlerin vasküler sistemini oluşturan atardamarlar, atardamarcıklar, kılcal damarlar, venüller ve damarları içeren pulmoner dolaşımdaki kan akışına karşı direnci tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Özellikle kardiyovasküler ve solunum sistemlerini etkileyen durumlarda, kalp ve akciğerlerin nasıl etkileşime girdiğini anlamak için kritik bir parametredir.

Pulmoner Vasküler Direnç, pulmoner damar sisteminin, kalbin sağ ventrikülü tarafından pulmoner dolaşıma atılan kan akışına karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanır. Akciğerlerin damar sisteminden geçen kan akışına karşı direncin veya karşı koymanın bir ölçüsüdür. Pulmoner dolaşımın birincil işlevi, kan ile akciğerlerdeki alveoller arasında gazların (oksijen ve karbondioksit) değişimini kolaylaştırmaktır.

Fizyoloji:

• Kalbin sağ ventrikülünden gelen kan, giderek daha küçük damarlara, arterioller ve kılcal damarlar da dahil olmak üzere dallanan pulmoner arterlere pompalanır. Bu kılcal damarlar, gaz değişiminin gerçekleştiği alveollerin etrafında yoğun bir ağ oluşturur. Oksijenlenmiş kan daha sonra pulmoner venler aracılığıyla kalbin sol atriyumuna geri döner.
• Pulmoner dolaşımdaki direnç, öncelikle pulmoner arterlerin ve arteriollerin çapı tarafından belirlenir. PVR’yi etkileyen faktörler arasında damar duvarlarındaki düz kasın tonu, damarların yapısal bütünlüğü, herhangi bir tıkanıklık veya tıkanıklığın varlığı ve akciğer dokusunun genel sağlığı yer alır.

Pulmoner Vasküler Direncin Hesaplanması ve Ölçümü

Hesaplama:

• Pulmoner Vasküler Direnç genellikle aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

[Ortalama Pulmoner Arter Basıncı (mPAP) – Pulmoner Kılcal Kama Basıncı (PCWP)] / {Kardiyak Çıktı (CO)}

• Ortalama Pulmoner Arter Basıncı (mPAP): Bu, pulmoner arterdeki ortalama basınçtır ve kanın sağ ventrikülden akciğerlere pompalanırken uyguladığı basıncı yansıtır.
• Pulmoner Kılcal Kama Basıncı (PCWP): Bu, sol atriyal basıncın dolaylı bir ölçüsüdür ve küçük bir pulmoner arter dalına bir kateter takılarak elde edilir.
• Kardiyak Çıktı (CO): Bu, kalbin bir dakikada dolaşım sistemine pompaladığı kan miktarıdır.

Ölçüm:

• PVR, sağ kalp kateterizasyonu yoluyla invaziv olarak ölçülür; bu, bir kateterin kalbin sağ tarafına yerleştirildiği ve ardından pulmoner artere yönlendirildiği bir prosedürdür. Bu prosedür, PVR’yi doğru bir şekilde hesaplamak için gerekli olan kalp ve pulmoner arterlerdeki basınçların doğrudan ölçülmesini sağlar.
• Ekokardiyografi gibi invaziv olmayan yöntemler, pulmoner arter basınçları ve kardiyak çıktının tahminlerini sağlayabilir, ancak bunlar invaziv ölçümlerden daha az hassastır.

Pulmoner Vasküler Direnci Etkileyen Faktörler

Vazokonstriksiyon ve Vazodilatasyon:

• Pulmoner damarlar çeşitli uyaranlara yanıt olarak daralabilir (vazokonstriksiyon) veya genişleyebilir (vazodilatasyon). Hipoksi (düşük oksijen seviyeleri) tipik olarak pulmoner arterlerde vazokonstriksiyona neden olur, bu hipoksik pulmoner vazokonstriksiyon (HPV) olarak bilinen bir tepkidir. Bu mekanizma, kan akışını akciğerin kötü havalandırılan bölgelerinden iyi havalandırılan bölgelerine yönlendirerek gaz değişimini optimize eder.
• Tersine, nitrik oksit ve bazı ilaçlar gibi faktörler vazodilatasyona neden olarak PVR’yi azaltabilir ve pulmoner dolaşımda kan akışını kolaylaştırabilir.

Yapısal Değişiklikler:

• Damar duvarlarının kalınlaşması, fibrozis veya pıhtı oluşumu (tromboembolik hastalık) gibi pulmoner damar sistemindeki yapısal değişiklikler PVR’yi artırabilir. Bu değişiklikler pulmoner hipertansiyon, kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) veya interstisyel akciğer hastalığı gibi kronik akciğer hastalıkları nedeniyle meydana gelebilir.

Kan Viskozitesi ve Hacmi:

• Artan kan viskozitesi (daha kalın kan) ve daha yüksek kan hacmi PVR’yi yükseltebilir. Polisitemi (kırmızı kan hücresi sayısının artması) veya sıvı yüklenmesi gibi durumlar pulmoner dolaşımda artan dirence katkıda bulunabilir.

Pulmoner Vasküler Direncin Klinik Önemi

Pulmoner Hipertansiyon:

• Pulmoner Hipertansiyon (PH), pulmoner arterlerde yüksek kan basıncı ile karakterize bir durumdur. Sol kalp hastalığı, akciğer hastalıkları, kronik tromboembolik hastalık veya idiyopatik nedenler dahil olmak üzere çeşitli altta yatan nedenlerden kaynaklanabilir. Artmış PVR, pulmoner hipertansiyonun bir özelliğidir ve önemli morbidite ve mortalite ile ilişkilidir.
• Tanı ve Tedavi: PVR’nin doğru ölçümü, pulmoner hipertansiyonu teşhis etmede ve yönetimini yönlendirmede çok önemlidir. Tedavi stratejileri, endotelin reseptör antagonistleri, fosfodiesteraz inhibitörleri ve prostasiklin analogları gibi pulmoner basınçları düşüren ilaçların yanı sıra, yükselmiş PVR’nin altta yatan nedenini yönetmeye yönelik müdahaleleri içerebilir.

Sağ Ventrikül Fonksiyonu:

• Sağ ventrikül, PVR’yi yenmek ve akciğerlerden yeterli kan akışını sürdürmek için yeterli basınç üretmelidir. Artan PVR, sağ ventriküle ek yük bindirir ve yönetilmezse potansiyel olarak sağ ventrikül hipertrofisine (kasın kalınlaşması) ve sağ kalp yetmezliğine yol açabilir.
• Değerlendirme ve İzleme: PVR ve sağ ventrikül fonksiyonunun düzenli olarak değerlendirilmesi, konjenital kalp defektleri, kronik akciğer hastalıkları ve pulmoner hipertansiyon dahil olmak üzere pulmoner damar sistemini etkileyen rahatsızlıkları olan hastaların yönetiminde önemlidir.

Gaz Değişimi Üzerindeki Etki:

Yüksek PVR, akciğerlerden kan akışını bozarak gaz değişiminin verimliliğini azaltabilir. Bu, hipoksemi (düşük kan oksijen seviyeleri) ve hiperkapni (yüksek kan karbondioksit seviyeleri) ile sonuçlanabilir ve solunum sıkıntısına ve diğer komplikasyonlara katkıda bulunabilir.

Yüksek Pulmoner Vasküler Direncin Yönetimi

Tıbbi Yönetim:

• Vazodilatörler: Kalsiyum kanal blokerleri, fosfodiesteraz-5 inhibitörleri (örn. sildenafil) ve prostasiklin analogları (örn. epoprostenol) gibi ilaçlar, pulmoner damarları genişletmek ve PVR’yi azaltmak için kullanılır.
• Diüretikler: Bunlar, özellikle sağ kalp yetmezliği olan hastalarda sıvı yüklenmesini yönetmek için kullanılır, böylece kalbin genel iş yükü azaltılır ve PVR düşürülür.
• Oksijen Terapisi: Ek oksijen, özellikle kronik akciğer hastalıkları olan hastalarda hipoksik pulmoner vazokonstriksiyonu azaltmaya ve PVR’yi düşürmeye yardımcı olabilir.

Cerrahi ve Girişimsel Yaklaşımlar:

• Pulmoner Tromboendarterektomi (PTE): Bu cerrahi prosedür, kronik tromboembolik pulmoner hipertansiyonu (CTEPH) olan hastalarda pulmoner arterlerden organize pıhtıları temizleyerek PVR’yi azaltır ve hemodinamiği iyileştirir.
• Balon Pulmoner Anjiyoplasti (BPA): Pulmoner hipertansiyonu olan seçilmiş hastalarda daralmış pulmoner arterleri genişletmek ve PVR’yi azaltmak için kullanılan minimal invaziv bir prosedürdür.

Keşif

Pulmoner Vasküler Direnç (PVR) kavramı, pulmoner dolaşım ve kardiyovasküler fizyoloji anlayışının ilerlemesiyle son birkaç yüzyılda önemli ölçüde evrimleşmiştir. İşte PVR’nin keşfi ve anlaşılmasındaki bazı önemli kilometre taşları:

1. Pulmoner Dolaşımın Erken Anlaşılması

• 1628 – William Harvey’in Dolaşımı Keşfi:
• İngiliz hekim William Harvey, sistemik dolaşımı ve kalbin vücuda kan pompalamadaki rolünü açıkladığı “Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus” (“Hayvanlarda Kalp ve Kanın Hareketi Üzerine Anatomik Bir Egzersiz”) adlı eserini yayınladı. Ancak pulmoner dolaşımın ve direncin belirli ayrıntıları henüz anlaşılmamıştı.
• 1660’lar – Marcello Malpighi ve Kılcal Damarların Keşfi:
• İtalyan anatomist Marcello Malpighi, atardamarları ve toplardamarları birbirine bağlayan küçük kan damarları olan kılcal damarları keşfetmek için mikroskop kullandı. Bu keşif, kanın kalbin sağ tarafından akciğerlere ve oradan da sol tarafa nasıl hareket ettiğini anlamak açısından çok önemliydi ve pulmoner dolaşım üzerine gelecekteki çalışmalar için temel oluşturdu.

2. Pulmoner Dolaşım ve Basıncın Anlaşılmasındaki Gelişmeler

• 1733 – Stephen Hales ve Kan Basıncı Ölçümü:
• İngiliz fizyolog Stephen Hales, akciğer atardamarındaki basıncın ölçümü de dahil olmak üzere hayvanlarda bilinen ilk kan basıncı ölçümlerini gerçekleştirdi. Bu çalışma, akciğerler de dahil olmak üzere dolaşım sisteminin farklı bölümlerindeki kan basıncı kavramının anlaşılmasında temel oluşturdu.
• 1860’lar – Carl Ludwig ve Hemodinamik:
• Alman fizyolog Carl Ludwig, kan akışının incelendiği hemodinamik alanına önemli katkılarda bulundu. Kan basıncı dalgalarını kaydedebilen bir alet olan kimografı geliştirdi. Ludwig’in çalışması, kanın pulmoner dolaşım da dahil olmak üzere farklı damar yataklarından nasıl aktığına dair daha derin bir anlayışa giden yolu açtı.

3. 20. Yüzyıl: Pulmoner Vasküler Direnci Tanımlamak

• 1920’ler – Kardiyak Kateterizasyondaki Gelişmeler:
• 1929’da Werner Forssmann tarafından öncülük edilen kardiyak kateterizasyon, kalp ve pulmoner arterlerdeki basınçların doğrudan ölçülmesine olanak sağladı. Bu yenilik, vasküler dirence katkıda bulunan basınçların daha doğru ölçülmesini sağladığı için PVR kavramının geliştirilmesi için çok önemliydi.
• 1940’lar – PVR’nin Tanımı ve Hesaplanması:
• 1940’larda kardiyak kateterizasyonun ortaya çıkmasıyla birlikte araştırmacılar pulmoner arter basıncını ve kardiyak çıktıyı doğrudan ölçmeye başladılar. PVR kavramı, pulmoner damar sistemi içindeki direncin hesaplanabilir bir ölçüsü olarak ortaya çıktı. PVR, ortalama pulmoner arter basıncı ile sol atriyal basınç arasındaki farkın (pulmoner kılcal kama basıncı ile tahmin edilir) kardiyak çıktıya bölünmesi olarak tanımlanmıştır. Bu dönem, PVR’nin kardiyovasküler fizyolojide resmiyet kazanmasını sağlamıştır.
• 1951 – Fick İlkesi Uygulaması:
• Oksijen tüketimi ve arteriovenöz oksijen farkına dayalı kardiyak çıktının ölçülmesiyle ilgili olan Fick ilkesi, pulmoner hemodinamikte kullanılmak üzere uyarlanmıştır. Bu ilke, kardiyak çıktının ve dolayısıyla PVR’nin hesaplanmasını kolaylaştırmış ve sağlık ve hastalıkta pulmoner vasküler dinamiklerin daha ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını sağlamıştır.

4. 20. Yüzyılın Sonları: Görüntüleme ve Moleküler Araştırma ile Gelişmiş Anlayış

• 1960’lar-1980’ler – Pulmoner Hipertansiyon ve Sağ Kalp Kateterizasyonu:
• 1960’lar ve 1970’lerde sağ kalp kateterizasyon tekniklerinin geliştirilmesi ve iyileştirilmesi, artmış PVR ile karakterize bir durum olan pulmoner hipertansiyonu teşhis etme yeteneğini büyük ölçüde artırdı. Bu prosedür, pulmoner arter basınçlarını ve kardiyak çıktıyı ölçmek için altın standart haline geldi ve PVR’yi hesaplamak ve pulmoner hipertansiyonun şiddetini değerlendirmek için çok önemliydi.
• 1980’ler – Pulmoner Vazodilatörler:
• 1980’lerde pulmoner arteriyel hipertansiyon (PAH) tedavisinde epoprostenol (prostasiklin) gibi pulmoner vazodilatörler tanıtıldı. Bu, PVR’nin dinamik doğasının ve çeşitli farmakolojik ajanlar tarafından modülasyonunun daha iyi anlaşılmasına yol açtı.

5. 21. Yüzyıl: PVR’ye İlişkin Moleküler ve Genetik İçgörüler

• 2000’ler-Günümüz – Moleküler Biyoloji ve Genetik:
  21. yüzyılda pulmoner vasküler direncin moleküler ve genetik temellerinin anlaşılmasında önemli ilerlemeler kaydedildi. Araştırmalar, endotelin yolu, nitrik oksit yolu ve ailesel pulmoner arteriyel hipertansiyonda BMPR2 mutasyonlarının rolü gibi pulmoner vasküler ton ve yeniden şekillenmenin düzenlenmesinde rol oynayan çeşitli yollar ve genler tanımladı.
• Endotelin reseptör antagonistleri, fosfodiesteraz-5 inhibitörleri ve çözünür guanilat siklaz uyarıcıları dahil olmak üzere hedefli tedavilerin geliştirilmesi, PVR’yi ve terapötik modülasyonunu düzenleyen mekanizmalar hakkında yeni bilgiler sağlamıştır.

Güncel Anlayış ve Gelecekteki Yönler

• Görüntüleme Tekniklerinin Rolü:

Yüksek çözünürlüklü bilgisayarlı tomografi (HRCT) ve manyetik rezonans görüntüleme (MRI) gibi gelişmiş görüntüleme teknikleri, pulmoner damar yapısını görselleştirme ve PVR’deki değişiklikleri invaziv olmayan bir şekilde değerlendirme yeteneğini geliştirmiştir. Bu araçlar, pulmoner damar hastalıklarını teşhis etmek ve tedavilerin PVR üzerindeki etkilerini izlemek için hayati öneme sahiptir.

Kişiselleştirilmiş Tıp ve Biyobelirteçler:

PVR’yi anlamanın geleceği, moleküler ve genetik biyobelirteçlerin bir bireyin PVR’yi hedefleyen belirli tedavilere yanıtını tahmin edebildiği kişiselleştirilmiş tıpta yatmaktadır. Bu yaklaşım, tedavileri hastanın benzersiz patofizyolojik profiline göre uyarlayarak pulmoner arteriyel hipertansiyon gibi durumlar için tedaviyi optimize etmeyi amaçlamaktadır.

İleri Okuma

1. Harvey, W. (1628). Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus. Frankfurt: William Fitzer.
2. Hales, S. (1733). Statical Essays: Containing Haemastaticks. London: W. Innys and R. Manby.
3. Forssmann, W. (1929). Die Sondierung des rechten Herzens. Klinische Wochenschrift, 8(45), 2085-2087.
4. Vonk-Noordegraaf, A., Haddad, F., Chin, K. M., Forfia, P. R., Kawut, S. M., Lumens, J., Naeije, R., Newman, J., Oudiz, R. J., Provencher, S., Torbicki, A., Voelkel, N. F., & Hassoun, P. M. (2013). Right heart adaptation to pulmonary arterial hypertension: Physiology and pathobiology. Journal of the American College of Cardiology, 62(25 Supplement), D22-D33.
5. Dickinson, C. J. (1953). The development of the concept of pulmonary vascular resistance. British Heart Journal, 15(1), 1-12.
6. Rubin, L. J. (1985). Primary pulmonary hypertension. The New England Journal of Medicine, 312(3), 159-165.
7. Naeije, R., & Manes, A. (2014). The right ventricle in pulmonary arterial hypertension. European Respiratory Review, 23(134), 476-487.
8. Galiè, N., Humbert, M., Vachiery, J. L., Gibbs, S., Lang, I., Torbicki, A., Simonneau, G., Peacock, A., Vonk Noordegraaf, A., Beghetti, M., Ghofrani, A., Gomez Sanchez, M. A., Hansmann, G., Klepetko, W., Lancellotti, P., Matucci, M., McDonagh, T., Pierard, L. A., Trindade, P. T., Zompatori, M., & Hoeper, M. (2015). 2015 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension. European Heart Journal, 37(1), 67-119.
9. Simonneau, G., Montani, D., Celermajer, D. S., Denton, C. P., Gatzoulis, M. A., Krowka, M., Williams, P. G., & Souza, R. (2019). Haemodynamic definitions and updated clinical classification of pulmonary hypertension. European Respiratory Journal, 53(1), 1801913.