נפח מת

נפח מת בפיזיולוגיה של מערכת הנשימה הוא נפח אוויר הנשאף לריאות ואינו משתתף בשחלוף הגזים בהן. נפח זה מורכב משני רכיבים: נפח מת אנטומי, הנובע מהמבנה של דרכי האוויר, ונפח מת נאדי, הנובע מאזורים בריאה אשר הם מאווררים אך אינם מקבלים אספקת דם לשחלוף הגזים עם הדם. באדם בוגר בריא הנפח המת עומד על כ-150 מ"ל, כ-30% מהנפח החילופי במנוחה. הנפח המת מסומן ב-V_D.

נפח מת אנטומי

בסוף כל נשיפה נשאר בדרכי האוויר נפח אוויר דל בחמצן ועשיר בפחמן דו-חמצני. בשאיפה העוקבת נכנס נפח זה ראשון לריאות, ורק אחריו נכנס אוויר אטמוספירי העשיר בחמצן אשר משתתף בשחלוף הגזים. אותו נפח אוויר עני בחמצן שאינו משתתף בשחלוף הגזים בריאות נקרא נפח מת אנטומי, מאחר שהוא נובע מהמבנה של דרכי האוויר. למעשה, הנפח המת האנטומי הוא הנפח של דרכי האוויר בסוף נשיפה במנוחה.

בריאות מבודדות ניתן ליצוק לתוך הסמפונות חומר מתקשה, שאחרי פירוק כימי של רקמת הריאה יאפשר מדידה של נפח דרכי האוויר. לצורך מדידה פיזיולוגית של הנפח המת נעשה שימוש בשיטת פאולר, שהוצעה על ידי וורד פאולר בשנת 1948, שבה הנבדק שואף שאיפה אחת של חמצן טהור ובעת הנשיפה נמדד ריכוז החנקן באוויר הננשף, אשר מקורו בשאיפה קודמת של אוויר אטמוספירי. בתחילת המדידה ריכוז החנקן בנפח הננשף אפסי משום שמקור האוויר הננשף ראשון הוא בשאיפת החמצן הטהור. לאחר מכן ריכוז החנקן עולה עד להגעה לישורת בעלת שיפוע קל. חישוב הנפח המת מתבצע על ידי העברת אנך בחלק העולה של עקומת ריכוז החנקן כתלות בנפח הננשף, כך ששטחי שני המשולשים, התחומים על ידי העקומה, הצירים וקו הגבול העליון של ריכוז החנקן, שווים. נקודת העברת האנך בציר האופקי – הנפח הננשף – היא הנפח המת האנטומי.

בקביעת ערכי תדירות הנשימה והנפח החילופי בחולה המחובר למכונת הנשמה יש להתחשב בנפח המת שמתווסף לאחר חיבור החולה למכונה כפועל יוצא של נפח צינורות המכונה. כמו כן, שימוש בשנורקל אף הוא מגדיל את הנפח המת האנטומי.

נפח מת נאדי

כאשר ישנם אזורים בריאה אשר הם מאווררים אך אינם מקבלים אספקת דם לשחלוף הגזים עם הדם, כלומר יחס האוורור לזרימה ( ${\frac {{\dot {V}}_{A}}{Q}}$ ) הרי שמדובר באוורור מבוזבז, הנקרא נפח מת נאדי. נפח מת זה הוא זניח באנשים בריאים, אך יכול לגדול לכדי משמעותי באנשים עם מחלות ריאה כגון תסחיף ריאתי או נפחת.

חישוב הנפח המת

חישוב הנפח המת הפיזיולוגי הכולל מתבסס על היחס בין הנפח המת לנפח החילופי, כפי שמתואר על ידי משוואת בוהר על שם כריסטיאן בוהר. לפי המשוואה, היחס בין הנפח המת לנפח החילופי (V_T) שווה ליחס בין הפרש לחצי הפחמן הדו-חמצני בדם העורקי והאוויר הננשף ללחץ הפחמן הדו-חמצני בדם העורקי: ${\frac {V_{D}}{V_{T}}}={\frac {P_{aCO_{2}}-P_{ECO_{2}}}{P_{aCO_{2}}}}$ . מאחר שלחץ הפחמן הדו-חמצני בדם העורקי שווה ללחץ הפחמן הדו-חמצני באוויר הנאדיות, ניתן לחלק את המונה והמכנה של האגף הימני במשוואה בלחץ האטמוספירי בניכוי לחץ אדי המים ולקבל יחס מקביל של אחוז הפחמן הדו-חמצני: ${\frac {V_{D}}{V_{T}}}={\frac {F_{ACO_{2}}-F_{ECO_{2}}}{F_{ACO_{2}}}}$ . באדם בוגר בריא יחס זה נע בין 0.2 ל-0.35, כאשר הוא עולה עם הגיל וקטן במאמץ גופני.