Anaesthesia and the respiratory system

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Abstract
Pulmonary gas exchange is disturbed during general anaesthesia; both oxygenation and elimination of carbon dioxide are impaired. The shape of the chest wall alters after induction of anaesthesia-paralysis in recumbent subjects, and its motion during inspiration is also altered. The mechanical properties of lung and chest wall are also affected and FRC may be reduced. Inspired gas distribution changes after induction of anaesthesia-paralysis with mechanical ventilation of the lungs. Distribution of pulmonary blood flow is altered in subjects in the sitting and right lateral decubitus positions, but the distribution is not adjusted to the altered distribution of inspired gas. This results in an increased mismatching of ventilation to perfusion, with development of lung regions that have low and high ventilation-to-perfusion ratios. Some lung regions with low ventilation-to-perfusion ratios develop into right-to-left shunt on breathing 100 per cent oxygen. The following sequence of events probably occurs after induction of anaesthesia-paralysis. The initial effect of anaesthesia seems to be on the shape and motion of the chest wall. This may alter the mechanical properties of both the chest wall and the lung. Intrapulmonary gas distribution is altered secondarily. Pulmonary blood flow distribution, which is primarily determined by gravity, does not seem to adjust to the altered distribution of inspired gas. Hence, an increased mismatching of ventilation to perfusion develops. This includes the development of lung regions with low ventilation-to-perfusion ratios. These regions may progress into right-to-left shunt during 100 per cent oxygen breathing. The low ventilation-to-perfusion regions and the shunt may both impair oxygenation. The development of lung regions with high ventilation-to-perfusion ratios after induction of anaesthesia-paralysis contributes to the inefficient elimination of carbon dioxide. Ľéchange gazeux pulmonaire est perturbé au cours de ľanesthésie générale, ľoxygénation et ľélimination du C02 étant toutes les deux détériorées. Chez le sujet couché, la configuration et le mouvement en inspiration de la paroi thoracique changent aprçs ľinduction de ľanesthésie avec paralysie musculaire. Les propriétés mécaniques du poumon et de la paroi thoracique sont aussi altérées et la capacité résiduelle fonctionelle peut être diminuée. La distribution des gaz inspirés change sous ventilation artificielle aprçs ľinduction de ľanesthésie générale avec paralysie musculaire. La distribution du débit sanguin pulmonaire est altérée chez les sujets assis et en position latérale droite, mais n’est pas ajustée a ľaltération de la distribution des gaz inspirés. Ceci conduit au développement de régions pulmonaires avec des rapports ventilation-perfusions soit bas soit élevés; donc, ľinégalité des rapport ventilation-perfusion est augmentée. Dans certaines régions du poumon oò ce rapport est bas, des shunts droits-gauches se ďveloppent sous ventilation à 100 pour cent ďoxygçne. Ľinduction de ľanesthésie avec paralysie musculaire déclenche probablement la chaïne ďévénements suivants; ľeffet de ľanesthésie semble tout ďabord se manifester au niveau de la configuration et des mouvements de la paroi thoracique. Ceci peut changer les propriétés mécaniques de la paroi thoracique et du poumon. Puis la distribution des gaz inspirés est changée. La distribution du débit sanguin pulmonaire, surtout influencée par la gravité, ne semble pas s’ajuster à ľaltération de la distribution des gaz inspirés. Il en résulte une augmentation des perturbations des rapports ventilationperfusion, avec apparition de régions oò le rapport ventilation-perfusion est bas, produisant des shunts droits-gauches sous oxygçne à 100 pour cent. Tout ceci peut perturber ľoxygénation. Le développement de régions pulmonaires à rapport ventilation-perfusion élevé contribue à une élimination inefficace du C02.