Dihalna funkcija krvi Dihalna funkcija krvi

Dihalna funkcija krvi:
Vaja:
Dihalna funkcija krvi
• izmenjava plinov med tkivom in zunanjim
okoljem
Asist. dr. Andrej Fabjan, dr. med.
E-pošta: andrej.fabjan@mf.uni-lj.si
2/24/2012
2/24/2012
Oblike plina v raztopini
Transport O2 v krvi
• raztopljen plin: Henryjev zakon
Oblike kisika v krvi:
• vezan plin: O2, CO2 in CO so vezani na proteine v krvi
• raztopljen kisik (2%) – to je edina oblika kiska, ki
povzroča delni tlak kisika v krvi (gonilo kisikove difuzije v
tkiva). Topnostni koeficient pri 37 st. Celzija je 0,003 mL
O2/100 mL krvi/mm Hg.
• kemično spremenjen plin: večina CO2 v krvi se
prenaša v obliki HCO3- (karbonska anhidraza)
• kisik vezan na hemoglobin (ostalih 98% vsega kisika v
krvi)
2/24/2012
2/24/2012
Oblike hemoglobina
• hemoglobin A (α2β2): lahko veže 4 molekule O2, železo
je v obliki Fe2+
Fe3+,
• methemoglobin: železo je v obliki
tak hemoglobin
NE MORE vezati kisika, pomik krivulje normalnega Hb v
levo (nitrati, nitriti, sulfonamidi)
• hemoglobin F (α2γ2): ima večjo afiniteto za kisik kot
hemoglobin A
Vezavna kapaciteta krvi za kisik in
vsebnost kisika v krvi
Vezavna kapaciteta: maksimalna vsebnost kisika, ki se
lahko veže na hemoglobin na enoto volumna krvi, ob
predpostavki, da je 100% nasičen (1g Hb lahko veže
1,34 ml kisika).
Vsebnost kisika v krvi: = (vezavna kapaciteta za O2 X %
nasičenosti) + raztopljen O2
• hemoglobin S (αA2βS2): tvori srpaste paličice v eritrocitih
(anemija srpastih celic)
2/24/2012
2/24/2012
1
Disociacijska krivulja hemoglobina
za kisik
2/24/2012
Disociacijska krivulja hemoglobina
za kisik
2/24/2012
Vpliv ogljikovega monoksida in
anemije na disociacijsko krivuljo
Transport ogljkovega dioksida v
krvi
Oblike CO2 v krvi:
• raztopljen CO2: približno 5% vse vsebnosti v krvi
(topnostni koeficient je 0.07 ml CO2/100 ml krvi/mm Hg)
karboksihemoglobin (CO ima
250x večjo afiniteto za Hb kot
O2)
• karbaminoproteini: vezava na končne amino skupine
proteinov (hemoglobina, albumina), približno 3% vse
vsebnosti v krvi
• bikarbonatni ion (HCO3-): več kot 90% vse vsebnosti v
krvi
2/24/2012
2/24/2012
Nastanek HCO3-
Normalne vrednosti plinov v krvi
AEROBNI METABOLIZEM v tkivih
2/24/2012
arterijska kri venska kri
PO2
100 mmHg
40 mmHg
PCO2
40 mmHg
46 mmHg
SO2
98%
75%
HCO3-
24 mmol/l
26 mmo/l
pH
7.4
7.37
2/24/2012
2
Kislinsko-bazno ravnotežje
Pomen stalnega pH
encimska aktivnost
Gre za vzdrževanje normalne koncentracije vodikovih ionov
(H+) v telesnih tekočinah.
pH = - log [H+] = 7.4 (v arterijski krvi)
Znižanje pH krvi se imenuje ACIDEMIJA, proces pa
ACIDOZA.
Povišanje pH krvi se imenuje ALKALEMIJA, proces pa
ALKALOZA.
7,4
2/24/2012
pH
2/24/2012
Normalna tvorba kislin v telesu
• Hlapna kislina: CO2
• Nehlapne kisline: nastanejo pri katabolizmu proteinov in
fosfolipidov, 50 -100 mmol/dan:
– normalno: sulfatna kislina, fosfatna kislina.
– v patoloških pogojih: β-hidroksibutirična kislina,
acetoacetatna kislina (ketonska telesa)
– zaužijemo lahko: salicilno kislino, mravljično kislino,
glikolno kislino, oksalno kislino.
2/24/2012
Vzdrževanje stalnega pH
• telesni pufri (zunajcelični, znotrajcelični)
• pljuča: izločanje CO2
• ledvica: izločanje H+ in reabsorbcija ter
tvorba npvega HCO3-
2/24/2012
Pufranje
Titracijska krivulja
HA + H2O ↔ A- + H3O+
dodajanje H+
H2PO4CO2
Zakon o delovanju mase → Henderson-Hasselbalchova
enačba:
pK=6.1
pK=6.8
[A ]
-
pH = pK + log
2/24/2012
HPO42-
HCO3-
[HA]
3
4
5
6
7
8
9
2/24/2012
3
Vloga ledvic v kislinsko-baznem
ravnotežju
Telesni pufri
V zunajcelični tekočini:
1. reabsorbcija filtriranega HCO32. izločanje H+ kot titrabilne kisline
3. izločanje H+ kot NH4+
– bikarbonatni pufer (HCO3-/CO2)
– fosfatni (HPO42-/H2PO4-)
V znotrajcelični tekočini:
– organski fosfati (ATP, ADP, AMP, glukoza-1fosfat, 2,3-bifosfoglicerat)
– proteini (hemoglobin)
2/24/2012
Za vsak izločen H+ (kot titrabilna kislina
ali kot NH4+) nastane nov HCO3- ion.
2/24/2012
Kislinsko-bazne motnje
H.-H. enačba za bikarbonatni pufer
Motnja
CO2 + H2O ↔
H+ +
HCO3-
metabolna
acidoza
↓
↑
↓
metabolna
alkaloza
↑
↓
Respiratorna
kompenzacija
Renalna kompenzacija
ali korekcija
hiperventilacija
↑ HCO3- reabsorbcija
(korekcija)
↑
hipoventilacija
↑ HCO3- ekskrecija
(korekcija)
↑ HCO3- reabsorbcija
(kompenzacija)
↓ HCO3- reabsorbcija
(kompenzacija)
respiratorna
acidoza
↑
↑
↑
brez
respiratorna
alkaloza
↓
↓
↓
brez
2/24/2012
↑↓ - prvotna motnja
[HCO ]
-
pH = 6.1 + log
3
0.03pCO 2
2/24/2012
Interpretacija kislinsko-bazne
motnje
Davenportov diagram
Vzorec arterijske krvi (Plinska Analiza Arterijske
Krvi – PAAK):
•
pogledamo pH (acidoza, alkaloza)
•
primerjamo pCO2 in konc. HCO3(respiratorna motnja, metabolna motnja)
•
pogledamo kompenzatorni odziv (akutna ali
kronična respiratorna motnja, enostavna ali
mešana motnja)
2/24/2012
2/24/2012
4
Potrebno znanje na vaji
Berne-Levy
– poglavje Transport O2 in CO2 med pljuči in telesnimi celicami
– poglavje Vloga ledvic v kislinsko-baznem ravnotežju
Skripta za vaje
Navodilo za vajo
2/24/2012
5