Respiration
RESPIRATION HVORFOR RESPIRATION ? METABOLISME Fig. 09.22 FORBRUG AF O2 og PRODUKTION AF CO2 Respirationskæden Hvordan klarer kroppen denne opgave? Hvordan er det respiratoriske system opbygget - og hvordan fungerer det? Hvordan er det respiratoriske system opbygget - og hvordan fungerer det? Luftveje Fig. 13.02 Fig. 13.03b Fig. 13.04a Fig. 13.04b O2 og CO2 mellem atmosfæriske luft og celler O2 og CO2 mellem atmosfæriske luft og celler • Ventilation: Udveksling af luft mellem atmosfære og alveoler • Inspiration/indånding: Bevægelse af luft fra de ydre omgivelser gennem luftvejene til alveolerne • Ekspiration/udånding: Bevægelse af luft fra alveolerne gennem luftvejene til de ydre omgivelser. LUNGEVOLUMENER Hvordan kan ventilationen varieres? Minutventilation: Volumen luft, der ventileres pr. minut; givet ved: VE= Vt * f Hvile • VE: ~ 5 l/min; • Respirationsfrekvens: ~10gange/min • Vt : ~ 500 ml Under fysisk arbejde? Lungeventilation (l/min) LUNGEVENTILATION UNDER ARBEJDE Iltoptagelse (l/min) MAXIMAL RESPIRATIONSDYBDE - i relation til vitalkapaciteten Max Vt (liter) Vital capacity (l) RESPIRATIONSFREKVENS - vist i relation til alder Antal pr. min MAXIMAL LUNGEVENTILATION - i relation til alder for kvinder og mænd VE= Vt * f Hvile • VE: ~ 5 liter/min. • Respirationsfrekvens: ~ 10 gange/min. • Vt : ~ 500 ml. Max arbejde • VE: ~ 90-150 liter/min (men meget højere kan opnås >200 liter/min); · Respirationsfrekvens: ~ 40 gange/min Vt: 2-4 l ”Effektiv” ventilation DET DØDE RUM Fig. 13.20 Det døde rum • Anatomiske døde rum = volumen luft der kan være i de ledende luftveje • Fysiologiske døde rum = anatomiske + alveolære døde rum Alveolære ventilation (l/min): VA = (Vt – VD) * f O2 og CO2 udveksling - over 1 min - relativt til hinanden O2 og CO2 udveksling over 1 min Fig. 13.21 Respiratoriske udvekslingskvotient: RER (i lungerne) RER = CO2 afgivet/O2 optaget Respiratorisk kvotient: RQ (i vævene) RQ = CO2 produceret/O2 forbrugt Respiratoriske udvekslingskvotient: RER (i lungerne) RER = CO2 afgivet/O2 optaget Respiratorisk kvotient: RQ (i vævene) RQ = CO2 produceret/O2 forbrugt RQ afspejler, hvilket substrat der oxideres • • • Kulhydrat: RQ=1; Fedt: RQ=0.71; Protein; RQ=0.8 I steady state kan antages at: RER ~ RQ Udveksling af O2 og CO2 O2 og CO2 mellem atmosfæriske luft og celler Ilt og kuldioxid-udveksling mellem: -alveoleluft og lungekapillærer: -kapillærer og celler i vævene: • • • Diffusion Nettodiffusion fra højere mod lavere partialtryk. Konc af en gas i en væske vil afhænge af: - partialtrykket (Pgas prop med konc) - opløseligheden af gassen i væsken PCO2 og PO2 Partialtryk bestemmer diffusion af gasserne, Fig. 13.22 Alveolære PO2 er lavere end atmosfæriske PO2 Alveolære PO2 er lavere end atmosfæriske PO2 • Del af indåndede luft er ”gammel alveoleluft” fra det døde rum. • Mættet vanddamp i alveolerne • Ilt forlader alveolerne til kapillærerne hele tiden HVAD BESTEMMER DE ALVEOLÆRE O2 og CO2 PARTIALTRYK? ALVEOLÆRE PARTIALTRYK Fig. 13.23 Faktorer, der bestemmer alveolære (og arterielle) PO2 og PCO2 Faktorer, der bestemmer alveolære (og arterielle) PO2 og PCO2 • • • Alveolære ventilation Iltforbrug/kuldioxidproduktion PO2-atmosfære (PO2) metabolisme/ventilation ALVEOLÆRE PARTIALTRYK Fig. 13.23 Hyperventilation: når ventilationen er større end det, der kræves for at optage den ilt, der bruges i vævene, og for at afgive den kuldioxid der produceres i vævene. Hypoventilation: når ventilationen er mindre end det, der kræves for at optage den ilt, der bruges i vævene og for at afgive den kuldioxid, der produceres i vævene. Hvor effektiv er O2-udvekslingen mellem alveoler og kapillærblod ? PO2 i lungekapillærer – effektivitet af udveksling Fig. 13.24 PCO2 og PO2 Fig. 13.22 Hvorfor er systemisk, arteriel PO2 lidt lavere end alveolære PO2 ? Hvorfor er systemisk, arteriel PO2 lidt lavere end alveolære PO2 ? • skyldes primært ventilation-perfusion mismatch. Kroppen forsøger at mindske ventilation-perfusions mismatch Fig. 13.25 Kroppen forsøger at mindske ventilation-perfusions mismatch: • hvis mindsket luft til alveoledel: lavt PO2-induceret vasocontriction. • hvis mindsket blodtilførsel til lungedel: lavt PCO2-induceret bronchoconstriction PCO2 og PO2 Fig. 13.22 HVORDAN TRANSPORTERES ILT OG KULDIOXID FRA LUNGER TIL VÆV? O2 og CO2 udveksling over 1 min Fig. 13.21 Ilttransport i blodet: Mængde ilt opløst bestemt af • PO2 • Opløselighedkoefficient (0.03 ml ilt pr. l blod pr mmHg). • Opløst: 1.5% • Bundet til Hb: 98.5% HÆMOGLOBIN HÆM-GRUPPE af SUBUNIT Fig. 13.26 Hæmoglobin • 4 subunits • hver subunit heme-gruppe med jern+polypeptidkæde • ilt bindes til jern-atomet • hvert hæmoglobinmolekylde kan binde max 4 iltmolekyler • findes i de røde blodlegemer (RBC) RBC/erytrocytter • Biconkav, cirkulær skive • Ca. 5 millioner RBC/µl blod • Levetid: ca 4 mdr • Dannes 2-3 millioner pr sekund • Dannes i knoglemarven • Dannelsen stimuleres af erythropoietin • Ingen cellekerne HÆMOGLOBIN Hvad bestemmer hvor meget O2 der transporteres med Hb? O2-hæmoglobin-dissociationskurve Fig. 13.27 Ilt-hæmoglobin-dissociationskurve - sigmoid kurve - kooperativitet, allosterisk regulation - plateau sikrer: at ilt bindes effektivt i lungerne (”sikkerhedsmargin”) - stejle del sikrer: effektiv aflevering af ilt i væv og små skift i kurven har effekt Faktorer der påvirker Hb saturation REGULERING AF Hb’s AFFINITET FOR O2 Placering af dissociationskurven • mod højre - temperatur - PCO2 - pH - 2,3DPG • mod venstre - CO Betydning af opløste O2 • O2 diffusionen bestemmes af PO2 • HbO2 bidrager IKKE til PO2 Betydning af opløste O2 • O2 diffusionen bestemmes af PO2 • HbO2 bidrager IKKE til PO2 • men Hb essentiel betydning for O2 udveksling. Betydning af Hb for O2 udveksling Fig. 13.28 • Hb essentiel for iltudvekslingen! • Hb essentiel for ilttransporten i blodet! ILT MELLEM ALVEOLER TIL VÆV ILT fra lunger til blod Fig. 13.29 ILT fra blod til væv Fig. 13.29 • Hb essentiel for iltudvekslingen! • Hb essentiel for ilttransporten i blodet! • Hvor meget ilt kan bindes til Hb? • Hb essentiel for iltudvekslingen! • Hb essentiel for ilttransporten i blodet! • Hvor meget ilt kan bindes til Hb? • Hvilke parametre har betydning for blodets ilt-bærende kapacitet? Ilttransport i blodet: Mængde ilt opløst • 0.03 ml ilt pr. l blod pr mmHg Mængde ilt bundet: • total Hb total blodmængde Hb koncentration (1,34 ml O2 pr g Hb) • mætning af Hb (saturation): vigtigst PO2 Betydning af blodvolumen - for maximal iltoptagelse Blodmængde: Kvinder: 3-4 l blod Mænd: 5-6 l blod Øges ved udholdenhedstræning Hb konc pr liter blod Kvinder ~typisk 120-130 g Hb/l blod Mænd ~140-150 g Hb/l blod Hb konc (RBC) Synes ej at påvirkes af træning (evt reduktion). Øget dannelse ved lavt PO2 Øges ved EPO/NESP Har mængden af hæmoglobin betydning for fysisk præstationsevne? Betydning af ilttransporterende kapacitet for maximal iltoptagelse BLODDOPING Betydning af ilttransporterende kapacitet for maximal iltoptagelse Jo mere total Hb i blodet jo mere ilt kan bindes og transporteres i blodet - og jo højere maximal iltoptagelse KULDIOXID MELLEM VÆV OG ALVEOLER Kuldioxid fra væv til blod Dissolved Dissolved Interstitial fluid Fig. 13.31a Dissolved Kuldioxid fra blod til alveoler Fig. 13.31b H+ transport i blodet Fig. 13.32 Transport af CO2 i blodet: Opløst: ~ 10% Bundet til Hb: ~30% Omdannet til bicarbonat: ~60% (Deoxyhæmoglobin har større affinitet for CO2 end oxyhæmoglobin) Transport af hydrogenioner i blodet Bundet til hæmoglobin (Deoxyhæmoglobin har større affinitet for H+ end oxyhæmoglobin) • Hb essentiel for ilttransporten i blodet: 98.5% • Hb konc, total blodvol, og saturation bestemmer total mængde O2 bundet/transporteret • Hb essentiel for effektiv iltudvekslingen! • Selv om opløselige O2 del er ubetydelig mængdemæssig, er det PO2, der bestemmer diffussionen af O2. • Transport af CO2 i blodet: opløst: ~ 10%; Bundet til Hb: ~30%; omdannet til bicarbonat: ~60% • Transport af hydrogenioner i blodet: Bundet til hæmoglobin HVORDAN TRANSPORTERES ILT OG KULDIOXID FRA LUNGER TIL VÆV? O2 og CO2 udveksling over 1 min Fig. 13.21 Ilttransport i blodet: Mængde ilt opløst bestemt af • PO2 • Opløselighedkoefficient (0.03 ml ilt pr. l blod pr mmHg). • Opløst: 1.5% • Bundet til Hb: 98.5% HÆMOGLOBIN HÆM-GRUPPE af SUBUNIT Fig. 13.26 Hæmoglobin • 4 subunits • hver subunit heme-gruppe med jern+polypeptidkæde • ilt bindes til jern-atomet • hvert hæmoglobinmolekylde kan binde max 4 iltmolekyler • findes i de røde blodlegemer (RBC) RBC/erytrocytter • Biconkav, cirkulær skive • Ca. 5 millioner RBC/µl blod • Levetid: ca 4 mdr • Dannes 2-3 millioner pr sekund • Dannes i knoglemarven • Dannelsen stimuleres af erythropoietin • Ingen cellekerne HÆMOGLOBIN Hvad bestemmer hvor meget O2 der transporteres med Hb? O2-hæmoglobin-dissociationskurve Fig. 13.27 Ilt-hæmoglobin-dissociationskurve - sigmoid kurve - kooperativitet, allosterisk regulation - plateau sikrer: at ilt bindes effektivt i lungerne (”sikkerhedsmargin”) - stejle del sikrer: effektiv aflevering af ilt i væv og små skift i kurven har effekt Faktorer der påvirker Hb saturation REGULERING AF Hb’s AFFINITET FOR O2 Placering af dissociationskurven • mod højre - temperatur - PCO2 - pH - 2,3DPG • mod venstre - CO Betydning af opløste O2 • O2 diffusionen bestemmes af PO2 • HbO2 bidrager IKKE til PO2 Betydning af opløste O2 • O2 diffusionen bestemmes af PO2 • HbO2 bidrager IKKE til PO2 • men Hb essentiel betydning for O2 udveksling. Betydning af Hb for O2 udveksling Fig. 13.28 • Hb essentiel for iltudvekslingen! • Hb essentiel for ilttransporten i blodet! ILT MELLEM ALVEOLER TIL VÆV ILT fra lunger til blod Fig. 13.29 ILT fra blod til væv Fig. 13.29 • Hb essentiel for iltudvekslingen! • Hb essentiel for ilttransporten i blodet! • Hvor meget ilt kan bindes til Hb? • Hb essentiel for iltudvekslingen! • Hb essentiel for ilttransporten i blodet! • Hvor meget ilt kan bindes til Hb? • Hvilke parametre har betydning for blodets ilt-bærende kapacitet? Ilttransport i blodet: Mængde ilt opløst • 0.03 ml ilt pr. l blod pr mmHg Mængde ilt bundet: • total Hb total blodmængde Hb koncentration (1,34 ml O2 pr g Hb) • mætning af Hb (saturation): vigtigst PO2 Betydning af blodvolumen - for maximal iltoptagelse Blodmængde: Kvinder: 3-4 l blod Mænd: 5-6 l blod Øges ved udholdenhedstræning Hb konc pr liter blod Kvinder ~typisk 120-130 g Hb/l blod Mænd ~140-150 g Hb/l blod Hb konc (RBC) Synes ej at påvirkes af træning (evt reduktion). Øget dannelse ved lavt PO2 Øges ved EPO/NESP Har mængden af hæmoglobin betydning for fysisk præstationsevne? Betydning af ilttransporterende kapacitet for maximal iltoptagelse BLODDOPING Betydning af ilttransporterende kapacitet for maximal iltoptagelse Jo mere total Hb i blodet jo mere ilt kan bindes og transporteres i blodet - og jo højere maximal iltoptagelse KULDIOXID MELLEM VÆV OG ALVEOLER Kuldioxid fra væv til blod Dissolved Dissolved Interstitial fluid Fig. 13.31a Dissolved Kuldioxid fra blod til alveoler Fig. 13.31b H+ transport i blodet Fig. 13.32 Transport af CO2 i blodet: Opløst: ~ 10% Bundet til Hb: ~30% Omdannet til bicarbonat: ~60% (Deoxyhæmoglobin har større affinitet for CO2 end oxyhæmoglobin) Transport af hydrogenioner i blodet Bundet til hæmoglobin (Deoxyhæmoglobin har større affinitet for H+ end oxyhæmoglobin) • Hb essentiel for ilttransporten i blodet: 98.5% • Hb konc, total blodvol, og saturation bestemmer total mængde O2 bundet/transporteret • Hb essentiel for effektiv iltudvekslingen! • Selv om opløselige O2 del er ubetydelig mængdemæssig, er det PO2, der bestemmer diffussionen af O2. • Transport af CO2 i blodet: opløst: ~ 10%; Bundet til Hb: ~30%; omdannet til bicarbonat: ~60% • Transport af hydrogenioner i blodet: Bundet til hæmoglobin
© Copyright 2025