FYS kar og respirations opgaver Flashcards
- Redegør kort for hvorledes ventriklerne henholdsvis fyldes og tømmes under hjertecyklus,
begyndende med den sene diastole. Inddrag åbning og lukning af hjerteklapper samt
ændring af ventrikeltrykket i din besvarelse.
I den sene diastole er både atrier og ventrikler afslappede og ventriklerne fyldes passivt med
blod gennem AV-klapperne (tricuspidal- og mitral-klapper). I atrie systole sker der
kontraktion af begge atrier, som fylder ventriklerne op med de sidste 10-20 % til slut-
diastolisk volumen. Ventriklernes systole begynder med den isovolumetriske
kontraktionsperiode hvor ventrikel trykket først stiger hastigt, begge AV-klapper lukkes, og
begge semilunar klapper (pulmonal- og aorta-klap) er fortsat lukkede. Når ventrikeltrykket
overstiger trykket i aorta/a. pulmonalis åbner semilunarklapperne og den ventrikulære
ejektionsperiode påbegyndes. Herunder øges ventrikeltrykket yderligere og der sker
udstrømning af blod i aorta og pulmonal arterie, og arterietrykket stiger. Når diastolen
begynder, falder ventrikeltrykket til under trykket i aorta/a. pulmonalis, hvorved
semilunarklapperne lukker og den isovolumetriske relaksationsperiode begynder. Dermed
falder trykket i ventriklerne hastigt samtidigt med at begge AV-klapper stadigt er lukkede.
Herefter er vi tilbage til den sene diastole som begynder med at begge AV-klapper åbnes
idet atrie-trykket overstiger ventrikel-trykket.
Redegør kort for mekanismerne i renin-angiotensin systemets (RAS) regulering af middel-
arterieblodtrykket (MAP) ved længerevarende ændringer i MAP.
Ved et fald i blodtrykket i mere end få sekunder/minutter aktiveres produktion og frigivelse
af renin fra nyrens juxtaglomerulære apparat. Signalet til den øgede renin produktion kan
både være et fald i NaCl koncentration i tubulus væsken (pga. fald i GFR og det tubulære
flow) samt en stigning i den sympatiske nerveaktivitet til nyren. I plasma vil renins
enzymaktivitet afspalte angiotensin I (Ang-I) fra angiotensinogen, og Ang-I omdannes
efterfølgende til Ang-II (via Angiotensin Converting Enzyme i lunger samt endotelceller).
Ang-II har en række potente effekter som alle understøtter blodtrykket. Ang-II giver 1) øget
perifer vasokonstriktion, 2) øget Na+
reabsorption ved direkte stimulering af nyrens Na+
/H+
udveksler mekanisme, 3) dannelse og frisætning af antidiuretisk hormon (ADH) fra
hypofysen, 4) dannelse og frisætning af aldosteron fra binyrebarken, samt 5) stimulering af
tørst-centret i hypothalamus. En stigning i cirkulerende Aldo og ADH øger NaCl og H2O
reabsorption i nyretubuli. En stigning i TPR samt blodvolumen vil nu øge MAP hen mod
den normale værdi på cirka 95 mm Hg (for menneske såvel som for mellemstor hund). Ved
en initial stigning i MAP i mere end få sekunder/minutter sker den modsatte effekt
(begynder med nedsat renin frigivelse).
En ældre kat lider af kronisk nyresvigt og har udviklet en kronisk syre/base-forstyrrelse med
lavt pH og nedsat plasma bikarbonat koncentration. Forklar hvilken type af syre/base-
forstyrrelse katten har udviklet, samt ved hvilken mekanisme(r) katten vil forsøge at
kompensere for denne forstyrrelse.
Lavt pH samt en lav bikarbonat-koncentration er tegn på en metabolisk acidose. En
metabolisk acidose vil altid være kompenseret via et respiratorisk respons, som er en
stigning i den alveolære ventilation (VA). Stigningen i VA udløses af den lave plasma pH
som aktiverer de perifere kemoreceptorer, samt initialt vil en øget PCO2 i blodet (fremkaldt af
en forskydning i CO2/bikarbonat ligevægten mod venstre) aktivere de centrale
kemoreceptorer. Begge kemoreceptorer aktiverer respirationscentret i hjernen som udløser
en reflektorisk stigning i frekvens samt dybde af ventilationen. Når VA øges stiger
udvaskning af CO2 fra arterieblodet, således at en metabolisk acidose næsten altid vil være
ledsaget af et fald i PCO2 (< 40 mm Hg) (hvilket sætter en bremse på aktivering af den
centrale kemoreceptor). Det forventes ikke at katten over tid kan udløse en renal
kompensation på den metaboliske acidose, idet katten lider af kronisk nyresvigt og dermed
må formodes at have nedsat bikarbonat-reabsorption samt de novo syntese i nyretubuli.
Forklar hvorledes og under hvilke fysiske/kemiske former CO2 transporteres fra de
arbejdende celler i vævene til alveoleluften i lungerne.
CO2 produceres i de metabolisk aktive celler og diffunderer langs dets partialtryk-gradient
ud i interstitiet, over vævskapillærvæggen, og til slut ind i erythrocytterne (RBC). I
cytoplasmaet i RBC omdannes størstedelen af CO2 til HCO3
-
vha. enzymet
karbonsyreanhydrase (CA), og udveksles herefter med Cl-
over erythrocyt-membranen.
til lungekapillærerne, hvor det igen
omdannes til CO2 via CA. Cirka 1/5 af CO2 bindes til hæmoglobin i karbamino-forbindelser,
og afgives igen i lungekapillærer som CO2. Resten af CO2 transporteres enten som frit
opløst i plasma eller i RBC cytoplasma, eller som bundet til plasmaproteiner. Fra
lungekapillærerne diffunderer CO2 ud over alveolevæggen langs dets partialtryk-gradient.
Beskriv hvorledes ændringer i plasma PCO2 og pH påvirker hæmoglobinets evne til at optage
og afgive O2, og forklar hvordan dette påvirker optagelsen af O2 i lungerne samt afgivelsen
af O2 til de metabolisk aktive væv i kroppen.
En højere PCO2 og lavere pH i vævskapillærer medfører en forskydning af hæmoglobinets
iltmætningskurve nedad mod højre, således at affiniteten falder og O2 derved nemmere
afgives til vævene. Omvendt vil en lav PCO2 og et højere pH i lungekapillærerne betyde at
kurven forskydes opad mod venstre hvilket fremmer iltmætningen af hæmoglobinet i
lungerne. Ved alkalose kan O2 transporten fra lunger til de aktive væv blive nedsat pga at
hæmoglobinets iltmætningskurve er ekstra meget venstre forskudt således at O2-frigivelsen i
vævene bliver nedsat.
Man kan måle hvor meget O2 der forbruges og CO2 der udskilles f.eks. ved brug af såkaldte
Douglas-sække. Forholdet mellem CO2 udskillelse og O2 forbrug kan derved bestemmes.
Redegør hvad dette forhold er udtryk for?
Forholdet mellem CO2 udskillelse og O2 forbrug kaldes den ventilatoriske
udvekslingskvotient (R). Ved ligevægt svarer den til den respiratoriske kvotient (RQ), som er
forholdet mellem O2 forbrug og CO2 udskillelses. Den respiratoriske kvotient kan være med
til at give et indblik i kroppens metabolisme: Ved ren fedtforbrænding er R= 0.7. Når
værdien er over 0.85 er forbrændingen skiftet over til at være hovedsageligt kulhydrater og
ved ren kulhydratforbrænding er R = 1.00. I forbrændingen er der også en mindre protein
mængde, der dog er så lille, at det næsten ikke er relevant. Ved hård intensitet motion vil R
værdien være tæt på 1.
Gøre rede for a) betydningen af Starlings hjertekurve for regulering af hjertets slagvolumen,
samt b) for det autonome nervesystems betydning for ændringer i ventrikelmusklens
kontraktilitet. Brug gerne en illustration i dit svar.
En stigning i det slut-diastoliske volumen medfører øget preload og slut-diastolisk tryk i
ventriklerne. Starling-kurven (se ”control” herunder) illustrerer at ventriklerne kontraherer
kraftigere ved et øget preload. Dette betyder at hjertets slagvolumen altid tilpasses ændringer
i det venøse tilbageløb samt fyldningsgraden under diastolen. Det stejle område på kurven er
for fysiologiske værdier af preload, mens Starling-kurven flader ud ved meget høje preload
værdier pga den øvre grænse for ventriklernes compliance. 2) Sympatisk output regulerer
ekscitations-kontraktionskoblingen og dermed kontraktionskraften ved et givet preload. En
øget kontraktilitet under en stigning i sympatisk output angives ved at Starling-kurven
forskydes opad mod venstre (følg linjen A’s skæringspunkter med de to kurver). Der er ingen
betydelige effekter af parasympatisk output på ventriklernes kontraktilitet. De studerende kan
desuden få points for at angive de enkelte trin i ekscitations-kontraktionskoblingen, samt
hvilke trin der reguleres af sympatikus.
En ældre hund med hjertesvigt har fået ødemer i lungerne, i hjertesækken samt i bughulen
(ascites) og leveren. a) Benævn de forskellige Starling-kræfter som kontrollerer
væskebevægelser henover kapillærvæggen, og b) redegør for hvilke ændringer i Starling-
kræfterne (udløst af hjertesvigt) har medført ødemer hos hunden.
De 4 Starling-kræfter benævnes Kapillærhydrostatisk tryk (Pc); Intertitielt hydrostatisk tryk
(Pi); Kapillær kolloid-osmotisk tryk (c); samt Interstitielt kolloid-osmotisk tryk (i). 2) Den
nedsatte pumpefunktion (her både venstre og højre ventrikel) medfører at trykket i atrierne
samt vena pulmonalis og vena cavae øges (backward heart failure). Det øgede venetryk virker
bagud således at blodet stadses op i kapillærerne. Det er således en stigning i Pc som bevirker
at der sker en stigning i nettofiltrationstrykket, NFP = (Pc-Pi) – (c- i). Hos hunde ses ikke
så ofte perifere ødemer i ekstremiteter (feks. benene) under hjertesvigt. De studerende kan få
points for at komme med andre eksempler på årsager til ødemer, samt for angivelse af de tre
sikkerhedsfaktorer mod ødem-dannelse (øget Pi, øget lymfe-drænage, begrænsning af i ved
fjernelse af opløste proteiner i interstitiet via lymfe-flow.
Grundet en infektion med sygdomsfremkaldende mikroorganismer har en 2 måneder gammel
kalv haft kraftig diarre i 2-3 dage. a) Benævn og begrund hvilken ledsagende syre- baseforstyrrelse kalven sandsynligvis lider af, og b) forklar hvorledes kroppen vil forsøge at kompensere for, samt om muligt korrigere, denne syre-base-forstyrrelse.
a) Kalven har fået en metabolisk acidose, da den pga. de gentagne diareer har tabt meget
bikarbonat fra tarmsystemet. b) Buffersystemerne indstiller sig momentant på den øgede H+
koncentration i plasma, men i løbet af sekunder til minutter vil kemoreceptorerne øge den
alveolære ventilation udløst af øget [H+] i arterieblodet (perifere kemoreceptorer) samt
initialt en øget PCO2 i cerebrospinalvæsken (centrale kemoreceptorer). Ret hurtigt nedsættes
arterieblodets PCO2 pga. hyperventilationen, hvilket bremser for en yderligere stigning i den
alveolære ventilation (via de centrale kemoreceptorer). Hvis acidosen persisterer vil
nyrerne efter timer til dage begynde at øge deres tubulære bikarbonat-reabsorption samt de
novo danne bikarbonat til plasma fra epitelcellerne i proximale tubuli og samlerørerene.
Derved udskilles ekstra H+ til urinen bundet til NH4
. Urinen bliver desuden
ekstra sur.
Et klinisk tegn på nedsat leverfunktion er bugvattersot (ascites) hvor væske ophobes i
bughulen. Det skyldes blandt andet nedsat kolloidosmotisk tryk i blodet. Forklar de
patofysiologiske mekanismer bag dette fund.
Ved nedsat leverfunktion ses reduceret syntese af blodproteiner, hvoraf albumin er den
væsentligste for opretholdelse af normalt kolloid-osmotisk tryk. En reduktion af det
kolloidosmotiske tryk medfører reduceret opsugning af interstitiel væske til blodbanen og
dermed ødem, hvilket i bughulen manifesterer sig som bugvattersot. NOTE: En forklaring på
hvordan nedsat kolloidosmotisk tryk kan forårsage ødem er også bedømt som en tilstrækkelig
grad af opfyldelse af læringsmålet.
Forklar de patofysiologiske baggrunde for gulsot (ikterus), herunder hvad der forstås ved præ-
hepatiske, hepatiske og post-hepatiske årsager.
Gulsot (ikterus) skyldes forhøjede koncentrationer af bilirubin i blodet. Bilirubin er et
nedbrydningsprodukt af haemoglobin og den øgede koncentration kan enten skyldes at
nedbrydningshastighed af hæmoglobin er forøget (præ-hepatisk årsag) eller at leverens evne
til at rense blodet for bilirubin med galden er nedsat (hepatisk årsag). Post-hepatisk årsag til
gulsot skyldes blokering af galdens udskillelse efter leveren, f.eks. blokering af udførende
galdeveje ved galdesten. NOTE: Denne opgave fungerede ikke godt, formentlig fordi den
havde en noget indirekte sammenhæng med læringsmålet ” Kunne beskrive leverens rolle som
metabolisk organ og afgiftningsreaktioner”. Opgaven er derfor udgået af bedømmelsen og
sættets samlede pointsum reduceret tilsvarende.
Ruminanternes leverfunktion kan bedømmes ved intravenøs indgift af propionat. Forklar den
fysiologiske baggrund for denne test.
Når propionat injiceres intravenøst vil det komme til leveren hvor det optages og omdannes
til glucose gennem gluconeogenesen. Dette medfører hos normale drøvtyggere en stigning i
blodets glucoseindhold, men stigningen er reduceret i dyr med nedsat leverfunktion.
Forklar hvorledes og under hvilke fysiske/kemiske former CO2 transporteres fra de
arbejdende celler i vævene til alveoleluften i lungerne.
CO2 produceres i de metabolisk aktive celler og diffunderer langs dets partialtryk-gradient
ud i interstitiet, over vævskapillærvæggen, og til slut ind i erythrocytterne (RBC). I
cytoplasmaet i RBC omdannes størstedelen af CO2 til HCO3
-
via enzymet
karbonsyreanhydrase (CA), og udveksles herefter med klorid-ioner over erythrocyt-
membranen. Cirka 2/3 af CO2 transporteres derved som HCO3
-
til lungekapillærerne, hvor
det igen omdannes til CO2 via CA. Cirka 1/5 af CO2 bindes til hæmoglobin (”bytter plads”
med O2) som en karbamino-forbindelse, og afgives igen i lungekapillærer som CO2 (”bytter
igen plads” med O2). Resten af CO2 transporteres enten som fysisk opløst i plasma eller i
RBC cytoplasma, eller som bundet til plasmaproteiner. Fra lungekapillærerne diffunderer
CO2 ud over alveolevæggen langs dets partialtryk-gradient.
- Konstriktion af luftvejene (f.eks. astma) eller tilstopning af de nedre luftveje (obstruktiv
lungelidelse) kan give forstyrrelser i kroppens syre/base balance. (a) Forklar hvilke
ændringer der typisk ses for hhv. plasma PCO2 og pH ved disse luftvejslidelser, og (b) nævn
hvad man kalder denne syre/base-forstyrrelse.
(a) Respiratoriske lidelser som astma og KOL medfører en nedsat alveolær ventilation. Da
den alveolære PCO2 er omvendt proportional med den alveolære ventilation, og da
arterieblodets PCO2 står i ligevægt med alveoleluftens, vil de nævnte luftvejslidelser
afstedkomme en stigning i plasma PCO2 i forhold til den normale værdi på 40 mm Hg, og et
fald i plasma pH til under den normale værdi 7,4. (b) Dette kaldes også respiratorisk
acidosis.
Forklar mekanismen for hvorledes kroppen forsøger at kompensere for ovennævnte akutte
syre/baseforstyrrelse.
Det akutte tilfælde kompenseres over tid af nyrens fuldstændige reabsorption samt de novo
dannelse af bikarbonat (HCO3-) i nyretubuli, således at plasma [HCO3-] øges til over den
normale værdi på 25 mM. Dette medfører at pH normaliseres gradvist hen imod 7,4 (men
ofte er fuld kompensation ikke mulig). Respiratorisk kompensation via aktivering af den
centrale kemoreceptor vil have ringe effekt pga. den kronisk nedsatte alveolære ventilation.
Beskriv Renin-Angiotensin systemets betydning for den længerevarende (timer - dage)
regulering af middelarterieblodtrykket (MAP).
Ved et fald i blodtrykket aktiveres produktion og frigivelse af renin fra nyrens
juxtaglomerulære apparat. I plasma omdannes renin først til angiotensin I (via
angiotensinogen) og siden til angiotensin II (via Angiotensin Converting Enzyme i lunger
samt endotelceller). Ang-II har flere potente effekter som alle understøtter blodtrykket. Ang-
II giver 1) øget perifer vasokonstriktion, 2) dannelse og frisætning af antidiuretisk hormon
(ADH) fra hypofysen, 3) dannelse og frisætning af aldosteron fra binyrebarken, samt 4)
stimulering af tørst-centret i hypothalamus. En stigning i cirkulerende Aldo og ADH øger
NaCl og H2O reabsorption i nyretubuli. En stigning i TPR samt blodvolumen vil nu øge
MAP hen mod den normale værdi på cirka 95 mm Hg (for menneske såvel som for
mellemstor hund).
Forklar Starling-kræfternes rolle i regulering af væsketransporten over kapillærvæggen samt
angiv tre normale sikkerhedsfaktorer, som beskytter mod ødemdannelse i vævene.
De fire Starling kræfter som regulerer væsketransporten over kapillærvæggen er:
Hydrostatiske tryk i kapillærer (Pc); Hydrostatiske tryk i interstitium (Pi); Kolloidosmotiske
tryk i kapillærer (πc); Kolloidosmotiske tryk i interstitium (μi). Nettofiltrationstrykket (NFP)
er udtryk for balancen mellem kræfter der favoriserer filtration i forhold til reabsorption af
væske over kapillærvæggen. Ligningen for nettofiltrationstrykket kan skrives som NFP =
(Pc-Pi) - (πc- πi). Dertil kommer en filtrationskoefficient (Kf) som er karakteristisk for det
pågældende kapillærnet. Ved NFP > 0 ses filtration fra kapillæret, og ved NFP < 0 ses
reabsorption til kapillæret. Størrelsen af Kf bestemmer størrelsen af vandfluxen, uanset
retningen. De tre sikkerhedsfaktorer der beskytter mod perifere ødemer er: Øget Pi, øget
lymfedrænage, og øget lymfetransport af opløste proteiner væk fra interstitiet.
Beskriv hvordan ændringer i plasma PCO2 og pH påvirker hæmoglobinets evne til at optage
og afgive O2 i hhv. lungekar og vævskapillærer.
En højere PCO2 og lavere pH i vævskapillærer medfører en forskydning af hæmoglobinets
iltmætningskurve nedad mod højre, således at affiniteten falder og O2 derved nemmere
afgives til vævene. Omvendt er kurven forskudt opad mod venstre i lungekapillærerne (pga.
lavere PCO2 og højere pH) hvilket understøtter iltmætningen af hæmoglobinet i lungerne.