Gasutbyte Flashcards

1
Q

Alveol

A

En struktur som utgör i princip den respiratoriska zonen i lungan där gasutbytet sker. Ligger i slutet av alveolära säckar och är omgiven av ett fint kapillärnät.

  • Består av ett epitel & underliggande basalmembran, makrofager finns insprängda mellan epitelcellerna. Epitelet utgörs av 2 olika specialiserade celler:
    1. Pneumocyt typ I: platt cell (skivepitel), är ansvariga för gasutbyte
    2. Pneumocyt typ II: kubisk cell, producerar surfaktant samt fungerar som stamceller
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Respiratoriskt membran

A

Ett tunt membran på 300 nm mellan alveolerna och kapillärväggen samt ett tunt interstitium över vilket gasutbytet sker.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Vad menas med partialtryck?

A

Det trycket som orsakas av en enskild gas i en gasblandning, dvs den enskilde gasens bidrag till det totala trycket som motsvarar gasens koncentration i gasblandningen.

Exempel:

Luften vid havsytan har ett tryck på 100 kPa och består av 21% O2 vilket betyder att pO2 (partialtrycket för O2) 21 kPa (ca 160 mmHg)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Henrys lag

A

Mängden löst gas i en vätska är proportionellt mot gasens partialtryck. En gas i gasform kommer att ställa sig i jämvikt med en gas i vätskefas.

c = k . Pgas

där c är konc. av en löst gas, k är vätskans lösningskonstant och Pgas är gasens partialtryck.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Ficks lag

A

Flödeshastigheten (Vgas) av en gas över ett permeabelt membran beror följande faktorer:

  • Arean (A) av det område över vilket diffusion ska ske
  • Tjockleken (T) på det område över vilket diffusion ska ske
  • Partialtrycksskillnad (P1-P2) på membranets in- och utsida → är diffusionens drivkraft
  • Diffusionskonstant (D) för den specifika gasen

Vgas = (Palveol –Pkapillär ) x (Area/tjocklek) x D

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Hur har alveolerna anpassats efter Ficks lag för att få en optimal diffusionshastighet?

A
  1. Tjockleken på det respiratoriska membranet är bara 300 nm
  2. Diffusionsarean är 100 - 150 kvadratmeter
    → (Area/tjocklek) i Ficks lag är optimalt → optimal diffusionshastighet
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Hur skiljer sig diffusionskonstanten D mellan O2 och CO2? Vad får detta för konsekvenser vid sjukdomar som påverkar diffusion?

A

diffusionskonstanten för CO2 är ca 30 gånger större än diffusionskonstanten för O2 → vid tillstånd som påverkar de andra faktorerna i Ficks lag kommer O2 att primärt påverkas då diffusionshastigheten blir ännu mindre än den för CO2.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Vad menas med lungemfysem? hur påverkar den gasutbytet?

A

Ett tillstånd (symptom vid KOL) då alveolväggar förstörs av immunceller och stora defekta alveoler som saknar elasticitet bildas → alveolerna blir luftfyllda och patienten långsamt förlorar förmågan att andas ut.
- Detta tillstånd ger en mindre diffusionsarea då alveolväggarna förstörs vilket i sin tur leder till en sämre gasutbyte.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Vad menas med lungfibros? hur påverkar den gasutbytet?

A

En respiratorisk sjukdom där ärr bildas i lungvävnaden vilket betyder en ökad mängd av fibrös bindväv i interstitiet →större diffusionstjocklek → sämre gasutbyte

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Hur stor är pO2 i en genomsnittlig alveol jämfört med pO2 vid havsnivå? Vad beror skillnaden på?

A

pO2 i en genomsnittlig alveol = ca 13.3 kPa jmf med pO2 på ca 21.2 kPa vid havsytan.
- Denna skillnad beror på två orsaker:
1. Inandad luft anfuktas i ledande zon vilket sjunker pO2 till ca 19.7 kPa
2. Gasblandning då inandad luft blandas med luft som redan finns i alveoler och som innehåller CO2.
- Detta kan uttryckas metamatiskt av följande alveolära gasekvationen:
pO2 (alveol) = pO2 (anfuktad luft) - pCO2 (alveol)/R
Där R, respiratoriska kvoten ligger normalt i 0.8-1 intervallet och medelvärdet på pCO2 är ca 5.3 kPa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Vilken process driver gasutbytet? vad får detta för konsekvenser?

A

Diffusion är det som driver gasutbytet. Det finns liksom inte några jonkanaler eller pumpar som hjälper till med detta. Detta leder till:

  1. Det går inte att tömma blodet i lungorna på CO2 så att man andas ut all koldioxid
  2. Det går inte att tömma blodet i en perifer vävnad på O2 så att vävnaden får allt syre
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

O2 löser sig väldigt dåligt i blod, hur löser kroppen detta?

A

Tack vare hemoglobin som finns i erytrocyter och som kan binda 4 O2 kan syret transporteras effektivt i kroppen.

När O2 har passerat över det respiratoriska membranet i lungan binder det in till Hb → får HbO2, denna inbindning av O2 till Hb tar ca 0.2 s.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Hur lång tid har blodet på sig för gasutbyte i alveoler? hur lång tid tar det för att syresätta blodet och vad får detta för konsekvenser?

A

Blodet passerar genom kapillärer som står i direkt kontakt med alveoler på ca 0.75 s och syresättning av blodet är så effektivt att det bara tar 0.25 s innan allt hemoglobin är mättat → har en marginal på hela 0.5 s, vilket innebär att man kan få fullgott syreupptag vid ökat blodflöde som t.ex vid fysiskt aktivitet.

  • Detta innebär också att det kan ta lång tid innan man upptäcker en lungsjukdom som orsakar problem med syresättningen.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Saturation

A

hemoglobinets mättnadsgrad, är förhållandet mellan O2-mättat Hb (Hb som binder till 4 O2) och totala mängden Hb i blodet

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Hur stor är saturationen i artärblod? vilka faktorer påverkar det?

A
  • I artärblod är SaO2 ca 98%
  • De faktorer som påverkar saturationen och gör att den inte är till 100% är:
    1. Att jämviktsreaktionen kan aldrig gå till 100%
  • det är ständigt utbyte av syre fram och tillbaka, Hb binder och släpper syret.
    2. Lungorna behöver även blodförsörjningen
  • blodkärl s.k bronkial kärlen försörjer lungorna. Dessa är en del av systemkretsloppet som tömmer sig i vänster förmak och blandas med syresatta blodet från lungkretsloppet.
    3. Blodetflödet ( perfusionen) ser olika ut i lungorna
  • blodflödet är bättre basalt tack vare gravitationen, medan det är sämre apikalt. Samtidigt är pO2 högre apikalt än basalt.
  • Det innebär att ventilations/perfusionskvoten kommer variera basalt än apikalt → att kvoten varierar regionalt i lungorna har en inverkan på syrgassaturationen.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Vilka faktorer påverkar syrgaskoncentrationen i artärblod?

A
  1. Hb-koncentration → i 100 ml blod har man normalt 15 g Hb
  2. Saturation → vid full mättnad binder varje gram Hb
  3. 34 ml O2
  4. Mängden fysikaliskt löst O2 → i 100 ml blod har man
    normalt 0.3 ml O2
17
Q

Hur stor är den totala syrgaskoncentrationen per 100 ml blod? Och vilken del av den totala syrgaskoncentration som endast utövar ett syrgastryck?

A
  • Det är 20.3 ml

- Den fysikaliskt lösta delen endast som endast utövar ett syrgastryck

18
Q

Finns olika blodprover som görs beroende på vilket blodvärde som är i frågan. Nämn tre av de

A
  1. Hb:
    -för att mäta hur många bärare man har tar man ett kapillärprov eller venprov.
    - talar endast om potentiell bärkraft
  2. pO2:
    - genom att ta ett artärprov (oftast i a. radialis) kan man mäta partialtrycket för O2 vilket ger
    en bild av hur väl O2 diffunderar över lungans respiratoriska membran
  3. SaO2:
    -man använder en s.k. pulsoximeter som placeras på t.ex. ett finger
    - talar om värde på hemoglobinets saturation.
19
Q

Vad är det som driver CO2 diffusion genom kapillärer?

A
  • Det är koncentrations-skillnader mellan alveol och kapillär respektive kapillär och vävnad som driver diffusion av CO2
20
Q

CO2 kan transporteras på 3 olika sätt. Vilka?

A
  1. Lösas fysikaliskt i blodet (10%)
  2. Binda in till Hb (30%)
  3. Omvandlas till bikarbonat (60%)
21
Q

Hur och var omvandlas CO2 till bikarbonat?

A
  • Omvandling av CO2 till bikarbonat(HCO3 ̅) sker inne i erytrocyter
  • se rekationen på bilden för att se hur CO2 omvandling till bikarbonat
22
Q

Hur kontrolleras CO2-koncentrationen?

A
  • den kontrolleras av ventilation
  • Om det är tex hypoventilation ( minskat luftflöde i lungrona)→ökad pCO2 & därmed ökad CO2-halt → reaktionen (se bild) förskjuts åt höger: ökad [H+] i blodet = sänkt ph ( acidos)
23
Q

Hur kan blodets pH regleras?

A
  1. genom andning ( snabbare process)

2. genom njurar ( långsammare process)

24
Q

Hur kan blodets pH-värdet regleras genom andning?

A
  • Den kan regleras genom :
    1. Hypoventilation (minskat luftflöde i lungorna) → ökad pCO2 & därmed ökad CO2-halt → reaktionen förskjuts åt höger; ökad H+-koncentration i blodet = sänkt pH (acidos)
    2. Hyperventilation (ökat luftflöde i lungorna) → sänkt pCO2 & därmed sänkt CO2-halt → reaktionen förskjuts åt vänster; minskad H+-koncentration i blodet = ökat pH (alkalos
25
Q

Bohr-effekten

A
  • är ett fysiologiskt fenomen där hemoglobins affinitet för O2 minskar som svar på ökad H+-koncentration → ökad frisättning av O2 i dessa vävnader.
  • Den minskade affiniteten för O2 gör att hemoglobinets dissociationskurva förskjuts åt höger
26
Q

Bohr-effekten ger minskad affinitet för O2 i miljöer där

A
  1. CO2-koncentrationen är hög → reaktionen (för omvandling till bikarbonat) förskjuts åt höger,
    vilket ger ökad [H+]
  2. Temperaturen är hög. Ökad förbränning av glukos & O2 till CO2 & H2O i en metabolt aktiv vävnad ger värme som biprodukt
  3. Sura metaboliter (t.ex. laktat) frisätts → lägre pH (= ökad [H+])
27
Q

Vad är anledning till att lungkretsloppet har lågtryckskretslopp?

A
  • Det finns flera orsaker till detta :
    1. Lungorna är ett enda organ → blod ska inte distribueras till många olika organ som i systemkretsloppet
    2. Lungorna ligger på samma höjd som hjärtat →

gravitationen behöver endast motverkas upp till lungapex, medan systemkretsloppet behöver kunna perfundera till vävnader högt ovanför hjärta

  1. Lungan saknar prekapillära resistanskärl
28
Q

Vad är perfusion och ventilation?

A
  • Perfusion = genomblödning, innebär att blod når en viss vävnads kapillärer
  • Ventilation = luftutbyte mellan luft & atmosfär → möjliggör alveolärt gasutbyte
  • Lungan har inte ett jämt förhållande mellan perfusion & ventilation
29
Q

Hur påverkar gravitationen förhållandet mellan perfusion & ventilation i lungans apikala respektive basala delen ( hos en stående person i vila)?

A
  • Ventilationen : är som störst i lungans basala del och minskar ju mer apikalt man kommer
  • Perfusionstryck: perfusionen är störst basalt & minskar apikalt
  • Observera att gravitationens effekter på ventilation & perfusion är passiva mekanismer.
30
Q

Hur påverkar gravitationen ventilationen?

A
  • gravitationen påverka ventilationen. Detta beror på intrapleuraltrycket varierar i olika delar av intrapleuralrummet.
  • Den elastiska återfjädringen av lungan är mindre basalt än apikalt pga lungans tyngd → lägre transpulmonellt tryck basalt, vilket ger högre compliance.
  • Lungans basala delar expanderar således bättre vid inandning.
31
Q

Hur påverkar gravitationen perfusionen?

A
  • gravitationen påverka perfusionen. Detta beror på att blodtrycket sjunker mot apex pga det hydrostatiska tryckfallet → ökat medelkapillärtryck. Detta gör att kapillärer smalnar av → lägre blodflöde.
  • På motsatt sätt ökar medelkapillärtrycket basalt → kapillärer vidgas → ökad blodflöde.
32
Q

Vilka tre olika sätt kan skillnader i ventilation & perfusion anpassas till varandra?

A
  1. Gravitation : Ventilation & perfusion är högre basalt än apikalt genom de passiva mekanismer, detta kan betraktas som en grov ventilations-perfusionsanpassning
  2. Hypoxisk vasokonstriktion : aktiv mekanism som resulterar i lokal vasokonstriktion i ett område som har sämre ventilation → minskad perfusion till sämre ventilerade alveoler.
    - Mekanismen förstärks av höjt pCO2 & lokal acidos
  3. Bronkkonstriktion : vid sänkt alveolärt pCO2. Lägre lokal genomblödning apikalt ger lägre alveolärt pCO2 → bronkkonstriktion → minskad ventilation i detta område. Luften riktas alltså från sämre till bättre perfunderade alveoler, detta är en aktiv mekanism.
33
Q

Varför är partialtrycket för syrgas i blodet högre apikalt än i blodet från den basala delen av lungan?

A
  • Va/Q bestämmer värdet på pO2 och pCO2 i alveolen & därmed också omgivande kapillären. Innebär en ändring av denna kvot ger ocks ändring av pO2
  • Eftersom perfusion (Q) är mindre apikalt än basalt( pga gravitation) bidrar således mindre än den apikala området → större kvot apikalt → högre partialtrycket