H13: Gas exchange and transport Flashcards
Bereken de PO2 en PCO2 in alveoli.
De alveoli bevatten 14.5% O2 en 5.5% CO2.
- PO2 = 0.145 x (760 - 47) = 103 mm Hg
- PCO2 = 0.055 x (760 - 47) = 39 mm Hg
Leg uit waarom de alveolaire partiële druk van gassen over het algemeen stabiel blijven.
Een groot gedeelte van het volume lucht dat ingeademd wordt blijft achter in de longen tijdens uitademing (het residuele volume). Elke inademing zorgt ervoor dat het residuele volume wordt opgevuld met een klein gedeelte van deze ingeademde lucht. Hierdoor heeft ingeademde lucht maar een klein effect op de alveolaire compositie van de lucht.
Tijdens maximale inspanning wordt de snelheid waarmee rode bloedcellen zich door de circulatie verplaatsen verhoogt met ongeveer 50% in vergelijking tot rust. Hoe past de pulmonaire circulatie zich aan tijdens maximale inspanning om ervoor te zorgen dat er voldoende gasuitwisseling plaatsvindt ondanks de verhoogde snelheid van rode bloedcellen?
Pulmonaire capillairen vergroten hun bloed volume met ongeveer 3x het volume in rust. Hierdoor wordt een langzame bloedstroom snelheid behouden, waardoor er voldoende tijd is voor gasuitwisseling.
Wat wordt er bedoeld met de term ‘venous admixture’?
De term omschrijft het bloed dat geen goede zuurstoftoevoer krijgt. Dit bloed stroomt bijvoorbeeld langs alveoli die niet goed geventileerd worden. Hierdoor is de capillaire PO2 van dit bloed veel lager.
Het lichaam zal nooit al het aanwezige CO2 in het bloed proberen te elimineren. Waarom is dat?
De kleine hoeveelheid CO2 dat standaard achterblijft in het lichaam fungeert als chemische basis voor de controle van de ventilatie. Een kleine verandering in dit ‘baseline level’ van CO2 zorgt ervoor dat de pons en de medulla worden geactiveerd en ademhaling aangepast kan worden om meer CO2 te elimineren of te voorkomen dat te veel CO2 geëlimineerd wordt.
Net zoals het hebben van een ‘baseline level’ CO2, heeft een baseline level voor opgelost O2 ook belangrijke functies. Noem deze functies.
- Opgelost O2 in plasma bepaalt de PO2 in bloed en weefsel.
- De druk van het opgelost O2 is belangrijk voor het reguleren van de ademhaling. Zeker op hoogte waar de omgevingsdruk lager is.
- Opgelost O2 in plasma bepaald de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof.
Vrouwen hebben een lagere aerobische capaciteit dan mannen. Welk molecuul kan dit verklaren?
Hemoglobine (Hb). Mannen hebben 15 g Hb/dL bloed, terwijl vrouwen 14 g Hb/dL bloed hebben.
Dit verschil komt doordat testosteron de productie van rode bloed cellen stimuleert.
Wat is het effect van een ijzertekort op de aerobische capaciteit?
Ijzer is een essentieel onderdeel van hemoglobine. Bij een ijzertekort daalt de concentratie hemoglobine. Hierdoor kan het bloed minder zuurstof vervoeren naar weefsels. Een ijzertekort kan ervoor zorgen dat zelf mild-intense aerobische activiteit moeilijk wordt.
Wat wordt er bedoeld met de zuurstoftransport cascade?
De cascade weergeeft de daling in PO2 wanneer zuurstof van de omgevingslucht naar mitochondria wordt getransporteerd.
De PO2 van omgevingslucht is 159, in alveoli is dit 103, in arteriën 98, in capillairen 40 en in myoglobines 2-3.
Op TV zie je soms atleten die tijdens en na een bepaalde fysieke activiteit een geconcentreerde hoeveelheid zuurstof inademen. Leg uit waarom dit vanuit het mechanisme hoe zuurstof wordt getransporteerd niet logisch is om te doen.
Zoals de oxyhemoglobine dissociatiecurve laat zien, heeft het toevoeren van extra geconcentreerd zuurstof geen effect op hoeveel zuurstof hemoglobine kan dragen. Dit omdat onder normale omstandigheden, hemoglobine in het bloed al bijna volledig verzadigd is met zuurstof (ongeveer 98-99%) wanneer het door de longen stroomt.
Zelfs als geconcentreerde zuurstof ervoor zorgt dat er iets meer zuurstof in het bloedplasma wordt opgelost, is het probleem dat de zuurstof niet gemakkelijk van het bloed naar de weefsels wordt overgebracht. De dissociatie van zuurstof van hemoglobine naar de spieren gebeurt voornamelijk in gebieden met lage zuurstofspanning, zoals in de capillairen van actieve spieren.
De ‘arterio-mixed venous oxygen difference (a-vO2 diff)’ omschrijft het verschil in zuurstofinhoud tussen arterieel bloed en mixed-veneus bloed. De a-vO2 diff in rust is ongeveer gelijk aan 4-5 mL zuurstof per dL bloed. Dit betekent dat er 4-5 mL zuurstof per 100 mL bloed uit het bloed wordt gehaald om door weefsel gebruikt te worden.
Waarom zal niet al het zuurstof naar weefsels worden getransporteerd door hemoglobine?
Zodat het overige zuurstof gebonden aan hemoglobine een opslag vormt voor wanneer ‘metabolic demand’ plots toeneemt.
Vul de zin in:
De PO2 in weefsel …. (neemt af/toe) wanneer het zuurstofverbruik van cellen toeneemt tijdens fysieke activiteit. Hierdoor zal hemoglobine een … (kleinere/grotere) hoeveelheid zuurstof afstaan aan het weefsel.
De PO2 in weefsel neemt af wanneer het zuurstofverbruik van cellen toeneemt tijdens fysieke activiteit. Hierdoor zal hemoglobine een grotere hoeveelheid zuurstof afstaan aan het weefsel.
Rode bloedcellen produceren 2,3-diphosphoglyceraat (2,3-DPG) tijdens glycolyse. Welk effect heeft 2,3-DPG op hemoglobine?
2,3-DPG kan ‘losjes’ zich binden aan hemoglobine. Hierdoor verminderd de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof, met als gevolg dat er meer zuurstof wordt afgegeven aan weefsels.
In welke situaties worden er verhoogde levels 2,3-DPG gemeten bij personen?
Bij personen met een cardiopulmonaire ziekte of bij personen die op hoogte wonen. Maar ook bij inspanning. Daarnaast worden hogere levels 2,3-DPG gemeten bij vrouwen, waarschijnlijk om te compenseren voor de verlaagde hoeveelheid hemoglobine bij vrouwen i.v.t. mannen.
Wat zijn de verschillen wanneer zuurstofsaturatie voor hemoglobine worden vergeleken met zuurstofsaturatie voor myoglobine?
- Hemoglobine heeft vier heemgroepen (ijzergroepen), terwijl myoglobine er 1 heeft. Myoglobine kan dus 1 zuurstofmolecuul binden, terwijl hemoglobine er 4 kan binden.
- De oxyhemoglobine dissociatiecurve heeft een S-gevormde lijn, terwijl die voor myoglobine een rechthoekige hyperbool vormt.
- Myoglobine bind zuurstof gemakkelijker en behoud zuurstofbinding op lagere PO2 (de grootste hoeveelheid zuurstof wordt vrijgegeven van myoglobine wanneer de PO2 in weefsel onder de 5 mm Hg valt).
- Zuurstofsaturatie in myoglobine wordt niet beïnvloedt door zuurgraad, CO2 of temperatuur (en heeft dus geen Bohr effect).
