Lunga Flashcards
Vilka är dem konduktiva luftvägarna?
Trakea –> bronker –> bronkioli –> terminala bronkioli
Vad utgör de respiratoriska luftvägarna?
Respiratoriska bronkioli –> alveolärgångar –> alveolärsäckar
Berätta om luftvägarnas generationer
Luftvägar delas in i generationer där trakea är generation 0 och main bronchi är 1
Ju längre ned i generation vi kommer desto mindre brosk, cilier och mucussmörjande körtlar Cilier sveper över mucus och för med sig detta till pharynx vart det kan sväljas
Bronchi ned till 10 (ungefär) och sedan bronkioler utan brosk (11 –> 16) Eftersom dessa saknar brosk är det viktigt att omkringliggande vävnad har mindre tryck (annars risk för kollaps, särskilt vid expiration Inget gasutbyte, endast förflyttning av luft Detta deadspace utgörs ungefär av 150 ml för män (100 för kvinnor) medan resten kan ge 5-6 liter hos friska vuxna individer
H2O tillkommer på vägen ner i de konduktiva luftvägarna
Från 17 har vi delvis respiratoriska bronkioler (har delvis alveoler) som övergår till alveolära gångar vid 20 och fortsätter till 22 och avslutas vid druvklasar av alveoler 23
Hur stort är deadspace?
150 ml för män (100 för kvinnor)
Hur ser farten av luft ut i förhållande till luftvägarnas area?
De första 4 generationerna minskar i omfång (olikt artärsystemet), varför farten av luft där ökar. I efterföljande generationer ökar istället i omfång och farten minskar (mkt i slutet) Ex 16 = 180 cm2 jämfört med 0 (trakea) = 2,5 cm2 Logiskt därför att luftflödeshastigheten minskar Diffusion tar över konvektion efter hand ju längre ned vi kommer
Vad heter de olika dörrarna i alveolerna?
Vad är luftvägarnas funktion utöver andning och varför är denna funktion viktig?
Vad händer med de små partiklarna som når alveoler?
-
Uppvärming, fuktning och filtrering av luften sker genom conducting airways
- Viktigt eftersom gasutbytet ska ske vid kroppstemperatur
- Fuktning för att alveoler inte ska torka ut
- Filtrering för att alveolerna inte ska bli igenkloggade
- Sker allra bäst med näsandning då partiklarna utöver cilier osv träffar nasopharynx vid en grov sväng som är full av lymfatisk vävnad och immunologiska komponenter
- Mkt små partiklar kan nå alveolerna (aerosol) men 80 % av dessa kommer andas ut
Vad heter svalg på latin och vilka tre delar bygger upp den?
Vilka strategier finns för partiklar som når alveoler?
- Makrofager på ytan av alveolen
- Interstitiala makrofager kan bägge fagocytera dessa partiklar
- Lymfkärl kan bära med sig dem
- Partiklar som fastnar i vätskan som omger alveolerna kan åka med upp till bronkiolernas mukus och bäras vidare upp av cilier
- Nysning och hosta
Hur ser trycken ut i lunga i neutralt läge?
- Intrapulminellt tryck (alveoltryck) (760 mmHg)
- Intrapleuralt tryck (755 mmHg)
- Atmosfärtryck (760 mmHg)
- 1 mmHg = 1,36 cmH2O
Varför är trycket i pleura mindre än atmosfärens?
Vad är viktigt att förstå i detta sammanhang?
- Elasticiteten av lungorna (drar sig närmre och ökar därmed pleurans volym och minskar dess tryck
- Ytspänning (alveolen vill dra ihop sig och drar därmed lunga och viscerala pleura inåt)
-
Elasticitet av bröstväggen (drar ut pleuran år andra hållet, ökar också volym), kan också gå åt andra hållet
- Finns vissa skillnader intrapleuralt (lägre tryck neråt)
- Viktigt förstå att parietal pleura dras utåt och visceral inåt av olika krafter
Vad innebär Boyles lag?
- P1V1 = P2V2
- Enligt Boyles lag kan därför den interpleurala volymen öka och trycket minska
Vad är det transpulminella trycket?
- Transpulminärt tryck (0 - - 5 = 5 mmHg), alltså lunga minus intrapleuralt
- Transtoraxiskt tryck (- 5 – 0 = -5 mmHg), alltså intrapleuralt minus atmosfäriskt
- vill fylla ut
- – vill dra iho p
Vad sker vid inandning och vilka muskler engageras samt vilken skillnad blir det i transtryck?
- Vid inandning kommer diafragma och mm. intercostales externi dra med sig parietala pleuran vilket gör att också viscerala pleuran följer med något och leder till ökad volym och minskat tryck i lungan och alveoler
- Atmosfären vill då utjämna
-
Diafragma
- Vid kontraktion dras diafragma och därmed lungpaket neråt
-
Mm. intercostales externi
- Vid kontraktion flyttas revbenen ut som ”vingar” och framåt
- Intrapulminellt 759 (-1 mmHg)
- Intrapleuralt 754 (-6 mmHg)
- Transpulminell skillnad - 1 - - 6 = 5 mmHg
- Transtoraxisk skillnad -6 – 0 = -6 mmHg
Vad sker vid forcerad inandning?
Forcerad inandning
Extra muskler hjälper till
- M. Sternokleidomastoedeus
- Mm. Scaleni
- M. Pectoralis minor
- M. Trapezius
Detta leder till ökad volym och minskat tryck
- Intrapulminellt 758 (-2 mmHg)
- Intrapleuralt 753 (-7 mmHg)
Vad sker vi utandning?
- Passiv historia
- Inga muskler involverade (aktivt alltså)
- Beror på elasticiteten av lungan
- Stretchreceptorer detekterar och skickar inhiberande signaler till medulla och aktionspotentialer uteblir till diafragma och mm. Intercostales externi
- Muskler slappnar alltså av och lungans elasticitet minskar volymen och trycket ökar därmed varför vi enligt Boyles lag vill utjämna detta numera förändrade tryckförhållande
- Vid utandning når vi 761 intrapulminellt och därför kommer luften gå ur tills vi utjämnat
- I slutet når vi alltså tillbaka till 760 (skillnad mot atmosfär 0 mmHg)
Vad sker vid forcerad utandning?
- Kräver muskler
- M. obliquus externus abdominis
- M. obliquus internus abdominis
- M. transversus abdominis
- M. rectus abdominis
- Mm. Intercostales interni (drar ner och in)
- Dessa i samarbete leder till ökat abdominalt tryck och puttar på diafragman uppåt varpå trycket i toraxhåligheten ökar (volymen minskar)
- Intrapulminellt cirka 762 (+2 mmHg)
- Intrapleuralt cirka 757 (-3 mmHg)
- Vid slutet ska vi nå 760 mmHg intrapulminellt
Finns det skillnader i tryck intrapleuralt?
Vad har detta för konsekvenser vid inspiration?
- Trycket intrapleuralt är större mot basen eftersom lungan (pga dess vikt) komprimerar utrymmet
- Konsekvensen av detta blir att basen av lunga är mer komprimerad än apex och därför expanderar mer vid inspiration än apex (har också större compliance)
Vad innebär allmänna gaslagen?
- p·V = n·R·T
- p = trycket i Pascal (Pa=N/m2)
- V = volymen i m3
- n = substansmängden i mol
- R = konstant med värdet 8,314 J/(K·mol)
- T = temperaturen i grader Kelvin (K)
- Partiklarnas rörelseenergi gör att molekylerna inte är bundna vid varandra utan gasen fyller snabbt ut den volym den begränsas av • Molekylernas rörelser utövar ett tryck (Kraft /per ytenhet, Pa) mot volymens väggar • Trycket påverkas av substansmängden gas, temperaturen och kärlets volym
Hur många liter maximal volym luft kan vi andas in?
Hos vuxen från nasofarynx till alveolerna är 5-6 liter
Vad innebär tidalvolym?
Den mängd luft som andas in eller ut vid tyst respiration (500 ml)
Vad innebär inspiratorisk reservvolym och vad beror den av?
- Den mängd luft som ytterligare skulle kunna andas in efter tyst inspiration, mängden beror på
- Lungvolym
- Compliance (ett mått på hur lätt det är att fylla lungorna)
- Ställning (krumbuktar man t ex så blir det mindre)
- Flexibilitet av skelett
- Smärta
Vad kallas den mängd luft som vi kan blåsa ut efter tyst expiration och vad beror den av?
Expiratorisk reservvolym (ER)
Beror på
- Lungvolym
- Compliance (ett mått på hur lätt det är att fylla lungorna)
- Ställning (krumbuktar man t ex så blir det mindre)
- Flexibilitet av skelett
- Smärta
- Muskelstyrka i t ex bål
Vad innebär residualvolym och varför är den viktig?
Den mängd luft som finns kvar i luftvägarna även efter ERV (kan då förstås inte mätas genom dynamisk spirometri)
- Viktigt för att alveolerna inte ska kollapsa helt (krävs mkt högre tryck för att blåsa upp), eftersom detta minimeras blir kroppen mer energieffektiv
- Ser också till att kroppen får ett jämt flöde av syre och inte episodiskt (som andningen)
Vilka är de viktiga volymerna?
Inspiratorisk reservvolym, tidalvolym, expiratorisk reservvolym och residualvolym kan kombineras för olika tolkningar av kapacitet
Vad innebär total ventilation?
Produkten av TV och dess frekvens under en minut
Vilka är de viktiga kapaciteterna?
Berätta om FRC
Vad bestäms den av?
FRC
- Den volym som finns kvar i lungan efter en passiv utandning, det vill säga
- Expiratorisk reservvolym + residualvolym
- Bestäms av jämvikten mellan bröstkorgens expanderande kraft och lungans elasticitet (sammanfallande kraft)
- Normalt mellan 1,7-3,5 liter
Hur räknar vi ut alveolär ventilation?
(Tidalvolym – deadspace)*andningsfrekvens
-
Va = (Vt – Vd) * f –> (0,5 – 0,15) * 15 = 5,25 Liter/min
- Viktigt komma ihåg att deadspace utgör större del av helheten vid ytlig andning, vilket ger mindre alveolär ventilation
Vad utgör minutvolymen för lunga?
Tidalvolym*andningsfrekvens, ex 0,5L*15=7,5 Liter/min
Vad innebär closing capacity?
På vilket sätt förändras detta i liggande gentemot stående?
Vad händer med closing capacity vid ökad ålder?
Closing volym + residualvolym är den punkt då små luftvägar börjar stängas vid en utandning
Hos stående unga är detta värde cirka halva FRC och 2/3 av FRC i liggande
Ökar med ökad ålder
Vad är formeln för compliance kontra elasticitet?
Förändring i volym / förändring i tryck (compliance)
Förändring i tryck / förändring i volym (elasticitet)
Vad påverkar compliance/elasticitet normalt?
Elasticiteten av lungorna
Ytspänningen hos alveolen (över hälften av lungans elastiska återfjädring) FALL
Elasticiteten av bröstväggen
Var i lungan har vi mest compliance och vad beror det på?
Basala delarna har mer compliance, volymökningen blir större basalt vilket beror på gravitationen (lungan pressas ned) (FÖRELÄS)
Vid ärrvävnad (mindre volym) kommer elasticiteten därmed öka och compliance minska i lungan
Vad innebär elasticitet?
Resistansen av stretchen, alltså hur svårt det är att stretcha ut något
Vad innebär compliance?
Vad kan det gälla?
Ge exempel på sjukdomar som ger hög respektive låg compiance
Hur lätt det är att stretcha ut något (ex fylla lungan med luft)
Kan gälla lungor eller bröstväggen
Emfysem (sönderfallna alveoler mm) och lungfibros är exempel på sjukdomar med hög respektive låg lungcompliance
Vad består surfaktant av?
- Betyder ytaktiv agent
- Består i lungan av fosfolipid (90%) och protein
- Huvudsaklig fosfolipid dipalmitoylfosfatidylkolin (DPPC)
- Hydrofob dipalmitoyl (16C)
- Hydrofil del fosfatildylkolin
- Hälften av proteinet utgörs av albumin och sekretorisk immunoglobulin A och resten av apolipoproteiner (SP-A, SP-B, SP-C och SP-D)
- där A och D (hydrofila) kan coata mikroorganismer så dessa bli mer utsatta för fagocytos av makrofager i alveolerna, viktig för immunförsvaret
- B och C är hydrofoba och verkar på ytan genom mediering av surfactanter
Varför är surfaktant viktigt?
-
Minskar elasticiteten som ytspänningen medför vilket ökar compliance
- Alveolerna (lungorna) skulle bli svårare att ”blåsa upp” utan detta
- Dess hydrofoba del pekar uppåt och minskar därmed ytspänningen där vattnet i vektor pekar neråt
- Minskar vätskeansamling i alveolen
- Håller alveolerna på en mer jämn nivå volymmässigt och därmed ytmässigt eftersom en alveol som expanderar mer inte har tillräckligt med surfaktant på ytan (och därför kommer elasticiteten göra jobbet, finstämt samspel). Därmed kommer ytspänning öka och elasticiteten öka (compliance minska), kan kallas för broms
- en mindre alveol har då mer compliance relativt
Vad utgör anatomiskt dead space?
- Anatomisk är näsa, pharynx, trakea, bronki och bronkioler
Vad utgör fysiologiskt dead space?
- Gör att cirka 30 % av ventilationen sker genom redan använd luft
- Summan av alveolärt- och anatomiskt dead space
- Anatomisk är näsa, farynx, trakea, bronki och bronkioler
- Alveort är del av andetag som når icke perfunderade alveoler
- Fysiologiskt dead space = anatomiskt dead space + alveolärt dead space (hos frisk inget alveolärt deadspace)
Vad utgör då ventilationen under en minut?
Ventilation = AVR = TV – DS (500 ml -150 ml) x 12 andetag/min
- AVR = 350x12= 4,2 l/min
- Total ventilation kan man räkna med även deadspace-ventilation
- AVR = Alveolar ventilationsgrad
Vad innebär perfusion?
Perfusion = hjärtminutvolym = 5 l/min (hjärtfrekvens x slagvolym)
Vad bör ventilations/perfusionsration ligga på
4000/5000 = 0,8 (ventilations-perfusionsratio), normalt
Var har ventilation/perfusion minst- och högst kvot?
Hur förhåller sig perfusion och ventilation överlag i lungan?
Ventilation/perfusion har minst kvot vid bas, ungefär 1 vid 3:e revbenet och ökar kraftigt mot apex
- Ju större kvot desto mer pO2 i alveol
- Mer perfusionslimiterad än ventilationen (som når ner bättre i lungan)
Vad händer vid lungan vid ökad ventilation?
- God ventilation ger ökat partialtryck av syre i alveolen och partialtrycket av CO2 minskar
- Ökat syre verkar på endotelceller i kapillärer som friger NO som kan påverka slätt muskulatur genom second messengers att frige K+ (extracellulärt) vilket dilaterar kärlet
- Perfusion ökar
Hur hanterar lungan ökad perfusion?
Vid träning får vi ökad slagvolym och frekvens och därmed ökad perfusion varför ventilationen ökar till följd av att
Partialtrycket av CO2 ökar och verkar på bronkioler som dilaterar vilket ger mindre resistans och vi får ökat flöde av O2 in och ökning av CO2 ut
Ventilation ökar
Vilket effekt får minskad perfussion i lungan?
Vilken ytterligare effekt får detta på pneummocyt typ II?
- Vid t ex emboli (shunt) minskar perfusion och gasutbytet minskar och partialtrycket av CO2 i alveol minskar och även vid bronkioler varför vi får konstriktion av berörda bronkioler vilket ger ökad resistans och mindre gasflöde (bättre att omdirigera syre till icke obstruktivt kärl i annan alveol) omfördelning av ventialtion (Slides och FÖRELÄS) Omdirigering
- Sker ev som följd av ökat pH extracellulärt
Ytterligare effekt är att Pneumocyt typ II får brist på fett varför surfaktant sjunker och ger därför sämre compliance lokalt vilket också omfördelar ventilation
Vad innebär ventilations-perfusionsmissmatch?
Vad beror detta främst på?
- Då vi har högre pO2 (ventilationen högre i bas men sjunker inte lika mkt mot apex) i apex av lunga jämfört med bas samt högre perfusion mot basen (högre tryck) jämfört med apex får vi skillnader i ventialtion/perfusion ration
- Beror främst på gravitationen (mest blodflöde i lägst belägna lungdelar) och hållning
- Lungblodflödet delas in i olika Westzoner
Varför ger normal och låg halt av O2 i mix av blod alltid hypoxi?
- Hög och låg CO2-halt i två blodströmningar kan ge normal CO2-halt när de blandas och därmed normalt P(CO2)
- Däremot gäller inte denna princip för låg och normal O2-halt vilket ger låg halt av O2 i blandningen
- Beror på att O2-halten är så mättad den kan vara i normalfallet
Vad är den alveolära ventilationsekvationen och vad berättar den?
- pCO2 = k (ämnesomsättning/ventilation)
- Berättar att CO2 produceras i proportion till ämnesomsättningen och elimineras i proportion till ventilation. Balansen mellan dessa två bestämmer därför pCO2 (SLIDES)
Vad finns mellan alveol och blodkärl och vad består denna av?
Basal lamina (membran), består av framför allt kollagen typ IV
FICKs lag!?
- A= barriärens area (membran area)
- s= gasens löslighet
- a= barriärens tjocklek (membranets tjocklek)
- MW= gasens molekylvikt
- K= konstant som beskriver interaktionen mellan gas och barriär (membran)
- P1-P2 (delta-P) = skillnaden i partialtryck över barriären
Varför gäller inte FICKs lag egentligen?
- I slutet av respiration kommer arean vara som störst och membranet som tunnast (uttöjning) vilket då ökar gasutbytet
- Det finns dock spatiala skillnader också,
- I lungans apex kommer O2-mängden vara större och mindre vid dess bas
- Mekaniska variationer i conducting luftvägar
- Olika compliance i alveolerna
- Skillnad också i diffusion genom att O2 mängden kommer vara som störst i början av kapillären och därmed mer diffusion
- Därför blir det svårt att beskriva detta utbyte som ett enhetligt utbyte
- Vi kan inte använda Ficks lag eftersom väggarna är olika tjocka och har olika struktur beroende på tid
- 12 lager egentligen (slides/EDIT)
- O2 –> Luft –> vatten –> membran, cytoplasma och membran av alveol typ I –> basal lamina –> membran, cytoplasma, membran av endotelcell –> blodplasma –> membran erytrocyt –> cytoplasma
FICKs princip!?
VO2 = (CO x Ca) – (CO x Cv)
- VO2 = syreupptag av O2 i milliliter
- CO = hjärtminutvolym
- Ca = Syreinnehåll arteriellt %
- Cv = Syreinnehåll venöst %
På vilket sätt är vi limiterade och varför?
Diffusionslimiterad (CO)
- Om gasen inte hinner nå jämvikt genom diffusion innan blodflödet passerar i kapillären
Perfusionslimiterad (ex N2O, O2 och CO2)
- Om gasen kan diffundera och nå jämvikt i alveolen och kapillären innan blodflödet passerar (det vanliga)
Hur skiljer sig O2 och CO2 diffusionskapacitet?
O2 diffusion
- O2 fyller till 75 % Hb-sites i erytrocyten i mixat venöst blod.
- Dess diffusionskapacitet är väldigt hög, delvis beroende på skillnaden i tryck (ca 40 mmHg i blodplasma jämfört med 100 mmHg i alveol)
- Detta blir viktigt vid träning eftersom cirkulationen kan öka X5 (blir dock bara X3 i lungkapillärer till följd av dilatation) och O2 blir inte diffusionslimiterad här heller
- Lungsjukdom kan göra O2 diffusionslimiterad
- Elitidrottare kan bli diffusionslimiterade eftersom deras perfusion kan ske snabbare än 0,25 sek
- På hög höjd minskar syremättnaden i blodet eftersom syretrycket blir mindre i atmosfären
- Skillnaden blir dock större så det är inte hela förklaringen
- Det mixade venösa blodet blir alltså mindre mättat
- Träning kombinerat med hög höjd kan göra O2 diffusionslimiterad även hos frisk person
CO2 diffusion
- Mixat venöst blod har P(CO2)-tryck på 46 mmHg till skillnad mot alveolens 40
- Detta gör att CO2 diffunderar i motsatt håll jämfört med O2 och når jämvikt
- Även att diffusionskapaciteten är 3-5 ggr högre jämfört med O2 så tryckskillnaden betydligt mindre för CO2 i kapillär kontra alveol vilket ändå slöar ner diffusionen, dessutom omvandlas mkt från HCO3-
- Detta betyder ändå att CO2 är perfussionslimiterat
Vad innebär Haldaneeffekten?
- Genom Haldane-effekten (syres påverkan på hemoglobinets affinitet till CO2) kommer först H+ affinitet för hemoglobinet minska vilket medför att balansen förflyttas så att HCO3- kombineras med H+ till H2CO3 som genom kolsyra-anhydras kommer omvandla detta till CO2 och H2O, karbamino-Hb kommer också omvandlas till CO2 i och med detta. 2,3-bisfosfoglycerat kommer också släppa till följd av konfirmationsförändring
- Cl-HCO3- -antiport (Hamburger/klorid-shift) kommer nu agera genom Cl- ut och HCO3- in (som då också omvandlas till CO2), H2O utgår och erytrocyten krymper
- CO2 kommer genom diffusion gå till alveol för att utjämna och O2 går till hemoglobinet för att utjämna
Vad innebär Bohreffekten?
Hur CO2 och H+ påverkar dissociationskurvan för O2
- Sker i metaboliskt aktiva vävnader där temperaturhöjning (kan ge skiftning i laddning och därmed konfirmationsförändring, CO2-diffusion och ökning av H+ (som binder till alfa- och betakedjor och agerar därmed buffert) ger lägre pH och ger lägre affinitet för O2 och en skiftning till höger på kurvan och T-state vilken stabiliseras av 2,3-bisfosfoglycerat som också minskar hemoglobinets affinitet till O2
- pH-koncentration dominerande faktor (FÖRELÄS)
- Carbaminsyrornas inbindning leder också till konfirmationsförändring som ger lägre affinitet för syre (FÖRELÄS)
Genom vilka kanaler går CO2 in i erytrocyt?
89% av inkommande CO2 passerar in genom erytrocyten framför allt genom två gaskanaler
Aquaporin I (AQP1)
Rh-komplex
Hur transporteras CO2 i venöst blod?
- Är beroende av kolsyraanhydras (FÖRELÄS), Cl-HCO3 antiport och Hb
- och finns sedan i tre former i erytrocyten (HCO3-, karbamino-Hb och löst CO2
- 64% av inkommande CO2 kommer ombildas med H2O genom kolsyraanhydras och bilda H2CO3 som dissocierar till HCO3- och H+
- Hbs buffrande egenskaper ger en förskjutning åt höger, Hb binder H+ till negativt laddade delar
- Karbamino-Hb (21%) bildas genom att de fria aminändarna binder till CO2
- Lättare att forma dessa när O2 avgår i och med konfiramtionsförändring
- Löst CO2 (4%)
- Ytterligare anledning till fortsatt ombildning till HCO3- i RBCs är Cl-HCO3- -antiport (kallas för Hamburger/klorid-shift) (FÖRELÄS), kontrar den negativa laddningen
- Cl- in och HCO3- ut
- Sker genom Band3 (transmembrant) viktigt
- Bra då plasma behöver HCO3- för dess buffrande egenskaper
- 11% av inkommande CO2 förblir i blodplasma i framför allt två former
- Löst CO2 (6%)
- Bikarbonat (5%) genom formeln CO2 + H2O à H2CO3 à HCO3- + H+
- I venöst blod är det 75% saturationsmättnad
Vad innebär kooperativ bindning
- Genom positiv kooperativ bindning kommer det först vara svårast för O2 att binda men har vid bara någon bunden O2 högre affinitet och Fe2+ ”sänks” och vi är i relaxed (R) state vilket ger 150 ggr högre affinitet för O2
- Mkt viktigt för funktionen, ger den sigmoidala kurvan
Hur är hemoglobinet uppbyggt och hur många syre kan den binda?
Varför har blod olika färg?
- Finns i erytrocyterna (röda blodkroppar, RBC)
- Erytrocyterna saknar cellkärna
- Är en tetramer där varje monomer består av hemgrupp (porfyrin) som omringar Fe2+ samt globin som är en polypeptid, har en tertiär struktur
- Alfa-kedja – 141 aminosyror
- Beta-kedja – 146 aminosyror
- Alfa- och Beta bildar dimerer med sin tvilling
- Kan binda fyra O2 molekyler
- Liten del O2 också löst i plasma (slides)
- Heme är en generell term för en metalljon som binds till en porfyrinring (som består av fyra pyrolringar)
- Järnporfyrinkomplexet innehåller flera konjugerande dubbelbindningar och absorberar därför fotoner, när den är mättad med O2 får den en röd färg och lila annars (venöst blod). Positioneringen förändrar ljusabsorptionen (FÖRELÄS).
- Syre binder endast vid Fe2+, kan oxideras till Fe3+ (metHB) och kan då inte binda O2
- Kan ske spontant eller genom ex nitriter
Hur fungerar inbindningen av O2?
- Vanligtvis skulle O2 interaktion med Fe2+ endast ge det oxiderade Fe3+
- Men med hjälp av globinets (cirka 20 av dess aminosyror), där histidin är avgörande kan tillräckligt med negativ energi ges till Fe2+ dit den binder vilket då stabiliserar Fe2+-O2
- 98 % av syret i blodet binds till erytrocyten (FALL)
- Histidin signalerar också till resten av komplexet om O2 är bundet eller inte, då Fe2+ höjs något relativt porfyrinringen utan O2, kallas för tensed (T) state
- Hem-delen blir mer plan när O2 bundit in (ändras från dome till plan) (slides)
- Har här låg affinitet till O2 men har vid bara någon bunden O2 högre affinitet och Fe2+ ”sänks” och vi är i relaxed (R) state vilket ger 150 ggr högre affinitet
- Mkt viktigt för funktionen, ger den sigmoidala kurvan
- Det kallas för kooperativ bindning
Hur fungerar syresläppet till myoglobin?
- Är en monomer som binder med högre affinitet till syre i muskel, endast en O2
- Delvis därför kan HB lämpa av O2 till MB i muskel och vidare till nästa MB… till mitokondrie, viktigt då det finns för lite löst O2 i cellen som inte når fram tillräckligt utan denna kedja (påskyndar syrgasens diffusionshastighet) slides
När börjar HbF syntetitseras och var?
Varför binder fetalt hemoglobin starkare till syre och varför är det viktigt?
- HbF syntetiseras i gulesäcken från vecka 10 (slides)
- Binder med lägre affinitet till 2,3-bisfosfoglycerat (har Gamma-kedja) varför vi får en förflyttning åt vänster och ökad affinitet av O2 (VIKTIGT FÖRELÄS)
- Viktigt eftersom fetalt hemoglobin erhåller O2 från placenta
Förtälj om 2,3-bisfosfoglycerat
- Alternativ väg vid omvandling av 1,3-bisfosfoglycerat till 3-fosfoglycerat under medverkan av bisfosfoglyceratmutas (istället för fosfoglyceratkinas) vilket då ger 2,3-bisfosfoglycerat (kan sedan ombildas igen genom 2,3-bisfosfoglyceratfosfatas till 3-fosfoglycerat)
- Organiskt fosfat med starka anjonegenskaper (negativ) som förekommer i humana röda blodkroppar i ungefär samma molarförhållande som hemoglobin
- Binder till deoxyhemoglobin med 100 ggr högre affinitet än oxihemoglobin, och minskar därför hemoglobinets affinitet för O2 vilket leder till ökad dissociation
- Blir logiskt eftersom minskad tillgång till O2 i metabolismen ger ökad mängd 2,3-difosfoglycerat
Berätta om den alveolära gasformeln
1.25 x PaCO2 (kPa) + PaO2 (kPa) = 20 (kPa) (för äldre 17 kPa
Förutsättningar för att formeln ska gälla:
- Andel syre i luft 22 % (dvs utan behandling med syrgas)
- Lufttryck ungefär vid havsnivå (dvs inte flera tusen m.ö.h.)
Vad innebär Daltons lag?
Totalt gastryck är summan av de individuella gastrycken
Ptotal = Pgas1 + Pgas2 + Pgas3
Hur många kilopascal motsvara 1 mmHg?
Och tvärtom?
Vad innebär en atmosfär i mmHg?
1 mmHg = 0,13 kPa
1 kPa = 7,5 mmHg
1 atmosfär = 760 mmHg
Vad mäter vi med PEF?
- Högsta flödet vi kan blåsa ut med (oftast högst i början av utblåset)
- Mäts i liter/sek eller liter/min
Vad mäter FVC?
Forcerad vitalkapacitet
- Referens 4-6 L (cirkus) beroende på kön och längd, idrottande osv
Vad mäter FEV1 och hur mäter vi denna?
Vad bör man ligga kring?
Vad beror den av?
Forcerad expiratorisk (=utandnings)volym efter en sekund
- Maximal inspiration följt av en sekunds expiration, bör ligga kring 80 procent av VC (FEV1/VC max)
- Viktigt mått på lungornas dynamiska funktion
- Beror på samma saker som för ERV och IRV samt luftvägsresistans
Vanliga felkällor vid spirometri?
Teknik, mätfel, kalibrering (temp), läkemedel, glömt näsklämma
Varför gör vi en spirometri?
Anledning – Misstanke om sjukdom, uppföljning sjukdom, utreda symptom, effekt av läkemedel och om operation är lämplig
Vad mäter dynamisk spirometri?
Mäter lungans ventilationskapacitet, ex FEV1 och FVC
Kan inte mäta något gällande RV (FRC och TLC)
Vad mäter en statisk spirometri?
Vilka gör denna mätning?
Kan mäta RV, FRC och TLC
Mäts på klinisk fysiologi (specialitet inriktad på funktionsdiagnostik)
Hur mäter vi diffusionskapaciteten?
Ett andetag-metoden med CO
- Maximal expiration följt av maximal inspiration från ett rör innehållandes 0,3 % CO och resten Helium
- Håll andan i tio sekunder vilket ger CO tid att diffundera till kapillär
- Andas ut
- Datorn mäter av hur mycket CO som finns kvar
- Resten kan antas ha diffunderat
- Mäter hur mkt CO som diffunderat under en viss tid under ett visst tryck i mmHg
- Detta värde jämförs sedan med referens (ålder, kön, längd osv)
Vad händer med lungans kapacitet vid ökad ålder?
Med ökande ålder bibehåller man normalt sin totala lungkapacitet. Men med åldern ökar compliance i lungan vilket leder till en ökad tendens till luftvägsavstängning av små perifera luftvägar. Det leder till att residualvolymen ökar och vitalkapaciteten minskar
Vad innebär ett gångprov?
6-minuters gångsträcka är ett standardiserat test där patienten får gå i egen takt på plant underlag så långt han orkar.
- Vila, före gång
- Omedelbart efter gång
Saturation och puls mäts via pulxoximeter på ett finger före och efter gång
Hur kan vi mäta residualvolym?
Mätning av residualvolym
Helium-dilution-tekniken
- Sluten krets
- Vi har en spirometri vars två liter innehåller 0,2 liter He.
- He passar bra då den inte är så lösbar i vatten och därför diffunderar långsamt över vatten
- För att mäta FRC kan vi nu efter en tyst utandning (eller RV efter en forcerad utandning) låta
- Försökspersonen andas in tills He är fördelat jämnt mellan luftvägar och spirometer
- C1V1 = C2V2
- C1 = koncentration av He i spirometern
- V1 = volym av gas i spirometer
- C2 = koncentration av He i hela systemet
- V2 = volym av gas i hela systemet
- Därför kommer V1 + FRC = V2
- C1V1 = C2 (V1 + FRC)
- FRC = C1V1/C2 – V1
Var finns kontrollen av ventilationen?
Vad kan också styra och ge input (utöver kemoreceptorer)?
Styrs från medulla oblongata och delvis pons i hjärnstammen, men med viljestyrning från hjärnan, även känslostyrt och smärta genom hypotalamus
- Även icke respiratoriska nukleoner i hjärnstammen och högre hjärncentra interagerar också med DPG för att samordna detta med att prata, spela instrument, kräkas och nysa
Vad reglerar inandningen?
Vilken viktig nerv engageras och var skickas motorneuron till?
- I medulla oblongata finns en dorsal respiratorisk grupp, DRG (eller inspiratoriskt centra) som kontrollerar inandningen. Då utandningen normalt är passiv är bara denna aktiverad, får input får PRG (pontine respiratorisk grupp (i pons))
- De viktigaste motorneuronerna skickar axoner via mellangärdesnerven (nervus phrenicus, C3-C5) och kopplar till diafragma
Vad reglerar utandning?
- VRG, ventral respiratorisk grupp (eller exspiratoriskt centra) är den exspiratoriska gruppen (därmed forcerad utandning), inaktiv i vila
Vad bestämmer andningsrytm?
- Pre-Bötzinger-komplexet bestämmer andningsrytmen (eupnea i vilofas) med pace-makerceller
- Pontine respiratorisk grupp i pons (PRG) – modullera rytm och djup
- Pneumotaxiskt center begränsar inandningen. Proprioceptorer kan stimulera till ökad inandning vid muskelarbete för att förhindra hypoxi
- Apneustiskt center promoterar istället inandning
Vad ger input till andningscentra?
-
Kemoreceptorer är viktiga för regleringen av andningen då de skickar input till medulla oblongata i ett feedbacksystem
- Centralt i medulla oblongata finns kemoreceptorer som känner av H+ (mer långsamt) och PCO2
- Perifert finns aortakroppar på arcus aortae och karotiskroppar som känner av H+, PO2 och PCO2 (nervus vagus respektive nervus glosopharyngeus)
- Normalt känner de perifera främst av syrehalten men de blir känsligare för förändring vid högt koldioxidtryck
- Även stretchreceptorer, irritantreceptorer i lunga
- Övre skickar via CN IX och de undre via CN X
Vad har parasympatkus respektive sympatikus för roll gällande lungor?
Innervering av parasympatikus (främst vagusnerven)
- Ökad sekretion från körtlar – acetylkolin, M3-receptorer
- Konstriktion av bronkioler – acetylkolin, M3-receptor
- Dilatation av perifera kärl – acetylkolin på M3-receptor ger NO som dilaterar
Innervering sympatikus
- Vasokonstriktion (kärl) – noradrenalin/adrenalin, beta-1-adrenerga receptorer
- Dilatation av bronkioler – adrenalin, beta-2-adrenerga receptorer
- Inhiberar sekretion (dels indirekt från vasokonstriktion)
- Th1-Th6
Vad gör lungnas andningscenter med mottagen information
Medulla oblongata mottager informationen och skickar vidare befallningar genom somatiska motorneuroner som innerverar exempelvis diafragma vid inspiration
Vad kan göra att FRC blir mindre?
Vilka lutningar påverkar FRC?
Minskar med mindre bröstkorgsvolym
- Kvinnor (10 % mindre)
- Minskad tonus i diafragma (muskelrelaxation)
- Ökat buktryck (fetma)
- Thoraxdeformiteter
- Stelare lungor
- Fibros
- Kroppsläge
Liggande lutning neråt sämst
Stående bäst
Hur bildas surfaktant?
Hur har nyfödda det med surfaktant?
Vad triggas bildning av?
Vad sker med strukturen vid utsöndringen?
Hur återvinns surfaktant?
Apolipoproteinerna syntetiseras av de kubiodala alveolerna (typ II), fettet ges genom kapillärer
Vissa komponenter syntetiseras också av Clara-celler i de respiratoriska bronkiolerna
Den sista monteringen av surfaktant sker i lamellkroppen (består av lipider och protein och innehåller både nya delar men också återanvänd surfaktant) som finns i de alveolära pneumocyterna typ II
Utsöndras genom exocytos (10 % varje timme av lamellkroppen)
Utsöndring är låg under fostertiden fram till slutet då en ökning triggas av glukokortikoider (kortisol t ex), för tidigt födda kan därför få IRDS
Triggas extra av hyperinflation av lunga, gäspning, träning med mera
Vid utsöndringen förändras strukturen och den hydrofila delen bildar tubulärt myelin som är rikt på apolipoproteiner
Surfactant bryts ner av makrofagoer och/eller återvinns av typ II-celler
Vad händer vid lungan vid minskad ventilation?
- Sämre ventilation ger mindre partialtryck av syre i alveolen och partialtrycket av CO2 ökar
- Lägre syretryck (även högt CO2 och lågt pH) framför allt i alveolen, verkar troligen direkt på endotelceller i blodkärlen där tesen är att K+-kanaler inhiberas och ger en depolarisering vilket öppnar Ca+-kanaler vilket ger konstriktion och därmed minskad perfusion vilket kallas för hypoxisk pulmonell vasokonstriktion (Motsatt mot det systemiska kretsloppet)
- Sker vid pO2 < 9 kPa (SLIDES)
- Perfusion minskar som kompensation (FÖRELÄS)
