Lunge 4 Flashcards
F23: Gasudveksling
To typer massebevægelse
Konvektion
Diffusion
Øgning af tværsnitsareal medfører
Fald i flowhastighed
Fra konvektion til diffusion (pga. fald i tryk – diffusionshastighed stiger)
Fick’s 1. lov
Fluxen J langs en koncentrationsgradient dc/dx
J = –D dc/dx
D diffusionskoefficient
Hurtigere i luft end i væske
Luftbevægelse i den respiratoriske zone
karakteristika
Stort tværsnitsareal Lav flowhastighed Få milimeter langt Dominerende massebevægelse: diffusion Lav luftvejsmodstand "tavse zone"
Nettoflow af gas (afhænger af) over membran
Proportionelt med A Areal A s membranopløselighed s P1-P2 koncentrationsforskel (trykgradient) Omvendt proportionalt med a membrantykkelse M gassens molekylvægt
V_net = ( k A · s / a√MW ) (P1-P2)
= D_L (P1-P2)
Lungediffusionskonstant
Areal for gasudveksling (A)
Jo større, jo mere udveksling
Størst ved slutinspiration (maksimum areal)
Tykkelse for gasudveksling (a)
Jo mindre, jo mere udveksling
Mindst ved slutinspiration (minimum tykkelse)
Afstand for diffusion (mindre trykgradient ved større afstand – udflades)
billede
Gassens egenskaber for gasudveksling
Jo mere opløselig i membran, jo mere udveksling (s)
Jo mindre molekylvægt (let molekyle), jo mere udveksling (√MW) (Grahams lov)
Henry’s lov
[O2] = s · P_O2
Koncentration opløst i membran proportional med partialtryk over
(ved ligevægt self)
Gradienten for gasudveksling
Jo større gradient, jo mere udveksling (∆P/∆x, fremadrettede bevægelse)
(P1 - P2)/a
Størst ved både indånding og udånding? Kun indånding?
Effektiv indre og ydre konveksion skaber stor (P1 - P2)
Tynd barriere (a) pga. beskyttelse fra alveole og cirkulationsside
Tykkelse og areal af blod-luft kontaktflade
0,2-0,3 µm tyk (optimale områder)
50-100 m^2 areal
Antal alveoler
300-500 mio alveoler
Diffusionsbarrieren i lungen
Heterogen Svær at definere (og dermed regne på) Ukendte faktorer = lungediffusionskapacitet D_L (konduktans) D_L = 1/R Eksperimentelt bestemt
Måling af diffusionskapacitet D_L
D_L = V_gas / (P_Agas – P_agas) = V_gas / P_Agas
Måles med CO (antager alt er bundet til Hb – P_agas = 0)
Måler hvor meget CO der er forsvinder
(måler forskel på indåndet og udåndet CO pr. min) (gennemsnit over flere cykler)
Måler P_ACO i slutekspiratorisk prøve (ånder helt ud, måler sidste del - ren alveolær luft)
Ca. 25 mL / min·mmHg CO
Ændring af diffusionskapacitet D_L
Øget gennemblødning ved fysisk arbejde
(rekruttering af kapillærer + øgning af kapillær diameter, øger areal) 3-4 gange mere blod
Faktor 2-3
For diffusionslimiteret gas
Begrænsing af gasflows størrelse (to måder)
Perfusionslimiteret
Diffusionslimiteret
Perfusionslimiteret
Begrænset af hvor meget blod der sendes igennem
Hurtig ligevægt
Ligevægt opnås stadig hvis blodet løber hurtigere igennem (sendes mere blod igennem pr. minut)
Lavere diffusionskoefficient – ingen betydning
Lavere transsittid (mere blod forbi) – mere gas forlader lunger
Ex. N2O (lattergas)
Diffusionslimiteret
Begrænset af membranen
Går ikke hurtigere af at sende mere blod igennem systemet
Langsom ligevægt
Når ikke ligevægt før blodet er strømmet forbi
Lavere diffusionskoefficient – mindre gas forlader lunger
(lavere koncentration for enden af kapillæret, fladere kurve)
Lavere transsittid (mere blod forbi) – ingen betydning
(hver liter blod bliver blod mindre mættet (fortyndet))
Ex. CO
Ilts begrænsning
En blanding:
Perfusionslimiteret (mætning 1/3 henne)
Bliver nemt diffusionslimiteret ved sygdom (mindre D_L) og under arbejde (mindre transsittid, når ikke mætning)
(Større ventilation – forpustet)
Nedsat ilttryk (fx bjerg)
Mindre trykgradient
Længere tid før mætning
Krogh cylinderen
Stribe væv kapillærer forsyner….
Rekruttering effekt
Mindsker interkapillære afstand
billede
