Meetup 5: Gasuitwisseling Flashcards
De samenstelling van de buitenlucht veranderd over het algemeen niet en bestaat uit 20.93% zuurstof, 79.04% stikstof en 0.03% koolstofdioxide.
Hoog op een berg zal je echter wel meer moeite hebben met ademen. Als dit niet ligt aan een verandering in de samenstelling van de buitenlucht, wat verklaart dan de moeite met ademen?
Een lagere druk op de berg
Waarvan is zuurstof beschikbaarheid afhankelijk van?
De concentratie en druk van het gas
Wat is de partiële druk van een gas?
De partiële druk is dat deel van de druk van het mengsel dat afkomstig is van dat gas.
Partiële druk wordt berekend door de % concentratie van een gas te vermenigvuldigen met de totale druk van het gasmengsel.
Als gegeven is dat in de buitenlucht samengesteld is als volgt: 20.93% zuurstof, 79.04% stikstof en 0.03% koolstofdioxide - en de buitenlucht een totale druk heeft van 760 mm Hg.
Bereken aan de hand van deze informatie de PO2, PN2 en PCO2.
PO2: 0.2093 x 760 mm Hg = 159 mm Hg
PN2: 0.7904 x 760 mm Hg = 600 mm Hg
PCO2: 0.0004 x 760 mm Hg = 0.3 mm Hg
Bij inademing van de buitenlucht wordt de ingeademde lucht verwarmd en bevochtigd. Wat is het effect hiervan op de druk van de ingeademde buitenlucht?
Watermoleculen hebben bij een temperatuur van 37℃ een druk van 47 mm Hg. Door de verwarming en bevochtiging van de ingeademde buitenlucht verminderd de algehele druk van de ingeademde buitenlucht naar 713 mm Hg (760 mm Hg - 47 mm Hg).
Hoeveel (in %) O2 en CO2 bevindt zich in de alveoli?
14.5% O2 en 5.5% CO2
Wat houdt Henry’s wet in?
De wet van Henry stelt dat de massa van een gas dat oplost in vloeistof bij een bepaalde temperatuur direct proportioneel is met de druk van het gas over de vloeistof.
Oftewel: Hoe hoger de druk van het gas, hoe beter het gas kan oplossen.
Welke twee factoren bepalen de diffusiesnelheid van gas naar vloeistof?
Het drukverschil en de oplosbaarheid.
Wat maakt passieve diffusie voor gasuitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide mogelijk?
Doordat gassen van hoge druk/concentratie naar een lage druk/concentratie bewegen.
Beantwoord de volgende vragen:
- Waarom is de PO2 voor ingeademde lucht (in de trachea) hoger dan de PO2 in de alveolus?
- Waarom is de PCO2 voor ingeademde lucht (in de trachea) lager dan de PCO2 in de alveolus?
- Wat verklaart dat er maar een klein drukverschil van 6 mm Hg nodig is om CO2 onder passieve diffusie te verplaatsen in vergelijking tot het drukverschil van 60 mm Hg voor O2?
- De PO2 is hoger in de trachea dan in de alveolus omdat de ingeademde lucht dat aankomt in de alveolus daar gemixt wordt met gassen die zich al in de alveolus bevinden.
- De PCO2 is lager in de trachea dan in de alveolus omdat CO2 vanuit het bloed zich verplaatst naar de alveolus voor het weghalen van CO2 tijdens de uitademing.
- Naast dat drukverschil een rol speelt bij de diffusiesnelheid, speelt de oplosbaarheid van een gas hierbij ook een rol. Hierbij is de oplosbaarheid van CO2 groter dan die van O2 (zie de diffusieconstante D bij Fick’s diffusiewet).
Beantwoord de volgende vragen:
- Hoeveel tijd heeft de gasuitwisseling in rust nodig om tot een alveolaire gas-bloedgas equilibrium te komen?
- En hoelang is dit wanneer een individu zich maximaal inspant?
- Wat gebeurd er met de tijd tot het bereiken van het equilibrium bij een patiënt met een longziekte?
- In rust heeft de gasuitwisseling maximaal 0.75 seconde nodig om equilibrium te bereiken.
- Tijdens maximale inspanning is dit 0.4 seconde.
- Longziekte zorgt ervoor dat de snelheid van gastuitwisseling tussen de alveoli en het bloed wordt vertraagd. Hierdoor duurt het langer tot equilibrium wordt behaald.
Waarom is een lage PO2 in mitochondria efficiënter voor de gasuitwisseling van O2?
Omdat hoe lager de PO2 is, hoe groter het drukverschil is tussen het bloed en mitochondria. Dus de diffusiesnelheid gaat omhoog/wordt efficiënter wanneer de PO2 in mitochondria laag is.
De mate van oxygenatie van hemoglobine wordt bepaald door de PO2 van het plasma. Dit kan uitgelegd worden a.d.h.v. ‘coöperatieve binding van zuurstof en hemoglobine’ en de ‘oxyhemoglobine dissociatiecurve’.
Leg dit uit.
De coöperatieve binding tussen zuurstof en hemoglobine houdt in dat wanneer een O2 molecuul zich bindt aan hemoglobine, de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof stijgt. Vice versa, wanneer een O2 molecuul wordt afgestaan aan bijvoorbeeld mitochondria, daalt de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof weer en zullen andere O2 moleculen ook sneller van de hemoglobine ‘vallen’.
Wat is het Bohr effect en hoe relateert dit effect tot de oxyhemoglobine dissociatiecurve?
Het Bohr effect beschrijft de invloed van water-en koolstofdioxide moleculen op de structuur van hemoglobine en hoe veranderingen in de structuur van hemoglobine de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof kunnen verlagen. Zo zorgt een stijging in CO2 ervoor dat de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof wordt verlaagd en er dus meer zuurstof af wordt gestaan aan weefsels.
Het Bohr effect is zichtbaar wanneer intensieve beweging ervoor zorgt dat er meer zuurstof wordt afgestaan aan weefsels. Noem drie factoren die ervoor zorgen dat het Bohr effect ‘actief’ wordt.
- Metabolische warmte (verhoging in temperatuur door activatie van het metabolisme)
- Verhoogde productie CO2 door anaeroob metabolisme
- Verhoogde zuurgraad door de accumulatie van lactaat in het bloed
