Fys - 13 - Det Respirstoriske System - Gas Udveksling I Alveoli Og Væv (3)

Front 1

Mængden af ilt der forbruges af cellerne og mængden af CO2 der dannes i cellerne er ikke nødvendigvis det samme, hvordan kan det være?

Back 1

Balancen mellem forbrug af ilt og dannelsen af CO2 i cellerne afhænger primært af, hvilke nærringsstoffer der bruges for produktion af energi, fordi de forskellige enzymer der metaboliserer kulhydrater, fedt, og proteiner, producerer forskellige mængder af CO2.

Front 2

Definér den respiratoriske kvotient?

Back 2

Forholdet mellem produceret CO2 og forbrugt O2

RQ = CO2/O2

Front 3

Angiv RQ for hhv fedt, protein, kulhydrat.

Hvad er RQ i en blandet kost?

Back 3

Kulhydrater = 1

Fedt = 0,7

Protein = 0,8

I en blandet kost er RQ = 0,8

Dvs. at der produceres 8 molekyler CO2 for hver 10 molekyler af O2 der forbruges.

Front 4

Figur 13.20 viser typisk udvekslings værdier under 1 min for en person under hvile med en RQ på 0,8, hvor O2 forbruget er 250 mL/min, CO2 produktionen er 200 mL/min, alveolær ventilationen er 4000 mL/min (4L/min), og minutvolumen er 5000 mL/min (5L/min)

Hvordan kan det være, at det kun er 840 mL (21%) ud af de 4000 mL O2 pr minut som transporteres til alveoli?

Back 4

Fordi kun 21 % af det atmosfæriske luft er O2.

Front 5

Den totale mængde af O2 der transporteres til alveoli er 840 mL/min.

Kun 250 mL ud af disse 840 mL O2 trænger igennem alveoli og går ind i lungekapillærerne, men hvad sker der med de resterende O2?

Back 5

Det udåndes

De 250 mL O2 tilføjes blodet, der på forhånd indeholder 750 mL O2.

Blodet strømmer så fra lungerne til venstre side af hjertet, og pumpes vha. venstre ventrikel gennem aorta, arterier, og arterioler indtil vævene, hvor 250 mL af O2 forlader blodet pr minut som cellerne tager op og forbruger.

Derfor er den mængde af O2 der tilføjes blodet i lungerne og fjernes i vævene den samme.

200 mL CO2, der produceres af cellerne, tilføjes blodet pr minut, der på forhånd indeholder 2800 mL CO2.

Disse 200 mL CO2 forlader blodet hver minut, når blodet strømmer gennem lungerne, og udåndes.

Front 6

Hvad afhænger gastrykket af?

Back 6

Gastrykket er proportional med både temperaturen og gaskoncentrationen. Derfor:

Temperaturen

Gas koncentrationen

- Gastrykket stiger, hvis hastigheden, hvormed gasmolekylerne bevæger sig, øges.

- Stigning i temperatur øger gastrykket, fordi det øger hastigheden, hvormed gasmplekylerne bevæger sig.

Front 7

Hvad beskriver Dalton's lov?

Back 7

I en blanding af gasser (her i det atmosfæriske luft), er det tryk som hver gas udøver uafhængigt af det tryk som udøves af de andre gasser.

Dette skyldes, at gas molekylerne ligger så langt fra hiannden, at de ikke ville kunne påvirke hinanden.

Hver gas opfører sig som om der ikke var andre gasser tilstede. Derfor er det totale tryk af blandingen (her atmosfærisk luft) det samme som summen af de individuelle trykke (partial trykke) P (f.eks. P_O2):

Atmosfærisk lufttryk = summen af gassernes partialtryk

Partialtrykket for et gas er direkte proportional med dets koncentration.

Net diffusion af et gas sker fra et område, hvor dets koncentration er højere til et område, hvor dets koncentration er lavere.

Front 8

Atmosfæriske tryk er lig med summen af partialtrykkene for N2 (nitrogen), O2, CO2, og andre gasser.

Angiv partialtrykkene for de forskellige gasser, også de procentvise.

Back 8

159 mm Hg (O2 :20,98%)+

593 mm Hg (N2 :78,06%)+

0,3 mm Hg (CO2 :0,04%)+

7 mm Hg (argon, helium + andregasser 0,92%)

= 759,3 mm Hg

Dvs. det atmosfæriske tryk er ca. 760 mm Hg

Front 9

Når en væske eksponeres for luft indeholdende en bestemt gas, vil gasmolekylerne gå ind i væsken og opløses.

Hvad siger Henry´s lov?

Back 9

Koncentrationen af en gas opløst i en væske, er direkte proportional med gassens partialtryk + gassens opløselighed i væsken.

Front 10

To gasser med samme partialtryk i gasfasen over en væske findes i en lukket beholder.

Ved ligevægt vil koncentrationerne af de to gasser opløst i væsken være forskellige, selvom deres partialtrykke i væskefasen er den samme men hvorfor?

Back 10

Pga. forskel i gassernes opløselighed i væsken.

Front 11

I en lukket beholder findes vand i væskefasen og O2 i gasfasen.

O2 fra gasfasen rammer vandoverfladen, hvor nogle vil gå ind og opløses i vandet.

Antallet af O2 der rammer overfladen og går ind og opløses i vandet er proportional med P_O2 i gasfasen.

Hvornår er diffusionsligevægten opnået?

Back 11

Når P_O2 i væskefasen er den samme som i gasfasen, hvor der ikke sker yderligere net diffusion mellem de to faser.

Så længe P_O2 i gasfasen er højere end P_O2 i væskefasen, vil der være net diffusion af O2 ind til vandet.

På samme måde hvis en væske, der indeholder et opløst gas ved højt partialtryk, eksponeres for det samme gas med lavere partialtryk i gasfasen, vil en net diffusion af gasmolekylerne finde sted ud af væsken og til gasfasen indtil partialtrykkene er de samme i de to faser.

Udveksling mellem gasfase og væskefase sker også i lungerne mellem alveolær luft (gasfasen) og blodet i lungekapillærerne (væskefasen).

Front 12

Hvordan kan det være, at diffusion af gasser indtil væsker eller diffusion af gasser indenfor væsker skal beskrives vha. partialtrykkene og ikke koncentrationerne af gasserne?

Back 12

Det skyldes, at koncentrationerne af gasser i væsker er direkte proportionale med både partial trykket og gassen opløselighed i væsken.

Jo mere opløselig gassen er, jo støtte vil koncentration være ved et givet partal tryk.

Front 13

Illustrerér grafisk effekterne af øget eller reduceret alveolær ventilation på alveolær partialtrykkene (PO2alv og PCO2alv) hos en person, der har en konstant metabolsk rate (cellulær O2 forbrug og CO2 produktion).

Back 13

Se svar fig 13.22

PO2alv når 0, når den alveolære ventilation er ca. 1 L/min, fordi alt O2, der går ind i alveoli ved dette punkt, går ind i blodet og efterlader næsten ingen O2 i alveoli.

Front 14

Angiv de typiske partialtrykke for O2 og CO2 i hhv alveoli og atmosfæren

Back 14

PO2alv = 105 mmHg

PCO2alv = 40 mmHg

PO2atm = 160 mmHg

PCO2atm= 0,3 mmHg

Front 15

PO2alv = 10 mmHg og PO2atm = 160 mmHg. Hvorfor er PO2 lavere i alveoli end i atm?

Back 15

Fordi, at nogle af O2 der går ind i alveoli forlader dem og går ind i lungekapillærerne

Front 16

PCO2alv = 40 mmHg og PCO2atm = 0,3 mmHg. Hvorfor er PCO2 højere i alveoli end i atm?

Back 16

Fordi, at CO2 går ind i alveoli fra lungekapillærerne.

Front 17

Hvilke faktorer bestemmer partialtrykket for O2 i alveoli (PO2alv)?

Back 17

•1) Partialtrykket af ilt i atmosfæren (PO2atm)

•2) Hastigheden, hvormed ilten forbruges i cellerne

•3) Den alveolære ventilation.

Front 18

Hvad forstår man ved hhv hypoventilation og hyperventilation?

Back 18

Hypoventilation:

- Stigning i forholdet mellem CO2 produktion og alveolær ventilation.

- Dvs. alveolær ventilation kan ikke følge med mængden af CO2 der produceres.

- Resultatet er, stigning i alveolær P_CO2 over det normale.

Hyperventilation:

- Fald i forholdet mellem CO2 produktion og alveolær ventilation.

- Dvs. alveolær ventilation er for stor i forhold til den mængde af CO2 der produceres.

- Resultatet er fald i alveolær P_CO2 under det normale.

Front 19

Redgør for, hvordan gas udveksles mellem alveoli og blodet i lungekapillærerne?

Back 19

1) Det systemiske venøse blod pumpes og transporteres til lungerne, først gennem lungearterierne, derefter lungearteriolerne og derefter lungekapillærerne.

2) Det venøse blod har et højt PCO2 (46 mmHg i en rask person ved hvile), og lavt PO2 (40 mmHg)

Forskelle i partialtrykkene for O2 og CO2 over alveolær-kapillær membranen resulterer i net diffusion af O2 fra alveoli til blodet og af CO2 fra blodet til alveoli.

Så snart diffusionen starter stiger PO2 i blodet i lungekapillærerne, mens PCO2 falder.

3) Net diffusion af O2 og CO2 ophører når partialtrykkene i blodet i lungekapillærerne bliver (næsten) de samme som i alveoli.

4) Blodet i lungekapillærerne vender tilbage til hjertet, hvor det pumpes videre indtil de systemiske arterier.

Front 20

Jo flere lungekapillærer der deltager i den proces, hvormed der opstår diffusionsligevægt over alveolær-kapillær membranen, jo mere O2 og CO2 vil blive udvekslet.

Mange af lungekapillærer er lukkede i apex (toppen) af hver lunge.

Under træning åbner disse lungekapillærer og modtager blod og deltager dermed i processen.

Hvad er det der får dem til at være hhv lukkede og åbne?

Back 20

Ved hvile er mange af lungekapillærerne lukkede fordi trykket i lungekredsløbet ved hvile er så lav, at trykket i lungekapillærerne ikke er tilstrækkeligt for at holde dem åbne.

Under træning øges minutvolumen, hvilket øger trykket i lungekarrene, hvilket åbner lungekapillærerne.

Front 21

Diffusion mellem alveoli og lungekapillærerne kan svækkes, hvilket resulterer i utilstrækkelig O2 diffusion indtil blodet.

På hvilke måder kan diffusion af gasser mellem alveoli og lungekapillærerne svækkes?

Back 21

1)

Reducering i det totale overfladeareal af alle alveoli som er i kontakt med lungekapillærerne pga. lungeødem

Nogle af alveoli i lungeødem er fyldt med væske.

Dette øger diffusionsbarrieren for gasserne.

2)

Når væggene i alveoli bliver meget tykke med bindevæv (fibrøs) som er tilfældet ved f.eks. interstitiel fibrose.

Front 22

Hvad forstår man ved ødem?

Back 22

Ophobningaf væske i kroppens væv.

Front 23

Når væggene i alveoli bliver meget tykke med bindevæv (fibrøs), som er tilfældet ved f.eks. interstitiel fibrose, svækkes diffusionen mellem alveoli og lungekapillærerne, hvilket resulterer i utilstrækkelig O2 diffusion indtil blodet.

Hvad kan fibrose opstå fra i denne sygdom?

Back 23

- Infektion

- Autoimmune sygdomme (normale celler angribes af immunsystemet)

- Overfølsomhed for inhalerede stoffer

- Udsættelse for giftige luftborne kemikalier

Front 24

Hvilke symptomer er der i forbindelse med interstitiel fibrose?

Back 24

Forkortede vejrtrækninger

Dårlig iltning af det venøse blod

Front 25

Illustreré vha. en graf, hvor man kan se ligevægt mellem blod PO2 og alveolær PO2 på 105 mmHg langs længden af en kapillærer i % hos en person med normal alveolær-diffusions barriere og en person med en abnorm alveolær-diffusions barriere

Back 25

se svar fig 13.23

Den abnorme alveolær diffusions barriere gør, at blodet ikke bliver 100% mættet med O2.