Transport O 2 a CO 2 v krvi

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Transport O 2 a CO 2 v krvi"

Stanislava Lenka Pavlíková
před 3 lety
Počet zobrazení:

1 Transport a C v krvi vaclav.hampl@lf2.cuni.cz Transport & C ( krevní plyny ) v těle proudění difuse proudění difuse 1

2 Difuse n První Fickův zákon (1855): J=-D/RTx P/ x n velké plochy n krátké vzdálenosti n velké rozdíly parciálních tlaků n C 2x rychlejší než Koncentrace a parciální tlak molekuly O2 ve vzduchu Suchý vzduch: 21% je F O2 =.21 [ ] = 21 ml/l Protože P B ~ 76 mmhg P O2 =.21 x 76 mmhg = 16 mmhg 2

3 37 o C Vliv vodní páry P B ~ 76 mmhg PH2O = 47 mmhg (při 37 ) PDRY = 713 mmhg P O2 =.21 x 713 mmhg = 15 mmhg 37 o C VZDUCH v roztoku Po equilibraci: VZDUCH: P O2 = 15 mmhg VODA: P O2 = 15 mmhg VZDUCH: [O2] = 21 ml/l VODA: [O2] = 4.5 ml/l VODA 37 o C Rozpustnost O2 = 4.5 / 15 =.3 ml/(dl.mmhg) 3

Transport v roztoku při námaze n rozpustnost =.3 ml/(dl.

4 Transport v roztoku při námaze n rozpustnost =.3 ml/(dl.mmhg) n P O2 v arteriální krvi = mmhg n [O2] = 3 ml/l n srdeční výdej = 3 l/min n max. k dispozici = 9 ml/min Ale potřeba je 3 ml/min! C podobně (rozpustnost.67 ml/(dl.mmhg)) Hemoglobin (Hb) n Transport C i n NH 2 skupiny N-terminálních val n Fe 2+ hemů n Erytrocyty (35%) oxyhb A: α 2 β 2 n 4 globiny + 4 hemy (Fe 2+ v porfyrinovém kruhu) 4

n R (relaxed): 2 konformační stavy Hb n při n afinita k n stabilizováno ph n T (tense) n při n afinita k n stabilizováno C & H + Transport C v krvi 2 kompartmenty: 3

5 n R (relaxed): 2 konformační stavy Hb n při n afinita k n stabilizováno ph n T (tense) n při n afinita k n stabilizováno C & H + Transport C v krvi 2 kompartmenty: 3 mechanismy: n plasma n erytrocyty ~4% ~ 4% ~5% ~ 65% n rozpuštěný (~8%) rozpustnost > (22x) n jako HCO 3- (~7%) ~2% ~2% (Hb) n jako karbamino komplexy proteinů (R-NH 2 +C ) 5

Transport C jako HCO 3 - Karboanhydráza v erytrocytech: C + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO - 3 Hb rychle pufruje volné H + ( ph transport jako HCO 3- ) Část HCO 3- difunduje z erytrocytů x Cl - dovnitř

6 Transport C jako HCO 3 - Karboanhydráza v erytrocytech: C + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO - 3 Hb rychle pufruje volné H + ( ph transport jako HCO 3- ) Část HCO 3- difunduje z erytrocytů x Cl - dovnitř (elektroneutralita, osmotická =): chloridový posun John Scott Haldane ( ) Transport C jako karbaminohb: Haldanův efekt C + NH 2 skupiny N-terminálních val deoxyhb α & β řetězců 1 molekula Hb přenáší až 4 molekuly C C (ml/l) P O2 = P O2 = P CO2 (mmhg) 6

7 kooperativní vazba 15 žilní krev Transport v krvi: Hb- saturační křivka arteriální krev max. saturace Přenesený (spotřebovaný v tkáních) rozpuštěný v plasmě Na transport C stačí menší rozdíl parciálních tlaků než pro (ml/l) C Parciální tlak (mmhg) 7

8 n bezpečná, snadná, neinvazivní, levná, užitečná při intenzivní péči Pulsní oxymetrie (periferní S O2 ) n ne vždy shodná s arteriální Sa n ale dobrá korelace n n světlo 2 vlnových délek skrz tenkou část těla do fotodetektoru měří absorbanci při každé z vlnových délek n měří S O2, ne [ ] Transport v krvi: Hb- saturační křivka P 5 Saturace (%)

H + afinitu Hb- : Bohrův efekt Christian

9 H + afinitu Hb- : Bohrův efekt Christian Bohr 194 Saturace (%) ph žilní krev ph víc s aktivitou ještě víc ve svalu laktát H + protonace α & β řetězců ve stavu T + náboj iontové interakce s blízkými COOH skupinami stabilizace T stavu C podobný ale menší efekt (via R-NH 2 +C ) (~Haldanův efekt) + vliv na ph Silnější Bohrův efekt u menších savců BMR /kg 8 6 log P Myš Morče Člověk Kráva slon Plejtvák Váha těla (kg) ph 9

(2,3-BPG) (2,3-difosfoglycerát, 2,3-DPG) n meziprodukt glykolýzy v erytrocytech (~ 5 mm) n rychle

10 KADETi vpravo hleď! CADETs look right! Saturace (%) C Acidita DPG (2,3-BPG) Exercise Teplota 2,3-bisfosfoglycerát (2,3-BPG) (2,3-difosfoglycerát, 2,3-DPG) n meziprodukt glykolýzy v erytrocytech (~ 5 mm) n rychle spotřebováván při normálním P O2, hromadí se při P O2 n přednostně se váže na β řetězce n ~9 Å n pasuje do deoxyhb formy (11 Å kapsa) n hůř do oxyhb formy (5 Å kapsa) 1

11 n n n Vazba BPG: γ<α< β γ má méně + nábojů, které atrahují - náboje na BPG tvorba BPG v placentě Saturace (%) HbF Fetální Hb (Hb F: α 2 γ 2 ) HbA Bohrův efekt v placentě (a C ) od 6. týdne: embryonální Hb (vč. F) od 3. měsíce dominuje F A od 4. týdne při * 5-95% F od 6. měsíce dominuje A Myoglobin (Mb) 1 řetězec není kooperativní vazba ( vše nebo nic ) Saturace (%) 8 6 Mb Hb

Saturation (%) 8 6 4 2 Methemoglobinemie n Fe 2+ v hemu oxiduje na Fe 3+ (NO & jeho donory, CO, C N) n Fe 3+ ruší kooperativitu Hb uvolňování v tkáních (~Mb) Léčba: metylénová modř Fe 3+ Fe

12 Saturation (%) Methemoglobinemie n Fe 2+ v hemu oxiduje na Fe 3+ (NO & jeho donory, CO, C N) n Fe 3+ ruší kooperativitu Hb uvolňování v tkáních (~Mb) Léčba: metylénová modř Fe 3+ Fe normálně 1-2% >5-7% riziko kouření <1% Oprava: NADH methb reduktáza (cytochromb5 reduktáza) Kdy je methemoglobinemie dobře? Vazba C N (%) 8 6 MetHb CytC oxidasa Hb 4 2 [C N] 12

13 3 25 žilní P Typy hypoxie arteriální P O Přenesený PaO2 + Pv O2 = A-V [ ] Typy hypoxie: hypoxická žilní P O2 arteriální P O Přenesený 13

= Pa O2 + Pv O2 = A-V [ ] 3 25 15 5 Typy hypoxie: anemická žilní P O2 arteriální P O2 2 4 6 8 12 Přenesený Saturace Hb (%) 8

14 = Pa O2 + Pv O2 = A-V [ ] Typy hypoxie: anemická žilní P O2 arteriální P O Přenesený Saturace Hb (%) 8 6 CO Parciální tlak (mmhg) CO se váže na stejném místě jako Otrava CO Normal 5% HbCO 5% Hb

15 Typy hypoxie: ischemická (stagnační) = PaO2 + Pv O2 A-V [ ] 3 25 žilní P O2 arteriální P O Přenesený ml/min krve v tkáních tkáně potřebují extrahovat z každého ml = Pa O2 + Pv O2 A-V [ ] Typy hypoxie: histotoxická žilní P O2 arteriální P O Přenesený 15

16 Pa O2 A-V [ ] Pv O2 hypoxická = anemická = = ischémická = histotoxická = 4 typy hypoxie O2 O2 O2 O PO2 (mmhg) 3 25 Kompenzace g Hb/l 15 g Hb/l g Hb/l 16

1.1.1 5 6 7 8 Miyake et al 1977 kortikální intersticiální b.

17 Erythropoietin řídí vývoj erytrocytů Hypoxie řídí uvolňování erythropoietinu log max plasma [EPO] (units/ml) Miyake et al 1977 kortikální intersticiální b. (fibroblasty) glykoprotein 3 kda proteinová část 18 kda 165 aa 17

18 Hypoxia-inducible factors (HIF 1-3) Konstitutivně: HIFα HIFβ Normoxie: Hypoxie: -dependentní HIFα prolyl hydroxylázy (PHD1-3) VHLE3 ubiquitin ligáza proteasom (komplex proteáz) hydroxylace (konzervované proliny) ubiquitinace (ubiquitin=malý regul. protein) rychlá degradace HIFαβ transcripce genů (EPO, VEGF, glycolýza,...) Původně (1991): HIF-1 22 (ledviny): HIF-2 Gregg Semenza & Peter Ratcliffe

Podobné dokumenty

Hemoglobin N N. N Fe 2+ Složená bílkovina - hemoprotein. bílkovina globin hem: tetrapyrolové jádro Fe 2+

Hemoglobin N N. N Fe 2+ Složená bílkovina - hemoprotein. bílkovina globin hem: tetrapyrolové jádro Fe 2+ Hemoglobin 1 Hemoglobin Složená bílkovina - hemoprotein bílkovina globin hem: tetrapyrolové jádro Fe 2+! Fe 2+ 2 Hemoglobin je tetramer 4 podjednotky: podjednotky a a b b a a b HBA - složení a 2 b 2 (hlavní