Transport O 2 a CO 2 v krvi

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

Kyslík v organizmu. Kyslík v organizmu. Oxygenace krve. Význam kyslíku v organizmu

Biochemie krevních elementů I SFST-179 Vladimíra Kvasnicová

Význam. Dýchací systém. Dýchání. Atmosférický vzduch. Dýchací cesty. Dýchání

Krev přednáška 1 fyzioterapie


Acidobazická rovnováha H+ a ph Vodíkový iont se skládá z protonu, kolem něhož neobíhá žádný elektron. Proto je vodíkový iont velmi malý a je

Jana Fauknerová Matějčková

Metabolismus kyslíku v organismu

Hematologie. Nauka o krvi Klinická hematologie Laboratorní hematologie. -Transfuzní lékařství - imunohematologie. Vladimír Divoký

tělní buňky tělní tekutiny krev erythrocyty 7.28 thrombocyty 7.0 žaludeční šťáva buňky kosterního svalstva duodenální šťáva

Hemoglobin a hemoglobinpatie. Průša Richard, Srbová Martina

ABR a iontového hospodářství

ABR a iontového hospodářství

Pavel Suk ARK, FN u sv. Anny v Brně

Produkce kyselin v metabolismu Těkavé: 15,000 mmol/den kyseliny uhličité, vyloučena plícemi jako CO 2 Netěkavé kyseliny (1 mmol/kg/den) jsou vyloučeny

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

Jana Fauknerová Matějčková

TOXIKOLOGIE Methemoglobinizující látky, Kyanidy, Oxid uhelnatý. prof. MUDr. Daniela Pelclová, CSc. Klinika pracovního lékařství 1.

VÝZNAM SvO 2 u KOMPLIKOVANÉHO PACIENTA

Učební texty Univerzity Karlovy v Praze. Jana SlavíKová JitKa Švíglerová. Fyziologie DÝCHÁNÍ. Karolinum

Vyšetřování a léčba poruch acidobazické rovnováhy

Anorganické látky v buňkách - seminář. Petr Tůma některé slidy převzaty od V. Kvasnicové

Acidobazická rovnováha

Pro zředěné roztoky za konstantní teploty T je osmotický tlak úměrný molární koncentraci

Název: Stanovení železa ve vzorcích krve pomocí diferenční pulzní voltametrie

3.8. Acidobazická regulace

Fyziologie dýchacího systému

FYZIOLOGIE DÝCHACÍHO SYSTÉMU

Respirační systém. ni-materialy.html

Eva Benešová. Dýchací řetězec

VÝZNAM FUNKCE PROTEINŮ V MEDICÍNĚ

Plasma a většina extracelulární

3 Acidobazické reakce

Česká neonatologická společnost České lékařské společnosti J.E.Purkyně. Doporučené postupy v neonatologii. Léčba kyslíkem

Fyziologie dýchacího systému. MUDr. Kateřina Kapounková

FYZIOLOGIE DÝCHÁNÍ Ventilace plic. Compliance (poddajnost) plic (l/cm H 2 O)

ENZYMY. RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D.

Základy pedologie a ochrana půdy

Výpočty koncentrací. objemová % (objemový zlomek) krvi m. Vsložky. celku. Objemy nejsou aditivní!!!

2 Roztoky elektrolytů. Osmotický tlak

Distribuce. Doc. PharmDr. František Štaud, Ph.D. Katedra farmakologie a toxikologie Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové

Imunochemické metody. na principu vazby antigenu a protilátky

Diagnostika poruch acidobazické rovnováhy

Monitoring vnitřního prostředí pacienta

Fyzikální principy uplatňované v anesteziologii a IM


Farmakokinetika I. Letní semestr 2015 MVDr. PharmDr. R. Zavadilová, CSc.

Léčba anemie u srdečního selhání J.Vítovec, LF MU a FN U sv. Anny

Chemické výpočty II. Vladimíra Kvasnicová

glutamine.php ší šířenší

Respirační systém I. (mechanika dýchání, vitální kapacita, transport plynů)

Krevní barviva porfyriny, hemoglobin, bilirubin

Kosmetika a kosmetologie Přednáška 8 Funkční látky péče o kůži II

Bílkoviny - proteiny

FUNKČNÍ ANATOMIE. Mikrocirkulace označuje oběh krve v nejmenších cévách lidského těla arteriolách, kapilárách a venulách.

Pacient s respirační insuficiencí na Emergency

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Přírodní polymery proteiny

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

Separace chirálních látek. Zuzana Bosáková

Patofyziologie. Respirační aparát. Alveoly. Resp. systém funkční části. Poruchy ventilace a perfúze plic. nemoci. anatomický mrtvý prostor

Dý D c ý h c ac a í c sy s s y t s é t m é

Glykovaný hemoglobin A 1c (HbA 1c ) Petr Breinek

TRANSPORT PŘES MEMBRÁNY, MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL, OSMÓZA

Erytrocyty. Hemoglobin. Krevní skupiny a Rh faktor. Krevní transfúze. Somatologie Mgr. Naděžda Procházková

Hydrochemie Oxid uhličitý a jeho iontové formy, ph, NK

Diabetes mellitus. úplavice cukrová - heterogenní onemocnění působení inzulínu. Metabolismus glukosy. Insulin (5733 kda)

Opakování

RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D.

Klinická fyziologie a farmakologie jater a ledvin. Eva Kieslichová KARIP, Transplantcentrum

Jana Fauknerová Matějčková

Přehled energetického metabolismu

KREVNÍ ELEMENTY, PLAZMA. Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

REAKCE: 1) ACIDOBAZICKÉ Acidum = kyselina Baze = zásada. Využití: V analytické kvantitativní chemii v odměrné analýze

Fyziologie dýchacího systému. MUDr. Kateřina Kapounková

CZ.1.07/1.5.00/ Člověk a příroda

5. Lipidy a biomembrány

USPOŘÁDEJTE HESLA PODLE PRAVDIVOSTI DO ŘÁDKŮ

1. Proteiny. relativní. proteinu. Tento. České republiky.

Úvod do patofyziologie respirace

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

Funkční anatomie ledvin Clearance

Patofyziologie dýchání. Igor Sas KARIM FN Brno

Bunka a bunecné interakce v patogeneze tkánového poškození

PARENTERÁLNÍ VÝŽIVA 1

MORTALITA 8,1 19,3 6,2 4,1 7,9 23,8 30,6. respirační. úrazy, otravy. nádory. zažívací onemocnění. onemocnění. jiné

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikodynamika I.

2) Připravte si 7 sad po pěti zkumavkách. Do všech zkumavek pipetujte 0.2 ml roztoku BAPNA o různé koncentraci podle tabulky.

Základy Hematologie/ZHEM. Fyziologie erytrocytů. Radim Vrzal

Dýchací řetězec (DŘ)

Metabolismus pentóz, glykogenu, fruktózy a galaktózy. Alice Skoumalová

Acidobazická rovnováha (ABR)

Univerzita Karlova v Praze - 1. lékařská fakulta. Buňka. Ústav pro histologii a embryologii

Soli. ph roztoků solí - hydrolýza

OXIDATIVNÍ FOSFORYLACE

Může se anesteziolog poučit z fyziologie extrémních výšek? Pavel Ševčík ARK FN Ostrava a LF Ostravské univerzity

Biologie zadání č. 1

Transkript:

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

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

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.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 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 (elektroneutralita, osmotická =): chloridový posun John Scott Haldane (186-1936) 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) 7 6 5 4 3 P O2 = P O2 = 25 5 75 P CO2 (mmhg) 6

kooperativní vazba 15 žilní krev Transport v krvi: Hb- saturační křivka arteriální krev max. saturace Přenesený (spotřebovaný v tkáních) 5 2 4 6 8 12 rozpuštěný v plasmě Na transport C stačí menší rozdíl parciálních tlaků než pro (ml/l) 6 5 4 C 3 25 5 75 Parciální tlak (mmhg) 7

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 (%) 8 6 4 2 2 4 6 8 12 8

H + afinitu Hb- : Bohrův efekt Christian Bohr 194 Saturace (%) 8 6 4 2 ph žilní krev ph víc s aktivitou ještě víc ve svalu laktát 2 4 6 8 12 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 5 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 Myš Morče Člověk Kráva slon Plejtvák 4 15 3 45 Váha těla (kg) 1.9.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 ph 9

KADETi vpravo hleď! CADETs look right! Saturace (%) 8 6 4 2 2 4 6 8 12 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

n n n Vazba BPG: γ<α< β γ má méně + nábojů, které atrahují - náboje na BPG tvorba BPG v placentě Saturace (%) 8 6 4 2 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 2 4 6 8 12 Myoglobin (Mb) 1 řetězec není kooperativní vazba ( vše nebo nic ) Saturace (%) 8 6 Mb Hb 4 2 2 4 6 8 12 11

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 2+ 2 4 6 8 12 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

3 25 žilní P Typy hypoxie arteriální P O2 15 5 Přenesený 2 4 6 8 12 PaO2 + Pv O2 = A-V [ ] 3 25 15 5 Typy hypoxie: hypoxická žilní P O2 arteriální P O2 2 4 6 8 12 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 6 CO 4 2 25 5 75 Parciální tlak (mmhg) CO se váže na stejném místě jako 25 15 5 Otrava CO Normal 5% HbCO 5% Hb 2 4 6 8 12 14

Typy hypoxie: ischemická (stagnační) = PaO2 + Pv O2 A-V [ ] 3 25 žilní P O2 arteriální P O2 15 5 2 4 6 8 12 Přenesený ml/min krve v tkáních tkáně potřebují extrahovat z každého ml = Pa O2 + Pv O2 A-V [ ] 3 25 15 5 Typy hypoxie: histotoxická žilní P O2 arteriální P O2 2 4 6 8 12 Přenesený 15

Pa O2 A-V [ ] Pv O2 hypoxická = anemická = = ischémická = histotoxická = 4 typy hypoxie O2 O2 O2 O2 25 15 1 5 2 4 6 8 25 15 1 5 2 4 6 8 25 15 1 5 2 4 6 8 25 15 1 5 2 4 6 8 PO2 (mmhg) 3 25 Kompenzace g Hb/l 15 g Hb/l 15 5 2 4 6 8 12 g Hb/l 16

Erythropoietin řídí vývoj erytrocytů Hypoxie řídí uvolňování erythropoietinu log max plasma [EPO] (units/ml) 1.1.1 5 6 7 8 Miyake et al 1977 kortikální intersticiální b. (fibroblasty) glykoprotein 3 kda proteinová část 18 kda 165 aa 17

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 219 18