učbenik Temelji fiziologije

obeh plinov skozi alveolokapilarno membrano je zelo hitra, takoda se njuna parcialna tlaka v kapilarni krvi izenačita s tistima valveolih že v prvi tretjini kapilare.Parcialna tlaka obeh plinov v krvi, ki zapušča pljuča, sta torejenaka kot v alveolih. Parcialni tlak O 2 v arterijski krvi je zaradirahlega primešanja neoksigenirane krvi iz bronhialnih žilnekoliko manjši kot v pljučnih venah in normalno znaša 98mmHg (slika 4.8).Izmenjava plinov z difuzijo skozi alveolokapilarno membranoomogoča spremembe količine O 2 in CO 2 v krvi med pretokomskozi pljuča. Vsebnost kisika normalno naraste iz 15 na 20 mlO 2 na 100 ml krvi, hkrati pa vsebnost CO 2 pade iz 52 na 48 mlCO 2 na 100 ml krvi. Razmerje med izločenim CO 2 (200 ml /min) in privzetim O 2 (250 ml / min) imenujemo respiracijskikoličnik (RQ = V & CO 2 / V & O 2 ). Za nekoga, ki je mešanohrano, je običajna vrednost RQ približno 0,8.Difuzija v pljučihAlveolokapilarna membrana v pljučih ima površino od 50 - 100m 2 in je debela 0,3 μm, kar predstavlja idealne razmere zadifuzijo plinov. Hitrost difuzije vsakega plina je sorazmernanjegovemu difuzijskemu koeficientu. CO 2 difundira skozialveolarno steno 20-krat hitreje kot O 2 , ker je bolj topen v vodi,po molekulni masi pa se ne razlikujeta veliko. Mera zasposobnost pljuč, da omogočijo ustrezno difuzijo O 2 , jedifuzijska kapaciteta pljuč za O 2 . Pove nam, koliko O 2 bidifundiralo skozi alveolokapilarno membrano v minuti, če bibila razlika parcialnih tlakov O 2 1 mm Hg. Če se debelinadifuzijske pregrade poveča (povečanje količine alveolarnetekočine ob pljučnem edemu), ali če se razpoložljiva površinapljučnih alveolov zmanjša (emfizem), se bo zaradi zmanjšanedifuzijske kapacitete izmenjava plinov zmanjšala. To lahkopovzroči patološko spremenjene vrednosti parcialnih tlakov O 2 varterijski krvi, kljub ustrezni alveolarni ventilaciji.Razmerje ventilacija : perfuzijaPljuča so sestavljena iz milijona alveolov, v katerih potekaizmenjava plinov. Za normalno izmenjavo plinov je potrebno,da so vsi alveoli tako ustrezno ventilirani kot tudi perfundirani skrvjo. Način, s katerim lahko to povezavo kvantificiramo, jerazmerje ventilacija : perfuzija alveolov ( V & /Q).V & /Q = AV / pretok krvi skozi pljuča (enačba 4.6)V normalnih razmerah je za vsa pljuča srednja vrednostrazmerja V & /Q 0,8. Lokalne vrednosti razmerja V & /Q so odvisneod telesnega položaja. V stoječem položaju znaša razmerjeV & /Q na vrhovih pljuč približno 3, medtem ko je na bazah 0,6.V razmerah, ko je lokalno razmerje V & /Q znatno drugačno odnormale, govorimo o nesorazmerju ventilacija / perfuzija. Če jepodročje pljuč normalno perfundirano in nezadostno ventilirano,je razmerje V & /Q zmanjšano. Ker v alveole vstopa manj svežegazraka kot normalno, se bo v teh alveolih pO 2 zmanjšal in pCO 2zvečal. Pri prehodu skozi takšna področja se kri ne bo zadostnooksigenirala. Zato se bo arterijski pO 2 zmanjšal. Nesorazmerjeventilacija/perfuzija je značilno za obstrukcijske pljučne bolezni(astma, kronični bronhitis, emfizem).Izmenjava plinov v perifernih tkivihKer sta arterijska pO 2 in pCO 2 normalno precej konstantna,določajo razliko parcialnih tlakov na periferiji predvsemparcialni tlaki plinov v tkivih. Ti se razlikujejo od organa doorgana v odvisnosti od razmerja med pretokom krvi in lokalnopresnovno aktivnostjo, pri kateri se porablja O 2 in proizvajaCO 2 . Povprečne vrednosti tkivnih parcialnih tlakov so 40 mmHg za pO 2 in 45 mm Hg za pCO 2 , tako da gradient parcialnihtlakov v kapilarah usmerja difuzijo O 2 iz krvi v tkiva in CO 2 vnasprotno smer. V mirovanju tkiva privzamejo okrog 5 ml O 2 na100 ml krvi in oddajo okrog 4 ml CO 2 na 100 ml krvi, ravnotoliko, kot se izmenja teh dveh plinov v pljučih.4.3 PRENOS PLINOV PO KRVIPrenos kisikaVečina kisika v krvi je vezanega na hemoglobin (Hb) veritrocitih. Le nekaj malega ga je raztopljenega v plazmi.Hemoglobinska molekula je sestavljena iz štirih polipeptidnihverig. Na vsako je vezana pigmentna prostetična skupina hem, kijo sestavlja protoporfirinski obroč s centralnim atomomželezovega iona (Fe 2+ ). Kisik se na ta železov ion v hemu vežereverzibilno. Na eno molekulo Hb so torej lahko vezane štirimolekule O 2 . Hemoglobinu z vezanim O 2 rečemooksihemogobin (HbO 2 ).Kapaciteta krvi za vezavo kisika (oksiforna kapaciteta) jeskladna s koncentracijo hemoglobina. Normalna koncentracijahemoglobina znaša 150 g/l pri moških in 130 g/l pri ženskah.Ker vsak gram hemoglobina lahko veže 1,34 ml O 2 , znašakapaciteta krvi za vezavo kisika 20 ml pri moških oziroma 17,5ml O 2 na 100 ml krvi pri ženskah. Kapaciteta krvi za vezavokisika je zmanjšana, kadar je zmanjšana koncentracijahemoglobina v krvi (anemija). Ta lahko nastane zaradi različnihvzrokov. Ogljikov monoksid tudi lahko preprečuje prenos O 2 pokrvi, ker se močno veže na hemoglobin na isto mesto kot kisikin onemogoči vezavo kisika.Vezavna krivulja kisika na hemoglobinOdvisnost koncentracije O 2 v krvi (ml O 2 / 100 ml krvi) odparcialnega tlaka O 2 opisuje vezavna krivulja kisika (tudidisociacijska krivulja oksihemoglobina), ki je v obliki črke "S"(sigmoidne oblike; slika 4.9). Med naraščanjem pO 2 od 0 do 15mm Hg narašča tudi koncentracija O 2 v krvi, sprva počasi inkasneje hitro. Oblika začetnega dela krivulje odseva dejstvo, daso na molekuli hemoglobina štiri vezavna mesta za O 2 . Povezavi prve molekule O 2 na eno od vezavnih mest se sposobnostvezave (afiniteta) za kisik na drugih vezavnih mestih poveča.Koncentracija O 2 v krvi se zato pri povečevanju pO 2 hitrejepovečuje, kot se je prej. Ta pojav imenujemo kooperativnost. Obnadaljnjem povečevanju pO 2 je čedalje več vezanega O 2 v krvi,dokler niso zasedena vsa razpoložljiva vezavna mesta nahemoglobinu (saturacija - nasičenje); vezavna krivulja dosežemaksimum pri pO 2 okrog 100 - 120 mm Hg. Nadaljnjepovečanje pO 2 ima na vezavo in prenos O 2 po krvi le malovpliva.Z vezavno krivuljo kisika lahko ugotovimo, koliko kisika se boob določenem padcu njegovega parcialnega tlaka v kapilarnikrvi sprostilo v tkivo. V normalnih razmerah je pri pO 2 vsistemski arterijski krvi 98 mm Hg Hb 97% nasičen. Prizmanjšanju pO 2 v venozni krvi na 40 mm Hg se nasičenost Hb31