Trasporto dei gas respiratori nel sangue

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1 Trasporto dei gas respiratori nel sangue

2 La soluzione dei gas nei liquidi C Legge di Henry acq P gas S gas C acq = quantità di gas disciolta nella fase acquosa P gas = pressione parziale del gas nella fase gassosa S gas = solubilità del gas nell acqua T = temperatura T O 2 (soluzione) = 3 ml/l sangue O 2 (totale) = 3 x 5 L/min (gettata cardiaca) = 15 ml/min 250 ml/min O 2 richiesto a riposo. Gettata cardiaca 85 l/min

3 L emoglobina Hb O 2 HbO 2 Hb = deossiemoglobina HbO 2 = ossiemoglobina Hb O 2 O 2 Hb( O Hb( O 2 ) 3 2 ) 1 O 2 O 2 Hb( O Effetto cooperativo positivo Hb( O 2 ) 4 2 ) 2

4 Curva di dissociazione dell O 2 HbO Saturazione percentuale 2 % contenutoo2 ( ml%) capacitào ( ml%) [HbO 2 ] S O2 = [Hb] + [HbO 2 ] 2 0 < S O2 < 1 S 0,5 = P O2 in condizioni di semisaturazione mmhg 100

5 Fattori che influenzano l ossigenazione dell emoglobina

6 Effetto del ph (Effetto Bohr)

7 Effetti della temperatura e del 2,3DPG Temperatura 2,3DPG

8 Monossido di carbonio (CO)

9 Trasporto della CO 2 Forme della CO 2 nel sangue CO 2 disciolto in soluzione ( 5,2 %) Bicarbonato (HCO 3- ) di Na + e K + (89,8 %) CO Anidrasi carbonica 2 H2O H2CO3 H HCO3 HCO 3 - /H 2 CO 3 20/1 Carbaminoemoglobina ( 5 %) CO 2 + R-NH 2 R-NH-COO - + H +

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11 Curva di dissociazione nel sangue per la CO2

12 KHbO NH Effetto Haldane 2 2 CO2 H2CO3 HHbNHCOOH KHCO3 O2

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14 Controllo nervoso della respirazione

15 Centri bulbo-pontini del respiro Gruppo respiratorio dorsale (GRD) neuroni inspiratori (neuroni I). Gruppo respiratorio ventrale (GRV) neuroni espirazione attiva (neuroni E) neuroni inspirazione profonda (neuroni I+)

16 Ritmicità degli atti respiratori

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19 Meccanocettori Recettori ad adattamento lento sensibili alla dilatazione polmonare presenti nella parete della trachea e dei bronchi. Riflesso di Hering-Breuer. Nocicettori da irritazione (mucosa dell albero bronchiale). Recettori ad adattamento rapido (trachea, riflesso della tosse). Fibre C (pareti dei bronchi), Recettori J (pareti degli alveoli). (edema, istamina, bradichinina, prostaglandine). Fusi neuromuscolari.

20 I chemocettori: periferici, centrali.

21 Chemocettore periferico Chemocettore centrale

22 Sensibilità dei chemocettori periferici

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24 Altre influenze sul respiro Centri encefalici superiori Iperventilazione e lavoro muscolare Circolazione sanguigna Processi digestivi

25 Equilibrio acido-base

26 Formazione ioni H + e OH - durante i processi metabolici Liberazione H + Dagli aminoacidi che contengono S (metionina,cisteina,cistina) Cys Glucosio (o trigliceridi o CO 2 ) + urea + SO H + Dagli aminoacidi cationici (lisina, arginina, istidina) Arg + Cl - Glucosio (o trigliceridi o CO 2 ) + urea + H + + Cl -

27 Liberazione OH - Dagli aminoacidi anionici (glutammato, aspartato) Na + Glu - Glucosio (o trigliceridi o CO 2 ) + urea + Na + + OH - Dai sali degli acidi organici (acetato,lattato, malato, citrato, gluconato) 2K OOC-CHOH-CH 2 -COO - + 3O 2 4CO 2 + H 2 O + 2K + + 2OH - H + OH mmol = 210 mmol mmol = 160 mmol 50 mmol (H + ) (al giorno)

28 Bilancio degli ioni idrogeno e del ph dell organismo

29 I sistemi tampone dell organismo Plasma sanguigno ph = 7,4 Spazio intracellulare ph = 6,8-7,2 Sistema fosfato acido fosfato alcalino. Sistema proteine proteinati. Sistema acido carbonico bicarbonato.

30 Sistema fosfato acido fosfato alcalino H 2 PO 4 - H + + HPO 4 2- [HPO 4 2- ] nel plasma ph = pk I + log pk I = 6,8 [H 2 PO 4 - ] ph = 6,8 + log 5 = 7,4

31 Sistema proteine proteinati Gruppi carbossilici, gruppi amminici, aminoacidi acidi e basici, istidina, cisteina. L emoglobina è un tampone importante Concentrazione proteine 18 mm nel plasma e 42 mm negli eritrociti; nel sangue 29 mm.

32 Sistema acido carbonico - bicarbonato CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - [HCO 3- ] ph = pk I + log pk I = 6,1 [CO 2 ] [HCO3 - ] = 24 mm [CO2] = 1,2 mm (40 mmhg x 0,0301 Coefficiente solubilità) ph = 6,1 + log 20 = 6,1 + 1,3 = 7,4

33 Respirazione e ph del sangue ph 6,1 log HCO CO 2 3 CO H O H CO H HCO ,2 mm 24 mm ph = 7,4 Polmoni Rene

34 Efficacia del tampone acido carbonico/bicarbonato

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36 Acidosi ed alcalosi, metaboliche e respiratorie Acidosi ed alcalosi metaboliche sono alterazioni dell equilibrio acidobase causate dalla liberazione nei liquidi organici, di un eccesso di acidi o basi, es. Acidosi metaboliche: Alcalosi metabolica: fatica muscolare acido lattico; vomito; diabete mellito acido acetacetico e ossibutirrico; eccessiva produzione di insufficienza renale; aldosterone Na + H + diarrea profusa; assunzione di sali alcalini farmaci inibitori dell anidrasi carbonica (NaHCO 3 ) (acetazolamide, idroclorotazide); assunzione di NH 4 Cl. Acidosi ed alcalosi respiratoria sono dovute a modificazioni patologiche della funzione respiratoria. Depressione dei centri nervosi, riduzione di frequenza e profondità di respiro. Rallentata velocità degli scambi espiratori.

37 Compensazione respiratoria dell acidosi o alcalosi metabolica