Scambi gassosi Per diffusione passiva Dipende da caratteristiche

Scambi gassosi Per diffusione passiva Dipende da: • caratteristiche membrana alveolo-capillare spessore 0. 5 -1 micron superficie 70 -100 m 2 • caratteristiche dei gas legge di Henry • differenza di pressione PO 2 100 -40 = 60 mm. Hg PCO 2 46 -40 = 6 mm. Hg

Dipendenza delle pressioni alveolari di O 2 e CO 2 dalla ventilazione alveolare Normalmente la composizione dell’aria alveolare tende a mantenersi costante perché: 1) Volume significativo (CFR – spazio alveolare morto respiratorio) = 2350 ml 2) Ad ogni atto respiratorio solo una piccola % aria alveolare viene sostituita 3) Meccanismi compensatori

Equazioni di ventilazione ed equazioni sugli scambi gassosi: http: //www-3. unipv. it/magistretti/didattica/fisio 2014/equazioni. doc pagg. 2 -4

Legge di Henry C=α·P La pressione di un gas in un liquido è sempre uguale alla pressione del gas nella miscela che è in contatto (equilibrio) con il liquido La quantità di un gas in un liquido dipende da - pressione parziale del gas - coefficiente di solubilità

Diffusione polmonare dei gas respiratori Membrana alveolare membrana capillare composti trasporto Legge di Fick F = K * A * α * (Palv – Ps) / Δx F: flusso diffusionale K: cost. inv. prop. PM A: area (75 m 2) α: coefficiente di solubilità Δx: distanza della barriera P: pressione parziale (100 -40 O 2 / 45 -40 CO 2)

Scambi respiratori

Pressioni parziali dei gas in diversi distretti respiratori e circolatori emogasanalisi

Trasporto dell’ossigeno L’ossigeno viene trasportato 1) disciolto nel plasma (1. 5%) e 2) legato all’emoglobina (98. 5%)

Trasporto dell’ossigeno 1) Ossigeno disciolto: il contenuto di O 2 è definito dalla legge di Henry: C=α*P La P parziale è uguale alla P del gas nella miscela con cui il liquido è in equilibrio. A 37°C: αO 2 = 0. 003 ml /100 ml / mm. Hg Contenuto di O 2 disciolto nel sangue 0. 3 ml/100 ml (PO 2 = 100 mm. Hg) O 2: 1. 5% disciolto e 98. 5% combinato con Hb.

2) Ossigeno combinato con emoglobina (non produce pressione) Dipende da: Hb + O 2 - PO 2 Hb. O 2 - concentrazione di Hb - affinità Hb per l’O 2 Capacità del sangue per l’O 2 massima quantità di O 2 che può essere fissata da 100 ml di sangue. Dipende sostanzialmente dal contenuto in Hb 1 g di Hb si lega a 1, 34 ml di O 2 15 g (Hb nel sangue) 20 ml O 2 / 100 ml = capacità del sangue per O 2 Saturazione percentuale del sangue: Contenuto in O 2 (ml%) Capacità per l’O 2 (ml%) * 100

La curva dissociazione dell’emoglobina quanto ossigeno è legato all’Hb in relazione alla PO 2 Legame di coordinazione dativo tra l’O 2 e il Fe 2+ (non è reazione di ossidazione, Fe 2+ non si modifica, resta divalente) Hb + O 2 Hb. O 2 - Forma sigmoide - l’affinità è definita dalla P 50 - Il plateau si trova tra 100 -80 mm. Hg PO 2 - La zona ripida è tra 60 e 40 mm. Hg - A 40 mm. Hg (PO 2 tissutale) il 75% di O 2 è ancora legato riserva circolante di O 2 - Effetto cooperativo

Curve di dissociazione del sangue per l’O 2 Pg 558 casella Hb. O 2% = saturazione percentuale dell’emoglobina

Fattori che influenzano la saturazione dell’emoglobina Effetto Bohr influenza di PCO 2 e p. H Al crescere di PCO 2 diminuisce l’affinità di Hb per l’O 2 spostamento a destra della curva di dissociazione (significato funzionale a livello alveolare e tissutale) Stesso effetto modificando il p. H, DFG, T HHb + O 2 H+ + Hb. O 2 -

Avvelenamento da monossido di carbonio (CO) CO + Hb = carbossi-Hb (affinità per Hb 210 volte quella dell’O 2) aria satura 0. 1 % CO 50% Hb satura con CO avvelenamento molto pericoloso • alta affinità per Hg • inodore, incolore, non irritante • PO 2 arteriosa normale non stimolo alla respirazione nessun segno fisiologico di ipossia es. cianosi

Trasporto della CO 2 La CO 2 viene trasportata 1) disciolta nel plasma (5%), 2) legata all’emoglobina come composto carbaminico (6%) e 3) come ione bicarbonato (89%)

Con percentuali…

1) CO 2 disciolta (5%) 2) La quantità di CO 2 è definita dalla legge di Henry Q=α*P La P parziale è uguale alla P del gas nella miscela con cui il liquido è in equilibrio αCO 2 = 0. 064 ml / 100 ml / mm. Hg (20 volte quella dell’O 2)

2) Legata all’emoglobina o altre proteine del sangue composto 2) carbaminico (6%) Pr-NH 2 + CO 2 Pr-NH-COOH Pr-NH-COO- + H+ Non è richiesta anidrasi carbonica rapida e anche fuori dal globulo rosso La curva di dissociazione della CO 2 non presenta saturazione non esiste una capacità assoluta PO 2 e trasporto della CO 2 Il legame dell’O 2 all’Hb rende questa più acida Effetto Haldane Fig 189 casella HHb + O 2 H 2 O + CO 2 Frazione trasporto x scambi respiratori 60% bic – 30% Hb 10% disciolta Pr-NH 2 + CO 2 Pr-NH-COOH H+ + Hb. O 2 – H 2 CO 3 H+ + HCO 3 – Pr-NH-COO– + H+

Il fenomeno Hamburger o scambio dei cloruri Processo opposto avviene a livello alveolare Na – Pr + H 2 CO 3 Na-HCO 3 + H-Pr Risultato netto ↑ Na-HCO 3 plasma ↑ KCl intracell.