Informacija

Može li se respiratorni kvocijent izračunati iz formule ili se mora mjeriti izravno?

Može li se respiratorni kvocijent izračunati iz formule ili se mora mjeriti izravno?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Našao sam sljedeće pitanje o respiratornom kvocijentu:

Normalna ljudska prehrana ima respiratorni kvocijent (RQ) od približno 0,85. S obzirom da čista oksidacija masnih kiselina ima respiratorni kvocijent (RQ) od 0,7, a čista oksidacija ugljikohidrata ima respiratorni kvocijent (RQ) od 1, može li se odrediti udio između količine kisika koja se koristi za aerobno disanje masti i količine koristi se za aerobno disanje ugljikohidrata?

moje rješenje:

$$ ext{glukoza} + ce{O_2} + ext{mast} + x , ce{O_2 ightarrow} ce{CO_2} + 0,7x , ce{CO_2} , + ce {H2O}$$

Imajte na umu da nisam uravnotežio jednadžbu osim za $ce{O_2}$ i $ce{CO_2}$ gdje sam dodao koeficijente na temelju zadanog RQ. Ova jednadžba daje $$ ext{RC}_{total}=frac{1+0,7x}{1+x} = 0,85$$

Dakle, $1+0,7x=0,85(1+x)$, što daje $x=1$, pa je količina kisika koja se koristi za aerobno disanje masti i količina korištena za aerobno disanje ugljikohidrata jednaka.

Je li to točno?


Tehnologija kontrolirane atmosfere

A.K. Thompson, D. Bishop, u Referentnom modulu u znanosti o hrani, 2016.

Respiratorni kvocijent

Respiratorni kvocijent je mjera molova CO 2 evoluirao u madeže O2 apsorbira u biljnim stanicama. To je 1 kada je supstrat ugljikohidrat, ali niži za lipide i proteine. Burton (1952) mjerio je RQ u krumpiru pohranjenom na 10°C u 5-7 kPa CO2 do 14 tjedana. Povećani CO2 smanjio oba O2 unos i CO2 učinak za oko 25-30%, ali RQ nije utjecao i ostao je blizu 1. Wollin i sur. (1985) raspravljali su o mogućnosti da se RQ može koristiti za izračunavanje najnižeg O2 razina koja se može tolerirati u skladištenju voća da se ugradi u automatizirani CA sustav. Yearsley i sur. (1996) smatraju da prag fermentacije RQ predstavlja najsigurniju procjenu pravog donjeg O2 granica za optimizaciju atmosfere skladištenja.


Izračun

Respiratorni kvocijent (RQ) izračunava se iz omjera:

RQ = CO2 proizvedeno / O2 potrošeno

U ovom izračunu CO2 i O2 moraju se dati u istim jedinicama i u količinama proporcionalnim broju molekula. Prihvatljivi ulazi bili bi ili molovi, ili pak volumeni plina pri standardnoj temperaturi i tlaku (mogu se uključiti vremenske jedinice, ali one se poništavaju jer moraju biti iste u brojniku i nazivniku).

Raspon respiratornih koeficijenata za organizme u metaboličkoj ravnoteži obično se kreće od 1,0 (što predstavlja vrijednost očekivanu za čistu oksidaciju ugljikohidrata) do

0,7 (vrijednost očekivana za oksidaciju čiste masti). Pogledajte BMR za raspravu o tome kako se ti brojevi izvode. Mješovita prehrana s mastima i ugljikohidratima rezultira prosječnom vrijednošću između ovih brojeva. An RQ može porasti iznad 1,0 za organizam koji sagorijeva ugljikohidrate kako bi proizveo ili "odložio" mast (na primjer, medvjed koji se priprema za hibernaciju).

RQ vrijednost odgovara kalorijskoj vrijednosti za svaku litru (L) CO2 proizvedeno. Ako je O2 dostupni su brojevi potrošnje, obično se koriste izravno, budući da su to izravnije i pouzdanije procjene proizvodnje energije.

RQ izmjereno uključuje doprinos energije proizvedene iz proteina. Međutim, zbog složenosti različitih načina na koje se različite aminokiseline mogu metabolizirati, nijedna RQ može se pripisati oksidaciji proteina u prehrani.


Kinetika rasta

Ghasem D. Najafpour, . Ghasem Najafpour, u biokemijskom inženjerstvu i biotehnologiji, 2007

Primjer 6

Respiracijski kvocijent (RQ) se često koristi za procjenu metaboličke stehiometrije. Korištenje kvazi-stabilnog stanja i po definiciji RQ, razviti sustav dviju linearnih jednadžbi s dvije nepoznanice rješavanjem matrice pod sljedećim uvjetima: koeficijent matrice s rastom kvasca (γ = 4,14), amonijak (γN = 0) i glukoze (γS = 4,0), gdje je evolucija CO2 i biosinteza su vrlo male (σ = 0,095). Izračunajte stehiometrijski koeficijent za RQ = 1.0 za gore navedene biološke procese:


Može li se respiratorni kvocijent izračunati iz formule ili se mora mjeriti izravno? - Biologija

Postoji nekoliko metoda analize metaboličke kontrole organizma. Kod ljudi se u krvi mogu mjeriti razine glukoze, hormona štitnjače i hormona koji stimulira štitnjaču, inzulina, glukagona, kisika i ugljičnog dioksida. Budući da ovi hormoni i supstrati imaju predvidljiv učinak na metabolizam, mogu se koristiti kao pokazatelji metaboličke funkcije. Mogu se koristiti i kao pokazatelji poremećaja, kao u slučaju glukoze u krvi ili hormona koji stimulira štitnjaču.

MCAT STRUČNOST

MCAT ne očekuje da znate koje su razine zdrave za bilo koji od ovih pokazatelja, ali može lako postaviti pitanja o tumačenju podataka u vezi s njima.

Respirometrija omogućuje točno mjerenje respiratornog kvocijenta, koji se razlikuje ovisno o gorivima koje organizam koristi. The respiratorni kvocijent (RQ) može se eksperimentalno izmjeriti, a može se izračunati kao:

Jednadžba&ensp12.3

za potpuno izgaranje danog izvora goriva. Respiratorni kvocijent za ugljikohidrate je oko 1,0, dok je respiratorni kvocijent za lipide oko 0,7. Kod osoba u mirovanju, respiratorni kvocijent je općenito oko 0,8, što ukazuje da se konzumiraju i masti i glukoza. Dišni kvocijent se mijenja u uvjetima visokog stresa, gladovanja i vježbanja, kao što je predviđeno djelovanjem različitih hormona.

Kalorimetri može izmjeriti bazalni metabolizam (BMR) na temelju izmjene topline s okolinom. Ljudska kalorimetrija koristi velike izolirane komore sa specijaliziranim hladnjakom za određivanje potrošnje energije. Zbog izolacionističke prirode ispitivanja i troškova stvaranja kalorimetrijske komore, druge mjere BMR su poželjnije. Zbog prethodnog eksperimentiranja, BMR se može procijeniti na temelju dobi, težine, visine i spola.

Do sada smo raspravljali o metabolizmu u vrlo maloj mjeri, ali metaboličke kontrole također su uključene u održavanje tjelesne mase (gubitak ili debljanje). Tjelesnu masu prvenstveno određuje nekoliko čimbenika, uključujući vodu, ugljikohidrate, proteine ​​i lipide, dok nukleinske kiseline ne pridonose bitno njenom održavanju. Ukupna masa ugljikohidrata i proteina ima tendenciju da bude stabilna tijekom vremena, iako se može neznatno mijenjati razdobljima dugotrajnog gladovanja ili značajnim aktivnostima izgradnje mišića. Endokrini sustav i bubrezi vrlo brzo prilagođavaju vodu, stoga, ne ulazi u našu raspravu o pretilosti i regulaciji tjelesne težine. Voda je primarni izvor čestih manjih kolebanja težine jer je podložna brzoj prilagodbi. Stoga su lipidi, pohranjeni u adipocitima, primarni čimbenik postupne promjene tjelesne mase tijekom vremena.

Pojedinac koji održava svoju težinu troši istu količinu energije koju u prosjeku troši svaki dan. Ako je potrošena energija veća od potrošnje energije tijekom značajnog vremenskog razdoblja, tada se zalihe masti počinju nakupljati. Vidi se i suprotno. Ako postoji energetski deficit gdje su unesene kalorije manje od potrošenih, tada se opaža smanjenje težine. Kako pojedinci povećavaju masu, bazalni metabolizam (količina energije potrebna za jedan dan sjedenja) također se povećava. Stoga će kalorijski višak uzrokovati povećanje tjelesne mase sve dok se ne postigne ravnoteža između novog bazalnog metabolizma i postojećeg unosa. U mršavljenju se vidi obrnuti trend.

Ovaj učinak ima a prag koji se razlikuje među pojedincima. Male prilagodbe u unosu, čak i tijekom duljeg vremenskog razdoblja, djelomično ili u potpunosti nadoknađuju se promjenama u potrošnji energije. Slično, mali porast ili smanjenje razine aktivnosti kompenzirat će se promjenama u gladi. Namjerne promjene tjelesne mase zahtijevaju promjene iznad ovog praga, koji je veći u negativnoj energetskoj ravnoteži nego u pozitivnoj energetskoj ravnoteži&mdashin drugim riječima, veće promjene moraju se napraviti da bi se izgubila težina nego da bi se ona dobila.

Prehrana (unos energije) i tjelovježba (potrošnja energije), genetika, socioekonomski status i geografija igraju ključnu ulogu u kontroli težine. Kao što je ranije opisano, hormonska kontrola hormona štitnjače, kortizola, epinefrina, glukagona i inzulina ključna je za integraciju metabolizma. Osim toga, postoje hormoni koji kontroliraju glad i sitost, uključujući grelin, oreksin, i leptin. Jeste li se ikada zapitali zašto, čak i ako ne osjećate glad, kada uđete u svoj omiljeni restoran odjednom postanete gladni? Ovo je posao grelina i oreksina. grelin luči ga želudac kao odgovor na signale o nadolazećem obroku. Vid, zvuk, okus, a posebno miris, svi djeluju kao signali za njegovo oslobađanje. Grelin povećava apetit i također potiče lučenje oreksina. Orexin dodatno povećava apetit i uključen je u budnost i ciklus spavanja i buđenja. Hipoglikemija je također okidač za otpuštanje oreksina. Leptin je hormon koji luče masne stanice i koji smanjuje apetit potiskivanjem proizvodnje oreksina. Genetske varijacije u molekuli leptina i njezinim receptorima upletene su u pretilost, nokautirani miš nesposoban proizvesti leptin prikazan je lijevo na slici 12.11. Ovi glasnici i receptori za sada su meta trenutnih istraživanja, a pitanja vezana za modifikacije tjelesne mase na MCAT-u uglavnom se svode na hranu i tjelovježbu.

Lik 12.11. Leptin Knockout miš (lijevo) u usporedbi s normalnim mišem (desno)

Motivacija, psihološki koncept o kojem se govori u 5. poglavlju MCAT Behavioral Sciences Review, često je povezan s fiziološkim pogonima i signalnim putovima. Hipotalamus, koji proizvodi oreksin i reagira na leptin i grelin, odgovoran je za reguliranje gladi, žeđi i libida.

Provjera koncepta MCAT 12.7:

Prije nego što krenete dalje, procijenite svoje razumijevanje gradiva ovim pitanjima.

1. Kako se očekuje da će se respiratorni kvocijent promijeniti kada osoba prijeđe s mirovanja na kratku tjelovježbu?

2. Točno ili netočno: tjelesna se masa može predvidjeti samo fenotipom leptinskog receptora i kalorijskim unosom.

3. Točno ili netočno: Lakše je udebljati se nego smršaviti.

4. Da osmišljavate studiju za procjenu metabolizma, koju biste metodu mjerenja odabrali? Branite svoj odgovor.


Respiratorni omjer izmjene

Omjer se utvrđuje usporedbom izdahnutih plinova sa sobnim zrakom. Mjerenje ovog omjera može se koristiti za procjenu respiratornog kvocijenta (RQ), pokazatelja kojeg se gorivo (npr. ugljikohidrati ili masti) metabolizira kako bi tijelo opskrbilo energijom. Korištenje RER-a za procjenu RQ točno je samo tijekom odmora i blage do umjerene aerobne vježbe bez nakupljanja laktata. Gubitak točnosti tijekom intenzivnije anaerobne vježbe je među ostalim posljedica čimbenika uključujući bikarbonatni puferski sustav. Tijelo pokušava nadoknaditi nakupljanje laktata i minimizirati zakiseljavanje krvi izbacivanjem veće količine CO2 kroz dišni sustav. [3]

RER blizu 0,7 označava da je mast prevladavajući izvor goriva, vrijednost od 1,0 ukazuje na to da su ugljikohidrati prevladavajući izvor goriva, a vrijednost između 0,7 i 1,0 sugerira mješavinu masti i ugljikohidrata. [4] Općenito, mješovita prehrana odgovara RER od približno 0,8. [5] RER također može premašiti 1,0 tijekom intenzivnog vježbanja. Vrijednost iznad 1,0 ne može se pripisati metabolizmu supstrata, već prije spomenutim čimbenicima u vezi s puferiranjem bikarbonata. [3]

Izračun RER-a obično se radi zajedno s testovima vježbanja kao što je VO2 max test. To se može koristiti kao pokazatelj da su sudionici blizu iscrpljenosti i granica njihovog kardio-respiratornog sustava. RER veći ili jednak 1,0 često se koristi kao sekundarni kriterij krajnje točke VO2 max test. [3]


Dokument maksimalni napor – RER

Respiratorni kvocijent i RER izračunavaju se kao omjer volumena proizvedenog ugljičnog dioksida (CO2) i volumena korištenog kisika (O2) ili VCO2/VO2. Respiratorni kvocijent, koji se obično kreće između 0,7 i 1,0, pokazatelj je metaboličke upotrebe goriva ili supstrata u tkivima i mora se izračunati u uvjetima mirovanja ili stabilnog vježbanja. Omjer od 0,7 ukazuje na upotrebu miješanih masti, dok omjer od 1,0 ukazuje na isključivo korištenje ugljikohidrata.33 Dakle, tijekom vježbanja niskog intenziteta, u stabilnom stanju, respiratorni kvocijent i RER obično su između 0,80 i 0,88, kada masne kiseline su primarno gorivo.

Kako se intenzitet vježbanja povećava i ugljikohidrati postaju dominantno ili primarno gorivo, respiratorni kvocijent i RER se povećavaju na između 0,9 i 1,0. Budući da respiratorni kvocijent odražava upotrebu supstrata tkiva, ne može prijeći 1,0. Nasuprot tome, RER, koji odražava respiratornu izmjenu CO2 i O2, obično prelazi 1,0 tijekom napornog vježbanja. Tijekom nestabilnog, napornog vježbanja, volumen proizvodnje CO2 raste kao rezultat hiperventilacije i povećanog puferiranja mliječne kiseline u krvi dobivene iz skeletnih mišića, tako da RER više ne odražava korištenje supstrata, već visoke stope ventilacije i laktata u krvi. razine.

Budući da se RER ponovljivo povećava tijekom vježbanja, smatra se parametrom koji može dokumentirati maksimalni napor. Issekutz,33 koji je prvi predložio korištenje RER-a kao kriterija za VO2max, primijetio je da on mora prelaziti 1,15. Viša vrijednost može sugerirati točniju procjenu VO2max. Čini se da je vrijednost 1,15 razumna, iako je nisu sve osobe u stanju postići. Studije su zabilježile vrijednosti od 1,00, 1,05, 1,10 i 1,13 kao kriterij za maksimalnu učinkovitost, ali trenutno nije postignut jasan konsenzus.

Razlika između omjera respiratorne izmjene (RER) i respiratornog kvocijenta (RQ)

Respiratorni omjer razmjene (RER) i respiratorni kvocijent (RQ) dva su pojma s kojima nitko možda nije poznat, ali su možda čuli u kontekstu sporta, fitnesa ili fiziologije, koja je dio ljudske biologije. Svako ljudsko tijelo, a zapravo svako živo biće, sudjeluje u omjeru disajne izmjene (RER) i respiratornom kvocijentu (RQ), bez obzira na to jesu li toga svjesni ili ne.

Zbrka između ova dva pojma je prilično česta, jer ne samo da zvuče slično, već su i međusobno povezani. Ova dinamika dodatno je komplicirana činjenicom da su u mirovanju zapravo isti.

Kao što mu ime sugerira, RER, skraćenica za omjer disajne izmjene je omjer koji ima za cilj mjerenje količine proizvedenog ugljičnog dioksida (CO2) u usporedbi s količinom kisika (O2) koja se koristi. Ljudi općenito imaju tendenciju udisati više kisika nego ugljičnog dioksida koji izdišu. Stoga je omjer koristan za mjerenje razlike, što može biti pokazatelj fizičkog zdravlja.

Kao što mu ime sugerira, RER, skraćenica za omjer disajne izmjene je omjer koji ima za cilj mjerenje količine proizvedenog ugljičnog dioksida (CO2) u usporedbi s količinom kisika (O2) koja se koristi. Ljudi općenito imaju tendenciju udisanja više kisika nego ugljičnog dioksida koji izdišu. Stoga je omjer koristan za mjerenje razlike, što može biti pokazatelj fizičkog zdravlja.

Omjer se obično mjeri uspoređivanjem zraka u prostoriji s plinovima koji se izdahnu kako bi se utvrdila razlika. Jednom izračunat omjer može biti vrlo koristan za određivanje respiratornog kvocijenta (RQ).

Respiratorni kvocijent (RQ), također poznat kao respiratorni koeficijent, je broj koji je vrlo koristan za izračunavanje bazalne metaboličke stope (BMR). Respiratorni kvocijent (RQ) izračunava se po formuli: RQ = eliminirani CO2 / potrošeni O2. Danas je prilično uobičajeno koristiti aparat zvan respirometar za izračunavanje RQ.

Zbog toga se to dvoje često brka, poput RER-a, RQ također mjeri količinu proizvedenog ugljičnog dioksida (CO2) u usporedbi s količinom korištenog kisika (O2). Međutim, dok ga RER izračunava kao omjer, RQ ga izračunava kao kvocijent, tj. broj. Iako na prvi pogled to dvoje može izgledati isto, međutim, postoje određene razlike između njih. RER je omjer, dijeljenjem kojeg će se dobiti RQ, koji se zauzvrat koristi u izračunima bazalne metaboličke brzine (BMR) kada se procjenjuje iz proizvodnje ugljičnog dioksida. Stoga se može reći da se RER može koristiti za izračunavanje RQ, koji se koristi za izračunavanje BMR-a.

Još jedna dodatna razlika između njih je među primjenama dviju figura. Kako RER izračunava količinu kisika koju tijelo koristi, u usporedbi s količinom potrošenog ugljičnog dioksida, RER će fluktuirati ovisno o količini aktivnosti. Osoba koja mirno sjedi imat će manji omjer u usporedbi s nekim tko intenzivno vježba, a koji će idealno izbaciti veće količine ugljičnog dioksida, što će rezultirati većim omjerom.

I RER i RQ također fluktuiraju ovisno o vrsti tvari koju tijelo koristi kao gorivo, tj. masti, ugljikohidrati, proteini, itd., svi će dati u različitim omjerima i kvocijentima, koji se zatim mogu koristiti za procjenu zdravlja osobe i sastav tijela te se u skladu s tim poboljšati.

Dok se RQ može koristiti za dijetu i fitnes, primarna primjena RQ je u slučajevima kronične opstruktivne plućne bolesti. Ovdje bolesnici moraju trošiti mnogo energije na disanje. Određivanjem koja hrana daje najveći RQ, RQ se može smanjiti, što rezultira očuvanjem energije koja bi se inače potrošila na respiratorni napor. Ova energija se tada može iskoristiti negdje drugdje. RQ bliži 1 obično znači da se sagorijeva više ugljikohidrata, a vrijednost bliža 0,7 tipično znači da se sagorijeva mast.

Usporedba između omjera respiratorne izmjene (RER) i respiratornog kvocijenta (RQ):


Kako izmjeriti potrošnju energije (sa dijagramom)

Ukupna potrošnja energije u jedinici vremena naziva se metaboličkom brzinom. Može se mjeriti izravno ili neizravno kao u slučaju kalorijske vrijednosti namirnica. U izravnoj metodi za mjerenje utroška energije za pojedince koristi se Atwater kalorimetar koji se sastoji od komore u kojoj bi čovjek mogao živjeti i raditi nekoliko dana, što istovremeno omogućuje mjerenje njezine ukupne toplinske energije.

Tako izmjereni utrošak energije može se povezati s neto unosom energije, što je energija u hrani, umanjena za energiju izgubljenu u urinu i fecesu. Atwaterovi eksperimenti, mjereći unos energije i izlaznu energiju, trajali su nekoliko dana i uspio je dosljedno demonstrirati priličnu količinu slaganja između ulaza i izlaza.

Iako danas nitko ne koristi ljudski kalorimetar zbog poteškoća u tehnici, Atwaterov eksperiment bio je prvi takve vrste koji je pokazao da se ljudsko tijelo ponaša kao svaki motor koji radi na izgaranje goriva, čime je otklanjao vjetar iz jedara. teorije o živoj tvari koja posjeduje vitalne duhove.

Dvije neizravne metode za mjerenje i smanjenje potrošnje energije kod pojedinaca koje se obično koriste su:

1. Benedict-Rothova spirometarska metoda:

Ovo je aparat za disanje zatvorenog kruga koji je napunjen kisikom i ima kapacitet od oko 6 litara. Kisik se nalazi u metalnom bubnju koji pluta na vodenoj brtvi. Osoba čiji je O2 potrošnja se mjeri udiše kisik kroz usisni ventil i izdiše u bubanj kroz ekspiracijski ventil i kanister natrijevog vapna, tako da CO2 proizvedeno se apsorbira.

Kao što je O2 se potroši, bubanj tone i njegovo kretanje se bilježi na pokretnom papiru montiranom na kimografu iz ovoga se može očitati stopa potrošnje kisika. Aparat je precizan i jednostavan za korištenje. Ima nedostatak što se može koristiti samo kada osoba miruje ili radi vrlo laganu vježbu.

2. Metoda Douglas vrećice:

Ovo je platnena ili plastična vrećica promjenjivog kapaciteta, obično 100, 200 ili 300 litara. Ispitanik diše kroz usnik koji sadrži ventile za udisaj i izdisaj. Sobni zrak se udiše, a izdiše se u Douglas vrećicu tako da se sav izdahnuti zrak skuplja u nju.

Vreća se zatim prazni kroz plinomjer i uzima se uzorak izdahnutog zraka za analizu O2 i CO2 sadržaj od kojeg se povećavaju stope iskorištenja kisika i CO2 proizvodnja se može izračunati. Ova metoda ima prednost što oba O2 potrošnja i CO2 proizvodnja se može mjeriti pri različitim stupnjevima aktivnosti ili mišićne vježbe.

Respiratorni kvocijent:

Respiracijski kvocijent (RQ) mjeri omjer volumena ugljičnog dioksida (Vc) koju pojedinac proizvede na količinu utrošenog kisika (Vo).

To je predstavljeno sljedećom jednadžbom:

Ovaj kvocijent je koristan jer volumen CO2 i O2 proizvedeno ovisi o tome koji se izvor goriva metabolizira. Mjerenje RQ je prikladan način za dobivanje informacija o izvoru energije koju osoba koristi.

Zatim možemo usporediti metabolizam osobe u različitim uvjetima okoline jednostavnom usporedbom RQ za različite namirnice:


ČETIRI NAJVAŽNIJE JEDNADŽBE U KLINIČKOJ PRAKSI

Četiri se jednadžbe nakratko podučavaju na medicinskom fakultetu, ali su uvelike nedovoljno naglašene važnosti i stoga se uvijek zaboravljaju u kasnijim godinama, kada su najpotrebnije. Nekoliko je razloga zašto se ove vrlo važne jednadžbe ‘podučavaju’ na medicinskom fakultetu:

  • pretrpan kurikulum koji mora napraviti mjesta za imunologiju i staničnu biologiju
  • učitelji mogu imati malo ili nimalo kliničkog iskustva s respiratornim pacijentima, te stoga ne mogu znati koliko su ove jednadžbe važne u svakodnevnoj praksi medicine
  • pogrešno vodstvo odbora nastavnog plana i programa koji mogu smatrati da svaki predmet zaslužuje jednaku ravnotežu, te stoga ostavlja na učenike da ‘nauče sve’ a da ih nitko ne usmjerava što je stvarno važno u skrbi za pacijente. (Na primjer, jedan sat na surfaktantu može biti jednako ponderiran s jednim satom na izmjeni plina, što može biti u redu za obuku doktora znanosti, ali je pogrešno usmjereno za obuku liječnika).

Ove četiri jednadžbe izražavaju odnose koji su iznimno bitno u kliničkoj praksi. oni su:

  • PCO2 jednadžba
  • Henderson-Hasselbalchova jednadžba
  • Jednadžba alveolarnog plina, i
  • Jednadžba sadržaja kisika.

Naglasak treba staviti na razumijevanje jednostavnih kvalitativnih odnosa izraženih ovim jednadžbama. Svaka se jednadžba može klinički primijeniti u procjeni abnormalne oksigenacije, ventilacije ili acidobazne ravnoteže. Na primjer, varijable u PCO2 jednadžba, a ne bilo kakva zapažanja uz krevet, definiraju uobičajene pojmove hiperventilacija i hipoventilacija i objasniti zašto pacijent s dispnejom i tahipnejom može zadržavati CO2. Nepoznavanje ovog i drugih odnosa izraženih u četiri jednadžbe ogleda se u nekim uobičajenim dijagnostičkim i terapijskim pogreškama.

UVOD

Postoji nesrazmjer između fiziologije koju podučavamo i koju očekujemo od studenata medicine da uče i fiziologije koju, čini se, poznaju i razumiju specijalizanti i liječnici koji rade. Ovaj nesrazmjer možda najbolje oslikavaju četiri jednostavne jednadžbe važne za razumijevanje kardiopulmonalnih i bubrežnih poremećaja (Tablica I). Ove se jednadžbe rijetko naglašavaju izvan medicinske škole, ali nepoštovanje fiziologije iza njih može (i često dovodi) do kliničkih pogrešaka.

Jedinice intenzivne njege pridonijele su slabljenju znanja o fiziologiji među liječnicima primarne zdravstvene zaštite. Danas se dubljim fiziološkim poremećajima obično upravljaju u odjelima intenzivnog liječenja od strane stručnjaka specifičnih za organe, a ti poremećaji (npr. šok, plućni edem, akutno zatajenje ventilacije, akutno zatajenje bubrega) su doslovno izvan skrbi većine liječnika i kirurga. Međutim, ne rješavaju se svi ozbiljni fiziološki problemi na JIL-u, a potreba za razumijevanjem osnovne fiziologije – u ordinaciji, na općim medicinskim odjelima – ostaje najvažnija.

Četiri jednadžbe u ovom radu (Tablica I, dolje) klinički su važne ne toliko za brojeve koje generiraju koliko za njihove kvalitativno odnosima. Sve četiri jednadžbe mogu se skratiti na jednostavnije pojmove koji su prikladni za većinu kliničkih svrha.

  1. nedovoljno potpune ventilacije (što se može pojaviti zbog depresije središnjeg živčanog sustava ili slabosti respiratornih mišića) ili
  2. previše ukupne ventilacije završava kao ventilacija mrtvog prostora (što se može dogoditi kod teške kronične opstruktivne plućne bolesti ili zbog brzog, plitkog disanja) ili
  3. neka kombinacija 1) i 2).

Višak CO2 proizvodnja je izostavljena kao specifičan uzrok hiperkapnije jer ona nikada nije problem za normalan dišni sustav neometan otpornim opterećenjem. Tijekom submaksimalne vježbe, na primjer, gdje je CO2 proizvodnja je povećana, PaCO2 ostaje u normalnom rasponu jer VA raste proporcionalno porastu VCO2. S ekstremnim vježbama (iznad anaerobnog praga) PaCO2 pada kao kompenzacija za razvoj laktacidoze. 2 U zdravlju PaCO2 može biti smanjen, ali nikada nije povišen.

Važna klinička posljedica PaCO2 jednadžba je to ne možemo pouzdano procijeniti adekvatnost alveolarne ventilacije –, a time i PaCO2 – uz krevet. Iako se VE može lako izmjeriti ručnim spirometrom (kao što je plimni volumen puta brzina disanja), ne postoji način da se zna količina VE koja ide u mrtvi prostor ili pacijentova stopa CO2 proizvodnja. Česta je pogreška pretpostavka da, budući da pacijent diše brzo, teško i/ili duboko, on ili ona mora biti “hiperventiliran.” Nije tako, naravno.

SLUČAJ 1
Kućni službenik je kasno navečer pozvan do kreveta starije žene pacijentice. Bila je u bolnici radi procjene zdjelične mase. Primijećeno je da je bolesnica tjeskobna i da se žalila na kratkoću daha, njena su plućna polja bila jasna za auskultaciju, a vitalni znakovi su bili normalni osim blage tahikardije i brzine disanja od 30/min. Medicinska sestra je prokomentirala da pacijent “svaku noć dobiva ovako.” Liječnik je naručio lijek benzodiazepina za ono što je opisao kao “hiperventilaciju i anksioznost.” Trideset minuta kasnije pacijentovo disanje se znatno usporilo i ona je postala cijanotična, nakon čega je prebačena na JIL.

Iako ništa u PCO-u2 jednadžba izravno povezuje brzinu disanja ili dubinu disanja s PaCO2, liječnici obično (i pogrešno) koriste ova opažanja za procjenu PaCO pacijenta2. Pogreška u ovom slučaju bila je pretpostaviti da pacijent hiperventilira (jer je brzo disala) i da je mogla podnijeti sedativ, u stvari da je hipoventilirala – svoj PaCO2 je bio povišen (kao što će biti objašnjeno dalje u jednadžbi 2).

Hiperkapnija predstavlja zatajenje dišnog sustava u nekom aspektu i stoga stanje teškog oštećenja organskog sustava. Uz ovu kliničku činjenicu postoje tri fiziološka razloga zbog kojih je povišen PaCO2 je potencijalno opasno. Prvo, kao PaCO2 povećava, osim ako HCO3 – također se povećava za isti stupanj pH će pasti (vidi jednadžbu 2). Drugo, kao PaCO2 povećava PAO2 (i stoga PaO2) će pasti osim ako se udahnuti kisik ne doda (vidi jednadžbu 3). Treće, što je veći PaCO2, to je bolesnik manje zaštićen od daljnjeg pada alveolarne ventilacije.

Ova posljednja točka grafički je ilustrirana crtanjem PaCO2 protiv alveolarne ventilacije Slika 1. Što je PaCO viši2 za početak, to će više porasti za bilo koji dekrement alveolarne ventilacije. Na primjer, smanjenje alveolarne ventilacije za jednu L/minutu (što se može dogoditi zbog anestezije, sedacije, kongestivnog zatajenja srca, itd.) povećat će početnu vrijednost PaCO2 od 30 mm Hg do 36,3 mm Hg kada je VCO2 je 200 ml/min isto tako jedan L/min pad VA će povisiti osnovni PCO2 od 60 mm Hg do 92 mm Hg Slika 1). Dok bolesnik s hiperventilacijom ili normalno ventilacijom može gotovo uvijek tolerirati sedativne lijekove (bez klinički važne hipoventilacije), čak i mala količina sedativa može biti opasna u hiperkapničnog bolesnika.

TABLICA II: pH i koncentracija vodikovih iona Vrh
pH krvi [H + ] (nM/L) % Promjena od normalnog
kiselost
7.00 100 + 150
7.10 80 + 100
7.30 50 + 25
Normalan
7.40 40
Alkalemija
7.52 30 – 25
7.70 20 – 50
8.00 10 – 75

Nažalost, logaritamska priroda pH vrijednosti i činjenica da acido-bazni poremećaji uključuju simultane promjene u tri biokemijske varijable i u funkciji dvaju organskih sustava (bubrežnog i respiratornog), sve je u kombinaciji učinilo acidobaznu kiselinu teškom temom za mnoge kliničare. . Sedamdesetih godina prošlog stoljeća uvedeni su nomogrami koji uključuju H-H varijable i kompenzacijske pojaseve za četiri primarna acidobazna poremećaja kao pomoć pri određivanju acidobaznog statusa pacijenta. 3-8 Iako nomogrami mogu biti od pomoći ako su lako dostupni i pravilno korišteni, može se puno dobiti jednostavnim poznavanjem odnosa između tri H-H varijable i vrste promjena koje se očekuju kod svakog poremećaja. U tom smislu naglasak imaju sljedeće stavke od kliničke važnosti.

a) Ako je bilo koja od tri H-H varijable uistinu abnormalna, pacijent ima acido-bazni poremećaj bez iznimke. Dakle, svaki pacijent s abnormalnim HCO3 – ili PaCO2, ne samo abnormalni pH, ima acido-bazni poremećaj. Većina hospitaliziranih pacijenata ima barem jedno mjerenje bikarbonata kao dio rutinskih serumskih elektrolita, što se obično naziva ‘CO2‘ ili ‘ukupni CO2‘ kada se mjeri u venskoj krvi. (Ukupni CO2 uključuje bikarbonat i CO2 doprinosi otopljeni ugljični dioksid, potonji 1,2 mEq/L kada PaCO2 je 40 mm Hg. Iz tog razloga, kao i zato što je koncentracija bikarbonata nešto viša u venskoj nego u arterijskoj krvi, ukupni CO2 radi nekoliko mEq/L više od vrijednosti bikarbonata izračunate pomoću H-H jednadžbe.) Ako ukupni CO2 je doista abnormalan pacijent ima acidobazni poremećaj. U slučaju 1 postojala su dva skupa mjerenja elektrolita na pacijentovoj karti kada je naručen sedativ, oba su pokazala ukupni CO2 povišen na 34 mEq/L. Pacijentica je uzimala diuretik pa se vjerojatno pretpostavljalo da joj je povišen ukupni CO2 odražava blagu metaboličku alkalozu. Vjerojatnije je, međutim, predstavljala kroničnu respiratornu acidozu s bubrežnom kompenzacijom. Kada je stigla u JIL, plin u njezinoj arterijskoj krvi pokazao je pH 7,07, PaCO2 83 mm Hg, PaO2 55 mm Hg (dodatni kisik za udisanje), HCO3 – 23 mEq/L, vrijednosti koje odražavaju pogoršanje ranije neprepoznate respiratorne acidoze plus novu metaboličku acidozu (laktacidoza zbog smanjene perfuzije organa). Duga povijest pušenja pacijenta i fizikalni nalazi upućuju na kroničnu opstruktivnu bolest pluća (kasnije potvrđeno testovima plućne funkcije). Njezina anksioznost prije prelaska na MICU bila je povezana s pogoršanjem acidoze i dispneje.

e) Kompenzacijske promjene za akutnu respiratornu acidozu 11 i alkalozu 12 i metaboličku acidozu 13,14 i alkalozu 15,16 javljaju se na predvidljiv način, što čini relativno lakim uočavanje prisutnosti mješovitog poremećaja u mnogim situacijama. Na primjer, pojedinačni acido-bazni poremećaji ne dovode do normalnog pH. Dva ili više poremećaja mogu se očitovati normalnim pH kada su u suprotnosti, npr. respiratorna alkaloza i metabolička acidoza u septičkog bolesnika. Although pH can end up in the normal range (7.35-7.45) in single disorders of a mild degree when fully compensated, a truly normal pH with abnormal HCO3 – and PaCO2 should make one think of two or more primary acid-base disorders. Similarly, a high pH in a case of acidosis or a low pH in a case of alkalosis signifies two or more primary disorders.

f) Maximal respiratory compensation for a metabolic disorder takes about 12-24 hours and maximal renal compensation for a respiratory disorder takes up to several days. As a rule of thumb, in maximally compensated metabolic acidosis the last two digits of the pH approximate the PaCO2. 17 For example, a patient with a disease causing uncomplicated metabolic acidosis over 24 hours’ duration, whose pH is 7.25, should have a PaCO2 equal or close to 25 mm Hg. In metabolic alkalosis respiratory compensation is more variable and there is no simple relationship by which to predict the final PaCO2. 16


Respiratory Quotient

The respiratory quotient (or RQ or respiratory coefficient), is a dimensionless number used in calculations of basal metabolic rate (BMR) when estimated from carbon dioxide production. It is calculated from the ratio of carbon dioxide produced by the body to oxygen consumed by the body. Such measurements, like measurements of oxygen uptake, are forms of indirect calorimetry. It is measured using a respirometer. The Respiratory Quotient value indicates which macronutrients are being metabolized, as different energy pathways are used for fats, carbohydrates, and proteins. A value of 0.7 indicates that lipids are being metabolized, 0.8 for proteins, and 1.0 for carbohydrates. The approximate respiratory quotient of a mixed diet is 0.8. Some of the other factors that may affect the respiratory quotient are energy balance, circulating insulin, and insulin sensitivity.

Carbohydrates: The respiratory quotient for carbohydrate metabolism can be demonstrated by the chemical equation for oxidation of glucose:

C6H12O6 + 6 O2 ? 6 CO2+ 6 H2O

Because the gas exchange in this reaction is equal, the respiratory quotient for carbohydrates is: RQ = 6 CO2 / 6 O2 = 1.0

Fats: The chemical composition of fats differs from that of carbohydrates in that fats contain considerably fewer oxygen atoms in proportion to atoms of carbon and hydrogen. The substrate utilization of palmitic acid is:

C16H32O2 + 23 O2 ? 16 CO2 + 16 H2O

Thus, the RQ for palmitic acid is approximately 0.7. RQ = 16 CO2 / 23 O2 = 0.696

Proteins: The respiratory quotient for protein metabolism can be demonstrated by the chemical equation for oxidation of albumin:

C72H112N18O22S + 77 O2 ? 63 CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO(NH2)2

The RQ for protein is approximately 0.8. RQ = 63 CO2/ 77O2 = 0.8

Due to the complexity of the various ways in which different amino acids can be metabolized, no single RQ can be assigned to the oxidation of protein in the diet however, 0.8 is a frequently utilized estimate.

Practical applications of the respiratory quotient can be found in severe cases of chronic obstructive pulmonary disease, in which patients spend a significant amount of energy on respiratory effort. By increasing the proportion of fats in the diet, the respiratory quotient is driven down, causing a relative decrease in the amount of CO2 produced. This reduces the respiratory burden to eliminate CO2, thereby reducing the amount of energy spent on respirations.

Respiratory Quotient can be used as an indicator of over or underfeeding. Underfeeding, which forces the body to utilize fat stores, will lower the respiratory quotient while overfeeding, which causes lipogenesis, will increase it. Underfeeding is marked by a respiratory quotient below 0.85, while a respiratory quotient greater than 1.0 indicates overfeeding. This is particularly important in patients with compromised respiratory systems, as an increased respiratory quotient significantly corresponds to increased respiratory rate and decreased tidal volume, placing compromised patients at a significant risk.

Because of its role in metabolism, respiratory quotient can be used in analysis of liver function and diagnosis of liver disease. In patients suffering from liver cirrhosis, non-protein respiratory quotient (npRQ) values act as good indicators in the prediction of overall survival rate. Patients having a npRQ < 0.85 show considerably lower survival rates as compared to patients with a npRQ > 0.85.A decrease in npRQ corresponds to a decrease in glycogen storage by the liver. Similar research indicates that non-alcoholic fatty liver diseases are also accompanied by a low respiratory quotient value, and the non protein respiratory quotient value was a good indication of disease severity.


30.2 Gas Exchange Across Respiratory Surfaces

U ovom odjeljku istražit ćete sljedeća pitanja:

  • What are the names and descriptions of lung volumes and capacities?
  • How does gas pressure influence the movement of gases into and out of the body?

Veza za AP ® tečajeve

The information in this section about lung volumes and capacities is outside the scope for AP ® . However, the content about the movement of gases across the membranes of alveoli is an important application of the principles of diffusion that we explored in the chapter on passive transport. In addition, gas exchange provides the oxygen needed for aerobic cellular respiration and for the removal of carbon dioxide produced as a metabolic waste product.

Gas movement into or out of the lungs is dependent on the pressure of the gas. Because the air we breathe is a mixture of several gases, including N, O2 i CO2, the amount of each gas is measured by its partial pressure. As you remember from our earlier exploration of diffusion, molecules move from an area of higher concentration to lower concentration, or, in the case of gases, from higher partial pressure (measured in mmHg) to lower partial pressure. In other words, O2 i CO2 move with their concentration gradients. Because both gases are small, nonpolar molecules, they freely travel across the phospholipid bilayer of the plasma cell membrane.

Predstavljene informacije i primjeri istaknuti u odjeljku podržavaju koncepte navedene u Velikoj ideji 2 okvira AP ® biološkog kurikuluma. Ciljevi učenja AP ® navedeni u Okviru kurikuluma pružaju transparentnu osnovu za tečaj AP ® biologije, laboratorijsko iskustvo temeljeno na upitima, nastavne aktivnosti i AP ® ispitna pitanja. Cilj učenja spaja traženi sadržaj s jednom ili više od sedam znanstvenih praksi.

Velika ideja 2 Biološki sustavi koriste slobodnu energiju i molekularne građevne blokove za rast, reprodukciju i održavanje dinamičke homeostaze.
Enduring Understanding 2.B Growth, reproduction and dynamic homeostasis require that cell create and maintain internal environments that are different form their external environment.
Osnovno znanje 2.B.2 Growth and dynamic homeostasis are maintained by the constant movement of molecules across membranes.
Znanstvena praksa 1.4 Student može koristiti prikaze i modele za analizu situacija ili rješavanje problema kvalitativno i kvantitativno.
Znanstvena praksa 1.1 Student može stvarati prikaze i modele prirodnih ili umjetnih pojava i sustava u tom području.
Znanstvena praksa 7.2 The student can connect concepts in and across domain(s) to generalize or extrapolate in and/or across enduring understandings and/or big ideas.
Cilj učenja 2.12 The student is able to use representations and models to analyze situations or solve problems qualitatively and quantitatively to investigate whether dynamic homeostasis is maintained by the movement of molecules across membranes.

The structure of the lung maximizes its surface area to increase gas diffusion. Because of the enormous number of alveoli (approximately 300 million in each human lung), the surface area of the lung is very large (75 m 2 ). Having such a large surface area increases the amount of gas that can diffuse into and out of the lungs.

Basic Principles of Gas Exchange

Gas exchange during respiration occurs primarily through diffusion. Diffusion is a process in which transport is driven by a concentration gradient. Gas molecules move from a region of high concentration to a region of low concentration. Blood that is low in oxygen concentration and high in carbon dioxide concentration undergoes gas exchange with air in the lungs. The air in the lungs has a higher concentration of oxygen than that of oxygen-depleted blood and a lower concentration of carbon dioxide. This concentration gradient allows for gas exchange during respiration.

Partial pressure is a measure of the concentration of the individual components in a mixture of gases. The total pressure exerted by the mixture is the sum of the partial pressures of the components in the mixture. The rate of diffusion of a gas is proportional to its partial pressure within the total gas mixture. This concept is discussed further in detail below.

Lung Volumes and Capacities

Different animals have different lung capacities based on their activities. Cheetahs have evolved a much higher lung capacity than humans it helps provide oxygen to all the muscles in the body and allows them to run very fast. Elephants also have a high lung capacity. In this case, it is not because they run fast but because they have a large body and must be able to take up oxygen in accordance with their body size.

Human lung size is determined by genetics, sex, and height. At maximal capacity, an average lung can hold almost six liters of air, but lungs do not usually operate at maximal capacity. Air in the lungs is measured in terms of lung volumes i lung capacities (Figure 30.12 and Table 30.1). Volume measures the amount of air for one function (such as inhalation or exhalation). Capacity is any two or more volumes (for example, how much can be inhaled from the end of a maximal exhalation).

The volume in the lung can be divided into four units: tidal volume, expiratory reserve volume, inspiratory reserve volume, and residual volume. Tidal volume (TV) measures the amount of air that is inspired and expired during a normal breath. On average, this volume is around one-half liter, which is a little less than the capacity of a 20-ounce drink bottle. The expiratory reserve volume (ERV) is the additional amount of air that can be exhaled after a normal exhalation. It is the reserve amount that can be exhaled beyond what is normal. Conversely, the inspiratory reserve volume (IRV) is the additional amount of air that can be inhaled after a normal inhalation. The residual volume (RV) is the amount of air that is left after expiratory reserve volume is exhaled. The lungs are never completely empty: There is always some air left in the lungs after a maximal exhalation. If this residual volume did not exist and the lungs emptied completely, the lung tissues would stick together and the energy necessary to re-inflate the lung could be too great to overcome. Therefore, there is always some air remaining in the lungs. Residual volume is also important for preventing large fluctuations in respiratory gases (O2 i CO2). The residual volume is the only lung volume that cannot be measured directly because it is impossible to completely empty the lung of air. This volume can only be calculated rather than measured.

Capacities are measurements of two or more volumes. The vital capacity (VC) measures the maximum amount of air that can be inhaled or exhaled during a respiratory cycle. It is the sum of the expiratory reserve volume, tidal volume, and inspiratory reserve volume. The inspiratory capacity (IC) is the amount of air that can be inhaled after the end of a normal expiration. It is, therefore, the sum of the tidal volume and inspiratory reserve volume. The functional residual capacity (FRC) includes the expiratory reserve volume and the residual volume. The FRC measures the amount of additional air that can be exhaled after a normal exhalation. Na kraju, total lung capacity (TLC) is a measurement of the total amount of air that the lung can hold. It is the sum of the residual volume, expiratory reserve volume, tidal volume, and inspiratory reserve volume.

Lung volumes are measured by a technique called spirometry. An important measurement taken during spirometry is the forced expiratory volume (FEV), which measures how much air can be forced out of the lung over a specific period, usually one second (FEV1). In addition, the forced vital capacity (FVC), which is the total amount of air that can be forcibly exhaled, is measured. The ratio of these values (FEV1/FVC ratio) is used to diagnose lung diseases including asthma, emphysema, and fibrosis. If the FEV1/FVC ratio is high, the lungs are not compliant (meaning they are stiff and unable to bend properly), and the patient most likely has lung fibrosis. Patients exhale most of the lung volume very quickly. Conversely, when the FEV1/FVC ratio is low, there is resistance in the lung that is characteristic of asthma. In this instance, it is hard for the patient to get the air out of his or her lungs, and it takes a long time to reach the maximal exhalation volume. In either case, breathing is difficult and complications arise.

POVEZIVANJE KARIJERE

Respiratory Therapist

Respiratory therapists or respiratory practitioners evaluate and treat patients with lung and cardiovascular diseases. They work as part of a medical team to develop treatment plans for patients. Respiratory therapists may treat premature babies with underdeveloped lungs, patients with chronic conditions such as asthma, or older patients suffering from lung disease such as emphysema and chronic obstructive pulmonary disease (COPD). They may operate advanced equipment such as compressed gas delivery systems, ventilators, blood gas analyzers, and resuscitators. Specialized programs to become a respiratory therapist generally lead to a bachelor’s degree with a respiratory therapist specialty. Because of a growing aging population, career opportunities as a respiratory therapist are expected to remain strong.

Gas Pressure and Respiration

The respiratory process can be better understood by examining the properties of gases. Gases move freely, but gas particles are constantly hitting the walls of their vessel, thereby producing gas pressure.

Air is a mixture of gases, primarily nitrogen (N2 78.6 percent), oxygen (O2 20.9 percent), water vapor (H2O 0.5 percent), and carbon dioxide (CO2 0.04 percent). Each gas component of that mixture exerts a pressure. The pressure for an individual gas in the mixture is the partial pressure of that gas. Approximately 21 percent of atmospheric gas is oxygen. Carbon dioxide, however, is found in relatively small amounts, 0.04 percent. The partial pressure for oxygen is much greater than that of carbon dioxide. The partial pressure of any gas can be calculated by:

Patm, the atmospheric pressure, is the sum of all of the partial pressures of the atmospheric gases added together,

× (percent content in mixture).

The pressure of the atmosphere at sea level is 760 mm Hg. Therefore, the partial pressure of oxygen is:

At high altitudes, Patm decreases but concentration does not change the partial pressure decrease is due to the reduction in Patm.

When the air mixture reaches the lung, it has been humidified. The pressure of the water vapor in the lung does not change the pressure of the air, but it must be included in the partial pressure equation. For this calculation, the water pressure (47 mm Hg) is subtracted from the atmospheric pressure:

and the partial pressure of oxygen is:

These pressures determine the gas exchange, or the flow of gas, in the system. Oxygen and carbon dioxide will flow according to their pressure gradient from high to low. Therefore, understanding the partial pressure of each gas will aid in understanding how gases move in the respiratory system.

Razmjena plinova preko alveola

U tijelu kisik koriste stanice tjelesnih tkiva, a ugljični dioksid se proizvodi kao otpadni proizvod. Omjer proizvodnje ugljičnog dioksida i potrošnje kisika je respiratorni kvocijent (RQ). RQ varira između 0,7 i 1,0. Kad bi se samo glukoza koristila za napajanje tijela, RQ bi ​​bio jednak jedan. Za svaki potrošeni mol kisika proizveo bi se jedan mol ugljičnog dioksida. Glukoza, međutim, nije jedino gorivo za tijelo. Proteini i masti također se koriste kao gorivo za tijelo. Zbog toga se proizvodi manje ugljičnog dioksida nego što se troši kisik, a RQ je u prosjeku oko 0,7 za masti i oko 0,8 za proteine.

RQ se koristi za izračunavanje parcijalnog tlaka kisika u alveolarnim prostorima unutar pluća, tj alveolar P O 2 Iznad, parcijalni tlak kisika u plućima je izračunat na 150 mm Hg. Međutim, pluća se nikada u potpunosti ne ispuhuju uz izdisaj, stoga se udahnuti zrak miješa s tim zaostalim zrakom i snižava parcijalni tlak kisika unutar alveola. To znači da je koncentracija kisika u plućima niža nego u zraku izvan tijela. Poznavajući RQ, parcijalni tlak kisika u alveolama može se izračunati:

With an RQ of 0.8 and a P CO 2 in the alveoli of 40 mm Hg, the alveolar P O 2 is equal to:

Primijetite da je ovaj tlak manji od vanjskog zraka. Therefore, the oxygen will flow from the inspired air in the lung ( P O 2 = 150 mm Hg) into the bloodstream ( P O 2 = 100 mm Hg) (Figure 30.13).

U plućima kisik difundira iz alveola u kapilare koje okružuju alveole. Kisik (oko 98 posto) se reverzibilno veže na respiratorni pigment hemoglobin koji se nalazi u crvenim krvnim stanicama (RBC). RBC prenose kisik u tkiva gdje se kisik disocira od hemoglobina i difundira u stanice tkiva. More specifically, alveolar P O 2 is higher in the alveoli ( P ALVO 2 = 100 mm Hg) than blood P O 2 (40 mm Hg) in the capillaries. Budući da ovaj gradijent tlaka postoji, kisik difundira niz svoj gradijent tlaka, krećući se iz alveola i ulazeći u krv kapilara gdje O2 veže se za hemoglobin. At the same time, alveolar P CO 2 is lower P ALVO 2 = 40 mm Hg than blood P CO 2 = (45 mm Hg). CO2 difundira niz svoj gradijent tlaka, krećući se iz kapilara i ulazeći u alveole.

Kisik i ugljični dioksid kreću se neovisno jedan o drugome difundiraju niz svoje vlastite gradijente tlaka. Kako krv napušta pluća kroz plućne vene, venous P O 2 = 100 mm Hg, dok je venous P CO 2 = 40 mm Hg. Kako krv ulazi u sistemske kapilare, krv gubi kisik i dobiva ugljični dioksid zbog razlike u tlaku tkiva i krvi. In systemic capillaries, P O 2 = 100 mm Hg, but in the tissue cells, P O 2 = 40 mm Hg. Ovaj gradijent tlaka pokreće difuziju kisika iz kapilara u stanice tkiva. At the same time, blood P CO 2 = 40 mm Hg and systemic tissue P CO 2 = 45 mm Hg. Gradijent tlaka pokreće CO2 iz stanica tkiva u kapilare. The blood returning to the lungs through the pulmonary arteries has a venous P O 2 = 40 mm Hg and a P CO 2 = 45 mm Hg. The blood enters the lung capillaries where the process of exchanging gases between the capillaries and alveoli begins again (Figure 30.13).


Gledaj video: Transformacije formula - 1b - primjena - formule s množenjem (Srpanj 2022).


Komentari:

  1. Tadleigh

    I don't see in this sense.

  2. Banbrigge

    Odličan i pravovremen odgovor.

  3. Elihu

    To je izvanredno, a alternativno?

  4. Petre

    Koliko će koštati postavljanje bannera u zaglavlje stranice?



Napišite poruku