Partialdruck ist der Druck, den ein einzelnes Gas in einer Gasmischung ausübt. Gasaustausch.
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Partialdruck ist der Druck, den ein
einzelnes Gas in einer Gasmischung ausübt.
Gasaustausch
• Sauerstoffdissoziationskurven zeigen wie schnell Sauerstoff bindet;
• Je höher der O2-Partialdruck um so schneller ist die Bindung von Sauerstoff.
Hämoglobin
• Sauerstoff-dissoziationskurven zeigen wie schnell Sauerstoff bindet;
• Je höher der O2-Partialdruck um so schneller ist die Bindung von Sauerstoff.
• Durch veränderte Struktur (Reihenfolge der Aminosäuren) bessere Bindung von Sauerstoff an Fötales Hämoglobin als an mütterliches Hämoglobin.
• Durch veränderte Struktur (Reihenfolge der Aminosäuren) bessere Bindung von Sauerstoff an Fötales Hämoglobin als an mütterliches Hämoglobin.
• Durch veränderte Struktur (1 Häm-Gruppe bei Myoglobin)
bessere Bindung von Sauerstoff an Myoglobin als an Hämoglobin.
Myoglobin
Hämoglobin
Der Bohr-Effekt
Der Bohr-Effekt bezeichnet die Abhängigkeit der Affinität
von Hämoglobin (Hb) zu Sauerstoff von
Kohlenstoffdioxidgehalt (CO2-Partialdruck) und pH-Wert
der Umgebung.
Der Bohr-Effekt bezeichnet die Abhängigkeit der Affinität
von Hämoglobin (Hb) zu Sauerstoff von
Kohlenstoffdioxidgehalt (CO2-Partialdruck) und pH-Wert
der Umgebung.
Der Bohr-Effekt
Der Bohr-Effekt bezeichnet die Abhängigkeit der Affinität
von Hämoglobin (Hb) zu Sauerstoff von
Kohlenstoffdioxidgehalt (CO2-Partialdruck) und pH-Wert
der Umgebung.
Der Bohr-Effekt bezeichnet die Abhängigkeit der Affinität
von Hämoglobin (Hb) zu Sauerstoff von
Kohlenstoffdioxidgehalt (CO2-Partialdruck) und pH-Wert
der Umgebung.
pH-Wert sinkt
pH-Wert sinkt
CO2-Gehalt des Blutes steigt
CO2-Gehalt des Blutes steigt
Sauerstoffbindungskapazität des Hb sinkt
Sauerstoffbindungskapazität des Hb sinkt
Dadurch wird Sauerstoff besser an Muskeln abgegeben.
Dadurch wird Sauerstoff besser an Muskeln abgegeben.
Bohreffekt Bohreffekt O2-Abgabe am Muskel
O2-Abgabe am Muskel
O2-Aufnahme an den Alveolen
O2-Aufnahme an den Alveolen
MuskelMuskel CO2CO2
CarboanhydraseCarboanhydrase
H++HCO3-H++HCO3-
pH-Wert sinktpH-Wert sinkt
Hämoglobin gibt mehr O2 an den Muskel
Hämoglobin gibt mehr O2 an den Muskel
Bohreffekt Bohreffekt O2-Abgabe am Muskel
O2-Abgabe am Muskel
O2-Aufnahme an den Alveolen
O2-Aufnahme an den Alveolen
LungeLunge CO2CO2Abgabe an die
Alveolen
Abgabe an die
AlveolenpH-Wert steigtpH-Wert steigt
Hämoglobin nimmt O2 besser aufHämoglobin nimmt O2 besser auf
Transport von CO2 Transport von CO2
Gelöst im BlutplasmaGelöst im Blutplasma
In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3
-
In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3
-
Gebunden an HämoglobinGebunden an Hämoglobin
Erfolgt auf drei Arten:Erfolgt auf drei Arten:
Zellatmung in den Gewebezellen
produziert CO2
Zellatmung in den Gewebezellen
produziert CO2
Transport von CO2 Transport von CO2
Gelöst im BlutplasmaGelöst im Blutplasma
In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3
-
In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3
-
Gebunden an HämoglobinGebunden an Hämoglobin
• ungefähr 7% des CO2 wird so transportiert• ungefähr 7% des CO2 wird so transportiert
Transport von CO2 Transport von CO2
Gelöst im BlutplasmaGelöst im Blutplasma
In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3
-
In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3
-
Gebunden an HämoglobinGebunden an Hämoglobin
Transport von CO2
Transport von CO2 Transport von CO2 In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3
-In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3-
Carboanhydrase katalysiert Spaltung von Kohlensäure in
Bikarbonat (HCO3-) und
Wasserstoff.
Carboanhydrase katalysiert Spaltung von Kohlensäure in
Bikarbonat (HCO3-) und
Wasserstoff.
H+ bindet an Plasmaproteine
H+ bindet an Plasmaproteine
Pufferwirkung Anfangs pH gleich
Pufferwirkung Anfangs pH gleich
So werden 70% des CO2
transportiert.
So werden 70% des CO2
transportiert.
•Die meisten Protonen werden gebunden an Aminogruppen der Polypeptide von Hämoglobin • und gebunden an Plasmaproteine
•Die meisten Protonen werden gebunden an Aminogruppen der Polypeptide von Hämoglobin • und gebunden an Plasmaproteine
CO2
H2O
Carbo
anhydrase
H2CO3
Cl-
HCO3-
H+
Hb4
H+Ionenvon Häm. UndPlasmaproteinengepuffert
Chlorid-verschiebung
Transport von CO2 Transport von CO2
Gelöst im BlutplasmaGelöst im Blutplasma
In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3
-
In Form dissoziierter Kohlensäure H+ + HCO3
-
Gebunden an HämoglobinGebunden an HämoglobinRund 23% werden gebunden
an Aminogruppen der Polypeptide von Hämoglobin
Rund 23% werden gebunden an Aminogruppen der
Polypeptide von Hämoglobin
Chloridverschiebung
Cl- diffundiert in Erythrozyten
Als Austausch für negativ geladene Bicarbonat-Ionen
Keine elektrische Ladung
Körperliche Aktivität beeinflusst die Ventilationsrate.
Körperliche Aktivität
Energiebedarf
CO2-Gehalt des Blutes
pH-Wert sinkt
Chemosensoren in Aorta
Körperliche Aktivität
Energiebedarf
CO2-Gehalt des Blutes
pH-Wert sinkt
Chemosensoren in Aorta
Körperliche Aktivität Energiebedarf
CO2-Gehalt des Blutes
pH-Wert sinkt
Chemosensoren in Aorta
Senden Nervenimpuls
Atmungszentrum im Gehirn
Elektrische Signale zum Zwerchfell und
Zwischenrippenmuskeln
Schnellere Kontraktion
CO2-Gehalt des Blutes sinktO2-Gehalt des
Blutes steigtSchnellere Atmung
7,6 7,5 7,4 7,3 7,2 7,1 7,0 6,9 6,8 pH-Wert des Blutes
pH-Wert
CO2-Partialdruck
Normalwert
0 2 4 6 8 10 12 14
CO2-Partialdruck in kPa
Asthma• Keypoints:
• Chronische Erkrankung
• Allergie gegen Chemikalien
• Probleme auch bei kalter Luft und SportIrritationen der Luftröhre und Bronchien
• Kontraktion der Muskulatur der Bronchiolen
• Anschwellen der Wand der Bronchiolen
• Hohe Schleimproduktion Geringerer Gasaustausch
• A großes Lumen
• B zu enges Lumen
• C geschwollene Wand der Bronchiolen
• D Muskeln E Schleim
Sauerstoffaufnahme in höheren Lagen
Probleme in höheren LageDruck und der Sauerstoff-Partialdruck geringer.
Mit Luftwechsel in Lungen wird Hämoglobin nicht vollständig gesättigt.
Die Gewebe bekommen weniger Sauerstoff.
Eventuell chronische Höhenkrankheit Symptome der Höhenkrankheit sind: Schwindelgefühl, Müdigkeit, Kopfschmerzen und Atemlosigkeit.
Schnellere Abgabe von CO2
AkklimatisationVentilationsrate und -tiefe erhöht sich.
Knochenmark bildet mehr Rote Blutkörperchen.
mehr Hämoglobin in den roten Blutkörperchen
mehr Myoglobin in den Muskelzellen
mehr Kapillaren in MuskelnHämoglobinaffinität zu Sauerstoff nimmt ab
Sauerstoffabgabe an Myoglobin schneller
Lungenkapazität (Oberfläche und dadurch Menge der Aufnahme von Luft) nimmt zu
Es kommt außerdem zu Anpassungen des Menschen in Form des Verhaltens
z.B. langsamere Bewegungen, schnelleres Atmen, zusätzliche Zufuhr von
Sauerstoff bei extremen Bedingungen (Besteigen des Mount Everest).
• Bohr-Effekt Bei Bindung von O2 erfolgt eine
Konformationsänderung, wodurch die Acidität (pH
niedriger) erhöht und Protonen freigesetzt werden. Durch
Erniedrigung des pH-Wertes sinkt die O2-Bindungskapazität.