Kompendium i lungfysiologi Homeostas HT-15 Jonas Liefke

Kompendium i lungfysiologi Homeostas HT-15 Jonas Liefke Sida Titel Respiration I PBL 8 Morfologi, mekanik, gasutbyte 2 Luftvägarnas anatomi 9 Ventilationsmekanik 13 Spirometri, lungvolymer 14 Gasutbyte mellan luft och lungor Respiration II PBL 9 Gasutbyte, andningsreglering 18 Gastransport i blod 21 Gasutbyte mellan blod och vävnad 22 Andningens reglering 27 Syra-bas 28 Ventilation/ perfusion 29 Reglering av kroppstemperatur Referenser: Boron, Vanders, Marieb, föreläsningar oh extentor. 1

Respiration I (morfologi, mekanik, gasutbyte) Studiemål PBL 8, respiration 1 Respiratoriska systemets anatomi. konduktiva zonen. respiratoriska zonen. blodförsörjning. perfusion. lungsäcken Respiratoriska volymer och kapaciteter Pulmonell ventilation. inspiration/ exspiration, muskler, resistans Gasutbyte:. alveolernas anatomi. partialtryck. alveolära gasen Astma. Beskrivning. farmakologi Luftvägarnas funktion Gasutybte- själva respirationen. Oxidativ metabolism Lukt Röstgenerering Vaskulär homeostas - ph reglering genom CO2 driven ventilation. - Bildning av angiotensin II, ACE, angiotensin converting enzyme. Beskriv luftvägarnas olika delar makro- och mikroskopiskt Conducting zone - Nares - Cavitas nasi - pars nasalis pharyngis, nasopharnyx. Tonsilla pharyngis - pars oralis pharyngis, oropharynx. Tonsilla palatina, tonsilla lingae - laryngea pharyngis, laryngopharynx - larynx - trachea - Bronkus principales - bronkus lobares - bronkus segmentales Funktion: - Leda luften till och från lungorna för gasutbyte - Värma luften - Fukta luften - Rena luften från patogener - Näsan har även en funktion i talet (resonans) och innehåller olfaktoriska receptoreràlukt. Respiratoriska luftvägar. - Brunchioli respiratorii - Ductus alveolaris 2

- Sacculi alveolaris - Alveoli pulmonis Airways in the Human Lung Generation Yta Brosk Goblet Cells Elastic Tissue CONDUCTING AIRWAYS GAS EXCHANGE Trachea 0 Bronchi Bronchioles Terminal bronchioles Respiratory bronchioles Alveolar ducts Alveolar sacs 1 2 3 4 17 18 19 20 21 22 23 0.00025 m2 0.00024 m2 0.03 m2 0.09 m2 140 m2 Alternativ indelning: Övre luftvägar- cavitas nasi, pharynx, larynx (struphuvud) Nedre luftvägar- Trachea, bronker, alveoler. 3

Nasus - Leda luften till och från lungorna för gasutbyte - Värma och fukta luften - Näsan verkar som en värmeväxlare där luften som andas in värms genom att venösa plexa ger ifrån sig värme, och när varm luft genom utandning går genom samma område kommer luften att ge ifrån sig värme till kärlen. - Filtrera och rena luften från patogener - Näsan har även en funktion i talet (resonans) och innehåller olfaktoriska receptoreràlukt. Nares Septum nasià lamina perpendicularis + vomer Choanae näsans öppning bakåt mot nasopharnyx Conchae nasalis sup/med/inf àmeatus nasi sup/ med/inf Vibrissae- näshår Näsans slemhinna består av två typer av epitel - Olfaktorisk epitel i näsans övre del. Luktceller - Respiratorisk epitelà o pseudostratifierat epitel med gobletceller. o Under denna slemhinna finns rikligt med mukösa och serösa körtlar--> innehåller lysozyme, antibakteriellt. o Det produceras även defensiner som släpps ut på slemhinnan-à antibiotikum. o Många av cellerna har cilier som piskar slem och medföljande bakterier och skräpprodukter till svalget för att oskadliggöras i magen. I nära anslutning till näsan och med gångar in i näsan finns flera sinusà paranasala sinusà Bihålor. - Sinus frontalis - Sinus ethmoidalis - Sinus maxillaris - Sinus sphenoidalis Rhinità inflammation i näsans slemhinna pga, förkylningsvirus, streptococcer eller allergener. Sinuità Inflammation i bihålorna. NÄSKAVITETEN concha superior concha media concha inferior cavum nasi vestibulum nasi (tuba auditiva) superior media inferior Pharynx - pars nasalis pharyngis, nasopharnyx. Tonsilla pharyngis 4

- pars oralis pharyngis, oropharynx. Tonsilla palatina, tonsilla lingae - laryngea pharyngis, laryngopharynx - Ostium pharyngea tubae auditiva även NALT (Nasal Associated Lymphoid Tissue) Larynx - Ser till att luftvägen är öppen vid in-och utandning - Reglerar epiglottis så att mat går till oesophagus och att luft ner i trachea. När vi sväljer lägger sig epiglottis som ett lock över trachea vilket gör att mat ej hamnar i övre luftvägarna. - Produktion av ljud och tal Trachea - ca 10-12 cm lång och ca 2 cm i diameter - Ligger framför oesophagus - Gobletceller och pseudostratifierat columnärt epitel med cilia. - Seromukösa körtlar - Hyalint brosk i hästskoformade broskringar som motverkar tracheas kollaps vid kraftig andning. Bronker - varje förgrening = generation, det finns ca 23 generationer ner till alveolerna - Bronkerna börjar ungefär vid T7 vid upprätt ställning - Den högra bronkus principalis har en mer vertikal väg och är något vidare än vänster. Detta gör att felsvalda objekt oftare fastnar här. - Bronkus principales går genom hilus pulmonis där de delar upp sig i bronkus lobaris - Har irreguljära broskpläteringar - I takt med minskande diameter och ökat antal generationer går epitelet från att vara pseudostratifieratà àkolumnärtàcuboidaltà platt. Detta samtidigt som mängden glatta muskelceller ökar i takt med ökad genereation. Antalet cilier minskar, brosket försvinner och gobletceller minskar i antal. 5

Posterior view Bronker Larynx c. thyroidea c. cricoidea Trachea bronchus lobares superior bronchus principales dxt. cartilagines tracheales (15-20st) bifurcatio tracheae bronchus principales sin. bronchus lobares superior sin. bronchus lobares media bronchus lobares inferior dxt + sin Bronkioler - Mindre än 2 mm i diameter - Inget brosk i väggarna - Inga cilia - Inga gobletceller Alveoli pulmonis - Är ändterminalen i luftvägen och består i princip av en luftfylld liten säck med en tunn vägg där gasutbytet sker. - Enkelskiktat plattepitel som ffa består av Typ 1 celler. Dessa sitter på ett tunt basalmembran och dessa tillsammans bildar den 0.5um tjocka väggen. - På utsidan av väggen finns elastiska fibrer och utanför dessa finns rikligt med pulmonella kapillärer. - I väggen finns även typ II celler vilka producerar surfactant och verkar som stamceller för typ I celler. - Här finns även pulmonella makrofager, dust cells. - Här finns även Kuhns porer som är luftfyllda gångar mellan alveoler som vilka bidrar till att jämna ut ventilationen och optimera gasutbytet över lungytan. En alternativ väg för luften till en alveol som har en ofungerande bronkiol. 6

ALVEOLENS UPPBYGGNAD Terminal bronkiol Sacculi alveolaris (alveol säck) Bronchioli respiratorii Bronk (respiratorisk bronkiol) Bronkiol text Alveoli pulmonis (ca200 um) Mucociliära transportsystemet Mucus görs av gobletceller och underliggande körtlar Innehåll: muciner, anti-bakteriella enzym, immunoglobuliner och elektrolyter. - Transporterar bort partiklar/bakterier/förbrukade celler: ca 1 cm /min - Cilierna slår i riktning mot larynx Mucus Hög viskositet Låg viskositet.. Mucociliary Clearance.. Cystisk fibros. MUCUS - Autosomal genetisk sjukdom. Görs - av: Mutationer i kromosom 7 CFTR-genen. -Goblet - Dysfunktionell celler transepitelial jontransport- hög viskocitet på mucusà försämrad (bägarceller) mucociliär transportà infektioner. - Körtlar Pulmonär Innehåller cirkulation Lågtryckssystem- -Muciner 25/10 MAP 15 Väldigt -Anti-baktierella låg reisistans. enzym -Immunglobuliner - Electrolyter Migration Lungornas blodförsörjning För syresättning: Ventriculus dexter à truncus pulmonalis àarteria pulmonalis dx/sin àa. lobaresàaa. segementalisàaa.lobularisàkapillärerà 4 st vv. Pulmonalis à atria sinistrum TJ 7

För blodförsörjning Aortaà a. bronchiolesàhilumàförsörjer all lungvävnad utom alveoli som försörjs per diffusion från lågtryckssystemet (kapillärerna). När a. bronciales har syresatt själva lungvävnaden sker en shuntning av blod- dvs dessa tömmer sig i v. Pulmonalis vilken senare går vidare till vänster förmak. Detta betyder att venöst och arteriellt blod blandas innan det går vidare till systemkretsloppet. Lungornas anatomi pulmọnes- Lungor apex pulmọnis basis pulmọnis hilum pulmọnis radix pulmọnis Pulmo dexter - fissura obliqua - fissura horizontalis - pulmonis dextri lobus superior, lobus medius pulmonis dextri lobus inferior Pulmo sinister - fissura obliqua (fissura major) - lobus superior inferior - impressio cardiaca lingula pulmonis sinistri Apex pulmonis Fissura obliqua Lobus superior Lobus superior Fissura obliqua Lobus inferior Fissura horizontalis Lobus medius Lobus inferior Fissura obliqua Basis pulmonis Lungorna delas in i flera undergrupper 1. Lober. Följer makroanatomin ovan. 2. Segment. Indelas efter bronkernas segmentella uppdelning. 3. Lobuler Pleura Pleura parietalis. Täcker thoraxväggen samt diaphragma. 8

Cavitas pleuralis, subatmosfäriskt tryck. Pleura visceralis. Täcker hela lungparenkymet, även ner i fissurer. Förklara ventilationen, d.v.s. hur in- och utandning åstadkommes Muskulatur involverad i in-och utandning Inspiration I vila: - Diafragma, n phrenicus. Auxillära: - m. Intercostalis externus, mm. Scaleni. M. Scm, m. Pectoralis minor. Expiration Exspiration I vila. Passivt - Passivt av diafragmas elasticitet - Passivt av lungparenkymets elasticitet (innehåller mycket elastisk bindväv). - Passivt av alveolernas ytspänning I arbete: m. Intercostalis internus och den abdominella muskulaturen. 9

Ventilationsmekanik Ventilation: utbytet av luft mellan atmosfär och alveoli. Luft förflyttas genom bulkflöde från ett område med högre tryck till ett område med lägre tryck. Boyle s lag: P1V1= P2V2. En ökad volym ger minskat tryck av gasen. Medan en minskad volym ger ökat tryck av gasen. Detta utnyttjas under in- och utandning för att åstadkomma ett alveolärt tryck under respektive över det atmosfära trycket. Atmosfärtrycket är 760mmHg, detta sätts som referens och är då 0mmHg. Det alveolära trycket är i förhållande till detta, vid inandning är det alveolära trycket mindre än 0, dvs negativt. Och vid utandning är det alveolära trycket högre än noll. Alveolärtrycket: Palv Palv= Ptp + Pip Intrapleuraltrycket: Pip. Är alltid negativt. Minskar med ökad volym Transmuralt tryck Ptp = alveolärt tryck Palv minus intrapleuraltrycket Pip. Ptp = Palv- Pip. Ökar med ökad volym Lungornas elastiska återfjädringstryck Ptp genereras av 1. Lungvävnadens elasticitet. Ffa lungans bindvävs elasticitet. Vid en förtjockning av denna(fibros) kommer complience att minska. 2. Ytspänningen inuti alveolerna. Denna minskas dock av surfactant. Tansmuraltrycket över lungorna (Ptp) ökar för att fylla dem med luft genom att sänka trycket runt lungorna (Pip) relativt till trycket innanför lungorna (Palv). Det är samma krafter, Ptp, som retraherar pleura och som håller intrathorakala luftvägar utspända. Lungornas volym beror av två saker: 1. Skillnaden i tryck på in- och utsidan av lungorna. Dvs de krafter som drar ihop eller drar ut lunganà Transpulmonary pressure Ptp 2. Lungornas complience. C=V/P, Förändringen av volym i förhållande till trycket som behövs för att göra förändringen. Dvs hur mycket de ger med sig för varje given förändring av transpulmonärt tryck. Palv drar ihop lungorna- dvs gör att lungvolymen blir mindre Pip drar ut lungorna- Gör lungvolymen större. Det tryck som vi kan ändra på är alveolartrycket, detta mha att förändra thorax dimensioner, dvs genom att ändra Pip. En större thorax ger ett minskat alveolärt tryck medan en förminskning av thorax ger ett högre alveolärt tryck. Vid exspirationen kommer Pip att bli mer positiv, närmre noll. Vid inspirationen kommer Pip att bli mer negativ. à Ptp ökar à Ökad kraft inåt efterhand. Palv blir mindre. Pleuratrycket i stående är mer positivt i dekliva delar och mindre mer apikalt. Detta gör att apikala lungzoner har låg tänjbarhetà ventilation till de basala delarna. Det låga Pip mer apikalt gör även att luftvägarna hålls öppna. Eftersom lungorna alltid har luft i sig måste transmuraltrycket PtP alltid vara positivt, dvs Palv> Pip. Vid vila (dvs ingen insp/exp) måste således Pip vara negativt. Detta eftersom Palv då är lika med atmosfärtrycket dvs 0. Intrapleuraltrycket Pip blir negativt för att lungorna har en elastisk återfjädring och vill kollapsa samtidigt som thoraxväggen vill expandera. Detta gör 10

att de två pleurabladen vill dra sig lite ifrån varandra, iom att de har en tunn film av vätska mellan sig och ingen luft, kan de inte dras isär och vi för ett tryck inuti caviteten som är negativ, dvs ett fysiologiskt vakuum. Flöde Lungornas flöde styrs av Patm Palv. Palv = Ptp + Pip Om Pip blir mycket negativt, som vid inandning, kommer även Palv bli lågt.--> lägre än Patm och luft flödar in i lungorna. Genomsnittlig skillnad mellan Patm och Palv vid tidalvolym är ca 1mmHg. I lungorna gäller: F= (Palv-Patm)/R Det vill säga att flödet är lika med skillnaden i tryck mellan alveol/ atmosfär delat med resistansen. Pousieuilles ekvation. På liknande sätt som i cirkulationssystemet så är resistansen inverst proportionell till radien upphöjt med 4. Dvs radien spelar mycket stor roll för resistansen. Inspiration: diafragma dras nedåt och costae dras utåt/ uppåtà intrapleuraltrycket minskar (på grund av boyls lag) à Detta gör att Ptp (transpulmonaltrycket) kommer att ökaàthorax dimensioner förstorasàdrar med sig lungparenkymet (ökad volym), vilket gör att det alveolära trycket blir mer negativt jämfört med Patm (boyls lag) och luft åker inåt. Palv<Patm à luft flödar in i lungorna. Vid expiration: Palv>Patm. Och luften flödar då från lungorna till atmosfären. 11

Det som håller luftvägarna öppna: 1. Eftersom det transpulmonella trycket ökar vid en inandning ökar även luftvägarnas radieàresistansen mindre när lungorna expanderar. Motsatsen sker vid exp. 2. Den elastiska bindväven i lungorna drar i samtliga kringliggande vävnader över hela lunganàlateral traktion. Detta håller både alveoler och luftvägar öppna. Vid en forcerad utandning kommer det intrapleurala trycket att bli högra vilket i sin tur gör att de små luftvägarna trycks ihop och vi får en ökad resistans. Krafter som verkar på bronkerna Kontraherande: Ytspänning, Muskulära krafter och elastiska krafter (återfjädring) Balanserande: Ptp Interdependence Varje struktur (ex alveol) i lungorna vill slutas ig pga sin elastiska återfjädring. Strukturen hålls dock öppen pga omgivande strukturer, i.e. alveolers, återfjädring. Om en struktur får ökad slutningstendens, ökad ytspänning eller bronkospasm, tänjs övriga strukturer ut och får i sin tur ökad återfjädring. à förhindrar kollaps av strukturen. Laplace lag: Tryck, ytspänning(t) och radien. P = 2T/r När radien på en alveol minskar så ökar trycket. Surfaktant minskar ytspänningen mest i alveoler med mindre radie vilket gör att de inte faller ihop av de höga trycketàfler öppna alveoler. Surfactant: 1. Produceras av typ 2 pneumocyter 2. Består av fosfolipider och protein 3. Minskar ytspänningen inne i alveolerna. Minskar den framförallt i mindre alveoler vilket gör att resistansen i dessa minskar. 4. En djup inandning ökar sekretionen av surfaktant. Ptp håller intrathorakala luftvägar utspända - Nära TLC, dvs i slutet av inandningen, är Ptp högt och luftvägarna är väl ustpända.--> litet luftvägsmotstånd. - Ptp avtar närmre RV, vid exspiration, luftvägarna komrpimeras (radien minskar) och luftmotståndet ökar. Bernoulli- effekten. När flödeshastigheten ökar minskar trycket från flödet på luftvägarna. Inom det primärt trånga eller komprimerade området. När trycket från luften minskar kommer den elastiska återfjädringen att bli större än trycketà luftvägarna komprimeras. När luftvägen komprimeras blir Bernoulli-effekten stor. 1. I en förträngd luftväg blir flödeshastigheten stor. 2. Gasmolekylernas rr riktas mer och mer i flödets riktning 3. Trycket mot luftrörens laterala ytor minskar 4. Luftvägen komprimeras då med ännu större kraft. Dynamisk kompression startar pga ett resistivt tryckfall men det är bernoullieffekten som blir den kraftfullaste faktorn som leder till att flödes begränsas helt. Dvs luftvägen kollapsar för att återställa tryckskillnaden. Dynamisk kompression, När Pip är lika med eller högre än Palv- dynamisk kollaps av luftvägarna. 12

Forcerad exspiration, hosta och obstruktion Ex. bronkokonstriktion: För att luften ska komma ut genom ett trängre rör kommer det krävas ett högre tryck och flödeshastigheten över obstruktionen kommer att öka. Det kommer att skapas en tryckgradient med lägre tryck framför obstruktionen och högre tryck framför obstruktionen. Det lägre trycket mot luftvägarnas väggar gör att väggarna drar sig inåt till dess att de täpps till så att tryckgradienten utjämnas. Sedan öppnar de igen och processen startas om. Ronki. Krafter på luftvägen: Dilaterande: Pel/ Ptp Komprimerande: tryckfall= Rxflöde Equal pressure point,epp : Rxflöde =Pel/ Ptp Ovanför EPP: dynamisk kompression Dynamisk kompression när - Flödet är stort- hosta FEV - R är stort: astma - Pel är lågt. Emfysem Redogör för de volymer och kapaciteter som kan mätas med spirometri Dynamisk spirometri: Mätning av lungvolymer över tid. Ex - PEF. Peak exspiratory flow - FEV1. Forced exspiratory volume in one second. Volymer: Tidalvolym: Vt. normal andning. Ca 500ml, Inspiratorisk reservvolym: IRV. Ca 3000ml Exspiratorisk reservvolym: ERV. 1200 ml Residual volym. RV. 1200ml. Kapaciteter Total lungkapacitet- TLC Vitalkapacaitet: Vc forcerad inandning till forcerad utandning. TLC -RV Funktionell residualvolym: FRC. ERV+RV FEV1. Forced exspiratory volume in 1 sec. Ska vara 80% av Vc hos frisk. Obstruktiv: FEV1 mindre än 80% av VC. Svårt att andas ut Restriktiv. Normal FEV1 (dvs ok ratio) men minskad total Vc och FEV1. Svårt att andas in. Alveolär ventilation= (tidalvolym- funktionell deadspace) x andetag per minut. Anatomiskt deadspace: luften som finns i Konduktionssystemet och som inte är med och deltar i gasutbytet. Ca 150ml. Alveolärt deadspace: Matchningen mellan alveolernas ventilation och perfusion är inte perfekt. Luft kommer till områden som inte är perfunderade. Funktionellt deadspace= Anatomiskt deadspace plus alveolär deadspace. 13

Förklara hur gasutbyte sker mellan gasfas och vätska i lungorna Gasernas partialtryck PO 2 (mmhg) PCO 2 (mmhg) Atmosfär 159 0,23 Alveol 100 39 Artärblod 95 41 Venblod 40 45 Trycket som en gas utövar är proportionell till koncentration och temperatur. Daltons lag: I en mix av gaser är respektive gas tryck skiljt från de andra. Detta gör att det totala trycket är lika med summan av samtliga gaser i blandningen. De individuella trycken kallas för en gas partialtryck och är märkt med ett P framför. Ex po2. Partialtrycket är direkt proportionell till koncentrationen i gasen. Diffusion av en gas kommer att ske från ett område där paritaltrycket är högre än vad partialtrycket är på i det andra området. Henrys lag: Partialtrycket av en gas som kommer att lösas i vätska kommer att vara direkt proportionell till gasens partialtryck utanför vätskan. Om en vätska kommer i kontakt med luft som innehåller en viss mängd av en gas kommer molekylerna i gasen att lösa sig i vätskan. Partialtrycket av en gas i vätskan är dock inte samma sak som koncentrationen av den gasen i vätskan. Koncentrationen av gasen i en vätska är beroende både av partialtrycket av gasen men också gasens löslighet i vätskan. Alltså kan två gaser ha samma partialtryck men finnas i olika mängd i vätskan beroende av deras olika löslighet. 14

Det alveolära partialtrycket CO2 och O2 kommer i princip att vara proportionellt till arteriellt PCO2 och PO2. Atmosfärtrycket = Summan av samtliga gasers partialtryck. Dvs 760mmHg. 100kpa Eftersom luften innehåller 21% syre innehåller luften (0.21x760) = 160 mmhg vid havsnivå. Samma som 21kpa. Normalt atmosfäriskt gastryck: PO2 160mmHG och PCO 20.3mmHG Alveolärt gastryck: Normalt alveolärt gastryck är PO2 105mmHg och PCO2 40mmHg. Blodets gastryck: Artärsidan PO2 = 100 mmhg PCO2 = 40mmHg Vensidan PO2= 40mmHg PCO2 = 46 40 mmhg = 5.3 kpa 46 mmhg = 6.1 kpa 60 mmhg = 8.0 kpa 100 mmhg = 13.3 kpa 105 mmhg = 14.0 kpa Vander s Human Physiology O2 upptaget i vila är ca 250ml/ min medan Co2 upptaget är ca 200ml/ min. Detta är alltså vad vävnaden använder respektive gör av med i form av O2 och CO2. Vid ansträngning kan detta öka flerfaldigt och vi får en O2 konsumtion >4l/ min och en Co2 produktion på >3.2l/min. 15

Det alveolära syretrycket är lägre än det atmosfäriska ffa pga att syre hela tiden lämnar alveolen till kapillärnätverket. Faktorer som bestämmer alveolärt PO2 1. PO2 i atmosfären 2. Graden av alveolär ventilation 3. Graden av syrekonsumtion En minskad alveolär ventilation kommer att minska mängden CO2 i utandningen och således öka den alveolära PCO2. Även en ökad metabolism kommer att medföra en ökad PCO2. Gasutybtet i lungorna, O2 och CO2 Är inte diffusionsbegränsat i normalfysiologin. Utbytet är ffa perfusionsbegränsat. Blodet är under ca 1 sekund tillgänglig för syrgasutbyte i kapillären. Som man ser i grafen nedan så är blodet helt syresatt redan vid 33% av kapillärens längd. Vid ökat CO kommer allt mer av kapillärens längd att utnyttjas för syresättning av blodet. Dock kommer sällan kapillärens hela längd att utnyttjas. Olika delar av lungan är olika ventilerat och perfunderat. Vid träning kommer större områden att perfunderas. Detta pga den kraftigt ökade hjärtminutvolymen, för att inte lungparenkymet ska gå sönder så minskas resistansen genom att öppna upp fler kärl. 16

Den alveolära ventilationen och gasutbytet är normalt sett tillräckliga för att syresätta blodet till fullo. Således hålls PaO2 och PaCO2 konstant. PaO2 kan öka något vid hyperventilation medan PaCO2 kan minska något vid hyperventilation. 17

Respiration II (gastransport och andningsreglering, temperaturreglering) PBL 9 Studiemål Hur regleras lungornas aktivitet - arbete/ vila - högre centra - kemoreceptorer Hur sker transporten av O2 och CO2 Hur sker gasutbyte - Lunga/ blod -Vävnad/ blod Hemoglobin Syremättnad Ventilationens del i syra/ bas - Davenportdiagram Reglering av kroppstemperatur Reglering av lungans ventilation/ perfusion Redogöra för hur gastransport sker i blod En liter arteriellt blod innehåller ca 200ml syre. Detta vid 100% saturation. - 98.5% finns bundet till hemoglobin, dvs 197ml - 1,5% är löst i blodet. Ca 3ml. Är den del som utövar partialtrycket. Cardiac output ca 5liter/min O2 till vävnader = 5liter/ min x 200ml O2 = 1000ml O2/min. Ca 250 ml av detta syre utnyttjas i vila och kommer således att behöva fyllas på i lungorna. Hemoglobin - Består av fyra subenheter med vardera hemgrupp och globinmolekyl. - Varje hemgrupp innehåller en Fe2+ (järn) molekyl. - Varje Fe2+ kan binda en O2 molekyl. Dvs varje hemoglobinmolekyl kan binda 4 O2 molekyler. Det finns flera varianter av hemoglobin. 1. HbA = 2alfa och 2beta subenheter. Vanligast. 2. HbA2 = 2alfa och 2 delta (2% av pop) 3. HbF= 2 alfa och 2gamma O2 +Hb àhbo2 Syre + deoxyhemoglobin = oxyhemoglobin. CO2 + deoxyhemoglobin- Karbaminohemoglobin. Ca 3% av den totala CO2 transporten. Hemgruppen som binder syret finns i en hydrofob ficka på proteinets insida och är omsluten av myoglobinmolekylen. När syret binder till järnet sker en partiell förflyttning av en elektron från järnet till syret. En distal histidin hjälper till att stabilisera syremolekylen och gör att den släpps av vid rätt tillfälle. Syremolekylen binder in snett, pga det distala histidinet, till järnet vilket gör att den inte binds lika hårt. CO däremot binds in rakt vilket gör att den binder in hårdare. Ko-operativitet- jämförelse av syrebindningsförmågan hos myoglobin och hemoglobin. Hemoglobin. Kommer vid högt syretryck att bli mättad och vid lägre tryck po2 8 i vävnaderna, att ha lättare att avge sina syremolekyler. Inbindningen av en syremolekyl O2 till 18

hemoglobinet kommer att förändra konformationen så att nästa syremolekyl binds in lättare till nästa osv. Processen visar en sigmoidal mättnadskurva. Även det omvända gäller, när en syremolekyl har avgivits kommer nästa att ha lättare att avges. Myoglobin blir mättat redan vid låga tryck och skulle i blodet behålla det mesta av sitt syre. Då syretrycket i vävnaderna är litet kommer myoglobinet ändå kunna binda syre. Myoglobin kan endast binda en molekyl med hemoglobin kan binda in 4. 5.3 kpa 8 kpa 13.3 kpa Alloster reglering En molekyl eller substans binder in på målmolekylen på ett annat ställe än active site och har en inverkan på dess aktivitet. Den allostera effectorn liknar inte det ämne som egentligen binder in. 2.3 BPG är ett exempel. Liknar ej O2. Effekter av CO2,H+ och 2,3 BPG- samt molekylär bakgrund till dessa effekter. 2,3- bifosfoglycerat. 2,3 BPG. Minskar affiniteten till syre. 2,3 BPG, som är negativt laddad, binder in till den centrala kaviteten i hemoglobin som är positivt laddad. Detta gör att inbindningen till syre försvåras. Dissociationskurvan förkjuts åt höger. Man kan också säga att syre lättare avges vid närvaro av 2,3BPG. (dvs i vävnaderna). ph. Vid minskat ph sänks affiniteten till syre. Bohr-effekten, syremättnadskurvan förskjuts åt höger. Koldioxid och vätejoner produceras i perifer vävnad och sänker ph. De verkar som allostera effektorer och binder in till hemoglobinet på andra ställen än där syret binder in. Högre ph i lungorna ger ökad aff för syre. Vid lågt ph kommer Histidinet att protoneras varvid en jonbindning till asp94 att stärkas. Det sker då en konformationsändring som leder till att syre lättare dissocieras. CO2. Påverkar dels genom att omvandlas till kolsyra som sedan dissocierar till H+ joner vilket sänker ph, se ovan. CO2 kan även binda in till hemoglobin vilket kommer att förändra konformationen och minska affiniteten för syreàökad avgivning av syre i perifer vävnad. Jämförelse av HbF (fetalt hemoglobin) och HbA (adult hemoglobin)- vad är innebörden av detta? HbF består av 2 alfa och 2 gamma-subenheter och har färre positiva laddningar i centrum (gamma har inga positiva laddningar medan varje Beta har en positiv laddning, HbA 2alfa och 2 beta), detta gör att 2,3BPG binder in svagare. 19

HbF har en högre affinitet för syre än adult HB. Detta gör att HbF kan extrahera syre vid relativt höga syrgastryck. Syret kommer därför att transporteras från mamma till barn. Redogör för den molekylära bakgrunden till sickle-cell anemi. Särskilt vanlig hos den svarta befolkningen. De röda blodkropparna blir halvmåneformade. De lyserar lättare med anemi som följd. Fiberstrukturerna gör att de lätt bildar aggregat, sätter stopp i kapillärer och ökar risken för stroke och hjärtinfarkt, ökar även risken för bakteriell infektion. Pga en kromosomförändring som måste nedärvas homozygot (dubbel uppsättning). Hemoglobinet kristalliseras och bildar långa fiberstrukturer som inte kan binda syre. Den 6e aminosyran glutaminsyra har bytts ut mot valin. Den muterade formen kallas för Hemoglobin S HbS. Kolmonoxid. CO, binder till hemoglobin på samma ställe som syret. Komplexet kallas för karboxyhemoglobin. Binder 200 gånger starkare till hem än syret (200x högre aff). Om kolmonoxid binder in till en subenhet kommer följande subenheter att binda in mycket hårdare till syremolekyler och kurvan förskjuts åt vänster. Affiniteten till syre ökar och hemoglobinet kan ej lämna syret i perifer vävnad. SO 2, % 100 80 60 40 Ordinär kurva Maximal ansträngning hos atlet Fosterhemoglobin Högerförskjutning hög temperatur högt pco2 lågt ph hög halt DPG (arbetande muskel, anemi, hög höjd) 20 0 0 5 10 15 PO 2, kpa Vänsterförskjutning fosterhemoglobin högt CO Hb Bohr effekten När CO2 diffunderar från lungkapillär till alveol ökar ph i blodet. Därigenom vänsterförskjuts dissociationskurvan och affiniteten för O2 ökar. I perifer vävnad sker det motsatta; diffusionskurvan högerförskjuts när CO2 diffunderar från vävnaden till blodet (ph minskar) och affiniteten för O2 minskar. Haldane effekten 1. I vävnaden. När O2 avges i vävnaden ökar hemoglobinets affinitet för CO2. 2. I lungorna. När syre binder in till hemoglobin kommer detta att minska affiniteten för CO2 och syre ersätter CO2. Saturation= O2 bundet till HB/ HB maximala syrebindningskapacitet x100. Detta ger alltså procenten av Hbmolekylerna som är saturerade av syrgas. Den totala mängden syre som finns i blodet består dels av saturation av HB- molekylerna men också av antalet HB-molekyler. Anemi- Minskat HB innehåll i blodet. Hemoglobinets dissociationskurva En högerförskjuting av kuvan ger att syre kommer att kunna lossna från hemoglobin vid 20

högre PO2. Syret kommer lättare att gå från hemoglobinet i blodet till vävnaden. Globinmolekylerna i deoxyhemoglobin är bundna så att de har låg affinitet för syre. När en O2 molekyl binder in kommer detta leda till koonformation av globinmolekylerna vilket gör att de kvarstående bindningsställena för O2 blir mer lättillgängligaàökad affinitet för O2. Kurvan är väldigt brant mellan 10-60 PO2 och relativt plan mellan 70-100 PO2. Vid PO2 60mmHg är hemoglobinet ca 90% saturation. Detta har en buffrande effekt då ett stort tryckfall i PO2 ändå kan saturera blodet till 90%. Den branta delen av kurvan fungerar väl i vävnaden då PO2 går från 100mmHg à40mmhg. Detta ger en hög dissociation av O2 från hemoglobin vid en relativt liten tryckminskning. När det venösa blodet når lungorna är PO2 40mmHg, blodet är då saturerat till ca 75%. Detta betyder att endast 25% av O2 i blodet har använt av cellerna i metabolismen. Detta gör även att vi har en stor reserv att ta till vid exempelvis fysisk aktivitet. Förklara hur gasutbyte sker mellan blod och vävnadsceller Cellerna konsumerar O2 och producerar CO2. Där av är intracellulär PO2 lägre och PCO2 högre än i arteriellt blod. Lägst PO2 har mitokondrierna vilket gör att de alltid har en positiv gradient av O2 in. 21

180 160 Luft (159), mm Hg (torr) P O 2 140 120 100 80 60 40 20 0 Alveol (103) Atmosfär Artär (98) Kapillär (40) Myoglobin (2-3) Mitokondrie (1-2) Mitokondrie Netto diffusion sker pga skillnad i PO2 resp CO2 mellan olika kompartments. Ju mer vävnaden arbetar desto mer ämnen skapas som gör att hemoglobinets dissociationskurva högerförskjuts. Mer syre kan lämna blodet och gå in i vävnaden och mer CO2 kan tas upp till blodet och sedan ventileras ut.! Mängden syre som tas upp av vävnaden beror på blodflödet och a v O 2 differensen! Ökning av a v O 2 differens vid arbete, d.v.s. mer syre avges per volymsenhet blod som passerar musklerna Redogör för hur andningen regleras i vila och under fysisk aktivitet Minutvolum. 500 ml x12 = 6000 Deadspace (150x12) = 1800 Alveolär ventilation = 6000-1800=4200ml /min Ventilation i vila: 5-10liter per minut Ventilation i arbete: 100-200 l/ minut. 22

Det går ca 20-25 liter luft per liter O2 som förbrukas. Pulmonell ventilation = frekvens x Vt. Tidalvolymen i vila är ca 500ml. Denna kan öka 7-8 gånger. Andningsfrekvensen i vila är 10-12ggr/ min. Denna kan öka 4-6 gånger. Vi har en större ökning av tidalvolym än av andningsfrekvensen vid arbete. Detta beror på deadspace. Om vi endast hade ökat antalet andetag och inte mängden luft/ andetag hade vi fått stora deadspacevolymer, dvs luft som inte är med i syresättningen av blodet. Om vi istället ökar tidalvolymen minskar vi den procentuella deadspaceandningen markant. Vi ökar alltså den alveolära ventilationen, som är frekvens x (Vt-Vdead) - Vid lättare arbete ökar primärt Vt (max 3-4 liter per andetag) - Vid hårdare arbete ökar även frekvensen. Max 45-50 andetag/min. I takt med ökat arbete, ökad minutvolym, utnyttjas den inspiratoriska reservkapaciteten mer än den exspiratoriska för att uppnå ökad tidalvolym. Tidalvolymens ökning beror både på kraftfullare inspiration och exspiration. Det sker en linjär ökning av ventilation i relation till ökad intensitet, upp till 55-70%. Sedan nås Vt, ventilatory treshold. O 2 upptag (ml/min) CO 2 avgift (ml/min) Total ventilation (l/min) Frekvens (min 1 ) Tidalvolym (liter) Vila 250 200 5 10 0.5 Lätt anstr 1000 800 20 12 1.7 Hård anstr 4000 3200 90 30 3.0 Högre styrning Andningsregleringen sköts av respirationscentrum i medulla oblongata. Den primära uppgiften är att upprätthålla en adekvat koncentration O2, CO2 och H+ i artärblodet. Får input från: - Centrala och perifera kemoreceptorer - Nervbanor från cortex - Sträckkänsliga celler i lungparenkymet Centrala kemoreceptorer - Belägna i medulla - Excitatorisk input till medullära inspiratoriska neruron. - Stimuleras ffa av en ökad H+ koncentration av hjärnans ECM, extracellulära vätska. Dessa förändringar kommer ur en ökad arteriell PCO2. CO2 kan diffundera över BBB och väl över barriären kommer CO2 att reagera med H2O och bilda kolsyraàhco3- +H+à lägre ph Regleringen genom PCO2 - En liten ökning av PCO2 ger en markant ökad ventilation. Detta genom ökad exitation från både perifera och centrala kemoreceptorer till inspiratoriska neuron i medulla. - Centrala kemoreceptorer, som reagerar på en ökad H+ som följd av en ökad CO2. Står för 70% av den ökade ventilationen. 23

Perifera kemoreceptorer: - Bifurcatio aortae, glomus caroticum. Dessa är belägna så att de kan hålla koll på syretillförseln till hjärnan. Den viktigaste. (carotid body) - Arcus aortae De perifera kemoreceptorerna aktiveras ffa av en minskad arteriell PO2 och en ökad arteriell H+konc. Cellerna har en excitatoriska verkan på de inspiratorisak cellerna i medulla. Reglering genom PO2 - Perifera kemoreceptorer - Ffa ett reservsystem - Ventilationen kommer att öka om arteriellt PO2 sjunker under 60mmHg / 8kPa. Under detta kommer en liten minskning medföra en markant ökad ventilation. - Sen reflex- 60mmHg i PO2 ger en saturation på nästan 90%. - Systemet är dock väldigt rubust jmf med CO2 styrningen som kan desentitiseras över tid. Respiratoriska central ligger i medulla oblongata, i samma område som kardiovaskulärt centra. Det finns två viktiga områden för respiration i medulla oblongata. Medullary respiratory center: Dorsal respiratory group, DRG. Afferent. Finns bilateralt kring NTS. DRG integrerar den sensoriska inputen från respirationen via insignaler från perifera kemoreceptorer- IX glossopharyngeus och X N vagus. Fyrar under inspirationà innerverar diaphragma och m. Intercostalis externus. Ventral respiratory group VRG. Efferent. Innehåller både inspiratoriska och exspiratoriska neuron. Men har ffa efferenta, motoriska, effekter. Tar emot sbearbetad sensorisk information från DRG. Består av 3 regioner. a. I rostrala VRG (Bötzinger complex). Interneuron b. Intermediära VRG. Efferenta motorneuron, via CN IX och CN X, till pharynx, larynx. I pre-bötzinger komplexet i rostrala intermediära VRG sitter respiratoriska rytm-generatorn med pacemakerceller vilken ger den basala respiratoriska rytmen. c. Nedre delen av VRG innehar premotorneuron som innerverar accessoriska exspirationsmuskler, magmuskulatur och interna interkostalmuskler. Det ventrala centrat är både inspiratoriskt och exspiratoriskt. Nära beläget centrala kemoreceptorer (reagerar på lågt ph (H+)). Inaktivt under normal andning. Under 0.5-2s under inspirationen ökar n.phrenicus sin fyrning till diaphragma för att sedan gradvis minska inputen. Under exspirationen är n. Phrenicus inaktiv. Neuron i pons reglerar andningsfrekvens och andningsmönster men är inte direkt ansvariga för respiratorisk aktivitet. - Pneumotaxic center- Förlänger inandning - Apneustic center- Bryter inandning. Inandning: Medulla oblongata (DRG och VRG) àn. PhrenicusàM.diaphragma+m.intercostalis externusà 24

à Thorax. ökad dimensionàpip blir mer negativtàtranspulmonella trycket ökar àlungorna. Ökad dimensionàpalv blir mer subatmosfärisktàluft in i lungorna. Utandning: Medulla oblongata slutar fyraà n. Phrenicus slutar fyraà diaphragma och intercostalmuskulatur slappnar avà Thorax och diaphragma börjar recoila inåtàhögre intrapleuraltryck Pipàtranspulmonella trycketptp blir mindre än lungornas elastiska recoilàlungorna minskaràpalv ökar àluften flödar ut ur lungorna. Hering-Breuer reflexen. Pulmonella stretchreceptorer i den glatta muskulaturen aktiveras vid en stor inandning, som under fysisk aktivitet. Aktionspotential i den afferenta nerven från stretchreceptorerna inhiberar de inspiratoriska neuronen i medulla.ökad lungvolymà inhiberar n.phrenicus output till diaphragma. Detta gäller dock bara vid stora tidalvolymer. De inspiratoriska neruonen i medulla är känsliga för barbituater och morfin vilka kan gå in och inhibera dessa. Reglering genom ökad arteriell H+ koncentration som ej beror på höjd PCO2. - Ökad mängd mjölksyra som vid hård fysisk aktivitet. àökad H+ koncàperifera kemoreceptoreràmedullaàökad ventilation. - De centrala stimuleras inte eftersom H+ koncentrationen i extracellulärvätskan i hjärnan inte ökar. H+ har svårt att penetrera BBB. Reglering av ventilation vid träning Den alveolära ventilationen kan öka 20 gånger. - Ökad H+ konc. H+ koncentration vid hård fysisk aktivitet ökar, inte pga ökad PCO2, utan pga ökad produktion av laktatàh+. Denna process är delvis ansvarig för den 25

ökade ventilationen. - Ökad PCO2. Vid träning ökar metabolismen och vi får en ökad PCO2 i venöst blod. Detta gäller inte i arteriellt blod, vid submaximal träning är PCO2 vid normala nivåer. Alltså är detta ingen drive för ökad ventilation. - Minskad PO2. Extraktionen av O2 från arbetande muskulatur blir större. Detta medför minskad PO2 i det venösa blodet men ej i det arteriella. Arteriellt PO2 är alltså ungefär detsamma som i vila. Det är cardiac output och inte ventilation som är begränsande vid hård fysisk ansträning. De viktigaste faktorerna till ökad ventilation vid fysisk aktivitet. 1. Reflektorisk input från mekanoreceptorer i leder och muskler 2. Ökad kroppstemperatur 3. Input till respiratoriska neuron från axon som descenderar från hjärnan till motorneuron i arbetande muskulatur. 4. Ökad plasma adrenalin konc 5. Ökad K+ konc pga ökad utsödnirng av k+ av arbetande muskulatur. 6. Conditioned response. Inlärd reflex. Difusionsskillnader vila/ arbete Ökad COà - Rekrytering av fler lungkapillärerà ökad diffusionsyta - Passagetiden blir halverad, 0.5s - Låg venös syremättnad (ökad av- O2 diff Volontär kontroll av ventilation - Descenderande nervbanor från cerebrala cortex till motorneuron till respiratorisk muskulatur. - Denna kontroll slutar när PCO2 eller konc H+ ökar då driven för att andas blir för stor Underställd behovet. 26

Hög höjd - Hypoxi stimuelrar andningen - Alkalos pga lågt PCO2 som man vädrat ut pga stimulerad andning - Alkalosen motverkas genom njurarnas utsöndring av HCO3- - Ökad 2.3bpg à högerförskjuter dissociationskurvan. - Ökad produktion av EPO i njurarnaà Ökade halter hemoglobin. Redogör för respirationens betydelse i syra-bas regleringen Vid ökad ventilation minskar PCO2 vilket minskar antalet vätejoner och således ökar ph. Vid minskad ventilation stiger PCO2 vilket leder till en ökning av H+ och lägre ph. Med ventilationen kan vi således reglera ph genom att andas mer eller mindre. Om vi har en metabol acidos, dvs vi har utsöndrat för mycket HCO3- via njuren, kan vi till viss del kompensera detta genom att öka ventilationen. Om vi har en metabol alkalos, ex genom att vi spytt och blivit av med mängder av H+, kan vi kompensera genom att sänka ventilationen, då stiger PCO2à ökade mängder H+. Koldioxid CO2 Vid vila produceras ca 200ml CO2 per minut. CO2 bildas i vävnaden och diffunderar sedan ut i kapillärer - 10% av CO2 löses upp i plasma och i erytrocyterna - 25-30% binder in till hemoglobin och bildar carbaminohemoglobin o CO2 +HB àhbco2-60-65% av CO2 ombildas i erytrocyternas till HCO3-. Under inverkan av karbanhydras. o CO2 + H2O àh2co3àhco3- + H+ Karbanhydras finns i erytrocyterna och inte i plasma. CO2 diffunderar in i erytrocyten reagerar med H2O och bildar kolsyra. Kolsyra dissocierar snabbt till HCO3- och H+. HCO3- åker ut ur erytrocyten genom en antiport med Cl-. H+ stannar kvar i erytrocyten och bildar HbH. Detta sker på motsatt sätt i alveolerna. Där sker en nettodiffusion av CO2 från blodet till alveolerna. CO2 vädras ut vilket driver reaktionen åt vänster. HCO3- och H+ reagerar och producerar H2CO3 vilket snabbt dissocierar till CO2 och H2O. Samtidigt sker en dissociation av CO2 från HBCO2 vilket genererar fritt Hb och CO2. 27

Clorid shift- HCO3- transporteras ut ur eryotrocyten i utbyte mot Cl-. H+ som är kvar i erytrocyten måste buffras för att förhindra intracellulär acidos. H+ buffras av deoxyhb. H+ högerförskjuter dissociationskurvan. H+ från metabolismen Av cellernas metabolism bildas en stor mängd CO2 vilket genom ovanstående reaktioner bildar H+. Om inte detta H+ buffrats skulle ph sjunka drastiskt i det venösa blodet. ph sjunker endast något från 7.4 à7.36. H+ reagerar istället med deoxyhemoglobin (som har hög affinitet för H+) och bildar HBH. HbO2+H+àHbH+O2 I lungorna sker det motsatta. Deoxyhemoglobin blir oxyhemoglobin när O2 tas upp. H+ släpps fritt. H+ reagerar då med HCO3- för att bilda kolsyraàkarbanhydrasàco2 och H2O. CO2 andas ut. I princip all H+ rekombineras med HCO3- vilket gör att vi inte har någon ökning av H+ i arteriellt blod, dvs ingen ph sänkning. Beskriv ventilation-perfusionsförhållandet och faktorer som påverkar detta 2 mekanismer vilka underlättar en adekvat ventilation/ perfusion: 1. Hypoxisk vasokonstriktion: Försämrad ventilation av en alveol leder till minskat alveolärt PO2, detta påverkar kringliggande alveoler och kapillärer vilket gör att kapillärer konstringeras så att blodet åker till andra, bättre ventilerade delar. (motsatt mekanism i systemkretsloppet) 2. Vid minskat blodflöde till ett område i lungan kommer CO2 minska i det området, vilket leder till minskat PCO2. Detta leder till bronchokonstriktion vilket då för luften till bättre perfunderade områden. Vid vila är många lungkapillärer stängda längre upp på lungan. Trycket är för lågt för att öppna upp kapillärer högre upp. Vid träning kommer dessa, pga det ökade CO och således ökade trycket, att öppnas och vi får en större grad av perfusion i lungvävnadenàdetta medför ett snabbare och mer effektivt gasutbyte. När det blir en mismatch mellan perfusion och ventilation i ett område i lungan kallas detta för ventilation- perfusion inequality. Pga gravitationen när vi står upp åstadkommes en mismatch som ger ca 5mmHg lägre PO2 i arteriellt blod än i alveolerna. Perfusionen följer gravitationen, vid horisontellt läge kommer endast de dorsala delarna av lungparenkymet att perfunderas. Detsamma gäller för ventilationen men inte till lika hög grad. Va/Q- ventilation/ perfusionskvot. Normalt V/Q = 0.8 Va- ventilation Q- flöde Va/Q mismatch: Normalt: Va= 1, Q=1, V/Q = 1, Dead space: Va=1, Q=0.1, Va/Q = 10 Shuntning: VA=0.1, Q=1, Va/Q = 0.1 Deadspace - Ett område som ventileras men som inte perfunderas Shunt- Ett områden som perfunderas men inte ventileras. Normal shunt är ca 2%, från blodflödet till bronkerna. 28

Redogör översiktligt för regleringen av kroppstemperaturen Kroppens innertemperatur är ca 37grader. 43 grader verkar vara den övre gränsen av vad människan klarar av. 1. Oral temperatur är ca 0.5 grader lägre än rectal 2. Det finns en circadiansk fluktuation om ca 1 grad. Lägst på natten (runt 0400), högst vid 1600. 3. Högre temperatur, 0.5 grader, hos kvinnor i den andra halvan av menscykeln (pga progesterone) Vi lämnar ifrån oss/(tar upp) värme genom: 1. Radiation. Genom elektromagnetiska vågor. Dvs om den externa miljön är kallare än vad vi är kommer kroppen att lämna ifrån sig värme. Tvärtom en varm dag om solen står på, då tar vi istället upp värme. 2. Konduktion. Transfer av värmeenergi genom att kroppen kommer i direkt kontakt med varmare eller kallare ämnen, dessa innefattar både vatten och luft. Vatten är en bättre ledare än luft vilket gör att vid en given temperatur så kommer kroppen att förlora mer värme i vatten jmf luft. 3. Konvektion. Kallare luft sveper över kroppen, värms upp, och lämnar, för att sedan ersättas med nya kallare luft som värms upp av kroppen osv. Mer effekt vid blåst. 4. Evaporation. Avdunstning. Från vatten på huden och respirationen. När vattnet evaporiseras krävs mycket energi, denna energin tas från ytan (ex huden) och då kyls denna av. Reglering av temperatur - Perifera thermorecepotrer i huden - Centrala thermoreceptorer i gastrointesitinala organ och thermokänsliga neuron i hypothalamus. Det är de centrala receptorerna som registrerar core body temperature dvs det som är viktigt för kroppen att upprätthålla. Kontroll av värmeproduktion Shivering thermogenesis. Genom att förändra aktiviteten i skelettmuskulatur får en effektiv och snabb ökning i värmeproduktion. Om kroppstemperaturen sjunker får vi en automatisk kontraktion av muskulaturen. àofrivilliga muskel rr, shivering. Rytmiska muskelkontraktioner och relaxationer. Hypothalamusàefferenta neuron från motorcortexàskelettmuskulaturàskakningar. Vid värme sker motsatsen, minskad muskelaktivering och tonusen (basalkontraktionen i muskulaturen) släpps något. Vid ökad temperatur ökar metabola processer och då även produktion av ATPà leder i sin tur till att cellerna producerar mer värme. Non shivering thermogenesis Ffa hos spädbarn. Ökad adrenalinutsöndring och sympatisk innervering till fettvävnad som respons till kyla (hos barn även ökad uts av thyroideahormon.)àbrun fettväv. Innehåller stora mängder UCP uncoupling proteins, vilka modifierar mitokondrierna att producerar värme istället för ATP. Huden - Kyla registreras av hudens thermoreceptorer, detta leder till en reflektiv vasokonstrktion genom sympatisk innervering av perifera blodkärl. - Vid värme sker istället en relaxation och dilation i kärlen. 29

Även om vi inte svettas förlorar vi ca 600ml H2O per dag. Detta sker genom förångning via respirationen och via huden. Svettning kräver en aktiv sekretion av svettkörtlar. Svettkörtlar har en sympatisk innervering och när sympatikus frisätter Ach aktiveras körtlarna och vi svettas. Svetten måste förångas för att få sin kylande effekt. Vid kraftiga svettningar och vid svettningar i varma klimat kommer mängden NaCl i svetten att minska. Detta pga en ökad sekretion- RAAS- aldosteron som har en Na+ sparande effekt både i njuren och i svettkörtlarna. KOL COPD Kronisk obstruktiv lungsjukdom Kännetecknas av 1. Kronisk bronkit 2. Emfysemà Väggarna på alveoli går sönder. Detta minskar ytan mellan blod och fungerande alveoler- förämrat gasutbyte. 30