Partialdruck ist der Druck, den ein einzelnes Gas in einer Gasmischung ausübt. Gasaustausch.

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 (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.

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


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



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

-


-

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




-


-


• ungefähr 7% des CO2 wird so transportiert• ungefähr 7% des CO2 wird so transportiert




-


-


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




-


-

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


pH-Wert sinkt


Körperliche Aktivität Energiebedarf


pH-Wert sinkt


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.

Partialdruck ist der Druck, den ein einzelnes Gas in einer Gasmischung ausübt. Gasaustausch.

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