Fisiologia

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Con la calorimetria indiretta analizziamo quello che il paziente butta fuori e ossigeno che sta consumando. Le due situazioni si pareggiano: ciò che succede a livello alveolare è pareggiato a ciò che succede nei tessuti. Nei tessuti i 250 mL di ossigeno sono usati dai tessuti per ossidare nutrienti e la CO2 viene espulsa dopo l'ossidazione. Se il rapporto tra CO2 prodotta e O2 consumato ci dà un'idea dei nutrienti, si possono ottenere le calorie. 200 fratto 250 ci dà un rapporto di 0.8 ovvero un perfetto mix dei tre nutrienti che possiamo metabolizzare. Se metabolizziamo lipidi siamo su 0.7, carbo saremmo a 1; proteine dipende da AA ma siamo sugli 0.8.

In una situazione di digiuno ci aspettiamo un rapporto tra 0.7 e 1. A noi interessa cosa succede a livello sistemico, anche se analizziamo cosa succede a livello alveolare. Diverse condizioni possono disaccoppiare i due dati e potremmo avere dati assurdi a livello cellulare, ma che sono veri a livello sistemico.

livello alveolare. Per trasportare l'ossigeno ricorriamo ad emoglobina. Ha una struttura ben definita con 4 subunità e quindi lega 4 molecole di ossigeno. Bisogna ricordarsi che qualvolta che si forma un legame si trasforma la composizione spaziale della proteina e anche il suo atteggiamento e la sua affinità ad ossigeno cambia. A livello alveolare arriva sangue con 40 di P parziale, mentre in alveolo è a 100. Le parete alveolari e capillari non oppongono grande resistenza al passaggio di ossigeno. Se si satura l'ossigeno nel fluido, passerà nel globulo rosso dove trova emoglobina alla quale si lega. Una volta legato ad emoglobina l'ossigeno non contribuisce più alla P parziale di ossigeno nel sangue e libera spazio per accogliere altro ossigeno dall'alveolo. Finché emoglobina non è satura ci sarà flusso di ossigeno da alveolo a sangue e da sangue ad emoglobina. Quando emoglobina è satura si avrà 100 di PP in

sangue e in alveolo. A questo punto il 97% è legato ad emoglobina e una piccola parte è libera nel sangue. Nei tessuti arriva sangue ossigenato, inizia a diffondere fuori dal sangue e dentro la cellula. Così emoglobina libera ossigeno finché si arriva ad equilibrio. Non troveremo mai un emoglobina a 0 e una a 4 legami di ossigeno. Si svuotano tutte in parallelo e ognuna cede una molecola di ossigeno così che il rapporto rimane costante. Una volta uscita dall'alveolo quasi tutta emoglobina è satura siamo sul 98.5%. Durante il tragitto del sangue nel capillare l'emoglobina si satura di ossigeno. La saturazione al 98.5% avviene già nel primo terzo del tragitto che compie il capillare a ridosso dell'alveolo. Questo concetto ha un senso di riserva funzionale. Se siamo in situazione di emergenza non dobbiamo aspettare un nuovo atto respiratorio, abbiamo già a disposizione una grande quantità di riserve da poter utilizzare. Con i sistemi adattativi si ha

Aumento della frequenza respiratoria e adattativa. Se le richieste sono maggiori si ha ancora 2/3 della strada per poter arricchire in ossigeno. L'ossigeno nel sangue diffonde naturalmente nella cellula, per una questione di pressioni parziali. L'emoglobina invece ha un meccanismo differente a seconda della P parziale di ossigeno dell'ambiente in cui si trova. Quando ossigeno esce dal sangue la P parziale di O nel sangue si riduce, cambia affinità per ossigeno dell'emoglobina... la P parziale di O nel sangue e quindi fuoriesce nella cellula. Sono tre situazioni all'equilibrio. 215 Emoglobina cambia la sua affinità per ossigeno a seconda di quante molecole di ossigeno sono legate alle sue 4 subunità. Queste pressioni parziali di ossigeno sono analisi di lab. A 0 emoglobina non è legata con alcuna molecola di ossigeno, verso il 15 si lega alla prima e questo aumenta la sua affinità e c'è una prima accelerazione della curva.

La curva procede ripidamente fino ai 60 di PO2 e diventa piatta ad 80. Questi due punti vanno ricordati perché riflettono la funzione dell'emoglobina. Importante che sia piatta ad un certo punto perché a 100 di PO2 siamo nell'alveolo. L'esigenza qui è che emoglobina si saturi al massimo delle sue capacità. È molto vantaggioso che emoglobina quando si trova in ambiente con PO2 di 100, tenda a saturarsi quasi al 100%. È anche vantaggioso che cambi poco tra 100 e 80 perché se siamo in ambiente con concentrazione di ossigeno minori rispetto al solito, emoglobina riesce comunque a saturare. Anche se in ambiente abbiamo 80 di PO2 la saturazione dell'emoglobina cambia di molto poco di un 2-3%. Persone con malattie ostruttive croniche delle vie aeree -> la P parziale non è a 100, avranno una saturazione minore sufficiente a conferire la vita. Quando siamo a 40 la curva è molto ripida. A 40 siamo pressoché a riposo, emoglobina.

ha rilasciato solo il 25% del suo ossigeno

Se fossimo a 30 di PO2 nel tessuto, invece, saremmo circa al 55% di disaturazione di emoglobina. Una differenza minima di PO2 permette di liberare il 20% di ossigeno dall'emoglobina. Questo è vantaggioso perché l'emoglobina rilascia molto efficacemente ossigeno se serve.

I valori di saturazione dati come campanello d'allarme per chi ha il covid sono generalmente intorno al 95%. La saturazione è molto finemente regolata.

Walking test di 6 minuti e valutazione della saturazione: in una persona sana il test non deve dare una differenza di 2-3 punti. Camminando, la saturazione si abbassa di 2-3 punti, mentre in casi patologici si abbassa oltre 5. Questo andamento standard può essere modificato da alcuni metaboliti che si trovano nel sangue. Ci sono alcune circostanze in cui può essere vantaggioso che l'emoglobina rilasci precocemente ossigeno, per cui si dice che la curva si sposta a destra. Fissiamo una saturazione di 80, che corrisponde circa a 45 di PO2. Se qualcosa sposta a

destra la curva di dissociazione, significa che abbiamo già liberato il 20% di ossigeno quando la pressione O2 è anche solo di 55%. Prima avrei dovuto aspettare che il tessuto fosse a 45 mentre ora già un 55% mi fa liberare lo stesso quantitativo di ossigeno. Questo è vantaggioso perché se siamo in situazione come corsa, in cui ci serve ossigeno, se spostiamo a dx la curva, possiamo liberare più prontamente ossigeno. Quando un tessuto è metabolicamente attivo e la curva si sposta a destra: 1. È più caldo -> sposta a dx curva 2. Rilascia più CO2 3. Rilascia ioni H+ e acidità sale e pH si abbassa Vediamo come viene trasportata la CO2: È molto più solubile dell'ossigeno. Le sue percentuali per cui viene trasportata nel sangue variano se si tratta di sangue ossigenato o no. Il 90% viaggia come ione bicarbonato, un 5% sciolto nel sangue e un 5% legato all'emoglobina. Il grosso modo in cui si trasporta la CO2 è come ionebicarbonato. Una grossa parte partecipa in una reazione catalizzata da anidrasi carbonica, questo enzima parte da CO2 e acqua e converte in acido carbonico che viene subito scisso in ione bicarbonato e ione H. Ione H si lega ad emoglobina. Lo ione bicarbonato è importante che esca, altrimenti la reazione funge subito a saturazione. Il sangue è ricco di ioni bicarbonato ed è uno dei principali buffer di acidità del sangue —> aiuta a regolare acidità del sangue. Quando ci troviamo negli alveoli succede il contrario. Il primo a fluire da capillare ad alveolo è CO2 disciolta nel sangue. Questo fa in modo che si verifichi la reazione inversa che abbiamo appena visto. 217 Questo è il modo in cui questi due gas vengono trasportati ed è il principale argomento d'esame chiesto da battezzati. CHIEDE SPESSO ACCOPPIAMENTO TRA VENTILAZIONE E PERFUSIONE Attività muscolare che regola entrata e uscita di aria nei polmoni. Nella respirazione.tranquillanti come ossigeno e anidride carbonica sono invece molto importanti. Questi recettori sono localizzati nel sistema nervoso centrale e nei vasi sanguigni periferici. Quando i livelli di ossigeno nel sangue diminuiscono o i livelli di anidride carbonica aumentano, i recettori inviano segnali al generatore centrale di pattern per aumentare la frequenza e la profondità della respirazione. Questo meccanismo di feedback aiuta a mantenere l'omeostasi dei gas nel corpo. In conclusione, la ventilazione polmonare è regolata da un complesso sistema di stimoli nervosi e feedback che coinvolge diversi muscoli respiratori e recettori. La respirazione può essere controllata volontariamente o avviene in modo involontario attraverso il generatore centrale di pattern. I recettori per l'ossigeno e l'anidride carbonica svolgono un ruolo chiave nel mantenimento dell'equilibrio dei gas nel corpo.irritanti stimolano tosse e aumentano il ritmo respiratorio per corpo esterno. I propriocettori regolano il ritmo respiratorio durante l'attività fisica. I chemocettori sono recettori per le sostanze disciolte nel sangue. Quelli centrali si trovano oltre la barriera encefalica, mentre quelli periferici si trovano nelle carotidi. È importante ricordare che, sebbene esistano recettori per l'ossigeno, la CO2 e il pH, quelli che si attivano per primi sono quelli legati al pH. I recettori per l'ossigeno si attivano a una pressione parziale di 60. Si attivano molto prima se l'acidità aumenta, quindi se ci sono ioni H nel sangue e oltre la barriera encefalica. La barriera encefalica impedisce il passaggio degli ioni H, quindi se aumenta il passaggio di ioni H oltre la barriera, è perché passa più CO2 del solito che si è scissa, producendo ioni H. Nelle carotidi, invece, gli ioni H sono dovuti a un'attività metabolica più elevata. La presenza di CO2 ha un effetto sia diretto che indiretto nell'aumentare il ritmo respiratorio. È importante conoscere bene l'accoppiamento tra ventilazione e perfusione.ventilazione è la quantità di aria che fluisce all'alveolo e deve sempre essere accoppiata e pareggiare la quantità di sangue che fluisce nei capillari ovvero la perfusione. Nella slide si vede in alto la situazione normale con la ventilazione perfettamente pareggiata alla perfusione e un rapporto di 1. Ci sono delle situazioni estreme in cui il rapporto può variare: La prima è di totale ostruzione delle vie aeree con ventilazione che tende a zero. La ventilazione è il numeratore quindi il rapporto scende. Se la ventilazione viene meno all'alveolo succede che il sangue che passa non riesce a scambiare i gas; in particolare avrebbe esigenza di buttare via CO2 e accettare ossigeno, ma non può e il sangue si concentra di CO2 e si impoverisce di ossigeno. Nel caso sotto invece si vede la situazione di totale ostruzione dei vasi sanguigni con perfusione che