Inzerát v Praze, kolem roku 1990

Prezentace na téma: "Inzerát v Praze, kolem roku 1990"— Transkript prezentace:

1 Inzerát v Praze, kolem roku 1990

2 HYPOXIE Emanuel Nečas 2012, aktualizace 2015

3 Sylabus přednášky HYPOXIE
1. Dostupnost kyslíku, vyjadřování jeho množství, k čemu je kyslík zapotřebí 2. Hypoxie v různých částech těla, kyslík rozpuštěný a kyslík vázaný na hemoglobin 3. Tkáňová tenze kyslíku 4. Příčiny hypoxie a patofyziologická klasifikace hypoxických stavů 5. Čtyři pato-fyziologické kategorie hypoxie 6. Buněčné a tkáňové reakce na hypoxii 7. Pato-fyziologické základy oxygeno-terapie

4 vyjadřování jeho množství, k čemu je kyslík zapotřebí
Dostupnost kyslíku, vyjadřování jeho množství, k čemu je kyslík zapotřebí

5 Procentní zastoupení kyslíku v atmosféře

6 Množství kyslíku nejčastěji vyjadřujeme jeho parciálním tlakem - pO2
pO2 je parciální (frakční) tlak kyslíku v plynné směsi, která má nějaký celkový tlak např. 101 kPa na úrovni moře nebo asi 50 kPa v namořské výšce 5500m nebo 300 kPa v přetlakové komoře nebo po ponoření do hloubky 20 m - ve vzduchu je 20,9 % kyslíku - v alveolárním vzduchu asi 15 % kyslíku - při dýchání 100% kyslíku je to veškerý tlak

7 pO2 a mM (vyjádření jako molární koncentrace) kyslíku
Kyslík je rozpuštěn ve vodě tělesných tekutin (jeho rozpustnost ve vodě je při teplotě 37oC nízká) Množství rozpuštěného kyslíku v plazmě, v tkáňovém moku, v cytoplazmě a v mitochondriích je přímo úměrné jeho pO2, který by byl ve vzduchu (plynné směsi), kdyby tyto tekutiny byly v nějaké nádobě a v přímém kontaktu s tímto vzduchem nebo plynnou směsí Množství rozpuštěného kyslíku lze převést na jeho koncentraci v mM O2/ litr tekutiny (pO2, koeficient rozpustnosti a teplota tekutiny), ale nedělá se to

8 Zásoby kyslíku v těle V lidském těle jsou jen velmi malé zásoby kyslíku, vystačí asi na 2 minuty (při zachovalém krevním oběhu)

9 Vliv dýchání čistého (100%) dusíku po dobu 17 sekund

10 Kyslík se v organismu pohybuje podle gradientů pO2
V případě dýchání dusíku je kyslík nejen tkáněmi spotřebováván, ale je i plícemi vypouštěn z těla ven. Kyslík se v organismu pohybuje podle gradientů pO2

11 Hodnoty pO2 v různých částech těla

12 Mitochondrie spotřebovávají >90 % kyslíku při tvorbě ATP (= adenosin-tri-fosfátu)

13 Mitochondrie potřebují pO2 > 1 mm Hg (0,13 kPa)
CO2 Glukóza Mastné kyseliny Aminokyseliny + O CO2 H2O

14 Účinnost anaerobní a oxidativní tvorby ATP

15 Selekce kardiomyocytů, připravených z kmenových buněk iPS, (=induced pluripotent cells) - založená na jejich schopnosti využít kyselinu mléčnou (laktát) k produkci ATP mitochondriemi

16 Dospělý člověk spotřebuje
0,2 až 2 litry kyslíku každou minutu

17 V organismu nejsou významné zásoby ATP ani kyslíku.
Kyslík je potřebný především pro tvorbu ATP, minoritně pro některé biochemické reakce (například různé hydroxylace, tvorbu oxidu dusnatého NO …). V organismu nejsou významné zásoby ATP ani kyslíku. Proto je stálá dodávka kyslíku nezbytná pro život. Nedostatek kyslíku se může projevit již za několik sekund. Tkáně jsou na nedostatek kyslíku různě citlivé. Jejich odolnost lze obecně zvýšit ochlazením tkáně.

18 Hypoxie v různých částech těla, kyslík rozpuštěný a
kyslík vázaný na hemoglobin

19 HYPOXIE je označení pro stavy a poruchy, při kterých
celý organismus nebo jeho část trpí nedostatkem kyslíku.

20 Nedostatek kyslíku (hypoxie, anoxie)
je konečnou příčinou smrti organismu a buněk v jeho tkáních. Proto se resuscitace v případě klinické smrti zaměřuje na obnovu nebo udržení životních funkcí: oběhu krve a dodávky kyslíku do plic.

21 rozpuštěný a vázaný kyslík
pO2 vyjadřuje dostupnost kyslíku v tělesných tekutinách, tedy jeho množství, koncentraci - s výjimkou krve a cytoplazmy svalů z důvodu vazby kyslíku na hemové složky hemoglobinu a myoglobinu. Toto je však kyslík vázaný, který je využitelný jen po jeho uvolnění a rozpuštění v tělesných tekutinách

22

23 Difuze kyslíku z kapiláry k mitochondriím

24 Hodnoty pO2 v různých částech těla

25 Tkáňová tenze kyslíku

26 Jaterní lalůček (lobulus) – paralelní uspořádání kapilár predisponuje k hypoxickému poškození hepatocytů ve středu lalůčku okolo žíly (vény)

27 Hypoxie v jaterní tkáni

28 Hustota kapilár a jejich uspořádání určují, spolu s intenzitou spotřeby kyslíku, hodnoty tkáňové tenze kyslíku

29 vzdálenosti mezi kapilárami intensita spotřeby kyslíku
Průtok krve tkání pO2 v kapiláře vzdálenosti mezi kapilárami intensita spotřeby kyslíku (chlazení tkáně!) jsou hlavními faktory v udržování pO2 v mitochondriích na hodnotě vyšší než je kritická hodnota 1 mm Hg (0,13 kPa), tedy dostatku ATP

30 patofyziologická klasifikace
Příčiny hypoxie a patofyziologická klasifikace hypoxických stavů

31 Příčiny hypoxie Hypoxie z nedostatku kyslíku ve vzduchu
Respirační onemocnění Poruchy krevního oběhu Anémie, (= chudokrevnost) Karbonyl-hemoglobin-émie, COHb Met-hemoglobin-émie, MetHb Nádor Porucha funkce placenty

32 Hodnoty různě postižené u jednotlivých patofyziologických typů hypoxie
pAO2 - pO2 v alveolárním vzduchu paO2 - pO2 v arteriální krvi pkO2 - pO2 v kapiláře pvO2 - pO2 ve venózní krvi SaO2 - saturace hemoglobinu kyslíkem v arteriální krvi CaO2 - obsah kyslíku v arteriální krvi SvO2 - saturace hemoglobinu kyslíkem ve venózní krvi Q – průtok krve (ml/min) VO2 - spotřeba kyslíku mitochondriemi

33 patofyziologické kategorie
Čtyři patofyziologické kategorie hypoxie

34 Čtyři (pato-fyziologické) kategorie hypoxie (podle Bancrofta)
Hypoxická hypoxie (nízký paO2, SaO2, CaO2) Anemická hypoxie (nízký CaO2, paO2, SaO normální) Cirkulační hypoxie (vše normální, ale nízký Q) Histotoxická hypoxie (vše normální, ale vysoký pvO2 a nízká VO2)

35 1. Hypoxická hypoxie nízký (arteriální) paO2 je základní porucha, nízká SaO2 a nízký CaO2 jsou jeho důsledkem jakož i nízký (kapilární) pkO2 nedostatek kyslíku (nízký pO2) ve vzduchu respirační poruchy a onemocnění (akutní, chronické)

36

37 Disociační křivka kyslíku

38 2. Anemická hypoxie nízký CaO2 je základní porucha, paO2, SaO2 jsou normální, nízký pkO2 je důsledkem základní poruchy anémie otrava oxidem uhelnatým, methemoglobinémie

39 Anémie a kapilární pO2 (podle J.T. Prchala _ s opravou)

40 3. Cirkulační hypoxie vše normální, ale je nízký Q, nízký pkO2 je důsledkem této základní poruchy
ischemická forma nebo stagnační forma lokální nebo systémová

41 Cirkulační hypoxie a kapilární pO2

42 4. Histotoxická hypoxie vše normální, ale vysoký pkO2 a pvO2 (venózní krev bude světle červena jako je krev arteriální) nízké zpracování kyslíku v mitochondriích (VO2) a nedostatek ATP otrava kyanidem

43 Difuze kyslíku z kapiláry k mitochondriím

44 Buněčné a tkáňové reakce na hypoxii

45 Hypoxie v nádorové tkáni

46 Hypoxie v nádoru, transkripční faktor HIF-1α

47

48 Stabilita HIF-1α se zvyšuje při hypoxii, hypoxie zvyšuje HIF-1α

49

50 Buňky, které secernují erytropoetin v ledvinach v závislosti na pO2

51 Hypoxie v poraněné tkáni, kyselina mléčná, neboli laktát

52 pato-fyziologické základy
oxygeno-terapie

53 pO2 v buňkách trpících hypoxií
Cílem oxygeno-terapie je zvýšení pO2 v buňkách trpících hypoxií (to není vždy snadné)

54 Kyslíková terapie u (1.) hypoxické hypoxie
je většinou velmi účinná i v případě malého zvýšení pO2 ve vdechovaném vzduchu, což umožňuje dlouhodobou „domácí“ oxygenoterapii (chronická bronchitida, emfyzém)

55

56 …pokud se však krev protékající plícemi nesetká s alveolárním vzduchem
(nastane-li takzvaný plicní zkrat) je kyslíková terapie málo účinná i u hypoxické hypoxie (pneumonie exudativní, atelektáza, tumor)

57 Kyslíková terapie u (2.) anemické a (3.) cirkulační hypoxie
je podstatně méně účinná a vyžaduje vysoké parciální tlaky (čistý kyslík, 100% kyslík)

58 Kyslíková terapie u (4.) histotoxické hypoxie
nemá smysl, ...

59 Čtyři (pato-fyziologické) kategorie hypoxie (podle Bancrofta)
Shrnutí/ zopakování: 1/ 2 Čtyři (pato-fyziologické) kategorie hypoxie (podle Bancrofta) Hypoxická hypoxie (nízký paO2, SaO2, CaO2) Anemická hypoxie (nízký CaO2, paO2, SaO normální) Cirkulační hypoxie (vše normální, ale nízký Q) Histotoxická hypoxie (vše normální, ale vysoký pvO2 a nízká VO2)

60 Hodnoty různě postižené u jednotlivých patofyziologických typů hypoxie
Shrnutí/ zopakování: 2/ 2 Hodnoty různě postižené u jednotlivých patofyziologických typů hypoxie pAO2 - pO2 v alveolárním vzduchu paO2 - pO2 v arteriální krvi pkO2 - pO2 v kapiláře pvO2 - pO2 ve venózní krvi SaO2 - saturace hemoglobinu kyslíkem v arteriální krvi CaO2 - obsah kyslíku v arteriální krvi SvO2 - saturace hemoglobinu kyslíkem ve venózní krvi Q – průtok krve (ml/min) VO2 - spotřeba kyslíku mitochondriemi