Tlen i patologie jego

wykorzystania

© Jacek M. Witkowski

2011

© Jacek M. Witkowski

3

Nomenklatura

•

‘- oksja’ – stężenie tlenu O

2

w komórkach

– Tlen zużywany; w równowadze z O2 zawartym we

krwi i płynach pozakomórkowych;

•

‘- oksemia’ – stężenie tlenu we krwi

•

Ciśnienie parcjalne (udział ciśnienia gazu w
całkowitym ciśnieniu mieszaniny (np. powietrza)

© Jacek M. Witkowski

4

Zużycie tlenu w tkankach

zależy od:

• DOSTĘPNOŚCI warunkowanej

przez

– skład atmosfery,
– stan dróg oddechowych

• EKSTRAKCJI
• RETENCJI
• ZUŻYCIA NETTO

© Jacek M. Witkowski

5

ZABURZENIA

• Anoksja, anoksemia

• Hipoksja, hipoksemia

• Normoksja, normoksemia,

dyzoksja

• Hiperoksja, hiperoksemia

+

_

© Jacek M. Witkowski

6

VO

2

= Q * Hb * 13.4 * (SaO

2

- SvO

2

)

Napływ
tętniczy
(Q)

włośniczka

O

2

O

2

O

2

O

2

O

2

O

2

O

2

Odpływ
żylny
(Q)

KOMÓRK
A

O

2

(Adapted from the ICU Book by P. Marino)

Poziom

ekstrakcji

O

2

zależy od różnicy

poziomów saturacji i ciśnień

parcjalnych

...oraz
dystansu

© Jacek M. Witkowski

7

Dzienne

zużycie tlenu

przez

główne narządy (metabolizm

podstawowy)

Nerki 10%

Inne

38%

Serce 7%

Wątroba 20%

Mózg 25%

139 L

90

L

72

L

36

L

25

L

W sumie:

16 moli

około 360

litrów

(w

normalnyc

h

warunkac

h)

© Jacek M. Witkowski

8

O

2

, Na

+

i ATP w nerkach

-

-

-

-

-

-

-

l

l

l

l

l

l

l

7

6

5

4

3

2

1

20 40 60 80
100 120 140

Reabsorpcja

Na

+

Z

u

ż

y

c

ie

t

le

n

u

Dzienna reabsorpcja
Na

+

= 25 moli

T

Na

+

/ O

2

= 18

T

Na

+

/ ATP

= 3

Na

+

- zależne zużycie O

2

= 32 litry

Metabolizm = 4 litry

Całkowite zużycie O

2

=

36 litrów

Transport jonów przez Na, K – ATPazę
w cewkach nefronu i innych tkankach
jest jednym z najbardziej energochłonnych
procesów biochemicznych.

© Jacek M. Witkowski

9

Fibroblasty wokół

cewki proksymalnej

Zależność między reabsorpcją Na

+

a

tworzeniem EPO w nerce

 Zużycie ATP i O

2



Reabsorpcja Na



pojemność

transportowa O

2

 erytrocyty

 EPO

 pO

2

© Jacek M. Witkowski

10

Oksygenaza proliny – czujnik

tlenowy



HIF



Pro



2-

szczawioglutara

n

Bursztynian +

CO

2





Pro



HIF

I

OH

Askorbinia

n

Fe

2+

O

2

© Jacek M. Witkowski

11

Schemat III

J Marx (2004): Science 303,
1454

© Jacek M. Witkowski

12

Dyzoksja

• Niewłaściwe (zwykle obniżone)

zużycie tlenu POMIMO odpowiedniej
dostępności i ciśnienia parcjalnego
pO

2

+

_

© Jacek M. Witkowski

13

Dyzoksja w posocznicy (rola

NO)

• Nadprodukcja NO (indukcja iNOS,

aktywacja śródbłonków - eNOS)

• NO rozprzęga fosforylację oksydatywną w

mitochondriach

© Jacek M. Witkowski

14

Boekstegers et al, Shock 1994;1:246-53

Kontrola

Kontrola

Wstrząs kardiogenny

Wstrząs kardiogenny

Ograniczona infekcja

Ograniczona infekcja

posocznica

posocznica

0

0

20

20

40

40

60

60

pO

2

w tkance

(mmHg)

pO

2

w tkance

(mmHg)

Ciśnienie parcjalne pO

2

w tkance

mięśniowej u chorych na posocznicę -

hiperoksja

© Jacek M. Witkowski

15

Zaburzenia związane z

hiperoksją

• Zużycie O

2

przez oksydazy, nie do produkcji

ATP  wolne rodniki:

– ARDS

– Retinopatia noworodków przedwcześnie

urodzonych (ROP)

– Uszkodzenie narządów związane z reperfuzją

Za dużo dobrego…

© Jacek M. Witkowski

16

ROP - Retinopatia noworodków

przedwcześnie urodzonych

© Jacek M. Witkowski

17

ROP i utrata wzroku

© Jacek M. Witkowski

18

Patogeneza ROP

© Jacek M. Witkowski

19

© Jacek M. Witkowski

20

© Jacek M. Witkowski

21

Uszkodzenie narządów

związane z reperfuzją

• Co to jest ‘stres oksydacyjny’

• Narządy, które mogą ulegać SO:

– Serce (w trakcie zawału)

– Niedokrwione jelito

– Inne narządy ulegające reperfuzji po

epizodzie niedokrwiennym , w

szczególności obszary w pobliżu

martwicy (uszkodzone, zmienione

przez proces zapalny)

• Efekt: poszerzenie obszaru

uszkodzenia w stosunku do

wywołanego samym niedokrwieniem

© Jacek M. Witkowski

22

KONIEC