Anvendt BioKemi: Blod som et kemisk system, Struktur af blod

Transkript

1 Anvendt BioKemi: Struktur 1) MM1 Intro: Terminologi, Enheder Math/ biokemi : Kemiske ligninger, syre, baser, buffer Små / Store molekyler: Aminosyre, proteiner 2) MM2 Anvendelse: blod som kemiske systemer ) MM Math/ biokemi: Enzymer, energibevarelse Elektrolytter (Hvis vi har tid) 4) MM4 Små molekyler: monosaccharider, fedtsyre Stor molekyler: Kulhydrater, fedt (lipids) Anvendelse: Energi metabolisme 5) MM5 Kemiske måling teknikker Isotoper, brug af kemi til at måle biologiske processer Anvendt BioKemi: MM1 1) MM1 Opsummering Intro: Terminologi, Enheder Math/ biokemi : Kemiske ligninger, syre, baser, buffer Små / Store molekyler : Aminosyre, proteiner Anvendt BioKemi: Hvorfor disse molekyler? Eksempler på at bruge af proteiner, fedt og kulhydrat i kroppen. Matematisk beskrivelse af syre/base reaktioner Svage syrer, Equilibration konstant Svage syrer dissocierer reversibelt men ufuldstændigt i vandholdig opløsning f.eks. Det frigjorte proton bindes k 1 HA H A nogen gange af en anden konjugerende base. Der er ofte k 1 flere par af konjugerende syrer/baser i systemet Konjugerende syre Konjugerende base I en stabil tilstand er den fremadgående og returhastigheden ækvivalent d.v.s. v f = v r eller k 1 [HA] = k 1 [H ][A ] Hvis k1/k1 = Keq så er K eq = [H ][A ] [HA] K eq er ofte beregnet ud fra opmålinger af den konjugerende syre og base og H. En konstant K eq er så ofte anvendt til at simulere andre situationer 1

2 Peptid binding diagram Store molekyler Proteiner Store molekyler Proteiner Struktur: Primær, sekundær, tertiær, kvartær Basis struktur Aminosyrer og proteiner som buffere Anvendt BioKemi: Blod som et kemisk system, Struktur af blod 2

3 Anvendt BioKemi: Blod som et kemisk system, Struktur af blod Anvendt BioKemi: Blod som et kemisk system, Blodets funktioner Transportsystem : Glucose, fedt, aminosyre, O 2, affaldstoffer, CO 2, electrolytter. Immunforsvar Hæmostasis (koagulation) Bemærk: Under disse vigtige funktioner skal blodet opretholde konstante omgivelser for kemiske processer: Temperatur regulering, syre/base regulering.. O 2, CO 2, syrebase kemi af blodet Nogle berømte danske forskere. C Bohr Competative binding of H and O 2 on haemoglobin. P. Astrup Definition of buffer base, blood gas measurment devices etc O SiggaardAndersen Nomograms, quantification of Bohr effects, etc Radiometer Blood gas analyser producers (Blood gas news) Blod som et transportsystem: O 2, CO 2, syrebase kemi af blodet: Plasma buffere CO 2 buffer CO 2 H 2 0 H 2 CO H HCO Protein buffer (albumin 60%) CO 2 PrNH 2 PrNHCOOH H PrNHCOO Phosphate buffer HPO 4 CO 2 H 2 0 HCO H 2 PO 4

4 O 2, CO 2, syrebase kemi af blodet: Plasma som et system O 2, CO 2, syrebase kemi af blodet: Plasma som et system H HCO HOp CO H p NBB p HNBBp p,p 2 2,p H HCO HOp CO H p NBB p HNBBp p,p 2 2,p Tissue (anaerobic metabolism) Total Buffer Base, Base Excess, metabolic and respiratory acidosis The SiggaardAndersen curve nomogram Buffer Base (i plasma) BB p = HCO,p NBB p Base excess (i blod) BE = BB BB R (where BB R is BB at reference conditions) Metabolic and Respiratory Acidosis 4

5 Matematisk /Matlab fremstilling af plasma function q= plasolv(pc,be); % % this code takes a sample of plasma at known PC and BE % find the equilibrium of all buffers % % calculate normal values for buffering using the input parameter values n, stands for normal values in arterial blood % % calculate reference buffer base nphp=7.4; ncp=0.225*5.; nhcop=10^(nphp6.1)*ncp; nhnbbp=(2.7575/(10^(nphp6.9274)1)); nnbbp=2.7575nhnbbp; nbbp=nhcopnnbbp; % calculate Buffer base and Cp BBp=nBBpBE; Cp=PC*0.225; function q= plasolv_eq(var,par) % initialisation % Cp= par(1); BBp=par(2); HCOp=var(1); php=var(2); HNBBp=var(); NBBp=var(4); % equilibrium equations % q = zeros(size(var1)); q(1)=6.1log10(hcop/cp)php; q(2)=(2.7575/(10^(php6.9274)1))hnbbp; q()= HNBBpNBBp; q(4)= HCOpNBBpBBp; Matematisk /Matlab fremstilling af plasma % call to solve the following eqiations, with BBpand Cp Code continues... Blod som et transport system: Røde blodceller H e HCO,e HOCO 2 e 2,e Røde Blodceller. Hæmoglobin binding med O 2 H HbNH H 2 e HbNH2 C,e H HbNHCOO H Hb NH COO HbO NH CO 2,e 5

6 Matematisk fremstilling af Hæmoglobins binding til O 2 Hb n O 2 nhbo 2 (n=4) The oxygen dissociation curve (sigmoidal The Hill equation) H Competative binding on Hæmoglobin of O 2 and H, the Bohr effects Bohr effect effect H The Bohr coefficient Bc = äpo 2 H H e HbNH 2 HbNH B B H e H äph SO 2, PCO 2 The coefficient ( Hc) = äbase ähbo 2 phe, PCO 2 Loading og unloading af O 2 Og CO 2, Blod gennemstrømmer lungerne Loading og unloading af O 2 og CO 2, blod gennemstrømmer lungerne H e HCO,e HOCO 2 e 2,e H e HCO,e HOCO 2 e 2,e H HbNH H 2 H HbNH H 2 6

7 Loading og unloading af O 2 og CO 2, blod gennemstrømmer vævene Loading og unloading af O 2 og CO 2, blod gennemstrømmer vævene H e HCO,e HOCO 2 e 2,e H e HCO,e HOCO 2 e 2,e H HbNH H HbNH H 2 H 2 Væv Loading og unloading af O 2 og CO 2 blod gennemstrømmer vævene Clinical assesment of acidbase balance. The SigaardAndersen acidbase chart H e HCO,e HOCO 2 e 2,e Bohr Bohr H HbNH H 2 7