KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 1 KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE HOS MENNESKER Revideret 2007 Henritte Pilegaard
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 2 OVERORDNET FORMÅL Hovedformålet med øvelsen er at give indblik i metoder, der kan anvendes i kredsløb, respirations- og stofskiftefysiologi. Endvidere at udvikle deltagernes evne til kritisk vurdering og tolkning af forsøgsdata. TEORI Supplerende er emnerne teoretisk behandlet i Vander s Human Physiology, 10. udg: AFVIKLING The Electrocardiogram: 399-402 Arterial blood pressure: 414-418 Respiration: 491-494. Skeletal muscle energy metabolism: Fig 3.40, side 81 Regulation of total body energy balance: 633-636 Øvelsen består af 2 dele, og øvelsesholdet deles i første omgang i 2 grupper. Den ene gruppe starter med øvelsesdel 1, den anden med øvelsesdel 2, og der foretages yderligere opdeling af hver af disse grupper efterfølgende. Efter ca. 1 time skiftes der. Beregningsmetoder diskuteres undervejs og samlet til slut. RAPPORT Rapporten skal udarbejdes i fællesskab af de studerende, der har samarbejdet om øvelsen. Rapporten skal for hver øvelsesdel omfatte: 1. En kort beskrivelse af forsøgets formål 2. En redegørelse for forsøgets udførelse. Her kan i vid udstrækning henvises til øvelsesvejledningen, men der bør gøres nøje rede for komplikationer under udførelsen, samt for evt. fejlkilder i de anvendte metoder. 3. De under resultatbehandling angivne udregninger foretages, og resultaterne - målte og beregnede - anføres på de angivne resultatskemaer. 4. Diskussion af resultaterne skal omfatte en vurdering af resultaterne i forhold til forventede normalværdier. Resultater, der afviger fra de forventede, diskuteres med henblik på årsag til den fundne afvigelse. 5. Besvarelse af de i vejledningen stillede spørgsmål.
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 3 1.KREDSLØB FORMÅL At registrere elektrokardiogram og blodtryk med konventionelle kliniske metoder samt registrere pulsfrekvens i hvile og under og efter fysisk aktivitet. 1.1 ELEKTROKARDIOGRAM De potentialændringer, som ledsager impulsudbredningen over hjertet og hjertets kontraktion, er relativt store og kan registreres ved hjælp af en elektrokardiograf, selv om afledningselektroderne anbringes langt fra hjertet. Elektrokardiograf: Elektrodekablerne ledes via en afledningsomskifter til elektrokardiografen, der registrerer resultaterne og udprinter disse som kurver. Disse kurver betegnes elektrokardiogrammer. I elektrokardiogrammet skelner man mellem forskellige karakteristiske udslag eller "takker", for hvilke man anvender simple bogstavsbetegnelser. Partier, hvor kurven forløber horisontalt, svarer til intervaller, hvor der ikke er nogen potentialdifference mellem hjertets forskellige dele, mens takkerne er udtryk for potentialforskelle. Bemærk at en EKG-komponent således starter (og slutter), hvor afledningen fjerner sig fra (og når tilbage til) den iso-elektriske linje (tydeligst i T-P intervallet). Se Fig 12.14, 12.16 og 12.20 i Vander s Human Physiology 10. udg, der viser elektrokardiogrammer.
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 4 Elektrokardiogram FORSØGSGANG til 1.1 Personen ligger afslappet, mens elektroderne anbringes og forbindes således: Højre håndled: RØD Venstre håndled: GUL Højre ankel: SORT Venstre ankel: GRØN Elektrokardiogrammet kan nu registreres og udskrives. Det er meget vigtigt, at personen forholder sig i fuldstændig ro under målingen, da muskelaktivitet vil forstyrre registreringen. Personen arbejder herefter, f.eks. 10-20 englehop eller løb op og ned ad trapperne. Elektrokardiogrammet registreres igen så hurtigt som muligt efter arbejdet. Planlæg allerede inden personen udfører det fysiske arbejde nøje hvem, der gør hvad. Forsøget gentages med en anden som forsøgsperson. RESULTATBEHANDLING af 1.1 Vedlæg elektrokardiogrammet for hvile og efter aktivitet for én af deltagerne. Angiv for begge situationer varigheden af hele cyklus (R-R intervallet) i resultatskema 1A. Angiv for begge situationer varighed af R-T intervallet (systole) og for T-R intervallet (diastolen) i resultatskema 1A. R-T måles fra toppen af R-takken til toppen af T-takken, og T-R som det resterende interval. Beregn for begge situationer hjertets pulsfrekvens.
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 5 RESULTATSKEMA 1A: Resultater fra ELEKTROKARDIOGRAM PULSFREKVENS slag/min HVILE VARIGHED AF R-R INTERVAL VARIGHED AF R-T INTERVAL (systole) sekunder sekunder VARIGHED AF T-R INTERVAL (diastole) sekunder PULSFREKVENS slag/min FYSISK AKTIVITET VARIGHED AF R-R INTERVAL VARIGHED AF R-T INTERVAL (systole) sekunder sekunder VARIGHED AF T-R INTERVAL (diastole) sekunder SPØRGSMÅL til 1.1 1) Hvorledes ændres forholdet mellem systole og diastole fra hvile til aktivitet? 2) Hviklen betydning har en sådan ændring for fyldningen af hjertet?
1.2. BLODTRYKSMÅLING (RIVA-ROCCI METODE) KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 6 Systolisk blodtryk måles klinisk som det ydre tryk, der netop giver afklemning af arm-arterien. Til bestemmelsen anvendes en bred manchet, som kan pumpes op ved hjælp af en gummibold med fingerventil. Manchetten er forbundet med et manometer. Figuren: Når trykket i sphygmanometerets gummimanchet øges over det systoliske blodtryk, kan der ikke føles radialpuls. Ved langsom sænkning af trykket fromkommer der turbulensafhængige lyde, der kan registreres med stetoskop. Når trykket falder under det diastoliske tryk bliver strømningen igen lydløs. Pumpes manchetten op til et tryk over det systoliske tryk, vil arterien være afklemt under manchetten, og i et stetoskop - anbragt over arterien - vil man intet kunne høre. Sænkes manchettrykket nu til værdier mellem systolisk og diastolisk tryk, vil arterien være åben under systolen, men helt eller delvist afklemt under diastolen. Blodstrømmen distalt for kompressionsstedet (d.v.s. ud mod fingerne) vil derfor periodisk være turbulent, hvilket giver anledning til lyddannelse. Man kan føle pulsation i arterien distalt for manchetten, og i stetoskopet høres over arterien en række pulssynkrone, bankende lyde (Korotkoff'ske lyde), hvis intensitet og karakter afhænger af manchettrykket (og dermed af kompressionsgraden). (se figur nedenfor) Figuren (Figur 12.32 i Vander s Human Physiology, 10. udg), illustrerer sammenhængen mellem manchettryk og arterietryk.
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 7 Sænkes trykket til værdier under det diastoliske tryk, vil arterien være helt åben også under diastolen, og blodgennemstrømningen i arterien vil nu være kontinuerlig og uden turbulens. Her er de Korotkoff'ske lyde igen forsvundet. FORSØGSGANG til 1.2 Se figur forrige side. Personen sidder på en stol. Manchetten anbringes glat - men ikke for stramt - på personens overarm med den nederste kant lige over albue- bøjningen med stetoskopmembranen over overarmsarterien i albuebøjningen. Tøjet må ikke stramme. Manchetten pumpes op til et tryk 20-30 mmhg over det forventede systoliske tryk. Man lader langsomt manchettrykket falde (2-3 mm pr. sekund), mens man lytter i stetoskopet. Det systoliske tryk aflæses, når den pulssynkrone banken begynder at høres. Bemærk den successive ændring af lydene, når trykket sænkes yderligere, og bemærk ligeledes manometerets tydelige pulssvingninger. Det diastoliske tryk aflæses traditionelt, når lydene pludselig skifter styrke og karakter, bliver svage, bløde og "uldne". Lydene forsvinder som regel helt ved det tryk, der er få mm lavere, men kan dog i enkelte tilfælde høres også ved væsentligt lavere tryk eller endog med uoppumpet manchet. Systolisk og diastolisk blodtryk måles 3 gange med et par minutters mellemrum på hver af deltagerne og indføres i skemaet. Alle i gruppen skal prøve at registrere blodtrykket hos én eller flere.
RESULTATBEHANDLING for 1.2 KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 8 Angiv systolisk/diastolisk blodtryk for holddeltagerne i nedenstående resultatskema (målingen udført 3 gange på hver deltager). RESULTATSKEMA 1B: BLODTRYKSREGISTRERINGER Bestemmelse nr Person 1. systolisk/diastolisk 2. systolisk/diastolisk 3 systolisk/diastolisk SPØRGSMÅL til 1.2 1) Hvorfor måles blodtryk sædvanligvis på overarmen? 2) Hvorledes vil det med denne indirekte metode målte blodtryk være i sammenligning med det sande, intraarterielle tryk? 3) Hvorledes ændres det systoliske og det diastoliske blodtryk fra hvile til arbejde?
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 9 1.3 PULSREGISTRERING VED BRUG AF PULSUR To deltagere fra hver gruppe påføres pulsur (samtidigt for at spare tid): dvs senderen rundt om brystkassen og modtageren (uret) på håndleddet. Fra det tidspunkt, hvor pulsregistreringen startes (til at gemme data) skal personens aktivitet noteres med tid fra start (skriv ned). Hver person vælger selv (helst: afgør det sammen) forskellige aktiviteter med forskellig intensitetsgrad (f.eks hvile liggende, hvile siddende, gående, løbende, hoppende, trapper osv). Registrer i ~8 min for hver person (1-2min ved hver aktivitet). Herefter overføres de gemte pulsregistreringer via et interface til en computer, og filen gemmes. Gruppen skal selv sikre sig at få sin datafil med sig efter øvelsen eller aftale at få den emailet. RESULTATBEHANDLING for 1.3 Afbild de opnåede pulsfrekvenser som funktion af tiden for hver af forsøgspersonerne. Påfør på denne afbildning, hvilken aktivitet personen foretog på de givne tidspunkter. SPØRGSMÅL til 1.3 1) Hvad er forsøgspersonernes estimerede maximale pulsfrekvens (teoretisk betragtning)? 2) Hvor meget ændredes pulsfrekvensen mellem de forskellige aktiviteter? 3) Hvor tæt kom forsøgspersonerne på den estimerede maximale pulsfrekvens? Angiv i % af den maximale pulsfrekvens. 4) Hvilken betydning har ændringen i pulsfrekvensen i en arbejdssituation?
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 10 2. STOFSKIFTE OG RESPIRATION I HVILE OG UNDER AKTIVITET FORMÅL At bestemme stofskifte (O 2 -optagelse og CO 2 -udskillelse) i hvile og under muskelarbejde, herunder at bestemme nyttevirkning under muskelarbejde. At illustrere sammenhæng mellem stofskifte og ventilation, alveolære ventilation, døde rum, respirationsfrekvens At anvende luftarternes tilstandsligning. APPARATUR Cykelergometer Douglassække - Pulsur Mundstykke - Næseklemme - Metronom Stopure Termometer Barometer FORSØGSGANG af 2 Der udvælges en forsøgsperson. Alle i gruppen har ansvar for, at alle registreringer skrives ned, evt. af en sekretær. Alle i gruppen assisterer efter behov. Forsøgspersonen skal være rask og må specielt ikke lide af hjerte- eller lungesygdomme. Forsøgspersonen bør medbringe sportstøj og håndklæde. Der er omklædnings- og baderum på instituttet. Alle målinger foretages med forsøgspersonen siddende på cykelergometret. Saddel, styr og mundstykke indstilles, så forsøgspersonen sidder så behageligt som muligt, og således at knæene strækkes, når pedalerne bevæges rundt. DET ER VIGTIGT, AT FORSØGSPERSONEN IKKE ARBEJDER FØR HVILEBESTEMMELSERNE, da enhver aktivitet vil øge stofskiftet. Forsøgspersonen påmonteres pulsur og får næseklemme på. Hvilebestemmelse Forsøgspersonen skal sidde stille på cyklen ca 10 min og de sidste 5 min trækkes vejret igennem mundstykke, mens udåndingsluften opsamles i en Douglassæk. På baggrund af analyserne af udåndingsluften beregnes forskellige ventilatoriske variable (se resultatskema 2A og 2B). Arbejdsbestemmelse Efter en opvarmningsperiode på en lav belastning i 5 min, arbejder forsøgspersonen i to 10-minutters perioder med to forskellige belastninger. Belastningen i første periode (arbejde 1) skal svare til en pulsfrekvens i området 110-140 slag pr. minut, og vil for mænd af middelstørrelse og middel træningstilstand være 100-150 W. For kvinder og for spinkle eller utrænede mænd bør belastningen være noget mindre, f.eks. 50-75 W. Belastningen i anden periode (arbejde 2) bør vælges således, at den giver en pulsfrekvens på 140-160 slag pr. minut. I de første minutter af hver belastning vurderes
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 11 på baggrund af pulsfrekvensen, om belastningen skal justeres. Der opsamles udåndingsluft de sidste 2-3 min af hvert af arbejde 1 og arbejde 2. Der anvendes en metronom til at sikre at der benyttes en given omdrejningsfrekvens. Erfaringsmæssigt er 60 omdrejninger pr. minut den hyppigst foretrukne frekvens. Rutinerede vil typisk foretrække en højere frekvens. Det er vigtigt, at omtrædningsfrekvensen er konstant under de enkelte forsøg samt naturligvis, at den bliver korrekt registreret og noteret. MÅLINGER Ved hver af de tre situationer (hvile, arbejde 1 og arbejde 2) registreres/noteres: - Arbejdsbelastning - Omtrædningsfrekvens - Pulsfrekvensen - Respirationsfrekvensen Efter forsøget analyseres Douglassækkene og følgende parametre noteres: - %CO 2 i ekspirationsluften, - %O 2 i ekspirationsluften, - V E (ved ATPS-betingelser). RESULTATBEHANDLING for 2. Inden resultatskemaerne 2A og 2B er angivet forklaringer knyttet til de parametre og beregninger, som skal foretages og indføres i disse skemaer. I beskrivelserne er der anvendt internationale forkortelser og symboler (se side 21). Arbejdsintensitet Angiv bremsekraft og omdrejningsfrekvens samt beregn arbejdsintensiteten under de to arbejdsperioder og indfør i resultatskema 2A. Et cykelergometer er en arbejdsmåler (ergon = arbejde; metron = mål). Kraft bestemmes af den bremsning svinghjulet udsættes for. Rundt om hjulet går der et bånd, hvis ender er fæstnet til en vægtskål. Størrelsen af bremsekraften kan varieres ved at anbringe lodder på vægtskålen (1 kg 1 kp 9,82 N). Vægtskålen vejer ½ kg eller 1 kg afhængigt af cykelmodellen. Vej pr tidsenhed = Tilbagelagt vej pr omdrejning er 6 meter. Med f.eks. 60 pedalomdrejninger pr. minut fås: 6 m pr. sek.
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 12 Mekanisk effekt. Den mekaniske effekt (d.v.s. arbejdsmængde pr tidsenhed) er i overensstemmelse med definitionen på arbejde givet ved: Mekanisk effekt = arbejde pr tidsenhed = kraft vej pr tidsenhed: ( N m s -1, hvor N m=j og J s -1 =W) Med for eksempel en bremsning af svinghjulet på 1 kg fås en bremsekraft på 1 9.82 N. Med en omtrædningsfrekvens på 60 pr minut bliver effekten (arbejde pr tidsenhed, Nm pr sekund = J pr sekund = W): 9,82 N 6 m/s 60 W. Pulsfrekvens Pulsfrekvensen aflæses regelmæssigt på pulsuret igennem hver forsøgsperiode, (hvile, arbejde 1 og arbejde 2), og for hver af disse findes en gennemsnitsværdi, som indføres i skemaet. Respirationsfrekvens Respirationsfrekvensen (RR = respiration rate) registreres manuelt for hver af de tre perioder (hvile, arbejde 1 og arbejde 2). Det kan f.eks gøres ved med let hånd at holde et tyndt stykke papir på tværs af ekspirationsluftens retning. En gennemsnitsværdi af to 1 min tællinger indføres i skemaet for hver periode og bruges til videre beregninger. Lungeventilation Lungeventilationen (V E ) beregnes og angives ved tilstandene ATPS, STPD og BTPS (om luftarternes tilstandsligning, se sidst i øvelsesvejledningen). Respirationsdybde og alveolære ventilation Respirationsdybde (V T = tidal volume ) beregnes og angives ved BTPS. Det døde rums størrelse aflæses og angives (BTPS), og den alveolære ventilation (V A ) beregnes og angives (ved BTPS). I denne beregning korrigeres for det døde rum (V D - aflæses på kurven side 19). BEMÆRK: V D er angivet ved BTPS på denne graf. Iltoptagelse og kuldioxidudskillelse Inspirationsluftens sammensætning forudsættes konstant: 20,94% O 2 ; 0,03% CO 2 ; 79,03% N 2, mens ekspirationsluftens sammensætning bestemmes ved analysering af Douglassækkene. Iltoptagelsen (VO 2 ) bestemmes som differencen mellem den pr. minut ind- og udåndede O 2 -mængde:
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 13 VO 2 = V I F I O 2 - V E F E O 2 - F I O 2 og F E O 2 er iltfraktionen i henholdsvis in- og ekspirationsluft. - V I og V E er volumen ved STPD af den pr minut in- og ekspirerede luftmængde. V E bestemmes fra analysering af Douglassækkene. - V I beregnes på følgende måde: Idet den in- og ekspirerede nitrogenmængde er lige stor gælder: V E F E N 2 V I = --------- F I N 2 Indføres dette i formlen for iltoptagelse (VO 2 ) fås: F E N 2 VO 2 = V E (STPD) (F I O 2 ------- - F E O 2 ) F I N 2 Dvs alle parametre er kendte undtagen VO 2,der således kan beregnes. Kuldioxidudskillelsen (VCO 2 ) bestemmes som differencen mellem den pr. minut ind- og udåndede CO 2 -mængde: VCO 2 = V E F E CO 2 - V I F I CO 2 En korrektion, som den ovenfor nævnte for ilt, er her uden betydning, da F I CO 2 er meget lav. Respiratoriske udvekslingskvotient Den respiratoriske udvekslingskvotient (RER) beregnes og føres ind i resultatskema 2B. RER er forholdet mellem udskilt CO 2 og optaget O 2 (VCO 2 /VO 2 ). RQ (den respiratoriske kvotient) er forholdet mellem det i vævet producerede CO 2 og det forbrugte O 2. RQ er 0.71 ved ren fedtforbrædning og 1.0 ved kulhydratforbrænding.
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 14 Stofskifte Stofskiftets størrelse udtrykt i kjoule beregnes ved at multiplicere O 2 -optagelsen med iltens energetiske værdi. Iltens energetiske værdi afhænger af de forbrændte næringsstoffer, og den varierer således mellem 18 (for protein) og 21.4 (for glukose). Ved beregningerne bruges en gennemsnitsværdi på 20 kj pr. l O 2 Nettonyttevirkningen Nettonyttevirkningen beregnes for de to arbejdsperioder. A Nettonyttevirkning = ----- 100% E-e hvor A = arbejdsintensitet; E = energiomsætning under arbejde; e = energiomsætning i hvile (siddende på cyklen). Konditionstal Estimér forsøgspersonens kondital. I nedenstående figur er skematisk illustreret, hvorledes man ud fra pulsen (P arb 1 og P arb 2) ved to forskellige arbejdsintensiteter (arb 1 og arb 2 ) kan ekstrapolere til den maksimale arbejdsintensitet (arb max ) ved brug af maksimalpulsen (P max ). Maksimalpulsen er aldersafhængig, og kan antages at være: 220 - alder. Således beregnes ud fra pulsfrekvensbestemmelser og arbejdsbelastninger ved de to arbejdsintensiteter forsøgspersonens konditionstal. Konditionstallet udtrykker et individs maksimale iltoptagelseshastighed pr. kg legemsvægt (ml O 2 min -1 kg -1 ).
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 15 Beregning af den maksimale arbejdsintensitet sker ud fra de ensvinklede trekanter vist på nedenstående figur se opstilling af beregninger og fremgangsmåde ved beregningerne nedenfor. 200 Pulsfrekvens (slag/min) 150 100 50 0 0 100 200 300 400 Arbejdsintensitet (W) arb max - arb 1 P max - P arb 1 --------------- = --------------- arb 2 arb 1 P arb 2 - P arb 1 Heraf fås: arb max = arb 1 + P max - P arb 1 ------------- (arb 2 - arb 1 ) W P arb 2 - P arb 1
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 16 Konditionstal: Beregning af konditionstallet sker nu på følgende måde: 1. Den beregnede maksimale arbejdsintensitet omsættes til kj/min. 2. Derefter omregnes til liter O 2 /min 3. Idet det ydre arbejde antages at være udført med en nyttevirkning som beregnet ovenfor: Organismens maksimale iltoptagelseshastighed (VO 2 max ) = Arb max -------- 100 (liter O 2 min -1 ) + e Nettonyttevirkning VO 2 max 4. Konditionstallet = ------- (ml O 2 min -1 kg -1 ). vægt SPØRGSMÅL til 2. 1) Kommenter det beregnede konditionstal udfra tabellen side 20. Hvordan er det i forhold til konditionstallet hos eliten inden for idrætsgrene som skiløb (langrend), mellem- og langdistanceløb, orienteringsløb og roning. 2) Hvor mange gange er ventilationen større under arbejde end i hvile? Hvilke regulationsmekanismer kan tænkes at forårsage disse forøgelser i ventilationen? 3) Definer RQ og RER. Angiv betingelserne for at RER = RQ 4) Angiv usikkerheder forbundet med at estimere en persons VO 2 max ud fra en to-punks-test som ovenfor.
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 17 RESULTATSKEMA 2A ALDER:... VÆGT:... BAROMETERSTAND:... TEMPERATUR:... HVILE 1. ARBEJDE 2. ARBEJDE BREMSEKRAFT (N) OMTRÆDNINGSFREKVENS (RPM) EFFEKT Watt) PULSFREKVENS (slag/min) RESP. FREKVENS (antal/min) LUNGEVENTILATION (V E, l/min ATPS) LUNGEVENTILATION (V E, l/min STPD) LUNGEVENTILATION (V E, l/min BTPS) RESPIRATIONSDYBDE (V T, liter BTPS) DET DØDE RUM, (V D, liter BTPS) ALVEOLÆR VENTILATION (V A, liter/min BTPS)
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 18 RESULTATSKEMA 2B: Husk at iltoptagelse og kuldioxidudskillelse beregnes ved STPD betingelser O 2 i EKSPIRATIONSLUFT (%) CO 2 I EKSPIRATIONSLUFT (%) N 2 I EKSPIRATIONSLUFT (%) O 2 -OPTAGELSE (VO 2 ) (l/min) CO 2 -UDSKILLELSE (VCO 2 ) (l/min) RESPIRATORISK KVOTIENT (RER = VCO 2 /VO 2 ) ENERGIOMSÆTNING (kj/min) NYTTEVIRKNING (%) KONDITIONSTAL beregnet (ml O 2 kg -1 min -1 ) HVILE 1. ARBEJDE 2. ARBEJDE
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 19 Kurve til bestemmelse af døde rum. BEMÆRK V D er angivet ved BTPS på denne kurve
KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 20
B B KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 21 APPENDIX Symboler og forkortelser Korrekt benyttes et punktum over et symbol til angivelse af et tidsderivat (oftest pr. minut). En streg over et symbol angiver en middelværdi. I denne øvelsesvejledning og nedenfor undlades dette dog. F = Fraktionel koncentration af gas i tør luft. V = Volumen i al almindelighed eller her luftvolumen pr. tidsenhed P = Tension i mmhg. I = Inspireret luft. E = Ekspireret luft. B = Barometertrykket. V E V I V A V T V D RR VO 2 RER = VCO 2 /VO 2 RQ = VCO 2 /VO 2 F I CO 2 = Ekspirerede volumen pr min (Lungeventilation) = Inspirerede volumen pr min = Alveolære ventilation = Respirationsdybde (tidal volume). = Det døde rum (dead space). = Respirationsfrekvens. = O 2 -optagelse pr. minut. = Den respiratoriske (alveolære) udvekslingskvotient = Den metaboliske udvekslingskvotient = Fraktionelle indhold af CO 2 i inspirationsluft. Sådanne fraktioner er, med mindre andet anføres, fraktioner af tør luft. STPD = "Standard temperature and pressure, dry" (0, 760 mmhg, tør luft). BTPS ATPS = "Body temperature and pressure, saturated" (37, P B, mættet med vanddamp). = "Ambient temperature and pressure, saturated" (t, P B, mættet med vanddamp, PH2O t ).
Luftarternes tilstandsligning (STPD og BTPS) KREDSLØB, RESPIRATION OG STOFSKIFTE 22 1. Beregning af alveolære partialtryk f.eks. for CO 2. De fleste kemiske og elektriske luftanalyseapparater giver resultater i % tør luft. For at beregne partialtrykket ved legemstemperatur og vanddampsmætning, må fraktionen af tør luft multipliceres med (B - 47). F. eks.: Alveolær luft indeholdt ved analyse 5,6% CO 2.FCO 2 = 0,056. Barometerstanden var 760 mmhg. PCO 2 = 0,056(760-47) mmhg. 2. Korrektion af luftvolumina der er opsamlet og målt ved rum- temperatur. Ventilationsvolumina angives ved tilstanden BTPS (Body temperature and pressure, saturated. 37 C, P B - 47). Iltoptagelse (VO 2 ) og kuldioxidudskillelse (VCO 2 ), stofskiftevolumina, angives ved STPD (Standard temperature and pressure, dry. 0 C, 760). Luftvolumina, der er opsamlet og målt ved aktuelle temperatur og tryk (ATPS) Ambient temperature and pressure, saturated), skal derfor korrigeres. Luftarternes tilstandsligning ATPS = ambient (= omgivende) temperature and pressure, saturated STPD = standard temperature and pressure, dry (0, 760 mmhg). BTPS = body temperature and pressure, saturated (37, P -47 B mmhg). Volumenkorrektion fra ATPS til STPD: P - e 273 V STPD = V ATPS ------- ------- 760 273 + t hvor V = volumen luft; P = aktuelle tryk; t = aktuelle temperatur; e = mættede vanddampes tryk ved t; 273 = 273 K (kelvin) angivelse af absolutte temperatur, hvor 273 K = 0 C. Volumenkorrektion fra STPD til BTPS: 760 273 + 37 V BTPS = V STPD ------- ---------- P - 47 273 Således kan BTPS og STPD faktorerne beregnes. De kan også findes i tabeller (8 og 12, Carpenters samling), som er fremlagt i forsøgslokalet.