Kompendium i Fysiologi - manan.dk - fra student til …€™s Fysiologi Kompendium manan.dk 2 227− side af - 3.1.13. Abnorm respiration og respirationsinsufficiens_____ 107 3.1.14

Manan’s Fysiologi Kompendium

manan.dk − side 1 af 227 -

Opdateret: 28. Maj 2007

INDHOLDSFORTEGNELSE

1. CENTRALNERVESYSTEMET OG SANSER _________________________________________ 3

1.1. Cellulær neurofysiologi _________________________________________________________________________ 3

1.2. Sanserne _____________________________________________________________________________________ 4 1.2.1. Almene receptormekanismer _________________________________________________________________ 4 1.2.2. Somatisk sensibilitet ________________________________________________________________________ 5 1.2.3. Smags- og lugtesans ________________________________________________________________________ 10 1.2.4. Synet____________________________________________________________________________________ 11 1.2.5. Hørelsen _________________________________________________________________________________ 19 1.2.6. Vestibulær funktion _______________________________________________________________________ 23

1.3. Motoriske funktioner __________________________________________________________________________ 23 1.3.1. Den motoriske enhed ______________________________________________________________________ 23 1.3.2. Spinale mekanismer _______________________________________________________________________ 25 1.3.3. Descenderende banesystemer ________________________________________________________________ 28 1.3.4. Postural kontrol ___________________________________________________________________________ 30 1.3.5. Cortex, cerebellum og basalganglier ___________________________________________________________ 31

1.4. Højere funktioner _____________________________________________________________________________ 34

1.5. Det autonome nervesystem og dets centrale kontrol _________________________________________________ 38

2. KREDSLØB ___________________________________________________________________ 43 2.1.1. Almene træk af kredsløbets funktioner ________________________________________________________ 43 2.1.2. Kapillærpermeabilitet/mikrocirkulation _______________________________________________________ 46 2.1.3. Iltforsyning til vævene _____________________________________________________________________ 48 2.1.4. Væskebevægelser over kapillærmembranen samt lymfedannelse ___________________________________ 50 2.1.5. Modstandskarrene _________________________________________________________________________ 53 2.1.6. Venesystemets fysiologi ____________________________________________________________________ 55 2.1.7. Hjertets mekaniske funktion_________________________________________________________________ 56 2.1.8. Kredsløbsregulering/det arterielle blodtryks regulering ___________________________________________ 61 2.1.9. Hjertets elektriske aktivitet __________________________________________________________________ 65 2.1.10. Måling af blodgennemstrømningshastighed i væv og organer _____________________________________ 69

3. RESPIRATION ________________________________________________________________ 78 3.1.1. Nomenklatur og enheder ___________________________________________________________________ 78 3.1.2. Luftarternes fysiske forhold _________________________________________________________________ 78 3.1.3. Struktur og funktion _______________________________________________________________________ 80 3.1.4. Luftskiftet ________________________________________________________________________________ 81 3.1.5. Diffusion ________________________________________________________________________________ 84 3.1.6. Lungekredsløbet __________________________________________________________________________ 86 3.1.7. Forholdet mellem ventilation og perfusion _____________________________________________________ 89 3.1.8. Blodets luftarter ___________________________________________________________________________ 91 3.1.9. Gasudveksling mellem blod og væv ___________________________________________________________ 96 3.1.10. Hypoksi ________________________________________________________________________________ 97 3.1.11. Respirationens mekanik ___________________________________________________________________ 99 3.1.12. Respirationens regulering _________________________________________________________________ 104



3.1.13. Abnorm respiration og respirationsinsufficiens ________________________________________________ 107 3.1.14. Ilttransporten under specielle forhold _______________________________________________________ 109 3.1.15. Gasudveksling under varierende ydre tryk, dykning ___________________________________________ 111 3.1.16. Respirationssystemet, kredsløb og stofskifte under muskelarbejde ________________________________ 112

4. NEUTRALITETSREGULERING & SYRE/BASE-BALANCE __________________________ 115

5. ENERGIOMSÆTNING ________________________________________________________ 120

6. LEGEMSTEMERATUR OG TEMPERATURREGULERING __________________________ 125

7. MAVE-TARMKANALEN ______________________________________________________ 129 7.1.1. Generelt ________________________________________________________________________________ 129 7.1.2. Mave-tarmkanalens kontrolsystemer _________________________________________________________ 129 7.1.3. Det enteriske nervesystem _________________________________________________________________ 130 7.1.4. De gastrointestinale hormoner ______________________________________________________________ 131 7.1.5. Gastrointestinale motilitet _________________________________________________________________ 135 7.1.6. Fordøjelsessekreterne _____________________________________________________________________ 139 7.1.7. Intestinal absorption ______________________________________________________________________ 148 7.1.8. Fordøjelse og absorption af kulhydrater _______________________________________________________ 151 7.1.9. Fordøjelse og absorption af proteiner _________________________________________________________ 153 7.1.10. Fordøjelse og absorption af fedtstoffer _______________________________________________________ 154 7.1.11. Absorption af alkohol ____________________________________________________________________ 156 7.1.12. Absorption af vitaminer __________________________________________________________________ 157

8. LEGEMSVÆSKERNES FYSIOLOGI, NYRENS FUNKTION __________________________ 159

8.1. Legemets væskefaser __________________________________________________________________________ 159 8.1.1. Volumina og sammensætning _______________________________________________________________ 159 8.1.2. Metoder, hvormed man kan måle væskefasernes volumina _______________________________________ 160 8.1.3. Tilføjelser og tab med relation til legemets væskefaser ___________________________________________ 162

8.2. Nyrerne ____________________________________________________________________________________ 164 8.2.1. Anatomi ________________________________________________________________________________ 164 8.2.2. Urinens sammensætning ___________________________________________________________________ 165 8.2.3. Definitioner _____________________________________________________________________________ 165 8.2.4. Stoftransporten i nyrerne som helhed ________________________________________________________ 167 8.2.5. Nyrernes hydro- og hæmodynamik __________________________________________________________ 171 8.2.6. Proksimale stoftransport ___________________________________________________________________ 175 8.2.7. Distal stoftransport _______________________________________________________________________ 176 8.2.8. Nyrernes regulatoriske funktion _____________________________________________________________ 179 8.2.9. Nedre urinveje og blærefunktion ____________________________________________________________ 184

9. ENDOKRINOLOGI ___________________________________________________________ 185 9.1.1. Almen endokrinologi _____________________________________________________________________ 185 9.1.2. Den endokrine pankreas ___________________________________________________________________ 189 9.1.3. Hormonal regulering af kalcium- og fosfat-stofskiftet ___________________________________________ 194 9.1.4. Hypothalamus og hypofyse _________________________________________________________________ 198 9.1.5. Gld. Thyreoidea og jod-stofskiftet ___________________________________________________________ 204 9.1.6. Binyrerne _______________________________________________________________________________ 208 9.1.7. Reproduktionsendokrinologi _______________________________________________________________ 215 9.1.8. Nyrer, hjerte, blodkar og corpus pineale ______________________________________________________ 226



1. CENTRALNERVESYSTEMET OG SANSER

1.1. CELLULÆR NEUROFYSIOLOGI 1. REDEGØRE FOR HVILEMEMBRANPOTENTIALET

Hvilemembranpotentialet, Vm = ψ(i) - ψ(o) ≈ –70 mV, hvor ψ(i) og ψ(o) er det elektriske potential i hhv. cytoplasma og yderfasen (interstitiel væske, havvand).

2. REDEGØRE FOR AKTIONSPOTENTIALET, DETS INITIERING OG UDBREDELSE En elektrisk stimulus, der når en hvis vedvarende styrke (tærskelpotentialet), udløser en eksplosion af elektrisk aktivitet (aktionspotentiale), som propagerer hurtigt langs neuronets plasmamembran, og er vedligeholdt ved automatisk amplifikation hele vejen (strømsløjfer).

3. REDEGØRE FOR KEMISK SYNAPTISK TRANSMISSION MELLEM NERVECELLER Ved kemisk transmission er de præ- og postsynaptiske membranområder totalt adskilte, omend i nærkontakt. Det kemiske transmitterstofs præsynaptisk frigørelse, diffusion over til og virkning på den postsynaptiske membran kræver tid (synaptisk forsinkelse), men kemisk transmission muliggør funktionel mangfoldighed: excitatoriske og inhibitoriske synapser, transmission med forstærkning, regulering mm. Opbevaring

: vesikler, mulighed for flere slags i samme præsynaptiske terminale bouton.

Release

: Aktionspotentiale voltage-gated Ca2+ kanaler vesicles fuse exocytose

Transport over den synaptiske kløft

: passiv diffusion

Postsynaptiske membraneller: binding til receptor second messenger

: binding til receptor ændret ionkonduktans PPS (Post Synaptisk Potentiale)

Transmitter fjernelse

: hydrolyse, reuptake, bortdiffusion mm.

4. REDEGØRE FOR POSTSYNAPTISK INTEGRATION AF SYNAPTISKE POTENTIALER PSP

: Post Synaptiske Potentialer, enten Excitatoriske (EPSP) eller Inhibitoriske (IPSP); Lokale EPSP’er eller IPSP’er genereres postsynaptisk.

EPSP

: Frigørelse af excitatorisk transmitter fremkalder en samtidig forøgelse af membranens konduktans for Na+ og K+, hvilket fører til en depolarisering af membranen.

IPSP

: Nerveimpulser i hæmmende tråde fremkalder en frigørelse af inhibitorisk transmitter fra det præsynaptiske membrankompleks, som øger den postsynaptiske membrans konduktans for K+ eller Cl-. Denne konduktansforøgelse fører til en stabilisering af membranpotentialet eller en hyperpolarisation (ca. ÷ 80 mv).

Dannelse og propagering af aktionspotentialeTemporal og spatial summation ved axon hilloc; Aktionspotentialet propagerer langs axon;

: EPSP og IPSP spredes passivt (elektrotonic conduction)

Efterhyperpolarisering; K+-kanaler; relativ refraktær periode. Et enkelt neuron kan indgå i fra få hundrede op til ca. 100.000 synapser (Purkinje-celler); flest axo-dendritiske og axo-somatiske synapser. Integration og sortering af indkommende signaler sker ved samspillet mellem exitatoriske og inhibitoriske synapser (summation).

5. BESKRIVE TRANSMITTERE OG DERES RECEPTORER I CNS: ACETYLCHOLIN, GLUTAMAT, GABA, GLYCIN, BIOGENE AMINER, PEPTIDER Transmittere

: acetylcholin, GABA, glutamat, noradrenalin, seretonin, histamin, peptider mm.



Blokade af transmitterfrigørelse: - ↓Ca2+ eller ↑Mg2+ extracellulært - Botulinum toxin (Ach-synapse)

Acetylcholin-receptor blokade: - non-depolariserende (curare, tetraethylammonium (nikotine); atropine (muskarine)) - depolariserende (succinylcholin)

6. BESKRIVE MODULATION AF SYNAPTISK TRANSMISSION: FACILITERING OG POTENTIERING

Hvi en aktionspotentiale skulle ankomme til præsynaptisk terminal umiddelbart efter en anden aktionspotentiale, vil [Ca2+]cytosol ikke falde til hvilemembranspotentialet, således at [Ca2+] stiger mere end efter første stimulus, og frigør derfor også en større mængde transmitter.

1.2. SANSERNE

1.2.1. ALMENE RECEPTORMEKANISMER 7. BESKRIVE FÆLLES TRÆK FOR RECEPTORSYSTEMER VED OVERFØRING FRA STIMULUS (OMGIVELSERNES ENERGI) TIL

AKTIONSPOTENTIALER I DE AFFERENTE FIBRE Omsætningen af energi fra omgivelserne til nerveimpulser i organismer foregår i receptorer, der er:

- et neuron for: syns-, lugte- og hudsansernes vedkommende - en modificeret epithelcelle for: høre-, accelerations- og smagssansernes vedkommende

Den energiform en receptor er specielt følsom for, kaldes receptorens adækvate stimulus. Sanserne kan inddeles i:

- Exteroceptorer: receptorer knyttet til legemets overflade (overfladesensibilitet) - Proprioceptorer: receptorer der ligger dybere i bindevæv og muskler (dybdesensibilitet) - Interoceptorer: receptorer knyttet til viscera

Stimulus udløser et receptorpotentiale (generatorpotentiale) som er graderet efter stimulus styrke. Dette graderede receptorpotentiale udløser nerveimpulser, hvis frekvens signalerer stimulusstyrken. Omkodningen af intensitet fra ”analog” form til frekvensmodulation er i princippet ens i alle sanseorganer. Mekanisme og morfologi varierer dog. Receptoren (transduceren) har jævnligt en følsomhed som er drevet til grænsen for det fysisk mulige. Den samme transducer fungerer over et meget stort område af stimulusintensiteter (op til 1012); har et stort dynamikområde. Absolut tærskel

: selvom receptoren ikke påvirkes af noget stimulus findes der en vis variabel (spontan) aktivitet i de neuroner, der fører impulserne centralt. Dette betegnes ”støj”. Når receptoren påvirkes af et stimulus, bliver støjen blandet med den udløste aktivitet, som kaldes et signal. Organismens svar afhænger altså af muligheden for at skelne mellem "signal+støj" og "støj" alene (sandsynlighedsforholdet).

Forskelstærskel

: ud over det adækvate stimulus og følsomhed er et sansesystem karakteriseret ved relationen mellem input og output (overføringsfunktionen). Forsøg har vist at overføringsfunktionen i næsten alle tilfælde (hos fysiologiske mekanismer) er en potensfunktion: R = k ⋅ Sn (R = output, S= input)

Eksponenten n for en tones styrke er 0,66 og for klarheden af en lysplet i mørke 0,33. Eksponenter < 1 betyder, at outputområdet er komprimeret i forhold til input. Dette er nødvendigt for sanser med et dynamikområde så stort som 1010 og 1012 (syn og hørelse). Er eksponenten > 1 betyder det, at outputområdet er ekspanderet i forhold til input. Dette ses for: temperatur, bedømmelse af vægte og smerte. Adaptation

: respons på stimulus falder med tiden.

8. BESKRIVE RELATIONEN MELLEM STIMULUS VARIGHED, STIMULUS STYRKE OG REAKTION Relationen mellem stimulus styrken og reaktionen kan angives ud fra formlen: R = k ⋅ Sn. Andre mål for angivelse af forholdet er:

- antallet af receptorer der aktiveres stiger med stimulusstyrken - antallet af receptorklasser der aktiveres stiger med stimulusstyrken



I den afferente nerve ses dette som: antallet af aktionspotentialer stiger pr. tidsenhed ved stigende stimulus styrke. Relationen mellem stimulus varighed og reaktion kan kodes af langsomt adapterende sensoriske neuroner, ved varigheden af den øgede fyring. Begyndelse og afslutning af stimulus kan signaliseres ved forbigående fyringer af de hurtigt adapterende sensoriske neuroner.

9. ANGIVE HVORDAN DE SENSORISKE NERVEFIBRE INDDELES (A, B, C OG I-IV) Betegnelsen A, B, og C refererer til faser af det sammensatte aktionspotential, som afledes fra en nerve, der stimuleres elektrisk et stykke fra afledningsstedet. A-fasen skyldes de hurtigt ledende, dvs. de tykkeste fibre, C-fasen de tyndeste umyeliniserede axoner. B-fasen skyldes alene præganglionære sympatiske axoner (glem B-fasen!). Parallelt med bogstavsystemet bruges en inddeling i gruppe I-IV baseret på axonernes tykkelse: GRUPPE DIAMETER

(µM) LEDNINGSHASTIG.

(M/S) RECEPTORORGANER

I a I b

12 – 20 70 – 120 Muskel Muskel

- muskelten (nuclear bag), primær afferent - seneten

II A - β

6 – 12 30 – 70 Muskel Hud

- muskelten (nuclear chain), sekundær afferent - tryk, berøring, vibration

III A - δ

1 – 6 6 – 36 Muskel Hud

- tryk, smerte - smerte (skarp, lokaliserende), temperatur (kuldereceptor),

IV C

< 1 0,5 – 5 Muskel Hud

- smerte - smerte (diffus, brændende, dunkende), temperatur (varmereceptor)

10. REDEGØRE FOR FAKTORER, DER HAR BETYDNING FOR AKTIONSPOTENTIALERS UDBREDNINGSHASTIGHED

Nerveledningshastighed er bl.a. bestemt af axonernes længde, diameter, myelinbeklædning og temperaturen. Myelinisering

- ↑: ledningshastighed, membranresistans :

- ↓: membrankapicitans, energiforbrug

1.2.2. SOMATISK SENSIBILITET 11. REDEGØRE FOR HUDENS RECEPTORER, DERES FORDELING, RECEPTIVE FELTER, UDLADNINGSMØNSTRE OG

ADAPTIONSMØNSTRE Kutane Mekanoreceptorer

: Deformation er adækvat stimulus for hudens mekanoreceptorer, der reagerer på følgende 3 taktile kvaliteter: Tryk, Berøring, Vibration. De afferente fibre er hurtigt ledende (Aβ).

TRYK: - Merkelcelle komplekset: [impulser/sek.] ∝ intensitet af tryk; langsom adaptation. Fire nerveender

stammende fra et subepithelialt plexus (epidermale processer, som strækker sig ned i subcutis) ender med små opsvulmninger imellem flerlaget epithelceller. (Overfladisk placeret =>) Axonerne har små, overlappende receptive felter.

- Ruffini legemer: tenformede bindevævsstrukturer, som er gennemtrukne med langsgående kollagene

fiberbundter, der binder dem til andre områder af huden. De bliver på denne måde følsomme for strækning af huden. Deres axoners receptive felter er store og overlappende (dyb beliggenhed). De adapterer også langsomt og signalere således statiske forhold (intensitet).

BERØRING:

- Meissnerske legeme: [impulser/sek.] ∝ velocity af stimulus; hurtig adaptation. De svarer bedst på stimuli med frekvens på 30-40 Hz. Ligger tæt under huden => axoner har små receptive felter med stor overlapning.

- Dækhårsreceptorer: findes i behåret hud, knyttet til hårsækken. Svarer på bevægelse af håret. Nogle er

følsomme for langsomme andre for hurtige bevægelser. VIBRATION:



- Pacini legeme: lammelært opbygget. Er det største af receptorstrukturerne og er placeret i de dybere lag af huden og i andet dybtliggende bindevæv. (=>) Det receptive felt er stort og med stor overlap til naboaxoners receptive felter. Pacini legemet er en vibrationsdetektor, som kun exciteres svagt af en enkelt deformation. Er meget følsom i området 150-300 Hz. Pacini legemet er hurtigt adapterende, og svarer som følge heraf kun med et receptorpotential ved stimulus begyndelse og afslutning.

Små receptive felter Store receptive felter Hurtig adapterende

Meissnerske legeme

Vater Paccini legemer

Langsom adapterende

Merkelcelle komplekser

Ruffini ender

C-mekanoreceptorer

: innerveres af umyeliniserede axoner. Svarer bedst på meget langsomme bevægende stimuli såsom strygning af huden med en tot vat.

Termoreceptorer

: Udlader sig med konstant frekvens ved konstant temperatur. Reagerer dynamisk på temperaturændring. De exciteres ikke af moderate mekaniske stimuli. Kan inddeles i kuldereceptorer og varmereceptorer (med delvis overlappende følsomhedsområder). Begge typer er langsomt adapterende. Ved moderate temperaturer (f.eks. 36°C) er begge aktive. Ved lave temperaturer (20°C - 35°C) er kun kuldereceptorer aktive. Ved høje temperaturer (37°C - 43°C) kun varmereceptorer aktive. Ved temperaturer over 45°C stopper også varmereceptorerne deres aktivitet; de kan altså ikke signalisere ved skadeligt høje temperaturer:

- Kuldereceptorer: findes umiddelbart under epidermis. Det receptive felt for et axon overlappes ikke af andre axoners. Kuldefølsomheden er lokaliseret til kuldepunkter med ca. 1 mm i diameter. De findes i forskellig tæthed i forskellige afsnit af kroppen. Kuldereceptorerne er forsynet med Aδ-fibre og har en maksimal fyringsfrekvens ved 25° C.

- Varmereceptorer: man ved kun lidt om disse, da de innerveres af C fibre (der er svære at registrere). Virker

på samme måde som kuldereceptorer, men ligger mindre tæt end kuldepunkter. Nociceptorer 9: jvf. 18. beskriv nociceptorer, angive fibertyper i perifere nerver… (s. ).

12. BESKRIVE LEDRECEPTORER OG DERERS UDLADNINGSMØNSTRE En ledreceptor er en mekanoreceptor (af Ruffini typen), som er således anbragt i en ledkapsel eller et ligament (Golgi receptor), at den aktiveres i en sektor på 15-30° af leddets bevægelsesområde. Ledreceptorer informerer CNS om:

- Leddets stilling: ledreceptoren er relativt langsomt adapterende med et statisk svar, som signaliserer en given stilling.

- Bevægelseshastighed: jo hurtigere bevægelse gennem receptorens følsomhedssektor, jo flere impulser udløses i det afferente axon.

- Bevægelsesretning: bevægelser i een retning øger frekvensen, bevægelse i modsat retning nedsætter frekvensen.

13. BESKRIVE KONTROLLEN AF AFFERENTE TRANSMISSION, HERUNDER PRESYNAPTISK INHIBITION Præsynaptisk inhibition

Denne præsynaptiske inhibition betegnes: PAD (primary afferent depolarization). Hver afferent terminal hæmmer sine naboer via et inhibitorisk interneuron (analogt med lateralhæmning i retina), hvilket skærper kontraster. Hæmningen ved PAD udøves overvejende på primære afferente neuroner af samme type; statiske kutane mekanoreceptorer hæmmer statiske, og dynamiske hæmmer dynamiske.

: De primære, afferente axoners kollateraler i baghornet og bagstrengskernerne er forsynet med inhibitoriske (axo-axonale) synapser, som kan hæmme transmissionen, før impulsen når den synapse, som overfører signalet til det sekundære afferente neuron: de nedsætter nerveimpulsernes amplitude ⇒ transmittermængden i synapsen med sekundære neuron nedsættes => EPSP formindskes (måske i den grad, at tærskelværdien ikke nås => ÷ aktionspotentiale).

Postsynaptisk inhibition: en impuls fra et inhibitorisk interneuron medfører en hyperpolarisation af postsynaptisk

membran (IPSP) i det sekundære neuron. Det inhiberende interneuron kan være



- aktiveret af rekurrente kollateraler fra det sekundært neuron (!) (rekkurent inhibition via Renshaw celler; Feedback inhibition (jvf. 84. skitsere forbindelserne for rekurrent (Renshaw) inhibition … (s. 28).

- direkte aktiveret via en parallel pathway (Feed-forward inhibition) PAD styres desuden af descenderende impulser fra hjernen. Transmissionen kan således hæmmes ved yderligere inhibition eller fremmes ved nedsættelse af den toniske inhibition. Inhibering fra højere dele af CNS starter i neuroner der bl.a. ligger i hypothalamus, den grå substans omkring aquaeductcus mesencephali cerebri og i formatio reticularis. Herfra går nervefibrene ned til baghornene i medulla spinalis. Vha. transmittersubstansen enkafalin fra interneuoner i medulla spinalis kan de nævnte områder lave en præsynaptisk inhibition af f.eks. smerteneuronet.

14. BESKRIVE ANVENDELSE AF MIKRONEUGRAFI VED UNDERSØGELSE AF SENSORISK FUNKTION Det er teknisk muligt at registrere PAD med mikropipetter indført i terminalerne i baghornet. Sådanne registreringer viser, at PAD nedsætter nerveimpulsernes amplitude, således at transmittermængden nedsættes i synapsen med det sekundære neuron (jvf. 13. beskrive kontrollen af afferente transmission…. (s. 6)).

15. REDEGØRE FOR DEN FUNKTIONELLE ORGANISATION AF DE DORSALE SENSORISKE LEDNINGSBANER HERUNDER BAGSTRENGS-LEMNISCUS MEDIALE SYSTEMET Bagstrengsbanerne

udgør første led i en kæde af neuroner, der fører proprioceptive og tryk-/berørings impulser op til storhjernen. De er placeret i funiculus posterior og tiltager i volumen op gennem hele medulla spinalis. Axonerne fra bagstrengskernerne krydser hurtigt midtlinien i medulla oblongata og ender i thalamus, hvorfra 3. neuron fører impulserne videre til de somatosensoriske områder af cortex cerebri. Følgende neuroner indgår i transduktionen:

- Første (1.) neuron

: Axoner der innerverer sensoriske receptorer på underekstremiteten og lavere dele af kroppen ascenderer i fasciculus gracilis (medialt). Axoner fra overekstremiteten og øvre dele af kroppen ascenderer i fasciculus cuneatus (lateralt).

- Andet (2.) neuron

- har større receptive felt (flere 1. neuroner danner synapse med samme 2. neuron)

: Der dannes synapse i nucleus gracilis og nucleus cuneatus. Neuroner i disse kerner reagerer på samme måde som de primære afferente fibre, de danner synapse med: nogle er hurtigt adapterende, andre ikke osv. Hovedforskellen mellem svaret fra 1. neuron og 2. neuron er, at bagstrengsneuroner:

- reagerer nogle gange på mere end en sansekvalitet (flere forskellige receptorklasser konvergere til samme 2. neuron)

- har ofte inhibitoriske receptive felter medieret af interneuronale kredsløb i bagstrengskernerne.

Neuroner krydser midtlinjen i medulla oblongata (decussatio lemniscorum) og fortsætter som et samlet bundt, lemniscus medialis gennem den dorsale del af pons og mesencephalon til thalamus. Til lemniscus medialis slutter der sig i medulla oblongata to andre baner:

- lemniscus spinalis (de sammensmeltede tractus spinothalamicus lateralis et anterior) - lemniscus trigeminalis (krydsede nervetråde fra de sensoriske trigeminuskerner)

- Tredje (3.) neuron

: I nucleus ventralis posterolateralis i thalamus dannes synapse. Herfra fortsætter neuroner til gyrus postcentralis, cortex cerebri.

Virkningen af bagstrengsbanerne er at skabe spatiel og temporal opløsningsevne. De sensoriske kvaliteter der overføres af bagstrengssystemet udgøres af:

- ”Flutter” (lavfrekvente stimuli): impulser fra dækhårsreceptorer og Meissner legemer. Føres i bagstrengs-lemniscus medialis systemet og lemniscus spinalis (the postsynaptic dorsal column pathway?).

- Vibration (højfrekvente stimuli): impulser fra Pacini legemer. Føres i bagstrengs-lemniscus medialis systemet. - Tryk/berøring: genkendelse af bevaret berøring; impulser fra Merckel og Ruffini legemer. Føres i bagstrengs-

lemniscus medialis systemet og lemniscus spinalis. - Proprioception: i proksimale led: muskeltene, i distale led og hud: også Ruffini legemer. Information fra

overekstremitet: bagstrengs-lemniscus medialis systemet. Information fra underekstremiteten: tractus spinocerebellaris dorsalis

- Visceral distension: strækreceptorer (f.eks. i urinblære) føres i bagstrengs-lemniscus medialis systemet



Hver af disse sansekvaliteter er afhængig af aktiviteten i et sæt neuroner der samlet udgør en ”mærket sensorisk kanal” indeholdende bestemte primære afferente neuroner og sensoriske bearbejdningsmekanismer i bagstrengen, hjernestammen, thalamus og cortex cerebri. Tractus spinocerebellaris dorsalis

indeholder axoner fra nerveceller i columna thoracica (Clarkes søjle) på samme side og fører proprioceptive impulser fra muskel- og senetene til cerebellum via pedunculus cerebellaris caudalis. Axonerne er omgivet af meget tykke myelinskeder og hører til de hurtigst ledende i centralnervesystemet.

Ved en selektiv overskæring af bagstrengene ses dårlig kontrol af bevægelser (især uden visuel kontrol, f.eks. ved gang i mørke), men bevaret føle-, smerte- og temperatursans.

16. REDEGØRE FOR DEN FUNKTIONELLE ORGANISATION AF DE VENTRALE BANER HERUNDER DEN SPINOTHALAMISKE BANE Tractus spinothalamicus

: Impulserne fra smertetrådene og varme-/kuldereceptorer føres centralt gennem spinalnerverne og ind i medulla spinalis gennem de dorsale rødder. Efter synapse med neuronerne i medulla spinalis krydser fibrene midtlinien fortsætter i sidestrengen i modsatte side. I medulla oblongata vil de to spinothalamiske baner smelte sammen og fortsætte til thalamus, hvorfra der forbindelse til cortex cerebri. Følgende neuroner indgår i transduktionen:

- Første (1.) neuron

: Afferente fibre fra nocireceptorer (paleospinothalamicus), termoreceptorer og mekanoreceptorer (neospinothalamicus) løber igennem de dorsale rødder

- Andet (2.) neuron

: Indgår synapse med celler i substantia gelatinosa. Axonerne krydser til den modsatte side foran canalis centralis og ascendere til hjernen i sidestrengen i tractus spinothalamicus lateralis. (nogle går dog også ukrydsede). Impulserne, der fører let tryk og berøring, følger (stort set) samme vej og danner tractus spinothalamiske ventralis. I begge ledningsbaner er nervetrådene anordnet segmenteret, så de fibre der fører impulserne fra den nederste del af kroppen, ligger mest lateralt. I medulla oblongata vil de to spinothalamiske baner smelte sammen og danne lemniscus spinalis. Lemniscus spinalis løber op gennem den bageste del af pons og ender i thalamus.

- Tredje (3.) neuron

: I thalamus dannes synapse i nucleus ventralis posterolateralis og/eller i nucleus centralis lateralis. De fibre der terminerer i nucleus ventralis posterolateralis - eller begge kerner - har små receptive felter på den modsatte side af kroppen. De der terminerer kun i nucleus centralis lateralis har store receptive felter, der kan inkluderer det meste af overfladen af krop og ansigt bilateralt.

Nogle fibre i banen modtager input fra flere forskellige klasser af receptorer (f.eks. både mekanoreceptorer og smertereceptorer): kaldes wide dynamic range cells. Andre celler aktiveres kun af smerte-stimuli: kaldes nocireceptive specific- eller high treshold-cells.

17. REDEGØRE FOR DEN CORTICALE ORGANISATION (HERUNDER SOMATOTOP ORGANISATION OG SØJLEORGANISATION) I cortex findes legemets overflade repræsenteret i to forskellige kort:

- gyrus postcentralis: indeholder det somatosensoriske område SI. SI repræsentationen er kontralateralt, og områder som mund og hånd breder sig mest. Afsnit for afsnit ligger repræsentationen ud for den motoriske i gyrus præcentralis.

- basalt og occipitalt for gyrus postcentralis (delvist overlappende med SI og auditiv cortex) findes det somatosensoriske område SII. SII repræsentationen er bilateral og mindre specifik end i SI.

Søjleorganisation

: En modul er et cylindrisk vævsafsnit som vinkelret på overfladen strækker sig gennem alle granulære lag (områder, hvor lamina granularis interna (afferent endestation) er særligt tykt) af cortex. En cortical modul er organiseret omkring et thalamocorticalt axon, og alle neuroner hørende til modulen modtager input fra samme receptortype fra samme sted i kroppen. De exciteres samtidigt af en indkommende impulsbyge, således at aktiveringen er kraftigst centralt i modulen og aftagende mod periferien. Det samlede resultat af transmissionen af impulserne fra huden, igennem bagstrengs-lemniscus medialis og thalamus til cortex er både konvergent og divergent. Et punkt i huden aktiverer neuroner indefor et område af cortex. Omvendt aktiveres et neuron i cortex af et område på huden (area to point and point to area).



18. BESKRIVE NOCICEPTORER (SMERTERECEPTORER), ANGIVE FIBERTYPER I PERIFERE NERVER SAMT CENTRALE LEDNINGSBANER I FORBINDELSE MED SMERTE Nociceptorer kan inddeles i to kategorier:

- Mekaniske nocireceptorer

- Aδ-fibre (gruppe III): har et receptivt felt i huden som ikke overlappes af nabofelter. Svarende til hver axon findes 3-20 smertepunkter fordelt på et område fra 1-8 cm2. En spids sonde mellem punkterne udløser ingen reaktion.

: disse receptorers tærskel for mekanisk deformation er fra 5-100 gange højere end almindelige nocireceptorers tærskel. Nogle har tærskel under, andre over grænsen for beskadigelse af vævet. De findes både i behåret og glabrøs hud. De underinddeles efter deres afferente axoners tykkelse:

- C-fibre (gruppe IV): findes i subcutis og påvirkes derfor ikke af overfladiske stimuli. De har lidet udtalt adaptation og udlader sig med lav frekvens, når huden vrides eller trykkes kraftigt. Brydes hudens kontinuitet, kan de exciteres af indtrængende stoffer, som f.eks. syre eller hypertoniske saltopløsninger.

- Mekanisk termiske nocireceptorer

: den fremherskende type betegnes polymodal nociceptorer. De påvirkes lige godt af kraftige mekaniske stimuli og af varme over 42°. Disse receptorer udtrættes ikke ved gentagen stimulation, tværtimod øges følsomheden. Polymodale nocireceptorer må ligge i huden, da de exciteres af kemiske stimuli på intakt hud.

Centrale ledningsbaner

: ledningen sker gennem de ventrale baner; tractus spinothalamicus lateralis. Den ene type (tractus neo-spinothalamicus) registrerer den skarpe, lokaliserende smerte (f.eks. nålestik) via Aδ-fibre. Den anden type smerte (tractus paleo-spinothalamicus) er meget diffus og af en brændende eller dunkende karakter (C-fibre)

19. REDEGØRE FOR KONTROL AF NOCICEPTIV TRANSMISSION Kontrol af nociceptiv transmission kan forklares ved ”Gate-control” hypotesen: Primære axoner konvergerer på sekundære afferente neuroner. Aδ-fibre udløser PAD (præsynaptisk hæmning), mens C-fibre har en fasciliterende effekt på transmissionen til 2. neuron. Transmissionen afhænger af balancen mellem Aδ-fibre og C-fibre:

- hvis balancen forskydes mod Aδ-fibre ⇒ transmissionen hæmmes - hvis balancen forskydes mod C-fibre ⇒ transmissionen fremmes

Fra formatio reticularis og i en vis grad fra pyramidebanerne går der axoner til synapse med nerveceller i substantia gelatinosa og i den spinale trigeminuskerne. Axonerne indeholder den hæmmende transmittersubstans GABA eller peptider af opiatfamilien. Herigennem har formatio reticularis mulighed for helt at blokere for smerteimpulsernes videre passage mod thalamus og cortex.

20. REDEGØRE FOR FORSKUDT SMERTE OG CENTRAL SMERTE Forskudt smerte (reffered pain)

- irritation, evt. betændelse af mucosa eller serosa

: Noxisk påvirkning af viscera fører som regel til smerte, som lokaliseres til somatiske strukturer innerveret af samme spinale segment. Visceral smerte kan udløses af:

- torsion af og træk i mesenteriet - passiv udspiling af et organ - kraftig kontraktion af et organ - obstruktion af tarme og udførselsgange

Denne isosegmentale forskudte smerte forklares ved konvergens på samme 2. neuron i medulla spinalis’ baghorn. Dermatomet som smerten lokaliseres til er ofte overfølsomt. Eksempler:

♦ Angina pectoris føles som smerte i skuldre, hals eller venstre arm. ♦ Galdestenskolik skyldes ofte, at en mindre galdesten har indkilet sig i ductus cysticus. Smerterne er

voldsomme og turevise, lokaliseret til galdeblærestedet og til højre skulderblad (r. dorsalis af n. intercostalis VI og V). Smerterne skyldes peristaltiske kontraktioner af muskulaturen i ductus cysticus henover stenen. Impulserne (autonome afferente) ledes gennem n. splanchnicus thoracicus major dexter til de thoracale rygmarvssegmenter VI og V, og opfattes af patienten som kommende fra disse segmenters samsidige intercostalnerver (somatiske afferente).



Central smerte

- efter amputation af ekstremitet føler nogle smerte fra området der er fjernet.

: Smerte opleves nogle gange uden påvirkning af smertereceptorer (fantomsmerter). Dette sker oftest efter skade på en perifer nerve eller dele af CNS, der bearbejder smerteinformation. Eksempler:

- lignende læsioner i thalamus eller andre dele af tractus spinothalamicus kan føre til svære spontane smerter.

En forklaring på fantomsmerterne kan være, at de nerveceller i thalamus, der normalt skulle have modtaget sanseimpulser fra den amputerede legemsdel, har øget deres følsomhed så meget, at de uden andre ydre påvirkninger begynder at sende impulser til cortex.

21. REDEGØRE FOR SMERTESENSIBILISERING (HYPERALGESI, ALLODYNI) Hyperalgesi

: herved forstås abnormt kraftig smertefølsomhed i et afgrænset område, som følge af nervelæsion. Randzonen af et denerveret hudområde er hyperalgesisk. Blot stimulation med et stykke vat føles ubehageligt. Årsagen antages at være forstyrrelser i balancen mellem impulser i tykke og tynde axoner (jvf. Gate-control hypotesen). Det anæstetiske områdes randzone er innerveret af axoner fra naboområderne, og da C-fibre har størst receptivt felt rækker de længere end de myeliniserede axoner.

Nervelidelser, som følge af sygdom (herpes zoster (helvedesild), polyneuropatier), fører undertiden til hyperalgesi, muligvis pga. selektiv degeneration af myeliniserede axoner. Wide dynamic range celler i tractus spinothalamicus kan under patologiske tilstande aktiveres tilstrækkeligt til at provokere smertefornemmelser. Dette forklarer smerte frembragt af aktivitet i en mekanoreceptor (mekanisk allodyni

).

22. REDEGØRE FOR VIRKNING AF LATERALE CHORDOTOMIER, INDGREB PÅ THALAMUS OG PRÆFRONTAL LOBOTOMI MED HENSYN TIL SMERTESANSEN Anterolaterale chordotomier (snit i rygmarven)

: kontralateralt bortfald af smerte- og temperatursans med bevaret følsomhed for berøring; dissocieret anæstesi.

Indgreb på thalamus

: Indgreb på thalamus blev forladt efter nogle indledende forsøg, da der efter en forbigående kontralateral anæstesi ofte førte til kontralateral hyperalgesi og dernæst til spontane smerteanfald. Dette thalamiske syndrom har længe været kendt som et resultat af svulster og/eller blødninger i thalamus.

Præfrontal lobotomi

Fjernelse af gyrus cinguli bruges i tilsvarende tilfælde med næsten den samme virkning.

: Nogle mener at thalatomi kun er effektiv mod smerter i det omfang, nucleus dorsomedialis er medinddraget i læsionen. Da denne kerne punkt for punkt er reciprok forbundet med frontallappens cortex, svarer denne operation til en frontal lobotomi. Efter en præfrontal lobotomi angiver patienten at smerten stadig er tilstede, men den generer ham ikke.

1.2.3. SMAGS- OG LUGTESANS 23. REDEGØRE FOR DEN FUNKTIONELLE ORGANISATION AF SMAGSRECEPTORER, HERUNDER FOR SMAGSKVALITET PÅ

FORRESTE OG BAGESTE DEL AF TUNGEN OG PÅ SIDERNE Smagssansen er knyttet til smagsløgene, der hver består af 50-150 kemoreceptorer. Det adækvate stimulus for kemoreceptorerne er opløste stoffer. Smagsløg er knyttet til forskellige papiller lokaliseret på tungen, ganen, pharynx og larynx. Der er totalt flere tusinder smagsløg i mennesket. Papillerne omfatter:

- papilla filiformes; stort antal over hele tungen; mekanisk funktion - papilla foliatae; svagt udtalte folder i tungens siderand foran sulcus terminalis - papilla fungiformis; tættest ved tungespidsen og ved siderandene - papilla circumvallatae; på tungens bageste 1/3, arrangeret i en række foran og parallelt med sulcus

terminalis; indeholder flere hundrede smagsløg



Tungens sensitivitet for forskellige smagskvaliteter varierer fra region til region på tungen. På grundlag af neuropsykologiske studier regner man traditionelt med 4 primære smagskvaliteter:

- sødt (på tungespidsen) - salt (forrest på side af tungen) - surt (midt på siden af tungen) - bittert (bagtil midt på tungen).

24. REDEGØRE FOR AT DEN KVALITATIVE SKELNEEVNE MÅ BERO PÅ CENTRALE ANALYSE AF IMPULSER FRA MANGE

PRIMÆRE AFFERENTE De mange forskellige former for smage, man faktisk er i stand til at opfatte, beror på kombinationer af ovennævnte 4 primære smagskvaliteter. Imidlertid er det enkelte smagsløg ikke specialiserede for en enkelt primær sansekvalitet, idet flere kemoreceptorer er aktive under påvirkning af ét bestemt stimulus. Dog er reaktionen på de enkelte primære smagskvaliteter af forskellig styrke i forskellige smagsløg, og dette menes at ligge til grund for evnen til at diskriminere imellem sødt, surt, salt og bittert. Impulser fra smagsreceptorer i papilla fungiformis på tungens forreste 2/3, når hjernen gennem n. lingualis og chorda tympani (n. facialis, VII hjernenerve). Fra papillae foliatae og circumvallate (vigtigste!) på tungens bageste 1/3 går impulserne gennem n. glossopharyngeus (IX hjernenerve). Fra diverse spredte smagsløg (øvre esophagus mm.) går de igennem n. vagus (X hjernenerve). Den kvantitative skelneevne for smagsstimuli, må være baseret på central analyse af impulser i nucleus solitarius, der indløber over flere axoner. Nucleus solitarius modtager overvejende ukrydset fibre. Det har vist sig, at et sådant mønster (”across-fiber-pattern”) er forskelligt for forskellige testopløsninger. Forskellen er tilstrækkelig stor til, at testopløsningerne kan differentieres ved statistisk behandling af impulsfrekvensen i ret få axoner. De forskellige mønstre kan naturligvis skelne med desto større sikkerhed, jo flere axoner der tages ind i analysen. Hvorledes hjernen bærer sig ad, ved man ikke.

25. ANGIVE AT EN ELEKTRISK REGISTRERING FRA DET OLFAKTORISKE EPITEL VISER ET KARAKTERISTISK UDLADNINGSMØNSTRE FOR HVER LUGT Et sammensat aktionspotential som skyldes olfaktoriske cellers elektriske aktivitet, kan registreres mellem en elektrode anbragt på epithelets overflade og en elektrode et andet sted på organismen. Blæses et lugtende stof henover epithelet, udløses en potentialsvingning, således at elektroden på epithelets overflade bliver negativ. Potentialsvingningen kaldes et elektroolfaktogram. Registreringen af aktiviteten udløst af forskellige lugtstimuli bekræfter at receptorcellerne er meget forskelligartede, hver celle synes at have sit karakteristiske udladningsmønster, som svar på et givet lugtstimulus. Der er altså grund til at tro, at de primære axoner koder stimuli i et ”across-fiber-pattern” på samme måde som smagsaxonerne. Der skelnes mellem 6 kvaliteter: floral, ethereal, musky, camphor, putrid, pungent.

1.2.4. SYNET 26. BESKRIVE ØJETS OPBYGNING, OPTIK OG BILLEDDANNELSE

Øjet (bulbus oculi) er omtrentlig kugleformet (diameter = 24 mm). Sclera (senehinden) udgør den ydre beskyttende del af øjets væg, og fortsætter fortil i cornea (hornhinden), hvor bindevævsstrukturen og de fysiologiske forhold er således, at cornea er klart gennemskinnelig. Corneas krumningsradius er lidt mindre end scleras. Indenfor sclera ligger choroidea (årehinden), der er en af de mest velvaskulariserede strukturer i legemet. Fortil går choroidea over i corpus ciliare og iris. Indenfor choroidea, og adskilt fra denne af pigmentepithelet, ligger retina (nethinden). Den største part af øjet udgøres af corpus vitreum (glaslegemet), der er en gel bestående af vand (99%), hyaluronsyre, kollagen og salte. Øjets linse holdes på plads af zonulatrådene, som hæfter på linsens kapsel ved ækvator, og derfra går til corpus ciliare. Corpus ciliare, som er parasympatisk innerveret, indeholder cirkulære og longitudinelle fibre; m. ciliaris. Kontraktion af musklen mindsker stramningen af zonulatrådene.



Retina består histologisk af 10 lag, som alle indgår i impulsledning og konvergens. I retina findes ca. 100 mio. sanseceller (stave og tappe). Tappene (ca. 1 mio.) findes i fovea centralis (”den gule plet”) som udgør ca. 1 mm2. I dette lille område af nethinden er det skarpe syn og farvesynet lokaliseret. På grund af ringe konvergens (”one-to-one relation” mellem receptorer og ganglieceller) projicerer fovea centralis til et stort område af primær visuel cortex. Resten af nethinden indeholder kun stave med mindre synsstyrke. Her er der større lysfølsomhed, men mindre spatiel opløsningsevne end i den gule plet. Brydningen af lys i øjet finder sted på følgende steder:

- overgangen mellem luft (1,00) og cornea (1,38) - overgangen mellem cornea og væsken i forreste kammer (1,33) - overgangen mellem væske i forreste kammer og linsen (1,40) - overgangen mellem bageste linseoverflade og glaslegemet (1,34)

Langt den største del af brydningen finder sted i cornea (43D), medens resten (16D) finder sted i linsen. Det reducerede øje: brydningen i de forskellige medier kan sammenlignes med brydningen i et simplificeret optisk system med kun én samlelinse på 59D, et knudepunkt 17 mm foran nethinden og et brydningsplan foran iris. Billeddannelsen i øjet følger reglerne for billeddannelse i samlelinser. Gennem n. opticus sendes informationen videre fra retina chiama opticum corpus geniculatum laterale synscortex i occipitallappen.

27. REDEGØRE FOR UNDERSØGELSE AF SYNSSTYRKE VED HJÆLP AF SNELLEN-TAVLEN OG FOR EMMETROPI, HYPERMETROPI OG MYOPI Ved øjets synsstyrke forstås dets evne til at skelne detaljer. Synsstyrken måles som den mindste synsvinkel, der tillader at to punker kan opfattes som adskilte. Forudsætningen herfor er, at billedet af de to punkter falder på hver sit synselement (en tap) med et mellemliggende ubelyst synselement. Eksperimenter har vist, at punkter, der på retina afbildes med en afstand, som er større end 4 µm kan adskilles fra hinanden (= opløsningsevne). Synstyrken kan undersøges med en Snellens tavle: tavlen indeholder rækker af bogstaver, som for hver række bliver mindre og mindre, når man læser oppefra og ned. Hvert bogstav er sammensat af kvadrater, der er af en sådan størrelse, at de og dermed de enkelte bogstavers karakteristiske enkeltheder ses under en synsvinkel på 1 bueminut (1/60°), når bogstaverne ses i en afstand svarende til det antal meter, som bogstavrækken er nummereret. Undersøgelser har vist, at normale kan genkende bogstaverne når de enkelte kvadrater ses under en synsvinkel på 1 bueminut. Kan pt. således læse linien markeret 6 på 6 meters afstand er synsstyrken 6/6 (=1). Hvis bogstaverne i 12 m rækken f.eks. kun lige akkurat kan læses i 6 m, er synsstyrken 6 /12 (=1/2) af det normale, idet det svarer til at stregtykkelsen i 12 m rækken da ses under en synsvinkel på 2 bueminutter. Synsstyrken afhænger af nethindens opløsningsevne, billeddannelsen på nethinden (hornhinde, linse og glaslegeme) samt belysnings- adaptations og kontrastforhold. Emmetropi:

brydningen i cornea og linse, samt øjets længde afpasses således, at fokuspunktet for parallelle indfaldende stråler i det uakkomoderede øje falder i fovea centralis. Altså det normale øje.

Fjern: billede på retina. Nær: billede på retina ved akkomodation. Hypermetropi (langsynethed):

ved hypermetropi bryder medierne for lidt eller akselængden er for kort i det uakkomoderede øje. Parallelle stråler samles i dette tilfælde bag retina. Den hypermetrope kan kompensere for dette ved at akkommodere, hvorved fokuspunktet flyttes frem til retina. Den hypermetropes brillekorrektion er en samlelinse, som giver synsstyrken 6/6. Den stærkeste pluslinse skal anvendes, for at ophæve en evt. akkomodation.

Fjern: billede på retina. Nær: billede bagved retina Linsekorrektion: Konveks (samlelinse, + dioptrier)



Myopi (nærsynethed):

ved myopi er der et misforhold mellem de brydende mediers styrke og øjets længde, således at fokuspunktet for parallelle stråler ligger foran nethinden. Dette er tilfældet hvis brydningen er unormal stor eller øjet unormalt langt. Som oftest er det det sidste der er tilfældet. Den nærsynede vil ikke uden brillekorrektion have synsstyrken 6/6, da de parallelle stråler samles foran nethinden og billedet derved bliver uskarpt. Refraktionsanomalien skal korrigeres med det svageste minusglas, som lige netop bringer fokuspunktet tilbage til nethinden. Anvendes stærkere minusglas, vil den myope stadig kunne se 6/6, men kun ved at akkomodere. Fjernpunktet for den myope ligger tættere ved øjet end 6 meter.

Fjern: billede foran retina Nær: billede på retina ved akkom. Linsekorrektion: Konkav (spredelinse, ÷ dioptrier)

28. REDEGØRE FOR AKKOMODATION OG PRESBYOPI Øjets dioptriske apparat udgøres af cornea, kammervandet, linsen og glaslegemet. Den brydende kraft af cornea og linse er afstemt til øjets længde, således at parallelle stråler i det hvilende (uakkomoderede) normale øje, fokuseres i fovea centralis. I praksis gælder det, at lysstråler udgående fra et punkt mere end 6 meter fra øjet, og som falder ind gennem pupillen, divergerer så lidt, at de kan betragtes som parallelle. Stråler som udgår fra punkter der er tættere på øjet end 6 meter, divergerer så meget, at øjets brydende kraft må øges for at strålerne kan fokuseres i fovea centralis. Dette sker ved at linsen øger sin brydende kraft = akkomodation. Ved akkomodation kontraheres m. ciliaris således at zonulatrådene afslappes ⇒ linsen krummer. Akkomodationsbredden er det antal dioptrier, hvormed linsen har øget sin brydende kraft, når genstandspunktet er ført fra fjernpunkt til nærpunkt: akkomodationsbredden = 1/fjernpunkt – 1/nærpunkt Eksempel: Akkomodationsbredden er 10D. Nærpunktet bliver: 1/nærpunkt = 10D ⇔ nærpunkt = 1/10D = 0,1 meter. Presbyopi

skyldes aftagende elasticitet af linsen, som derved mister evnen til at ændre sin brydende kraft. Herved aftager akkomodationsevnen og nærpunktet flyttes væk fra øjet. Dette kan blive et problem under læsning. Presbyopikorrektion er en samlelinse, som overtager en del af den brydningsforøgende kraft, som kunne opnås i linsen ved akkomodation. Presbyopi påvirker således ikke øjets fjernpunktsafstand. Nærpunktet for en 40-årige er 19 cm og for en 50-årige 50 cm. Det er således i 40-50 års alderen, at presbyopikorrektion bliver aktuel (40 år => ½ x 14D, > 50 år => ≤ 2 D).

29. BESKRIVE ASTIGMATISME Astigmatisme (bygningsfejl) er en fejl i de brydende medier, hvor linsesystemets krumning i det uakkomoderede øje er forskellig i det lodrette og i det vandrette plan, således at en skarp billeddannelse er umulig. En punktkilde foran linsen afbildes ikke i et punkt bag linsen, men derimod i to linier, som er adskilt fra hinanden svarende til astigmatismens størrelse. Korrektion af astigmatisme finder sted med cylinderlinser:

- Sfærisk linse bryder lysets stråler ens i alle planer og strålerne samles til et punkt. - Cylinderlinse bryder kun i det plan der er vinkelret på cylinderlinsens længdeakse.

- konveks cylinderlinse samler derfor stråler i en fokal linie i stedet for i et punkt. - konkav cylinderlinse spreder strålerne, som om de udgik fra en fokal linie foran linien.

30. REDEGØRE FOR LINSEKORREKTION AF HYPERMETROPI, MYOPI, PRESBYOPI OG ASTIGMATISME

jvf. 27. undersøgelse af synsstyrke ved hjælp af Snellen-tavlen… (s. 12) 28. redegøre for akomodation og presbyopi (s. 13)

29. beskrive astigmatisme (s. 13)

31. BESKRIVE ØJENBEVÆGELSER: SACCADER, FØLGEBEVÆGELSER OG KONVERGENS/DIVERGENS Øjnene bevæger sig i fællesskab. Der er to hovedtyper af øjenbevægelser, langsomme og hurtige. De langsomme øjenbevægelser medfører, at man kan holde blikket fæstnet på bevægelige objekter, eller på ting, som er i ro, når man selv bevæger sig (følgebevægelser). Når man lader blikket glide over omgivelserne, bevæger øjnene sig derimod med hurtige ryk (saccadiske bevægelser). Saccader kan være voluntære eller reflekser. Bevægelser med uændret vinkel mellem synsakserne kaldes konjugerede bevægelser. Bevægelser som ændrer denne vinkel er konvergens eller divergens bevægelser. Saccadiske bevægelser: et område af en stationær scene fikseres almindeligvis mindre end et halvt sekund.

Fiksationen varer kortere og saccaderne er hyppigere når den betragtede scene er interessant. De saccadiske



bevægelser mellem fiksationerne er meget hurtige, op til 500°/s, men afhænger af saccadernes retning og størrelse. Latenstiden, når genstanden flytter sig i ryk er 250 ms. Under læsning fikseres grupper af ord, og øjnene bevæger sig i saccader, hvis hyppighed og størrelse afhænger af personens læsefærdigheder og kendskab til stoffet. Den saccadiske bevægelse er ballistisk, dvs. dens forudbestemte retning, størrelse og hastighed ændres ikke under bevægelsen. Et specielt effektivt stimulus til udløsning af saccader er bevægelser eller blinkende lys i det perifere synsfelt.

Følgebevægelser:

et billede som bevæger sig horisontalt henover retina med en relativ lav hastighed, udløser følgebevægelser med hastigheder op til 30°/s. De rokkende øjenbevægelser med alternerende følgebevægelser og korrigerende saccader betegnes optokinetisk nystagmus (Eks. Iagttagelse af telefonpæle fra et kørende tog).

Miniature-øjenbevægelser: under vedholdende fiksation af et punkt, holdes øjnene ikke helt stille. Der er mikrosaccader 1-3 gange/s med en middelamplitude på 6 bueminutter. I perioden mellem mikrosaccader findes langsomme bevægelser (”drift”). Overlejres disse to bevægelser findes en fin (2 bueminutter) tremor med en frekvens på 50-100 hz. Mikrosaccader kan elimineres ved instruktion. Miniatureøjenbevægelser holder billedets konturer i stadig bevægelse hen over retinas receptorer (disse reagerer på ændringer i belysning og ikke på stadig belysning).

Konvergens

har betydning for, at en nær genstand falder på korresponderende afsnit af de to retinae, således at de to billeder opleves som et (fusion) med samme lokalisation i rummet. Afbildning af punkter på de to retinae, som ikke er korresponderende fører til indtryk med forskellig lokalisation, og punkterne siges at være disparate.

Divergens

fører øjnene fra hinanden igen efter en konvergens. Eks: når man, efter at have studeret et præparat i mikroskopet, kigger op igen (find selv på flere funktioner for divergens!).

32. BESKRIVE RETINAS OPBYGNING Retina er en lagdelt struktur, med 10 lag. Retina begynder lige indenfor choroidea:

- absorberer forvildet lys 1. pars pigmentosa

- pigmentceller har ”følehorns”-lignende processer, der omgiver ydersegmentet af tappe og stave ⇒ modvirker spredning af lys mellem fotoreceptorer

- fagocyterer enderne af de kontinuerligt afstødte ydersegmenter fra stavene - optager all-trans retinal fra fotoreceptorerne og transformerer det tilbage til 11-cis retinal (og transporterer

det tilbage til fotoreceptorerne) 2. stratum photosensorium

: Udgøres af ydre og indre segmenter af fotoreceptorerne. Nethindeløsning sker hyppigst mellem pars pigmentosum og stratum photosensorium (jvf. den embryologiske udvikling af øjet)

3. stratum limitans externum

: Forbindelsen mellem den ydre ende af Müller-celler og indersegmenter af fotoreceptorerne ses i lysmikroskop som et kontinuert lag. Müller-celler er arrangeret radiært, parallelt med lysets vej gennem retina. Disse celler spiller en stor rolle for bevarelse af geometrien i retina, der er nødvendig for organiseringen af synsfeltet: lys fra forskellige steder af synsfeltet korresponderer sted for sted til specifikke fotoreceptorer.

4. stratum nucleare externum

: udgøres af nuclei fra tappe og stave.

5. stratum plexiforme externum

: Udgør en synaptisk zone, indeholdende præ- og postsynaptiske elementer i synapser mellem fotoreceptorer og retinale interneuroner (bipolare- og horisontalceller).

6. stratum nucleare internum

: Indeholder cellelegemer og nuclei fra retinale interneuroner (bipolare celler, horisontalceller, amakrine celler og interplexiforme celler) og Müller-celler.

7. stratum plexiforme internum

: Udgør også en synaptisk zone. Indeholder præ- og postsynaptiske elementer fra synapser mellem retinale interneuroner (bipolare- og amakrine celler) og ganglieceller.

8. stratum ganglionare: Indeholder ganglieceller.



9. stratum neurofibrarum

: Udgøres af axoner fra ganglieceller.

10. stratum limitans internum

: Udgøres af projektioner fra Müller-celler.

33. REDEGØR FOR STRUKTUR OG FUNKTION AF RETINAS FOTORECEPTORER Stave eller tappe er cellernes ydre segment, som indeholder en stabel af skiveformede sække hver bestående af et lipoprotein dobbeltlag. Et tyndt cilium forbinder det ydre segment med det indre segment, som indeholder organeller knyttet til cellens anabolske funktion. Det fotokemiske pigment syntetiseres af ribosomer i det indre segment, transporteres gennem ciliet og inkorporeres i skiverne, som i øvrigt består af phospholipider. Den fotokemiske proces

: Et fotokemisk pigment fra retina består af en lavmolekylær farvet del kaldet retinal og en proteindel kaldet opsin. Retinal er fælles for øjets pigmenter, men opsindelen er forskellig. Retinal er et aldehyd, dannet af alkoholen vitamin A. Det har en kæde af kulstofatomer, som er sammenbundet af alternerende enkelt og dobbeltbindinger. Tilførsel af energi (100 kJ/mol) i form af lys eller varme aktiverer molekylet, så der sker en omlejring i dobbeltbindingen ved kulstofatom nr. 11; fra cis-form ændres retinal til trans-formen. I trans-form er retinal ikke bundet til opsin. Pigmentet i stavene er rhodopsin. Tre typer tappe indeholder hver sin type pigment:

- Erytrolab (555), rødtabsorberende - Klorolab (525), grøntabsorberende - Cyanolab (450), blåtabsorberende

I mørke er der en Na+-influx i stavene. Denne skyldes at Na+-kanalerne står åbne. Resultatet er en vedvarende ”mørke strøm”, der depolariserer stavcellen ⇒ neurotransmittere (ment at være glutamat) frigives tonisk ved synapserne mellem bipolare celler og horizontalceller. Na+ holdes på steady-state niveau via Na+/K+-ATPaser. Visuel transduktion:

1) lys absorberes af rhodopsin ⇒ 11 cis-retinal omdannes til all-trans-retinal, bindingen til opsin brydes og retinal konverteres til retinol

2) aktivering af Gs-proteinet (”transducin”) 3) aktivering af cGMP phosphodiesterase 4) hydrolyse af cGMP til 5’-GMP og nedsat [cGMP] 5) Na+-kanalerne lukkes og cellen hyperpolariserer 6) hyperpolarisering = sekundær receptor-potentiale. Fører til synapsepotentialer, der i ganglieceller omsættes

til aktionspotentialer Bemærk: cellerne er depolariserede i hvile og hyperpolariserede af stimulus, hvilket er det omvendte af hvad der gælder for andre receptorer og nerveceller. Amplifikation forekommer ved:

- hver rhodopsin aktiverer hundreder af transducin molekyler - hver phosphodiesterase hydrolyserer tusinder af cGMP molekyler pr. sekund

Lignende begivenheder forekommer i tapceller. Hyperpolariseringen sker her dog hurtigere idet de intracellulære afstande er mindre.

34. BESKRIVE KOBLINGEN MELLEM FOTORECEPTORER, BIPOLARE CELLER, HORISONTALCELLER, AMAKRINE CELLER OG GANGLIECELLER, OG FOR CELLERNES REAKTION PÅ STIMULATION MED LYS Receptor-potentialet i fotorecptorerne er hyperpolariserende

- synapsepotentialet i retina kan enten være hyperpolariserende eller depolariserende. - Hyperpolariserende => reduktion af neurotransmitter frigørelse - Depolarisering => øget neurotransmitter frigørelsen.

Receptive felter for: Fotoreceptorer: lille og cirkulært. Lys i det receptive felt vil hyperpolarisere fotoreceptorcellen.



Horisontalcelle

Mekanisme: lys hyperpolariserer en eller flere fotoreceptorer ⇒ mindre mængde excitatorisk neurotransmitter frigives ⇒ horisontalcellen hyperpolariseres pga. reduktion i den excitatoriske kraft (cellen disfaciliteres).

: er større end for en fotoreceptor. Lys der rammer fotoreceptorer i horisontalcellens receptive felt vil hyperpolarisere horisontalcellen.

Bipolære celler

- ON-center, OFF surround bipolare celle; excitatorisk receptivt felt omgivet af inhibitorisk receptivt felt ; der findes to typer:

- OFF-center, ON-surround bipolare celle; inhibitorisk receptivt felt omgivet af excitatorisk receptivt felt Responset fra en bipolar celle afhænger af input fra en eller flere fotoreceptorer og fra horisontalceller. Svaret på stimulation af center området i det receptive felt afspejler direkte forbindelse fra en eller få fotoreceptorer. Hvis neurotransmitteren der tonisk frigøres fra fotoreceptorer hyperpolariserer den bipolare celle, vil følgende ske:

- lys rammer fotoreceptoren ⇒ hyperpolarisering af receptoren - nedsat mængde neurotransmitter frigivet - den bipolare celle vil depolariseres (cellen bliver disinhiberet)

Hvis derimod neurotransmitteren depolariserer, vil den bipolare celler blive disfasciliteret. Surround respons sker som følge af lys der rammer fotoreceptorer, og ændrer aktiviteten i horisontalcellen. ”Stien” gennem horisontalceller resulterer i et respons der er modsat det der produceres direkte af fotoreceptorer (center-responset). Hvis lys samtidig rammer fotoreceptorer der er ansvarlige for center-respons og surround-respons, vil den bipolare celle muligvis ikke fyre pga. de modsatrettede svar fra center og surround. Hvis derimod lyset bevæger sig gennem det receptive felt, vil der ske ”dramatiske” ændringer i den bipolare celles aktivitet ved overgangen fra surround → center og center → surround Amakrine celler

: de modtager input fra forskellige ”on-center” og ”off-center” bipolare celler. Det receptive felt er derfor også et mix af ”on-center” og ”off-center” regioner (spændende sig analogt fra kun ”on”- til kun ”off” receptive felter). Der findes mange amakrine celler og mindst 8 neurotransmittere vides at blive frigivet herfra.

Ganglie celler- amakrine celler

: modtager et dominerende input fra:

- en blanding af amakrine og bipolare celler - bipolare celler

Når amakrine celler dominerer input spænder gangliecellernes receptive felt sig analogt fra exciterende til inhiberende. Når de bipolare celler dominerer input vil gangliecellerne have center-surround organisation ligesom de bipolare celler. Center-surround organisation er eksempel på lateral inhibition.

35. BESKRIVE RETINAS X- OG Y- GANGLIECELLER OG DERES RECEPTIVE FELTER Der findes forskellige typer ganglieceller i retina: X-, Y- og W-ganglieceller. Deres egenskaber:

STØRRELSE AF : X-CELLER Y-CELLER W-CELLER cellelegeme og axon medium stor lille dendrit-træ begrænset omfattende omfattende RECEPTIVE FELT:

Størrelse lille mellem stor Organisation center-surround center-surround diffust Adaptation tonisk fasisk kun lidet påvirkelig ”linearitet” lineær nonlineær Bølgelængde sensitiv usensitiv usensitiv Luminans usensitiv sensitiv sensitiv CORPUS GENICULATUM LATERALE:

parvocellulære lag:

magnocellulære lag:



- 3,4 (OFF center) - 5,6 (ON center)

- 1,2

X og Y-celler domineres formentlig af bipolare celler (jvf. center-surround receptivt felt). X-celler signalerer fine detaljer og bølgelængde. Y-celler signaliserer bevægelser. W-celler domineres formentlig af amakrine celler (jvf. mange W-celler har diffust receptivt felt).

36. BESKRIVE DE CENTRALE SYNSBANER OG DE SYNSFELTDEFEKTER, DER OPSTÅR EFTER LÆSIONER I SYNSBANERNE De retinale ganglieceller samles til n. opticus (a) i chiasma opticum (b) krydser de fibre der repræsenterer ganglieceller i den nasale del af retina. Axoner der stammer fra ganglieceller i den temporale del af retina krydser ikke fibrene fortsætter i tractus opticus (c) axonerne kan danne synapse med forskellige kerner i hjernen

- corpus geniculatum laterale (synssans)

- den prætectale kerne (pupilrefleksen via nucleus oculomotorius accessorius) - colliculus superior (øjenbevægelser)

Hovedparten går igennem corpus geniculatum laterale axonerne projiceres ud til to områder i cortex:

- det primære synscortex via radiatio optica (d). nogle af disse fibre laver et loop frem i temporallappen: Meyers loop. Fibrene heri indeholder information fra den nedre del af retina (=øvre synsfelt). Fibre i radiatio optica der passerer direkte kaudalt (udenom Meyers loop) indeholder information fra den øvre del af retina (= nedre synsfelt)

- area striata (associations cortex)

37. BESKRIVE ORGANISATIONEN AF CORPUS GENICULATUM LATERALE, HERUNDER INDDELINGEN I PARVO- OG MAGNOCELLULÆRE LAG Corpus geniculatum laterale er en lagdelt struktur. De første to lag indeholder store neuroner, de kaldes magnocellulære lag (info. om bevægelse). De andre 4 lag er parvocellulære lag (info. om form og farve). Corpus geniculatum laterale har et retinotop kort (punkt A i retina findes i punkt B i corpus geniculatum laterale). Celler der repræsenterer et bestemt punkt på retina er opstillet på en projektionslinie gennem corpus geniculatum laterale. Projektionen fra et øje genfindes her i 3 lag; et magnocellulært og 2 parvocellulære:

- det kontralaterale øje: lag 1, 4, 6 - det ipsilaterale øje: lag 2, 3, 5

38. BESKRIVE RECEPTIVE FELTER FOR CELLERNE I CORPUS GENICULTUM LATERALE

Hver neuron i corpus geniculatum laterale modtager input fra et begrænset antal retinale ganglieceller (konvergens). Heraf følger, at corpus geniculatum laterale neuroner har egenskaber, der er meget lig dem gangliecellerne har. F.eks. kan corpus geniculatum laterale neuroner klassificeres som X eller Y celler, og de har on-center eller off-center receptive felter.

39. BESKRIVE DE RECEPTIVE FELTER FOR SIMPLE OG KOMPLEKSE CELLER I SYNSCORTEX Simple celler

har aflange receptive felter med exciterende og inhiberende (on og off) felter adskilt ved parallelle linier. Det aflange receptive felt har en bestemt placering og orientering i synsfeltet.

Komplekse celler

modtager konvergent input fra flere simple celler. De har lignende aflange receptive felter, men cellerne svarer på en passende orienteret kontur, som projiceres indenfor et stort område af synsfeltet. De kendetegnes ligeledes ved at svare særlig kraftigt, når stimulus bevæges i en bestemt retning og svarer ikke eller kun lidt, når stimulus bevæges i den modsatte retning.

For begge celletyper gælder, at jo tættere cellen er på det cortexområde som repræsenterer fovea centralis, jo mindre bliver det receptive felt.

40. BESKRIVE DEN RETINOTOPE ORGANISATION OG SØJLEOPBYGNINGEN AF SYNSCORTEX

Øjets synsfelt er repræsenteret i area striata (area 17) på occipitallappens medialside. Fovea er repræsenteret bagest nær occipitalpolen. Øverste halvdel af synsfeltet er repræsenteret under og nederste halvdel af synsfeltet over fissura calcarina. Der er altså en retinotop opbygning (højre del af synsfeltet i venstre side af cortex og venstre del af synsfeltet i højre side af cortex, jvf. corpus geniculatum laterale).



Celler med samme orientering af det receptive felt er arrangeret i et system af ”søjler” vinkelret mod overfladen af cortex.

41. BESKRIVE DET CELLULÆRE GRUNDLAG FOR FARVESYN: TRE SLAGS TAPPE I RETINA OG FARVEOPPONENTE CELLER I CORTEX Der findes 3 forskellige tap-pigmenter, der absorberer lys ved forskellig bølgelængde (rød, grøn og blå). Der findes ligeledes farveopponente celler forskellige steder i synsbanen (retina, corpus geniculatum laterale og cortex): nogle hæmmes af blåt lys og fremmes af gult lys osv. jvf. komplementærfarverne.

42. BESKRIVE FARVEBLINDHED I Skandinavien har 8 % af mænd og 0,4 % af kvinder en eller anden defekt i farvesynet. Overvægten af mænd skyldes, at defekten arves kønsbundet, recessivt. Defekten er oftest begrænset til et af de tre tap-pigmenter, og ofte ikke erkendt af personen selv. Farveblindhed kan afsløres med pseudoisokrate figurer. Deuteroanomali

er den hyppigste defekt. Skyldes for lidt grøntabsorberende pigment. Kan afsløres i et farveadderingsforsøg (anomaloskop): på den ene side projiceres et monokromatisk lys, f.eks. gul, på den anden side adderes rødt og grønt. Pt. vil have tendens til at bruge for meget grøn i forsøg på at opnå samme farve.

Protanope

mangler rødtabsorberende pigment (dikromate). Forveksler herfor farve i det rød-gule områder. Protanomale bruger abnormt meget rødt i farveadderingsforsøg.

Defekter i den blå ende af farveskalaen er ekstremt sjældne.

43. ANGIVE, AT X- OG Y-CELLER PÅVIRKER HVER DERES EKSTRASTRIALE OMRÅDER I CORTEX OG ANGIVE FUNKTIONEN AF DISSE TO GRUPPER AF OMRÅDER X- og Y-celler påvirker hver deres ekstrastriale områder af cortex.

- X-celler influerer på inferotemporale områder der er engagerede i genkendelse og analyse af fine spatiale detaljer.

- Y-celler har muligvis indflydelse på parietalcortex; aktiviteten involverede i bevægelsesanalyse og den relative lokalisation af objekter i rummet.

44. REDEGØRE FOR MØRKEADAPTATION

Både stavpigmenter og tappigmenter aftager i mængde (bleges) af lys, men tappigmentet er noget mindre følsomt. Hver receptortype har et område på tre logaritmiske enheder og områderne overlapper en enhed, således at begge receptortyper er aktive i tusmørke. Følsomheden kan altså ændres 100.000 gange. Forskellen i følsomhed på stavsyn (skotopisk syn) og tapsyn (fotopisk syn) er større end svarende til forskellen i fotokemisk følsomhed. Det skyldes, at stavcellerne har større konvergens i deres forbindelser med ganglieceller end tapceller. Mørkeadaptation medfører desuden en ændring i øjets følsomhedsmaksimum i retning mod den blå ende af spektret. Under mørkeadaptation finder man en defekt i synsfeltet svarende til fovea centralis (÷stave). Dette kaldes det fysiologiske centralscotom. I mørke er pigmentkoncentrationen høj ⇒ sandsynlighed for kontakt med et foton er maksimal (øget sensitivitet).

45. REDEGØRE FOR PUPILREFLEKSEN jvf. 122. beskrive autonom styring af pupillens størrelse (s. 40).

46. ANGIVE BETYDNINGEN AF COLLICULUS SUPERIOR FOR REAKTION PÅ PLUDSELIGE VISUELLE, AUDITIVE ELLER TAKTILE STIMULI Colliculus superior er opbygget af 6-7 tynde lag af grå substans. Hvert lag har sine egne forbindelser. Tre af lagene modtager tråde fra forskellige områder af occipitallappen; et lag modtager synsimpulser fra tractus opticus, et andet lag modtager afferente fra medulla spinalis og hjernestammen (temperatur- og smerteimpulser) samt lydimpulser fra colliculus inferior. Fra de to sidste (og inderste) lag afgår de efferente axoner. De efferente forbindelser krydser alle over på modsatte side og går til motoriske kerner i hjernestamme (tractus tectobulbaris) og medulla spinalis (tractus tectospinalis).



Colliculus superior er hos mennesket helt underlagt impulser fra occipitallappen og sørger for koordinationen af øjenmusklerne og halsens muskler. De dybe lag indeholder et retinotop kort (fra øvre dele af colliculus superior), et somatotop kort og et kort over lydens placering i rummet. En stimulation af colliculus superior (enten visuel, auditiv eller ved berøring) vil føre til drejning af hoved mod stimulus, således at stimulus-kilden kommer i fokus i fovea centralis.

47. BESKRIVE VISUEL AFSTANDSBEDØMMELSE Med brug af et øje (monokulær)

- dybde kan opfattes ved den relative størrelse af ens genstande; lille ting er fjernest :

- hvis en genstand A overlejrer en anden genstand B, vil A opfattes som værende tættest på (superposition) - blandt ens genstande vil højden i synsfeltet være afgørende; den genstand der er placeret højest i synsfeltet vil

virke som værende længst væk - parallelle linier synes at konvergere, de opleves som forsvindende med afstanden (lineær perspektiv)

Med brug af begge øjne (binokulær)

- binokulær parallakser (binocular parallax): ethvert synligt punkt vil have en smule adskilte retninger til de to øjne

: Fordi øjnene er adskilte i hovedet, modtager hvert øje et tredimensionalt billede af et objekt fra to forskellige vinkler. Sagt på en anden måde: hvert øje har et (ganske lidt) forskellig syn på objektet. Sammenføring af disse to ”syn” fører til indtryk af dybde. Dette stereoskopiske syn skyldes:

- binokulær disparitet (binocular disparity): forskellen mellem stederne på retina, billedet af et objekt afbildedes i de to øjne.

1.2.5. HØRELSEN 48. REDEGØRE FOR UDBREDNING AF LYD OG MÅLING AF LYD

I atmosfærisk luft under standardbetingelser forplanter en trykændring sig med en hastighed på 344 m/s (ved 0°C). Lyden måles ved omsætning af trykvariationer til analoge elektriske svingninger i en mikrofon. Efter forstærkning kan kurveformen gengives på et oscilliscop, og et viserinstrument kan vise lydtrykket eller lydeffekten (watt/cm2). Resultatet af lydmåling angives som regel i dB: SPL (dB) = 20 ⋅ log (Px/P0) , P0= 2⋅10-5 Pa dB udtrykker et forhold mellem to størrelser. dB er kun et mål for lyd ved angiveles af en lydreference. Det logaritmiske udtryk blev oprindeligt valgt fordi man mente, at forskelstærsklen var en logaritmisk funktion af lydens intensitet (Webers lov). Selvom man nu ved, at sammenhængen bedre udtrykkes ved en potensfunktion (Stevens lov), bruger man stadig logaritmefunktionen som en tilstrækkelig god tilnærmelse. Almindelig samtale frembringer lyd på ca. 60 dB, kraftig trafik 90 – 100 dB, ældre jetfly 100 – 120 dB. Smertegrænsen er ca. 130 dB.

49. REDEGØRE FOR ØRETS FØLSOMHED FOR LYD VED FORSKELLIGE FREKVENSER Øret er særlig følsomt for trykvariationer med frekvenser fra 16 Hz til 20.000 Hz. Under 15 Hz er indtrykket mere en blafren end en lyd (infralyd). Den øvre grænse aftager livet igennem fra 40.000 Hz (småbørn) til 2.000-4.000 Hz (oldinge; presbyacusis). Lyd med en frekvens på over 15.000 Hz kaldes ultralyd. Øret har et meget stort dynamikområde, dvs. intensiteter, som giver brugbare indtryk, størst omkring 2 kHz – 5 kHz. Der ses heraf også at øret har forskellig følsomhed ved forskellig frekvens.

50. REDEGØRE FOR DE FYSISKE, ANATOMISKE OG FYSIOLOGISKE FORHOLD I FORBINDELSE MED OVERFØRELSE AF LYD FRA DET YDRE ØRE TIL DET INDRE ØRE Det ydre øre

(Auris externa; auricula + meatus acusticus externus) fungerer som en retningsfølsom resonator, der mellem 2-4 kHz forstærker lydindtrykket

Mellemøret (Auris media; membrana tympani + ossicula auditus (de 3 høreknogler)): Trommehindens reaktion på lyd afhænger af frekvensen. Ved lave frekvenser er stivheden (den elastiske reaktans) afgørende for overføring af lyd, og ved høje frekvenser er det massen (maasreaktansen) som er afgørende. Ved 1.000 Hz er de to reaktanser i modfase, og tabet ved overføring skyldes kun friktion. Vibrationen i trommehinden overføres via øreknoglerne til stapes’ fodplade i det ovale vindue (fenestra vestibuli). Da fodpladen er 20 gange mindre end trommehinden, øges



trykket på samme måde som i en hydraulisk presse. Da trommehinden er fikseret i randen, er det kun 2/3 af dens areal, som deltager i bevægelsen. Det effektive arealforhold er 14:1, og gevinsten i tryk: 20 ⋅ log (14/1) = 23 dB.

- Muskler: jvf 54. beskrive efferent kontrol i det auditive system (s. 21). - Cavitas tympanica: mellemøret må være et lukket rum, da tryksvingninger i luften ellers ville ramme begge

sider af trommehinden og derved dæmpe eller ophæve dens bevægelser. Det indre øre

Der findes i cochlea desuden: scala media, hvori det Cortiske organ ligger. Scala media er begrænset af: stria vascularis, Reissners membran og membrana basilaris. Scala media er opfyldt med endolymfe. Den mekaniske kobling fra trommehinden til hårcellernes cilier overfører ikke alle frekvenser lige effektivt.

(Auris interna): Vibrationer i stapes’ fodplade overføres til perilymfen i scala vestibuli. Trykbølgen forplanter sig gennem den elastiske membrana basilaris til perilymfen i scala tympani og endelig til foramen rotundum. Det sidste led i den mekaniske transmission er fra membrana basilaris til hårcellernes cilier. Det Cortiske organ er således arrangeret, at en deformation af membrana basilaris medfører en tværgående spænding i vævet, hvor cilierne er indlejret i membrana tectoria.

51. BESKRIVE HÅRCELLERNE OG DEN MEKANISK-ELEKTRISKE TRANSDUKTION I HÅRCELLERNE

Mekanisk-elektrisk transduktion: Lydbølger får membrana tympani til at vibrere vibrationerne resulterer i væskebevægelser i perilymfen i scala vestibuli og scala tympani en del af denne hydrauliske energi bruges til at displacere membrana basilaris og hermed også det cortiske organ. Hårcellernes stereocilier bøjes pga. at membrana basilaris og membrana tectoria flyttes i forhold til hinanden

- når stereocilierne i hårcellen bøjes mod det største cilium ⇒ hårcellen depolariseres - når stereocilierne i hårcellen bøjes i modsat retning ⇒ hårcellen hyperpolariseres

Ændringer i membranpotentialet skyldes ændringer i kation konduktans i den apikale membran i hårcellen. Potentialegradienten der fører til ionbevægelser hidrører fra:

- hårcellens hvilemembranpotentiale (-70 mV) - det positive potentiale i endolymfen (den endocochleære potentiale: + 80mV)

Den totale gradient er ca. 150 mV. Spændingsforskellen mellem scala media og hårcellens indre (150 mV) driver en strøm gennem hårcellen fra dens top til dens basis. Denne spændingsforskel kan registreres ekstracellulært som det ”cochleære mikrofoniske potentiale” (CM-potentiale). Navnet skyldes ligheden med en mikrofon, som jo er en mekanisk-elektrisk transducer. Potentialvariationens amplitude er proportional med basalmembranens, og jo højere stimulustonens frekvens er, desto mere basalt i cochlea har CM-potentialet maksimal amplitude. Dette elektriske signal fører til frigivelse af transmitter (sandsynligvis glutamat eller aspartat), der produceres et generatorpotentiale der exciterer de afferente cochleære nervefibre. Hårcellerne er arrangeret i 1 indre række tættest ved stammen af cochlea og 3 ydre rækker på den anden side af den cortiske tunnel. Hver af de indre hårceller har forbindelse med ca. 10 axoner i n. cochlearis og hver axon har kun forbindelse med 1 af cellerne. Selvom der er 3 gange så mange ydre som indre hårceller, er 90% af axonerne i n. cochlearis forbundet med de indre hårceller. De indre hårceller reaktionsmåde er dominerende når man med elektroder undersøger udladningsmønstre i enkeltneuroner i n. cochlearis: hvert axon har en ”bedste frekvens”. De udlader sig også når øret stimuleres med toner af nabofrekvenserne, men svaret er mindre kraftigt. Op gennem de centrale forbindelser bliver neuronernes afstemningskurver stadig smallere. Med andre ord: opløsningsevnen for frekvensen bliver stadig større. Dette er analogt med lateralinhibition i retina.

52. REDEGØRE FOR HVORDAN TONER AF FORSKELLIGE FREKVENS BEHANDLES I COCHLEA (STEDTEORI (TRAVELLING WAVE) VERSUS FREKVENSTEORI) Stedteori: jo lavere tonens frekvens er desto nærmere helicotrema ligger indhyldningskurvens maksimale amplitude.

Bølgetypen kaldes en ”travelling wave” og dens form er afhængig af stivheden og af stivheden i koblingen mellem nabopartierne i membranen. Udbredningen af bølgen betyder at lav frekvens registreres i toppen af cochlea og toner med høj frekvens i basis. Ligeledes er hårcellerne tunede til forskellige frekvenser (skyldes forskelle i stereocilier og deres biofysiske egenskaber).



Frekvensteori

: stimuleres øret med toner lavere end 3–5 kHz, sætter tonernes frekvens et særligt præg på udladningen. Det viser sig, at udladningsfrekvenserne er moduleret i takt med tonens udsving på den ene side af nullinjen. Låsningen af axonets aktivitet til den ene halvdel af tonen gælder for både rene og komplekse toner. (Denne modulation er nødvendig for lyde med perioder kortere end den absolutte refraktære periode, hvilket begrænser den neurale fyring til ca. 500 Hz. Toner med en frekvens på mere end 500 Hz kan altså ikke fyre i hver cyklus).

Duplexteorien

: hjernen modtager oplysninger om høje toner i en stedkode. Toner med lav frekvens signaliseres ved modulation af impulsfrekvensen og mellemområdet er kodet på begge måder. Overgangen mellem kodningsformerne er glidende. Frekvensmodulationen er fremtrædende netop ved lave frekvenser som er dårligst stedmæssigt opløst af bølgen i apex i cochlea. Frekvensmodulation er kun brugbar ved frekvenser under ca. 4000 Hz pga. axonets begrænsede maksimale udladningsfrekvens.

53. BESKRIVE UDLADNINGSMØNSTRET I DE PRIMÆRE AFFERENTER FOR TONER AF FORSKELLIG INTENSITET OG FREKVENS Toner med forskellige frekvenser stimulerer forskellige afferente fibre. Varighed af et lydstimulus signaleres med varigheden af aktivitet i den afferente fiber. Intensiteten signaleres både ved antallet af aktionspotentialer og antallet af nervefibre der aktiveres.

54. BESKRIVE EFFERENT KONTROL I DET AUDITIVE SYSTEM (MELLEMØREMUSKLERNE OG EFFERENT INNERVATION AF HÅRCELLERNE) Mellemøremusklerne

: M. tensor tympani (n. trigeminus) og m. stapedius (n. facialis) hæfter på hhv. malleus og stapes. M. tensor tympani kan udøve et træk i manubrium mallei i retning fremad medialt, mens m. stapedius trækker i modsat retning ved sin insertion på stapes. De virker ved at dæmpe vibrationer i øreknoglekæden og nedsætter således sensitiviteten: det akustiske apparat. De aktiveres reflektorisk ved stærk lyd (ca. 90 dB) og kan således beskytte mod lyde, der kan forventes. Derimod ikke mod f.eks. en pludselig eksplosion, fordi refleks-kontraktionen ikke kan reagere hurtigt nok. Dæmpningen beskytter særligt imod lavfrekvent lyd og den bidrager således til ørets store dynamikområde.

Efferent innervation

: Cochlea er forsynet med det krydsede og ukrydsede olivonukleære bundt og tilsvarende, efferente forbindelser findes til alle de mere centrale stationer. Under efferent påvirkning mindskes cellernes følsomhed for lydstimuli men deres toneselektivitet skærpes; ”Cocktail-party effekten”: evnen til at høre hvad den enkelte person siger i et mylder af stemmer.

55. BESKRIVE HØREBANERNE Bipolær neuroner i ganglion cochleare (1. neuron) danner forbindelse mellem det Cortiske organ og nucleus cochlearis ventralis (den største) og nucleus cochlearis dorsalis. Nucleus cochlearis ventralis et dorsalis har tonotopisk organisering. Det 2. neuron går til nucleus olivaris superior (partiel krydsning), som er den første station i hørebanen der modtager impulser fra begge ører. Her bruges tids- og intensitetsforskelle til lokalisation af lyd. Herefter er forløbet: Nucleus olivaris superior lemniscus lateralis colliculis inferior brachium colliculi inferior corpus geniculatum mediale radiatio acustica cortex cerebri (auditive cortex i gyrus temporalis superior (area 41 & 42).

56. REDEGØRE FOR DEN FUNKTIONELLE ORGANISATION AF AUDITIVE CORTEX I gyrus temporalis superior er der columnær organisation, i form af isofrekventære striber (binaural summations- og suppressionssøjler). Hver stribe svarer til en bestemt frekvens på en tone (tonotopisk organisation). Høje frekvenser aktiverer laterale striber, hvorimod lave frekvenser aktiverer mediale striber. Fordi krydsningen af hørebanerne i hjernestammen er ukomplet, er hvert øre repræsenteret bilateralt.

57. REDEGØRE FOR MULIGHEDERNE FOR LYDLOKALISATION Retningen hvorfra en lyd kommer kan bestemmes på 2 måder: a) Lydbølger der når øret i en vinkel til midtlinjen når det ene øre en anelse før end det andet. En vinkelforskel på

4° kan netop lige detekterers (direktions tærskel). Forskellen bevirker en lydforsinkelse på ca. 10-5 sek. til det fjerne øre. Denne forskel angiver ved central bearbejdning en retning for lydkilden.



b) Lyden er lavere for det fjerne øre. Et lavere lydtryk giver udslag i en let forsinkelse i affyring af aktionspotentialer (øget latenstid), således at excitation stammende fra det fjerne øre ankommer senere til nucleus accessorius.

Effekten af a) og b) er additiv. Det ydre øre assisterer i opfattelsen af om en lyd kommer forfra eller bagfra (eller oppefra eller nedfra). latenstid for nerveledning forskel i latenstid lydtryk forskel i lydtryk

58. ANGIVE, AT DØVHED FINDES SOM LEDNINGSTYPE OG SOM COCHLEÆR/RETROCOCHLEÆR TYPE Døvhed findes som: Ledningstype

: forstyrrelser i den mekaniske ledning af vibration fra luften til hårcellernes cilier. F.eks. ved tilstopning af øregangen med cerumen, huller eller ardannelser i membrana tympani, ødelæggelse af mellemøreknoglerne på grund af akut eller kronisk betændelse samt otosclerose (en knoglelidelse i omegnen af det ovale vindue, som kan føre til fiksation af stigbøjlens fodplade)

Nervedøvhed- cochlea: overbelastning med lyd, dihydrostreptomycin (ved tuberculose), kinin og infektionssygdom.

: skyldes ødelæggelse af det cortiske organ eller n. cochlearis. F.eks. forårsaget af:

- n. cochlearis: tumor, fraktur gennem basis cranii

59. ANGIVE DEN PRINCIPIELLE FORSKEL MELLEM DISSE TYPER (HERUNDER HVORDAN MAN MED ENKLE TESTS KAN DIFFERENTIERE MELLEM DISSE TYPER) To tests bruges i klinikken for at skelne mellem ledningsdøvhed og nervedøvhed. Testene gør brug af en

stemmegaffel (normalt en der vibrerer ved 356 Hz): Webers test

Hvis pt. har en ledningsdøvhed vil lyden være lokaliseret til det syge øre. Grunden til at lyden høres på den døve side er at lyden ledes til cochlea gennem knoglerne. Knogleledet lyd kan aktivere det cortiske organ, om end ikke lige så godt som den normale ledningsmekanisme gennem trommehinden og knoglekæden. En grund til at lyden ikke lokaliseres til det raske øre under Webers test er muligvis det forhold, at hørelse i det normale øre er inhiberet af det omgivende lydniveau. Hvis pt. derimod har en nervedøvhed høres stemmegaflen på den raske side.

: Stemmegaflen holdes mod ”middle of the forehead” og pt. bedes angive om lyden er lokaliseret til det ene eller det andet øre. Normalt vil lyden ikke være lokaliseret til det ene øre.

Rhines test

: En stemmegaffel placeres på processus mastoideus og pt. bedes angive hvornår lyden dør ud. Stemmegaflen holdes så tæt op mod meatus acusticus externus. Hos normale høres lyden igen. Hvis ledningsmekanismerne er ødelagte høres lyden ikke igen; knogleledning er altså her bedre end luftledning. Hvis høretabet skyldes nervedøvhed høres lyden fortsat.

60. REDEGØRE FOR MÅLING AF HØRETAB (AUDIOGRAM) Måling af høretærsklen (Klinisk audiometri) er af stor betydning for en korrekt diagnose ved en række øresygdomme. Toneaudiometri er derfor en rutineprocedure på en øreklinik. Man er her i første række interesseret i at undersøge hvorvidt pt. høretærskel for forskellige frekvenser afviger fra normalpopulationens tærskel. Man bruger da et specielt audiogram hvor kurven fra normale unge personer er reference, da der i audiometret er indbygget en kompensation for den normale høretærskel forskel for de forskellige frekvenser. Herved kan patologiske audiogrammer hurtigere og nemmere identificeres. En relativ isoleret hørenedsættelse i frekvensområdet 4.000 – 6.000 Hz er typisk.



Forsøgsopstilling og udførelse

En funktionsgenerator genererer sinusbølger (spænding) af variabel frekvens. Amplituden reguleres i en attenuator som er koblet til et par høretelefoner. For hver frekvens præsenteres først tonen med rimelig styrke, således at forsøgspersonen kan kende den. Derefter sænkes lydstyrken så forsøgspersonen ikke længere hører tonen, hvorefter lydstyrken øges på ny. Forsøgspersonen angiver straks når tonen høres og dæmpningen aflæses i dB på attenuatoren og indføres i protokollen. Høretærsklen passeres på denne måde flere gange således at en middelværdi kan beregnes.

: Ved hjælp af et toneaudiometer måles den relative høretærskel for luftledning på begge ører samtidig. Tærsklen bestemmes for nogle forskellige frekvenser, f.eks. 50 – 200 – 500 – 1000 – 2000 – 4000 – 6000 – 8000 –12000 – 16000 Hz.

Resultatet vises i et audiogram tegnet på et semilogaritmisk papir. Dæmpningen omregnes til en relativ høretærskel ved at sætte den største målte værdi d0 til 0 dB. Dæmpningen ved de andre frekvenser trækkes fra d0. Forskellen bliver således et udtryk for den relative høretærskel ved de forskellige frekvenser. Tærsklen angives på den lineære ordinat og frekvensen i Hz på den logaritmiske abscisse.

1.2.6. VESTIBULÆR FUNKTION 61. ANGIVE DET ADÆKVATE STIMULUS FOR BUEGANGENE OG SACCULUS/UTRICULUS

Adækvate stimulus for sanseapparater i: - Vestibulum: acceleration. - Utriculus & Sacculus: lineær acceleration - Buegangene: angulær acceleration

62. BESKRIV VESTIBULARIS-APPARATETS CENTRALE FORBINDELSER

Sekundære sensoriske neuroner projicerer fra nucleus vestibularis til den kontralaterale thalamus. Fibrene terminerer sammen med trigeminothalamiske fibre i nucleus ventralis posterior. Det vigtigste corticale område der modtager tertiære vestibulær-neuroner synes at være et sted lige bag ansigtsrepræsentationen i den somatosensoriske cortex.

63. REDEGØRE FOR REFLEKSER UDLØST FRA VESTIBULÆRAPPARATET, HERUNDER DERES INDFLYDELSE PÅ ØJENBEVÆGELSER OG POSTURAL KONTROL Øje-korrektions-refleks: Øjenæblerne kan drejes op til 10° inden i orbita, for at holde øjnene vandret selv når hovedet er bøjet. Refleksen medieres af ascenderende axoner fra fasciculus longitudinalis medialis fra nucleus vestibularis lateralis, der når nuclei der kontrollerer extraoculære muskler. Postural kontrol udgøres af:

- synet - proprioceptive input - vestibulær systemet

Man kan klare sig med 2 af ovennævnte 3. Derfor kan alkoholikere (der mister deres proprioceptive sans) ikke holde balancen med lukkede øjne eller når det er mørkt.

1.3. MOTORISKE FUNKTIONER

1.3.1. DEN MOTORISKE ENHED 64. REDEGØRE FOR BEGREBET MOTORISK ENHED

Under naturlige forhold aktiveres musklerne af aktionspotentialer udsendt af de store motoriske forhornsceller (α-neuronerne), der findes i den grå substans i forhornene i rygmarven. Neuritten fra en α-neuron grener sig i musklen og danner forbindelse med et større eller mindre antal muskelfibre. Man kalder α-neuronet og de fibre den innerverer for en motorisk enhed. En motorisk enheds størrelse varierer fra muskel til muskel. Små motoriske enheder findes især i muskler, der skal kunne udføre små, særlig fint koordinerede bevægelser, f.eks. øjets bevægemuskler (10-15 muskefibre). I de store skeletmuskler i krop, arme og ben er der 100-1700 muskelfibre i en motorisk enhed.



65. BESKRIVE FORSKELLIGE TYPER AF MOTORENHEDER

Alle de muskelfibre, der tilhører én motorisk enhed, udgør en muskel enhed. Der findes forskellige typer af muskelfibre og derfor også forskellige typer af motor enheder. Muskelfibrene inddeles efter den tid det tager at nå maksimal spænding under en enkeltkontraktion (hurtige, langsomme) og udfra den måde ATP-resyntese hovedsagelig sker (aerob, anaerob).

TYPE SPEED STYRKE ATP- RESYNTESE MOTOR ENHED I (røde) Slow Svag Oxidativt Slow Twitch

II A (hvide) Fast Middel Oxidativt Fast Twitch a II B (hvide) Fast Særk Glykolytisk Fast Twitch b

66. REDEGØRE FOR HVORDAN MUSKELKRAFTEN STYRES VED REKRUTTERING OG FREKVENSREGULERING

Styrken af den vilkårlige muskelkontraktion kan øges: - dels ved at øge irritationsfrekvensen til de allerede aktive motoriske enheder - dels ved at aktivere flere motoriske enheder

De α-neuroner, der innerverer en muskel, ligger samlet et ganske bestemt sted i rygmarven som en ”motorpulje”. α-neuronerne i en sådan pulje har forskellig størrelse. De små neuroner står i forbindelse med relativt få ST-fibre. En mellemstørrelse danner større motoriske enheder med FTa-fibre, og de største enheder dannes af de største α-neuroner og FTb-fibre. Innervationstærsklen er lav hos de små α-neuroner og stigende med neuronstørrelse. Hvis der nu udsendes en serie aktionspotentialer f.eks. fra motorcortex, vil de fleste α-neuroner i en motorpulje blive ramt, men kun dem med den laveste tærskel vil depolariseres tilstrækkeligt til at de kan udsende aktionspotentialer til deres (ST) muskelfibre. Ved kraftigere innervation af motorpuljen vil frekvensen i de allerede aktive motoriske enheder sættes i vejret fra ca. 5 hz til 50 hz (op til 150 Hz ved maksimal belastning), og desuden vil større α-neuroner efterhånden blive aktiveret. Ved maksimal aktivering vil selv de største α-neuroner være aktive. Den øgede frekvens ved større belastning skyldes: et aktionspotential i et α-motorneuron følges af en hyperpolarisering der varer 100-200 ms. I denne periode er motorneuronet relativt refraktært. Ved konstant stimulering (synaptisk eller gennem mikroelektrode) med en styrke der ligger over tærsklen kommer intervallet mellem aktionspotentialerne til at svare til efterhyperpolariseringens varighed. Og ved meget kraftig stimulering vil tærsklen overvindes hurtigere ⇒ øget fyringsfrekvens.

67. REDEGØRE FOR FAKTORER, DER PÅVIRKER REKRUTTERINGSRÆKKEFØLGEN Ved pludselige, kraftige muskelkontraktioner vil ovenstående rekrutteringsmønster brydes, og man vil se at de største og hurtigste motoriske enheder aktiveres først, for måske senere at blive suppleret med små motoriske enheder af langsomme ST-fibre.

68. BESKRIVE ELEKTROMYOGRAMMET FRA ”SINGLE UNITS” OG FRA EN HEL MUSKEL I hvile er der normalt ingen aktionspotentialer fra tværstribet muskler. Ved ganske svag kontraktion kan man aflede aktionspotentialer fra en enkelt motorisk enhed med en frekvens på 5-10 Hz. Øges kontraktionen, stiger frekvensen af aktionspotentialer fra den enkelte enhed til 15-25Hz, og samtidig rekrutteres flere motoriske enheder. Ved maksimal kontraktion kan man ikke skelne potentialer fra den enkelte motoriske enhed.

69. REDEGØRE FOR HVORLEDES EMGET KAN BRUGES TIL BESTEMMELSE AF NERVELEDNINGS-HASTIGHED Vha. specielle elektroder og forstærkerudstyr kan man registrere de elektriske potentialesvingninger under en muskelkontraktion. Herved fremkommer et elektromyogram (EMG). Ledningshastigheden for motoriske nerver blev første gang bestemt for ca. 100 år siden af v. Helmholtz. Han stimulerede nerven i to forskellige afstande fra en muskel og målte de to mekaniske latenstider. Metode for bestemmelse af nerveledningshastigheden i n. ulnaris (jvf. øvelse 3): Der stimuleres gennem huden dels

lige proksimalt for håndleddet, dels i sulcus n. ulnaris på bagsiden af albuen. Først bestemmes tærskelstimulus, som er det svageste stimulus, der giver et aktionspotential, der kan registreres. Muskelaktionspotentialet afledes med overfladerelektroder fra hypothenars muskler. Ved gradvist at øge stimulusstyrken findes den styrke, der netop giver maksimal amplitude af aktionspotentialet; amplituden vokser ikke yderligere ved øget stimulus. Ved maksimal elektrisk stimulering af nerven aktiveres alle motoriske enheder samtidigt Den registrerede



muskelaktionspotential er således summen af alle aktiverede motoriske enheder i musklen og amplituden af aktionspotentialet bliver 10-40 mV. Latenstiderne (∆tid) for aktionspotentialerne måles fra stimulus til første afvigelse fra grundlinien, desuden måles afstanden (∆længde) mellem stimulusstederne. Metoden medfører, at det er nerveledningshastigheden i de hurtigste motoriske fibre der bestemmes. Nerveledningshastigheden bliver altså: v = ∆tid /∆længde.

1.3.2. SPINALE MEKANISMER 70. REDEGØRE FOR SYMPTOMERNE EFTER EN SPINAL TVÆRSNITSLÆSION

Ved en spinal tværsnitslæsion ses – distalt for læsionen – komplet bortfald af følelse og smertesans, og en ophævelse af viljebestemte bevægelser fordi alle hhv. ascenderende og descenderende forbindelser er afbrudt. I den akutte fase kan, distalt for læsionen, ingen af følgende reflekser udløses; spinal shock:

- spinale refkelser; Achilles- eller patellarsenereflekser - autonome reflekser; blære- og tarmtømning, erektion

Dette skyldes at hjernen normalt udøver en faciliterende indflydelse på rygmarvens motoneuroner og interneuroner som bortfalder ved spinalisering. Efter flere uger begynder reflekserne at vende tilbage, først fleksorrefleksen, derefter senereflekserne. Til sidst opstår en hyperefleksi med meget udtalte fleksorreflekser. Ofte kan disse reflekser også komme til at omfatte viscerale funktioner; blæren og tyktarmen tømmes automatisk ved en bestemt fyldningsgrad (”massereflekser”). Også senereflekserne bliver hyperaktive. Forklaringen på hyperaktive reflekser mener man skyldes:

- ”supersensitivitet” i de interneuroner som er blevet partielt denerverede ved overskæringen af samtlige descenderende fibre

- ”kollateral sprouting” fra de primære sensoriske afferenter og interneuroner Pga. hyperaktive strækreflekser, kan nogle pt. med rygmarvslæsioner ”stå” på benene.

71. BESKRIVE SYMPTOMERNE SPASTICITET OG RIGIDITET Spasticitet

- Forøgede senereflekser, der overgår til toniske strækreflekser: den er hastighedsafhængig og udløses – når benet eller armen bøjes – fra muskeltenene via Ia afferenter og motorneuroner (monosynaptisk).

er en tilstand, der skyldes denerveringssensibilitet af spinale interneuroner og kollateral sprouting af sensoriske neuroner. Dette giver udfald i

- Klonus: når musklen pga. reflekskontraktionen forkorter sig, forkortes også muskeltenen og Ia afferenternes

fyringsfrekvens falder; derved standses reflekskontraktionen og musklen afslappes. Hvis musklen er afslappet (forlænget), forlænges muskeltenene igen og fyringsfrekvensen af Ia-afferenter stiger igen, osv. Der opstår oscillationer i refleksbuen, som kan ses som rytmiske kontraktioner af den refleksaktiverede muskel.

- Foldeknivsfænomen kan findes under en tonisk strækrefleks, hvis musklen fortsat strækkes passivt (ledet

bøjes); ved denne manøvre slapper musklen pludseligt af og leddet kan bøjes helt (som en foldekniv). Grunden er sandsynligvis, at Golgisanseorganerne exciteres maksimalt under strækningen mod musklens modstand, således at inhibitionen fra Ib-afferenter bliver stærkere end Ia-afferenternes excitation.

Rigiditet

: hvis modstanden er sej og længerevarende, benytter man betegnelsen rigiditet. Modstanden skyldes øget hviletonus i alle muskler. I modsætning til spasticitet ses her dog ikke ændret myotatisk refleks ved de hurtige udspændinger.

72. ANGIVE HVILKE TILSTANDE, SYMPTOMERNE OPTRÆDER VED - Hos decerebrerede dyr, hvor hjernestammen er skåret over mellem mesencephalon og pons, kan man se øgning

i reflekstonus i antityngdekraftmusklerne: Decenderende inhibitoriske baner bortfalder decebrerings rigiditet (fleksion refleks ↓; stræk refleks↑)



- Hos mennesker, der har haft hjerneblødning i capsula lentis interna ses også øget tonus i antityngdekraftmusklerne (benenes extensorer og armenes flexorer) og øget hastighedsafhængig strækrefleks (jvf. spasticitet)

- Hos patienter med Parkinsons syge ses rigiditet.

73. BESKRIVE KOMPONENTERNE I EN REFLEKSBUE En refleks er et simpelt, stereotypt motorrespons på specifik type stimulus. Receptor (sansecelle) sensorisk neuron (afferent nervecelle) et reflekscenter, hvor reflekserne kan forstærkes eller hæmmes af stimuli fra andre receptorer, eller fra højere dele af CNS motorisk neuron (efferent nervecelle) effektor (muskelfibre, kirtler, glat muskulatur)

74. ANGIVE HVOR I REFLEKSBUEN DER FOREKOMMER GRADEREDE ELLER ”ALT-ELLER-INTET” REAKTIONER

75. BESKRIVE BEGREBERNE EXTEROCEPTIVE OG PROPRIOCEPTIVE REFLEKSER Exteroceptive reflekser

: udløses af udefra kommende påvirkninger.

Proprioceptive reflekser

: udløses fra stillings og bevægelsessanserne, der er knyttet til muskler, sener og led samt det indre øre.

76. BESKRIVE BEGREBET RECIPROK INNERVATION Når en refleks – eller aktivitet i de descenderende banesystemer – giver modsat rettede effekter til antagonistisk virkende muskelgrupper taler man om reciprok innervation. F.eks. under fleksor-refleksen hvor de antagonistiske ekstenor-muskler inhiberes samtidig med en aktivering af fleksor-muskler.

77. REDEGØRE FOR FLEKSOR-REFLEKSEN, HERUNDER DEN RECIPROKKE INHIBITION AF IPSILATERALE EKSTENSORMOTORNEURONER OG DEN KRYDSEDE EKSTENSOR-REFLEKS Fleksor-refleksen

udløses, når nocireceptorer aktiveres, hvad enten det drejer sig om et kraftigt slag, stærk varme, eller et elektrisk stød. Fleksionsresponset kan også udløses hos spinaliserede dyr, hvilket viser, at det drejer sig om en spinal segmentel refleks.

Hvis smertestimuleringen rammer fodsålen, udløses en samtidig fleksion af ankel- knæ- og hofteled, dvs. fleksormusklerne over samtlige disse led aktiveres. På trods af en generel aktivering af samtlige fleksormuskler i den stimulerede ekstremitet, afhænger den relative kontraktionsstyrke i de forskellige muskler af lokalisationen af det skadelige stimulus. Der findes således en ”topografisk organisation” af refleksen, således at den tilbagetrækkende bevægelse bliver funktionelt optimal. Dette kaldes ”local sign”. Udover kontraktion af fleksorer ses også en relaksation af antagonisterne, hvilket opnås ved en reciprok inhibition

af deres motorneuroner.

Når fleksor-refleksen udløses af et stimulus til venstre fod, påvirkes også muskelaktiviteten til højre ben. Når venstre ben flekteres bliver højre ben alene ansvarlig for den posturrale funktion, og derfor udløses automatisk en aktivering af ekstensormusklernes motorneuroner – den krydsede ekstensor-refleks

. Samtidigt ses en relaksation af fleksorerne i denne ekstremitet.

Fleksor-refleksen formidles via interneuroner, som også påvirkes fra hjernen. På denne måde kan refleksen styres (f.eks. undertrykkes hvis man er i livsfare og må løbe væk).

78. BESKRIVE OG SKITSERE MUSKELTENEN I SKELETMUSKULATUR, HERUNDER DENS AFFERENTE OG EFFERENTE INNERVATION En muskelten er et tenformet organ opbygget af modificerede muskelfibre, der innerveres både sensorisk og motorisk. Funktionelt er en muskelten en strækreceptor. En muskelten er ca. 100 µm i diameter og op til 10 mm lang. Både den sensoriske og den motoriske innervation udgår fra muskeltenens midterparti, der er omgivet af en væskefyldt bindevævskapsel. Muskeltenene, de intrafusale



muskelfibre, ligger parallelt

- nuclear bag fibre: her er der en kraftig ansamling af kerner i den ækvatoriale del af fibren (som i en sæk)

med de ”normale” ekstrafusale muskelfibre. Man kan skelne mellem to forskellige slags intrafusale fibre i en muskelten:

- nuclear chain fibre: her ligger kernerne på række. Den sensoriske innervation af muskeltenen udgøres af gruppe Ia og gruppe II fibre. Gruppe Ia fibrene har deres sensoriske terminaler arrangeret som spiraler rundt om såvel nuclear bag som nuclear chain fibrenes ækvatoriale del (”primary ending”), mens gruppe II fibre hovedsagelig terminerer på nuclear chain fibrene lige uden for den ækvatoriale del (”secondary ending”). Den motoriske innervation af muskeltenen udgøres af to typer γ-motorneuroner. Statiske γ-motorneuroner innerverer nuclear chain motorneuroner, medens dynamiske γ-motorneuroner innerverer nuclear chain fibre. En muskelten indeholder typisk 2-3 nuclear bag fibre og 4-5 nuclear chain fibre.

79. REDEGØRE FOR EFFEKTEN AF MUSKELLÆNGDE OG γ-EFFERENTER PÅ MUSKELTEN-AFFERENTERNES UDLADNING Dette illustreres udfra en forsøgsopstilling, hvor man har registreret aktionspotentialer fra Ia-afferenter ved strækning af en muskel (ramp-and-hold stretch): Strækning af muskel, uden samtidig stimulering af γ-motorneuroner

Ia fibren svarer med øget frekvens under den dynamiske fase og aktiviteten aftager (adapterer) for at nå et stabilt niveau, når muskellængden holdes konstant på det nye niveau. Muskeltenens Ia afferenter viser således en højere følsomhed for længdeforandringen (hastighed) end for statisk position.

:

Allerede inden strækningen ses en aktivitet i Ia fibren, som skyldes udstrækningen af den intrafusale muskels ækvatoriale del. Frekvensøgningen efter strækning er større, dvs. følsomheden for position (muskeltonus) er større.

Strækning af muskel under samtidig stimulering af et γ-motorneuron der innerverer muskeltenens nuclear chain fibre (statiske γ-motorneuroner):

Følsomheden er også her øget, men nu især under den dynamiske fase.

Strækning af muskel under samtidig stimulering af et γ-motorneuron der innerverer muskeltenens nuclear bag fibre (dynamiske γ-motorneuroner):

Konklusion

statiske γ-motorneuroner til nuclear chain fibre styrer positionsfølsomheden, medens dynamiske γ-motorneuroner til nuclear bag fibre styrer følsomheden under selve strækningen. Aktiviteten i disse to typer af γ-motorneuroner styres separat i hjernen.

:

Gruppe II afferenterne terminerer (mest) kun på nuclear chain fibrene. Deres aktivitet afhænger derfor hovedsagelig af muskellængden. Deres følsomhed påvirkes af de statiske γ-neuroner der terminerer på nuclear chain fibrene. Ved forkortning af muskelen 27: jvf. 81. redegøre for begrebet α-γ-koaktivering (s. ).

80. BESKRIVE OG SKITSERE MUSKELTEN-AFFERENTERNES CENTRALE FORBINDELSER Muskeltenens Ia afferente laver direkte excitatoriske kontakter med alle motorneuroner, som innerverer musklen, hvorfra Ia afferenterne kommer. Ia afferenterne exciterer også interneuroner, som inhiberer antagonistmusklernes motorneuroner. Dette er et eksempel på reciprok inhibition. Ia afferenterne har flere andre segmentelle forbindelser, hvorved f.eks. præsynaptisk inhibition udløses. Desuden aktiveres ascenderende baner, bl.a. tractus spinocerebellaris dorsalis, hvorved cerebellum og andre dele af hjernen bliver informeret om muskeltenens aktivitet.

81. REDEGØRE FOR BEGREBET α-γ-KOAKTIVERING En muskelten er opbygget af intrfusale fibre, der ligger parallelt med de ekstarfusale fibre. Ved en aktivering (via α-motorneuron) af de ekstrafusale fibre (musklen), vil de intrafusale fibre også blive forkortet, hvilket i sig selv vil føre til en aflastning og dermed til en mindre følsom ten (evt. ufølsom). Herved ville sansecellerne være ude af stand til at sende informationer om længdeændringer.



Meget tyder på, at dette undgås ved, at der er en samtidig aktivitet i α- og γ-neuroner (co-aktivering), så endepartierne i den intrafusale fibre forkorter sig samtidig med de ekstrafusale fibre. På denne måde bevarer midterpartiet sin længde og evne til at registrere længde-ændringer.

82. REDEGØRE FOR MUSKELTENENS FORMODEDE FUNKTIONELLE ROLLE Muskeltenens udfører sin funktion:

- via gruppe II afferente (nuclear chain fibre): aktivitet afhængig af muskellængden. - via gruppe Ia afferente (nuclear bag & nuclear chain fibre): aktivitet afhængig af muskellængden og γ-

motorneuronernes aktivitet. Muskeltenen bliver på denne måde i stand til at registrere både muskellængden (statiske positiv) og længdeforandringen (hastighed). Disse to parametre kan registreres separat (skyldes hovedsagelig de forskellige typer γ-motorneuroner der innerverer henholdsvis nuclear bag (dynamiske γ-motorneuroner) og nuclear chain (statiske γ-motorneuroner).

83. BESKRIVE GOLGI SENEORGANET OG REDEGØRE KORT FOR DETS MULIGE FUNKTION Golgi sanseorganer er lokaliseret til muskelens senefæste og sidder direkte i forlængelse af de ekstrafusale muskelfibre. De innerveres af Ib-afferente. Deres aktivitet er proportional med kraftudviklingen i de seriekoblede muskelfibre. Rygmarven og hjernen bliver via disse afferente således kontinuerligt informerede om musklernes kontraktionskraft. Afferenterne inhiberer via et interneuron motorneuronerne til samme muskel. Desuden er der reciprok excitation af antagonisternes motorneuroner.

84. SKITSERE FORBINDELSERNE FOR REKURRENT (RENSHAW) INHIBITION AF MOTORNEURONER Rekurrent (Renshaw) inhibition af motorneuroner: motorneuronernes axoner afgiver allerede i den grå substans tynde kollateraler der ”løber tilbage” og terminerer på inhibitoriske interneuroner i ventralhornet. Disse projicerer igen til motorneuroner, tilhørende samme eller synergiske muskler, og giver her en postsynaptisk inhibition. Der er således tale om en negativ tilbagekobling. Dette system blev først beskrevet af Renshaw og man taler derfor ofte om Renshaw-celler (de inhibitoriske interneuroner i denne bane) og Renshaw inhibition.

85. BESKRIVE AUTOMATISK BEVÆGELSER SOM F.EKS. KRADSEBEVÆGELSER OG LOKOMOTIONSBEVÆGELSER Kradsebevægelser

: Den mest udtalte form for kradserefleks kan iagttages hos dyr som hund og kat. Når dyret f.eks. føler et kløende stimulus ved øret flekteres bagbenet i hofteleddet, medens knæet strækkes, således at poten føres mod øret, og da begynder først selve kradsebevægelsen med en serie hurtige ekstensions-flektionsbevægelser i de mest distale led. Selvom bevægelserne er under viljens kontrol, så er de i grunden en spinal refleks, som kan udløses og udføres med præcision af et dyr efter en høj spinal læsion: hele den topografiske repræsentation, som er nødvendig for at føre poten til det sted, hvor det kløende stimulus findes, samt generationen af de rytmiske ekstensions-flektions-bevægelser, er resultat af rent spinale neuronkredse.

Lokomotionsbevægelser- stimulus (f.eks. et rullende fortov) udløser et færdigt centralt program, hvor hele aktivitetssekvensen findes

programmeret i rygmarven.

: Der er principielt to muligheder for, hvorledes gangreflekser kan genereres:

- det initale stimulus aktiverer refleksmæssigt nogle muskelgrupper, og af afferent aktivitet som opstår ved deres kontraktion, derefter refleksmæssigt aktiverer ”de næste” muskelgrupper – en ”kæderefleks”.

Forsøg har vist, at der findes et centralt program. Den koordinerede muskelaktivitet ved f.eks. gang på et rullende fortov kræver dog en sensorisk tilbagekobling. Især er information fra hofteleddet væsentligt for at bestemme hvornår der skal skiftes fra ekstensor til fleksoraktivitet. Normalt styres det spinale gang-centrum fra mesencephalon (det mesencephale locomotor-center), som igen står under voluntær kontrol.

1.3.3. DESCENDERENDE BANESYSTEMER 86. BESKRIVE DEN CORTICOSPINALE BANES VIRKNINGER PÅ SPINALT NIVEAU

Den corticospinale banes virkning på spinalt niveau kan inddeles som følger: - direkte forbindelser til α-motorneuroner (især dem som styrer håndens og fingrenes bevægelser).



- kontrol af rygmarvens interneuroner (konvergens med sensoriske afferenter). - kontrol af interneuroner (Renshaw) som giver præsynaptisk inhibition af de primære afferenter. - aktivering af ascenderende neuroner (f.eks. den ventrale spinocerebellare bane ⇒ udgør et

tilbagekoblingssignal til hjernen om den motoriske aktivitet i rygmarven: ”efferente copy”).

87. BESKRIVE SYMPTOMER VED EN SELEKTIV SKADE AF DEN CORTICOSPINALE BANE Efter en selektiv skade (pyramidebaneoverskæring) ses initialt en delvis (ipsilateral) lammelse (parese) med meget langsomme og tøvende bevægelser, og at armen kun bevæges som en del af en mere global bevægelse (f.eks. hvis aben klatrer i buret). Efter nogle uger ses en meget god restitution; stadig er der en lille kraftnedsættelse, men det eneste permanente symptom i øvrigt er, at fingrenes separate uafhængige bevægelser (fraktionerede bevægelser) ikke længere kan udføres – alle fingrene flekteres og ekstenderes som en enhed. Aben kan således ikke med et ”pincet-greb” tage fat på en lille bitte ting. Manglen på fraktionerede fingerbevægelser tilskrives ofte netop de stærke direkte corticospinale kontakter til håndens og fingermuskulaturens motorneuroner.

88. REDEGØRE FOR FORSKELLEN PÅ SYMPTOMER VED EN SELEKTIV PYRAMIDEBANESKADE OG EN CAPSULA INTERNA LÆSION Cellerne i gyrus præcentralis projicerer ikke kun til rygmarven (og hjernenervekernerne), men også til mange andre områder. Såvel projektionen til nucleus ruber som formatio reticularis vil indirekte styre rygmarven. via de rubrospinale og reticulospinale baner. Der er herfor forskel på symptomerne efter en selektiv skade af de corticospinale baner (ved overskæring i pyramiden) og så dem der ses efter en skade i selve gyrus præcentralis eller i capsula interna området (mest almindelige sted ved hjerneblødning/thrombose). Kliniske billede ved en ren pyramidebane læsion

- slaphed af distale muskler specielt fingrene :

- kun bortfald af finmotorikken, bevarede globale bevægelser - positivt Babinski tegn - ingen spasticitet, men nedsat muskeltonus

Kliniske billede efter en capsula interna blødning

- initialt: udtalt kontralateral lammelse og svækkede senereflekser :

- senere: spasticitet (øget fasiske og toniske strækreflekser), fordi andre baner end pyramidebanen også er beskadiget

i øvrigt: - slaphed - patologiske reflekser (Babinski´s tegn: dorsalflektion af storetå, og spredning af de andre tæer ved strygning af

fodsålen) - nedsatte superficielle reflekser såsom abdominale og cremaster refleks

89. ANGIVE HVILKE OMRÅDER, DER STYRER AKTIVITETEN I NUCLEUS RUBER

Aktiviteten i nucleus ruber (den rubruspinale bane) styres af celler fra gyrus præcentralis og cerebellum. Den rubrospinale bane er en vigtig del i den indirekte styring af rygmarven fra den primære motoriske cortex. De rubrospinale axoner terminerer dels blandt motorneuroner dels blandt interneuroner. Ved selektiv skade på rubrospinale bane: ikke udtalte symptomer. Hvis læsionen udføres efter restitutionsfasen efter en pyramidebane læsion ses meget udtalte symptomer: ingen muskler er lammede, men evnen til at bruge fingrene, hånden og armen separat er ophævet. Kun stereotype ekstensions-flektionsbevægelser kan udføres.

90. REDEGØRE FOR DEN TECTOSPINALE BANES BETYDNING FOR ORIENTERINGSREFLEKSEN Den tectospinale bane består af axoner, der udspringer fra nerveceller i det dybeste lag af colliculus superior. Neuroner i colliculi superiores øverste lag er ”sensoriske” og aktiveres af visuelle stimuli, f.eks. en lysplet, men kun i en specifik del af synsfeltet. I de dybere lag af colliculus superior aktiveres cellerne af auditive og berøringsstimuli og disse celler er også retningsspecifikke; de svarer kun på lyd og berøring fra samme retning, hvor et lysstimulus kunne aktiverere cellerne i det øverste lag.



Den tectospinale bane projicerer kun til øjenmuskelnervernes motorneuroner og til cervikal rygmarven. Banesystemet er afgørende for den ”orienterings-refleks”, som gør at vi automatisk vender blikket og hovedet mod ”nye” stimuli.

91. BESKRIVE FOREKOMSTEN AF EN SEROTONERGE OG NORADRENERGE CELLEKERNER I HJERNESTAMME SAMT DISSES INNERVATION AF RYGMARVEN Det har vist sig, at hele rygmarvens grå substans, herunder også motorneuronerne selv, er intenst innerverede fra locus coeruleus og raphekernerne. Locus coeruleus (og nucleus succoeruleus) er kerner i den øvre del af pons. De består af noradrenalin-holdige neuroner. De projicerer vidt omkring til spinalkanalen. Terminalerne er interneuroner og motorneuroner. Den dominerende virkning af denne bane er inhibition. Raphe nuclei i medulla oblongata giver anledning til flere raphe-spinal projektioner til rygmarven. Mange af disse raphe-spinal celler indeholder serotonin. Terminalerne på baghorns interneuroner virker inhiberende, medens terminalerne på motorneuronerne har en excitatorisk effekt. Baghorns projektionerne hjælper muligvis til med at hæmme nociceptiv transmission. Forhornsprojektionerne fremmer muligvis motoraktiviteten.

92. ANGIVE EN MULIG FUNKTION AF MONOAMINERG TRANSMISSION FOR MOTORIK Generelt gælder for disse monoaminerge baner at de ændrer rygmarvens respons på de øvrige ”klassiske” synaptiske forbindelser. De kaldes også det ”tredje descenderende rygmarvssystem” (de to andre er det dorsolaterale system (rubrospinale bane) og det ventromediale system (tecto-, reticulo- og vestibulospinale baner)).

1.3.4. POSTURAL KONTROL 93. BESKRIVE HVILKE SENSORISKE SYSTEMER, DER BRUGES I DEN POSTURALE KONTROL

Descenderende systemer der bruges ved styring af den posturale kontrol: - de vestibulospinale banesystemer: styres først og fremmest af vestubularisorganet og cerebellum. - de reticulospinale banesystemer: styres fra neocortex, de basale ganglier og cerebellum. De reticulospinale

banesystemer består af en række forskellige undergrupper, der er svære at klassificere. Forsøg har vist at der i et medialt afsnit af pons og medulla oblongata findes et område der giver en generel inhibition (Magouns inhibitoriske center), medens andre mere laterale og rostrale afsnit har en fasciliterende virkning.

Det er fælles for de vestibulo- og reticulospinale baner, at de i hovedsagen terminerer i de ventromediale dele af forhornet, og derved har en stærk kontrol af motorneuronerne til den axiale muskulatur. Disse baner er afgørende for den normale posturale tonus. Sensoriske systemer der bruges i den posturale kontrol:

1) det vestibulære system: registrerer orienteringen (og acceleration) i relation til gravitationsfeltet. 2) det visuelle system: registrerer positionen af kroppen i forhold til omgivelserne. 3) det somatosensoriske system (propioceptive system): informerer om de indebyrdes positioner mellem

kropsegmenterne. Den propioceptive information er særdeles vigtig fra: - ankelen: udsættes for kraftigt drejningsmoment - nakken: receptorer registrerer hovedets stilling i forhold til kroppen.

94. BESKRIVE LABYRINT- OG NAKKEREFLEKSER

Labyrintreflekser- roteres bagud (står på bagbenene) ⇒ nedsat fleksor tonus i forben og øget ekstensor tonus i bagben.

: Hvis hele dyret:

- vippes forover (står på forbenene) ⇒ øget ekstensor tonus i forben og nedsat tonus i bagben. Begge situationer påvirker ikke

nakkeledene, men vil genoprette udgangsstillingen (stående på alle 4).

Nakkereflekser- hvis hovedets stilling holdes konstant, men kroppen roteres om nakken ⇒ øget ekstensor tonus i forben og

fleksion af bagben.

:



- hvis hovedets stilling holdes konstant, men kroppen roteres mod ansigtet ⇒ fleksion af forben og ekstension af bagben.

I mange situationer vil labyrint og nakkereflekser stort set ”kompensere hinanden”, således at den posturale tonus i for og bagben ikke ændres (voluntær opadbøjning af hoved eller nedadbøjning af hoved). I andre situationer vil labyrint og nakkereflekser tilsammen bevirke en stærkt øget samlet virkning (f.eks. en hund der springer ned fra et bord (med dorsalflekteret hoved) eller rejser sig op på bagben (med ventralflekteret hoved).

1.3.5. CORTEX, CEREBELLUM OG BASALGANGLIER 95. BESKRIVE ORGANISATIONEN AF PRIMÆRE MOTORISK CORTEX

Primær motorisk cortex er somatotop organiseret: en homunculus over området viser, at legemet er meget uproportional repræsenteret; hånden og munden (og tungen), hvor kravet til finmotorisk kontrol er stor, kræver relativt større arealer end de områder som styrer kroppens og benets bevægelser. Crone sammenligner primær motorisk cortex med et klaviatur: ligesom et tangentnedslag altid giver en bestemt tone, så giver nervecelleaktiviteten i et lille begrænset område, gyrus præcentralis, altid en aktivering af en vis muskel eller snarere muskelgruppe. Epilepsikirurgi har dannet grundlag for kortlægning af den somatotop organisering.

96. REDEGØRE FOR HVORDAN NEOCORTEX (PRIMÆR MOTORCORTEX, SUPPLEMENTARY MOTOR CORTEX, PREMOTOR CORTEX, SENSORISK CORTEX), BASALGANGLIERNE OG CEREBELLUM BIDRAGER TIL PLANLÆGNING OG STYRING AF VOLUNTÆRE BEVÆGELSER Oversigt over de forskellige elementers funktion:

- primær motor cortex (area 4): kontrollerer distale muskler på ekstremiteterne. - premotor cortex (area 6): hjælper til ved kontrol af proksimale og aksiale muskler. - supplementær (associativ) motor cortex: deltager i motor-planlægning og koordinering. - sensorisk cortex: corticale motorneuroner modtager feedback fra somatosensorisk cortex ⇒ hjælper med at

korrigere motoriske bevægelser. - cerebellum: har indflydelse på raten, kraften og direktionen af bevægelser. Har også betydning for muskeltonus

og stilling, såvel som øjenbevægelser og balance. Er ligeledes involveret i indlæring af motoriske færdigheder.

- basalganglier: aktivitet transmitteret fra cortex til basalganglierne kan enten fascillitere eller hæmme de neuroner i thalamus der projicerer til motoriske områder af cortex: basalganglier har også indflydelse på output fra motorcortex.

Rækkefølgen fra ”tanke” til ”udførelse” af en bevægelse er i simplificeredeI subcortical region (?) af hjernen opstår ”tanken” (drivkraften) signalet når associativ cortex, hvor handlingen planlægges “planen” videresendes til crebellum og basal ganglier (glutaminerge fibre) ud fra tidligere erfaringer (”programms for movement”) og nuværende kropsposition modificeres planen impulser sendes via thalamus til area 4 & 6 via descenderende baner i medulla spinalis udføres nu handlingen.

form:

97. BESKRIVE DE VIGTIGSTE SYMPTOMER VED BESKADIGELSER AF CEREBELLUM

Cerebellar læsioner bevirker hverken perceptionsforstyrrelser eller paralyse/parese. Derimod ses (symptomerne er mest udtalte, hvis lidelsen er ensidig):

- ligevægtsforstyrrelser; - svimmelhed og usikker gang; pt. går bredsporet og ”fuldemandsagtigt” - i stående stilling er der tendens til at falde

- forstyrrelser i muskeltonus - svage reflekser - slappe muskler (hypotoni)

- koordinationsforstyrrelser i den tværstribede muskulatur - bevægelserne bliver svært inkoordinerede (ataksi) - griber pt. efter et objekt bevæger han hånden rykvis og skyder ofte over mål (dysmetri)



- hurtige, modsat rettede bevægelser, f.eks. pronation og supination af underarmen kan ikke udføres (dysdiadochokinesis)

- ekstremitetsbevægelserne får heller ikke det normale glidende forløb, idet kontraktionen af de mange muskelgrupper ikke er koordinerede. Denne dekomponering af bevægelser kaldes dyssynergi.

- talen påvirkes: pt. kan ikke længere glidende udtale stavelserne i et længere ord, i stedet for cerebellum siges: ce-re-bel-lum (ataktisk dysartri). Nogle ord udtales alt for kraftigt, andre er næppe hørlige

- cerebellar nystagmus: ufrivillige øjenbevægelser - intentionstremor: rysten i forbindelse med motoriske aktivitet.

Ved mindre omfattende læsioner ses:

- flocculus og nodulus (med forbindelser fra vestibulærapparatet og til vestibulærkernerne): nystagmus og balanceforstyrrelser.

- lobus posterior (med forbindelser fra rygmarven) og vermis: gangataksi. - unilateral hemisfærelæsion i lobus posterior (med forbindelser til og fra neocortex): ataksi og hypotoni i de

ipsilaterale ekstremiteter.

98. SKITSERE DE VIGTIGSTE AFFERENTE OG EFFERENTE FORBINDELSER TIL CEREBELLUMS 3 HOVEDAFSNIT (DE ”VESTIBULÆRE”, ”SPINALE” OG ”CEREBRALE” AFSNIT)

INDDELING AF CEREBELLUM: - Fylogenetisk Alder Archaeocerebellum (ældst) Palaeocerebellum (mellem) Neocerebellum (yngste) - Rostralt-Caudalt Lobus flocconodularis Lobus anterior Lobus posterior - Mediant-Lateralt Vermis Intermediære region Hemispherium cerebelli PRIMÆRE FUNKTION: Forb. m/ligevægtorgan; Regulation af muskeltonus; Koordinering af synergister & antagonister;

Vestibulocerebellum Spinocerebellum Pontocerebellum

AFFERENTE TIL CORTEX CEREB. Mostråde: - tractus vesitbulocerebel - tractus spinocerebellaris - tractus corticopontocer. - tractus reticulocerebel. Klatretråde: - tractus olivocerebellaris

Vestibulariskerner Formatio reticularis Nucleus olivaris caudalis

Propio- & exteroceptive Formatio reticularis Nucleus olivaris caudalis

Cortex cerebri, medulla spinalis, hjernestammen Formatio reticularis Nucleus olivaris caudalis

EFFERENTE TIL NUCLEI CEREB. - cerebellovestibulære - cerebelloretikulære - pedunculus cerebellaris cranialis

Vestibluriskerner Formatio reticularis Thalamus cortex cerebri Aksial & proksimal ekstremitetsmuskulatur

Thalamus cortex cerebri Proksimal ekstremitetsmuskulatur

Thalamus cortex cerebri distal ekstremitetsmuskulatur

99. SKITSERE OPBYGNINGEN AF CEREBELLARCORTEX, OG HERUNDER ANGIVE KONVERGENSFORHOLD FRA KLATREFIBRE OG

PARALLELFIBRE TIL PURKINJECELLER Cortex cerebelli er delt op i 3 lag indeholdende 5 forskellige celletyper:

- Stratum moleculare (øverste lag). Det indeholder kun få nerveceller, der alle er multipolare og stjerneformede og med korte axoner. Begge celletyper (Stellate celler, Kurvceller) er inhibitoriske interneuroner som hæmmer Purkinjecellers aktivitet.

- Purkinjecellelaget (midterste lag). Er det tyndeste lag med meget karakteristisk udseende, idet det indeholder

cellelegemerne af Purkinjecellerne, hvis dendrittræ strækker sig ud i stratum moleculare. - Purkinjeceller. 15-16 millioner. Højt indhold af GABA, der virker inhibitorisk på nuclei cerebelli.

- Stratum granulosum (dybeste lag). Indeholder både store (Golgi-celler) og små (granulosaceller) multipolare

nerveceller. - Granulosaceller er små excitatoriske (glutamat) interneuroner, der indgår i synapse med en afferent fibre

til cerebellum (dannende: mostråde), og med axon fra en Golgicelle. Granulosacellernes axoner løber op i



stratum moleculare, hvor de deler sig T-formet, og derefter løber et langt stykke i foliets lægdeakse (= parallelfibre), hvor de danner synapse med tusinder af purkinjeceller (dendritter).

- Golgiceller danner inhibitoriske synapser med granulosacellerne. De afferente tråde til cortex cerebelli er enten mostråde eller klatretråde. Begge typer virker exciterende. Inden de afferente tråde når ud til cortex, afgiver de kollaterale grene til nervecellerne i de centrale kerner.

Mostråde udgør langt det største antal. Cellelegemerne ligger enten i hjernestammen (f.eks. nucleus pontis og nucleus vestibularis)1

. Mostråde exciterer granulosacellerne og derved også indirekte Purkinjecellerne (og de inhibitoriske interneuroner). Hver granulosacelle har ca. 4 dendritter og på hver dendrit findes en excitatorisk synapse med mostråde.

Klatretråde

er færre i antal. I modsætning til mostrådene, har klatretrådene deres oprindelse i én enkelt kerne: nucleus olivarius caudalis (på modsatte side). Axonerne danner en stærkt excitatorisk synapse med Purkinjecellernes dendrittræ: hver klatretråde har forbindelse med nogle få Purkinjeceller, men hver enkelt Purkinjecelle har kun kontakt med en enkelt klatretråde.

Opsummering

: Aktiviteten i nuceli cerebelli (efferente forbindelser fra cerebellum) er domineret af Purkinjeceller (inhibitoriske), hvis axoner projicerer ud fra cerebellums cortex. Deres terminaler er beliggende i nuclei cerebelli (nucleus fastigii, globosusm, emboliformus og dentatus) og en del af vestibulariskernen i hjernestammen.

Purkinjeceller selv modtager excitatoriske impulser, fra de afferente fibre (klatretråde: direkte, mostråde: gennem granulosaceller og deres parallelfibre). Parallelfibrene giver excitation til Purkinjeceller, som ligger i ”strålegangen”. Den samtidige aktivering af kurveceller og stjerneceller giver først og fremmest inhibition af de Purkinjeceller der ligger udenfor parallelfibrenes strålegang, idet disse interneuroners axoner projicerer transverselt i foliet, dvs. vinkelret på parallelfibrenes forløb. Dette vil give anledning til ”surround-inhibition”, som bedst kan sammenlignes med lateral inhibition i de sensoriske systemer. Konvergensforhold for:

- Klatrefibre: hver klatrefiber har forbindelse med nogle få Purkinjeceller, men hver enkelt Purkinjecelle har kun kontakt med en enkelt klatrefiber: 1 klatrefiber → 10-15 Purkineceller.

- Parallelfibre: danner synapse med tusinder af Purkinjeceller (excitatoriske interneuroner): 105 parallelfibre → 1 Purkinjecelle. I øvrigt er parallelfibrenes myelinskeder meget tynde og de leder derfor impulserne meget langsomt; man må derfor forestille sig, at impulserne i parallelfibrene på deres 3 milimeter lange vej successivt påvirker den ene Purkinjecelle efter den anden.

Altså: øget styrke af afferente fibre øget aktivitet i parallelfibre øget aktivitet af Purkinjeceller øget inhibitoriske aktivitet på nuclei cerebelli nedsat aktivitet af efferent impulser.

100. REDEGØRE KORT FOR CEREBELLUMS ROLLE FOR MOTORISK INDLÆRING Ved dyreforsøg, hvor man har afledt aktionspotentialer fra Purkinjecellerne, har det vist sig, at indlæring af bestemte motoriske funktioner medfører ændrede reaktionsmønster i Purkinjecellerne og cerebellum antages at have betydning for udførelsen af automatiske bevægelser, der gentages, f.eks. cykling og svømning. Man mener, at aktiviteten af klatrefibre deltager i motorisk indlæring ved at yde indflydelse på effektiviteten af mosfibrenes excitation af Purkinjeceller.

101. ANGIVE DE VIGTIGSTE SYMPTOMER VED BASALGANGLIELIDELSER

102. SKITSERE DE VIGTIGSTE AFFERENTE OG EFFERENTE FORBINDELSER TIL OG FRA BASALGANGLIERNE

BASALE HJERNEGANGLIER CORPUS STRIATUM NUCLEUS LENTIFORMIS NUCLEUS CAUDATUS PUTAMEN GLOBUS PALLIDUS CORPUS AMYGDALOIDEUM CLAUSTRUM AFFERENTE FRA:

1 eller rygmarven (cellelegemer fra spinocerebellare baner)



Cortex cerebri: - frontalcortex Exciterende - parietalcortex Exciterende - temporalcortex Exciterende Thalamus Exciterende Exciterende Substantia Nigra Inhiberende Inhiberende Inhiberende - Nucleus caudatus Inhiberende - Putamen Inhiberende EFFERENTE TIL: Thalamus Inhiberende

103. REDEGØRE FOR HVILKE FORANDRINGER I BASALGANGLIERNE, DER FORÅRSAGER PARKINSONS SYGE

Årsagen til Parkinsons syge (paralysis agitans, rystelammelse) er degeneration af de dopaminerge celler i substantia nigra i mesencephalon. Disse nerveceller sender normalt axoner (hæmmende impulser) til centre under cortex cerebri (basalganglierne; særligt nucleus caudatus og putamen). Først når ca. 80 % af cellerne i substantia nigra er destrueret, vil der optræde symptomer. Disse centre er vigtige for kontrollen af muskelbevægelser, og sygdommen har karakteristiske symptomer som hviletremor i hænder (pilletrilletremor) og fødder, der senere fører til muskelstivhed (rigiditet). Der ses problemer med at starte bevægelser (akinisi), som i øvrigt udføres langsommere end normalt (bradykinesi). Gangen bliver slæbende og motorikken nedsættes. Pt. har også svært ved at stoppe bevægelser, der er i gang. Der er ofte halvåben mund og et stirrende blik med stivnet mimik (maskeansigt). I de senere stadier er der massiv intellektuel reduktion (demens).

104. REDEGØRE FOR HYPOKINESIEN UD FRA DISSE FORANDRINGER Det tyder på, at mindsket/manglende Inhibering fra substantia nigra til basalganglierne mindsker muligheden for viljemæssigt at sætte bevægelser i gang og øger α-neuronernes hvileaktivitet.

105. BESKRIVE MULIGE BEHANDLING AF PARKINSONS SYGE Symptomerne ved parkinsonisme kan bedres ved at give pt. L-Dopa, som er et forstadium ved syntesen af dopamin. I modsætning til dopamin kan L-Dopa krydse blod-hjernebarrieren, og resultatet bliver øget transmitterproduktion i de celler, der har overlevet i de berørte centre. Dopaminantagonisten bromokriptin passerer også blod-hjernebarrieren og kan anvendes i behandling af parkinsonisme. Det har vist sig, at behandling med anticholinerge stoffer også har en gunstig effekt på pt.´s tremor. De første kliniske forsøg med transplantation af hjernevæv er udført på pt. med Parkinsonisme. Denne behandlingsmetode er endnu på forsøgsstadiet.

1.4. HØJERE FUNKTIONER 106. BESKRIVE HOVEDFUNKTIONER KNYTTET TIL LOBUS FRONTALIS, LOBUS PARIETALIS, LOBUS OCCIPITALIS, LOBUS

TEMPORALIS OG HIPPOCAMPUS, HERUNDER SYMPTOMER VED LÆSIONER Lobus frontalis

- indeholder motor, præmotor og suppementær motorisk område ⇒ ansvarlig for planlægning og udførelse af bevidste motoriske handlingen

:

- indeholder de frontale synsfelter (area 8) - indeholder det motoriske sprogområde (Brocas område), findes i gyrus frontalis inferior ⇒ i den dominerende

hemisfære for sprog (hos mennesker næsten altid i venstre hemisfære) - præfrontal cortex i den rostrale del af lobus frontalis ⇒ spiller en stor rolle for personlighed og følelsesmæssig

adfærd. Bilateral læsion enten pga. sygdom eller præfrontal lobotomi medfører:

- manglende opmærksomhed - vanskeligheder ved problemløsning - upassende social adfærd (pseudopsykopati)



- reduceret aggressiv adfærd/nedsat initiativ (pseudodepression) - den emotionelle reaktion på smerte er tabt, selvom smerte stadig kan føles - læsioner i de frontale synsfelter medfører forbigående konjugeret deviation (afvigelse) af synsakserne til

læsionens side. En permanent defekt viser sig når pt. skal afsøge et område i synsfeltet for at finde en bestemt genstand eller tegning

- indeholder somatosensorisk cortex og tilstødende associations cortex (area 1, 2 og 3). Er involveret i bearbejdning og perception af somatosensorisk information.

Lobus parietalis:

- forbindelser til lobus frontalis tillader somatosensorisk information at påvirke bevidst motorisk aktivitet. - visuel information fra lobus occipitalis når parietal associations cortex (og lobus frontalis) ⇒ visuel styring af

voluntære bevægelser. - somatosensorisk information kan også overføreres til sprogcentre i den dominerende hemisfære - lobus parietalis i den ikke-dominerende hemisfære er involveret i spatial (rumlig) analyse

Symptomer ved læsioner:

- Ballints syndrom: manglende evne til at rette blikket mod genstande, samt manglende evne til at flytte blikket når en genstand først er fikseret. Desuden kan pt. ikke føre hænderne til en genstand under synets vejledning.

- allocentrisk, spatial desorientering (pt. kan ikke finde rundt i omgivelser, som ikke har pt.’s egen krop som fast reference og pt. kan ikke angive placeringen af velkendte byer på et kort).

- konstruktionsapraxi: manglende evne til at sætte dele sammen til et mønster (hyppigst efter højresidig læsion) - unilateral neglect: pt. ignorerer den kontralaterale halvdel af kroppen og synsfeltet. Kaldes også asomatognosi

eller hemidepersonalisering.

Lobus occipitalis- visuel bearbejdning og perception

:

- occipitale øjenfelter påvirker øjenbevægelser, og en projektion til midthjernen hjælper til med kontrollen af konvergente øjenbevægelser, pupilkontraktion og akkommodation (øjets justering ved nærsyn)

Symptomer ved læsioner:

- påvirkning af synet ⇒ synsfeltstab og tab af reflekser (pupilkonstriktion og akkommodations respons) Lobus temporalis og hippocampus

- bearbejdning og perception af information knyttet til hørelsen :

- bearbejdning af vestibulær information - flere forskellige synsområder er knyttet til højere ordens bearbejdning af synsindtryk (f.eks. er gyrus temporalis

inferior involveret i genkendelse af ansigter. Ligeledes går Meyers loop gennem lobus temporalis) - en del af Wernickes talecenter findes i den bageste del af lobus temporalis - den mediale del af temporallappen tilhører det limbiske system, der kontrollerer emotioner og det autonome

nervesystem: hippocampus er involveret i indlæring og hukommelse Symptomer ved læsioner:

- billateral fjernelse eller læsion: Klüver-Bucys syndrom - læsioner i visuel funktion (gyrus temporalis inferior og tilstødende del af gyrus temporalis (area 21)) ⇒ nedsat

evne til at diskriminere mellem visuelle stimuli - læsioner i hippocampus giver hukommelsesproblemer:

venstresidig læsion: hukommelsesdefekt for verbalt materiale højresidig læsion: hukommelsesdefekt for spatialt materiale

a) pga. alkoholisme: Korsakoff-syndrom b) fjernes begge siders temporallap: total amnesi c) fornix-hippocampus-amygdala læsion: pt. kan ikke skelne ml. kendte og nye genstande d) dobbeltsidig læsion af det inferotemporale område: visuel hukommelse ophævet

- sprogforstyrrelser ved beskadigelse af gyrus temporalis superior (area 41 og 42) på venstre side, Wernickes talecenter.



- emotionelle forstyrrelser ses ved anteromedial læsion (+ amygdala): pt. har træk der minder om paranoia, er egocentrisk, pedantisk, meget snakkende og ”klæbende”.

- epileptiske forstyrrelser (fokus anteriort i temporallappen evt. i amygdala)

107. BESKRIVE FOR ELEKTROENCEPHALOGRAMMET HOS NORMALE OG VED EPILEPSI, COMA OG HJERNEDØD Det normale EEG består af bølger med forskellige frekvenser. Den dominerende frekvens afhænger af forskellige faktorer:

- graden af vågenhed - alder - placeringen af elektroderne - tilstedeværelse af stoffer og/eller sygdom

Normale

: Når en normal vågen voksen er afslappet og har lukkede øjne er den dominerende frekvens på det målte EEG over parietallap og occipitallap 8-13 Hz (alfarytme). Hvis personen åbner øjnene bliver EEG’et mindre synkroniseret og den dominerende frekvens øges til 13-30 Hz (betarytme). Delta (0,5-4 Hz) og theta-rytme (4-7 Hz) ses under søvn.

Epilepsi

Komplekse partielle anfald kan opstå ved psykomotorisk epilepsi. Disse anfald stammer fra det limbiske system og resulterer i illusioner og semi-hensigtsmæssig motor aktivitet. Under og imellem fokale anfald kan målinger afsløre EEG-spikes. Generelle anfald inddrager store dele af hjernen og medfører tab af bevidsthed. De to hovedtyper er:

: Er en almindelig årsag til abnormt EEG. Der findes flere forskellige former for epilepsi, med hver sine EEG-karakteristika. Epileptiske anfald kan være enten partiel eller generaliseret. En form for partiel anfald stammer fra motor cortex og resulterer i lokaliserede kontraktioner af kontralaterale muskler. Kontraktionerne kan spredes til andre muskler: følgende de somatotope sekvenser i motor cortex.

- Petit mal: bevidsthed tabes kortvarigt og EEG’et viser spike og bølge aktivitet. - Grand mal: bevidstheden tabes i en længere periode og pt. vil falde til jorden hvis han står oprejst når anfaldet

begynder. Anfaldet begynder med en generaliseret øgning i muskeltonus (tonisk fase) fulgt af serier af rykvise bevægelser (kloniske fase). Tarmen og urinblæren udtømmes. EEG’et viser vidt udbredt anfalds aktivitet.

Coma

: EEG’et domineres af delta aktivitet.

Hjernedød

: Defineres ved et fastholdt fladt EEG.

108. REDEGØRE FOR ”EVOKED POTENTIALS” Evoked angiver, at aktiviteten er fremkaldt af stimuli under undersøgerens kontrol. De potentialer der er tale om er sammensatte (afspejler synapseaktivitet og desuden komponenter genereret af subcorticale strukturer). Deres amplitude er så lille i forhold til de spontane EEG svingninger, at de ikke ses ved normal registrering. For at få dem frem må man bruge et elektrisk apparat, som fremhæver aktivitet der har en fast relation til stimulus og undertrykker spontanaktiviteten. Processen kaldes averaging. Auditive, visuelle og somatosensoriske stimuli udløser mønstre af potentialsvingninger, som er mest udtalt over de tilsvarende modtageområder (er dog ikke begrænset hertil). Bruges klinisk til f.eks. vurdering af hørelse hos pt. som ikke samarbejder (små børn, autistiske børn eller comapatienter). Evoked potentials påvirkes af individets mentale tilstand og aktivitet.

109. BESKRIVE SØVNSTADIERNE Sålænge personen er vågen og ligger med lukkede øjne ses α-rytme. Denne indsovningsperiode varer ca. 15-20 min. Søvnstadierne:

- Stadium I: der ses α-rytme med spredte theta bølger. Der kan forekomme langsomme øjenbevægelser fra side til side, hvor synsakserne ikke er parallelle.

- Stadium II: α-aktiviteten afbrydes af spindler der er en byge af aktivitet med frekvens på 12-14 Hz, desuden store K-komplekser.

110. REDEGØRE FOR DEN CORTICALE SPROGFUNKTION HERUNDER SENSORISK OG MOTORISK AFASI

Den mest slående usymmetri i hemifærerne ligger i hjernens behandling af sprog. Hos 97 % af befolkningen er cortex cerebri i venstre hemisfære hovedansvarlig for sprogbehandling.



Der er to områder af cortex cerebri, der samarbejder om denne opgave. Centret for sprogforståelsen (Wernick´s område) er placeret i temporallappen mellem hørecentret og synscentret. Når man læser eller lytter til tale, går informationerne til dette center via syns- eller hørecentret. Her bliver informationerne så tolket. Det er også dette område, der sætter ord sammen til meningsfyldte sætninger, når man skal tale. Informationerne om, hvad der skal siges, sendes så til talecentret, som sørger for, at det bliver sagt. I frontallappen lige foran den nederste del af de motoriske centre ligger talecentret (Broca´s område). De tilgrænsede motoriske centre styrer ansigts-, tunge- og respirationsmusklerne. Talecentret koordinerer aktiviteten i disse muskelgrupper, så vi bliver i stand til at udtale ord og tale forståeligt. Sensorisk afasi

: ved beskadigelse af Wernick´s område, mister pt. evnen til at forstå tale- og skriftsprog. Pt. kan fortsat tale velartikuleret, men det er uden sammenhæng og mening. Den form for afasi giver et større intellektuelt og socialt handicap end beskadigelse af talecentret.

Motorik afasi

: dette ødelægger ikke pt. evnen til at forstå skrift og tale, men det er umuligt at koordinere de muskler, som er nødvendige for at tale. Talesproget bliver derfor uforståeligt, selv om pt. er sig klart bevidst, hvad der skal siges.

111. REDEGØRE FOR HEMISFÆRE DOMINANS OG OVERFØRSEL MELLEM HEMISFÆRER, HERUNDER FØLGERNE EFTER OVRSKÆRING AF CORPUS CALLOSUM OG CHIASMA OPTICUM Hemisfærerne er ikke helt symmetriske. Hos 90 % af befolkningen dominerer den venstre hemisfære, når det gælder finkontrol af muskulaturen, så disse personer er højrehåndede. Venstre hemisfære er også ansvarlig for sprogbehandlingen (jvf. 110. redegøre for den corticale sprogfunktion … (s. 36)). I højre hemisfære er området mellem syns- og hørecentret specialiseret til at løse opgaver, som kræver form og rumlig genkendelse. Den højre hemisfære er også dominerende, når det gælder behandling af lyde, som ikke bærer sproginformation, som for eksempel musik. Et andet eksempel på asymmetrisk repræsentation i storhjernen er synsbanerne. I chiasma opticum undergår synsbanerne i nervi optici blot en delvis krydsning, idet det kun er de mest mediale fibre, der krydser. Synsbanen fortsætter i tractus opticustil corpus geniculatum laterale, hvorfra impulserne føres videre til occipitallappens synsbark (area 17). Informationerne om den venstre halvdel af synsfeltet ender således kun i højre occipitallap, og informationerne om højre halvdel kun i den venstre occipitallap. At vi alligevl er i stand til at opnå et fuldstændigt billede af hele synsfeltet, skyldes de to hemifærers informationsudveksling gennem corpus callosum.

112. BESKRIVE HABITUERING OG SENSIBILISERING FOR NON-ASSOCIATIV INDLÆRING Habituering

: er betegnelsen for en indlæringsmekanisme, hvorigennem man lærer at ignorere en bestemt sansepåvirkning, når den gentages tilstrækkeligt antal gange. Habituering gør det bla. muligt at arbejde i støjfyldte omgivelser. Habituering er også til stede hos fosteret: et trut med et bilhorn tæt ved den gravide kvindes maveudløser et kraftigt spjæt hos fosteret, men ved gentagne signaler vil reaktionen ophøre.

Sensibilisering:

er det modsatte af habituering. Efter at have været udsat for en ubehaglig eller meget intens sansepåvirkning, øges responset for samme sansepåvirkning i fremtiden. Dette ses ved ”smerte-reflekser”.

113. REDEGØRE FOR KLASSISK OG INSTRUMENTAL BETINGNING Klassisk betingning

, også kaldet Pavlovsk eller type-I betingning, udvikles på basis af et ”ubetinget” stimulus f.eks. mad i munden og den tilsvarende ”ubetingede” refleks, sekretion af spyt og andre fordøjelsessekreter. Ved gentagen præsentation af et neutralt stimulus umiddelbart forud for det ubetingede udvikles gradvis en betinget refleks i form af sekretion af fordøjelsesekret når det tidligere neutrale, nu betingede, stimulus, præsenteres alene. Det optimale tidsrum mellem neutralt og ubetinget stimulus er 0,5 sek.

Instrumental betingning: Udgangspunktet for denne form er en handling som påvirker omgivelserne. Da man kan kalde denne påvirkning ”en operation” bruges også betegnelsen operant eller type-II betingning. Betingningen etableres gradvis når en handling (den frie operant) efterfølges af belønning, f.eks. mad (positiv reinforcering) eller straf, f.eks. et generende elektrisk stød. Positiv reinforcering øger sandsynligheden for at handlingen forekommer igen, straf nedsætter sandsynligheden. Hvis forholdene er sådan at individet må øge handlingens hyppighed for at undgå et generende stimulus kalder man det negativ reinforcering. Ved instrumental betingning kan reinforceringen efterhånden udelades de fleste gange handlingen forekommer; man siger at reinforceringen



er intermitterende. Man kan da indføre forskellige regler for sammenhængen mellem handling og reinforcering (reinforceringsskemaer). Der kan være tale om et fast forhold på f.eks. 10:1 (fixed ratio), eller et vekslende forhold (variable ratio), mellem handling (operant) og reinforcering eller reinforceringen kan forekomme med fast eller vekslende tidsinterval (fixed interval, variable interval).

114. REDEGØRE FOR CELLULÆRE MODELLER, DER BELYSER HABITUERING, SENSIBILISERING OG LANGTIDSPOTENTIERING

Det er en klinisk erfaring at kraftige slag mod hovedet, foruden kortvarigt bevidsthedstab, kvalme og opkastning medfører retrograd amnesi for sekunderne eller minutterne før slaget. Man kan derfor antage at et hukommelsesspor går gennem en flygtig, sårbar fase (korttidshukommelsen) før det etableres (konsolidseres) permanent i hjernen (langtidshikommelsen). Ved den klassiske betingning ses såvel en korttids- som langtids-”hukommelse”. Korttidsvirkningen opfattes som en kaskade af processer der begynder med sekretion af transmitteren serotonin og ender med en forlængelse af aktionspotentialernes varighed i de præsynaptiske terminaler. Forlængede aktionspotentialer øger terminalens Ca2+-influx og derved den mængde transmitter som secerneres af terminalen. Varigheden af den forøgede synaptiske transmission i forsøg med dyr (havsnegl: Aplysia) er ca. 20 minutter, netop den samme som varigheden af dyrets korttidshukommelse. Et trin i proceskaskaden er en forøgelse af [cAMP] intracellulært i neuronerne. Dette kunne tænkes at påvirke strukturelle gener i neuronets kerne og dermed danne grundlag for en senere indtrædende, varig forøgelse af neuronernes synaptiske transmission, dvs. en langtidshukommelse. Det er vist at konsolideringen kan forhindres hvis proteinsyntesen er blokeret. Disse forsøg passer således godt med observationen i rotteforsøg at korttids- og langtidshukommelsen beror på processer som forløber parallelt.

115. BESKRIVE SYNAPTISKE PLASTICITET I FORBINDELSE MED HJERNENS UDVIKLING OG VED HJERNESKADER

1.5. DET AUTONOME NERVESYSTEM OG DETS CENTRALE KONTROL 116. BESKRIVE DE VIGTIGSTE ANATOMISKE KARAKTERISTIKA FOR DET AUTONOME NERVESYSTEM OG DE TILSVARENDE

FYSIOLOGISKE FORHOLD Den del af det perifere nervesystemet, der påvirker skeletmuskulatur via motoriske α-neuroner kaldes for det somatiske nervesystem. Den del af det perifer nervesystem, der påvirker glat muskulatur, hjertemuskulatur, kirtler og fedtvæv kaldes for det autonome nervesystem. Den glatte muskulatur og nogle af fordøjelseskirtler besidder også spontanaktivitet, der er uafhængig af CNS, men styres af mekaniske og kemiske påvirkninger. I modsætning til det somatosensoriske nervesystem, hvor kun en motorneuron forbinder CNS med skeletmuskulaturen, er der i det autonome nervesystem to neuroner fra CNS til organ, og en synapse uden for CNS (præganglionære neuron og postganglionære neuron). Det autonome nervesystem opdeles i den sympatiske og parasympatiske del. De præganglionære fibre

- er tynde og typisk myeliniserede :

- transmittersubstans: acetylcholin Sympatiske:

- udspringer fra små, multipolære neuroner i sidehornene af rygmarven fra T1-L3 - forlader spinalnervens ventrale rod, hvor den dorsale og ventrale rod mødes - fortsætter som ramus communicans albus til nærmeste ganglie i grænsestrengen (truncus sympaticus) - i truncus sympaticus kan de præganglionære tråde:

a) ende i gangliet b) descendere eller ascendere c) løbe ubrudt til et perifert ”udflytterganglie”, f.eks. plexus coeliacus og omkobles der

Parasympatiske:

- løber i nn. oculomotorius (III), facialis (VII), glossopharyngeus (IX) og vagus (X)



De postganglionære fibre- er alle umyeliniserede

:

Sympatiske:

- transmittersubstans: noradrenalin. Undtage. a) binyremarven; cholinerg (præganglionære) b) svedkirtler; cholinerg (postganglionære)

- udspringer fra små, multipolære ganglieceller - hvis omkoblingen sker et sted i grænsestrengen går de typisk ud i en ramus communicans griseus til den

korresponderende spinalnerve for herigennem at nå blodkar svedkirtler og hårfollikler i periferien. - selvom turncus sympaticus kun modtager præganglionære tråde fra T1-L3, udsendes postganglionære via ramus

communicans griseus til alle- hjerte og lungers sympatiske innervation sker direkte fra grænsestrengen via postganglionære tråde i nn.

cardiaci og plexus pulmonalis

spinalnerver; Innerverer hele ”kroppen”.

- præganglionære efferenter, der løber ubrudte igennem grænsestrengen går via nervi splanchnici til et system af prævertebrale ganglier i bughule og bækken (ganglion coeliacum, mesentericus superior et. inferior). Postganglionære tråde herfra innerverer viscera.

- binyremarven er principielt et sympatisk ganglion, som modtager præganglionære tråde fra nn. splanchnici. Ganglieceller (de kromaffine celler) er her dog modificerede og propagerer ikke nerveimpulser, men udskiller transmittere til blodbanen.

Parasympatisk:

- transmittersubstans: acetylcholin - innerverer ikke: blodkar, fedtvæv og hud - Oculomotoriustråde; m. ciliaris og m. sphincter pupillae: gren fra n. oculomotorius inferior → ganglion ciliare

→ nn. ciliares breves → m. ciliaris og m. sphinctor pupillae. - Facialistråde; gl. lacrimalis, gl. submandibularis, gl. sublingualis, samt næsens og ganens kirtler: n. intermedius

afgiver n. petrosus major → n. canalis pterygoidei → ganglion pterygopalatinum → a) nn. pterygopalatini (V)→ n. maxilaris → n. zygomaticus → ramus communicans cum n. zygomatico → n.

lacrimalis → gl. lacrimalis b) nn. palatini → ganens kirtler c) rami nasales og n. nasopalatinus → næsens kirtler

chorda tympani → n. lingualis (V) → ganglion submandibulare → gl. submandibularis og gl. sublingualis

- Glossopharyngeustråde; gl. parotidea:

n. glossopharyngeus afgiver n. tympanicus → plexus tympanicus → n. petrosus minor → ganglion oticum → n. auriculotemporalis (V) → rami parotidei → gl. parotidea

- Vagustråde; hjertet, luftveje, lunger, oesophagus, ventrikel, tarm, lever og galdeveje, pancreas, nyrer:

a) rami cardiaci: hjertet Grene på halsen:

b) n. laryngeus recurrens: hjerte, trachea, oesophagus.

a) til hjerte, bronkier og lunger Grene i thorax:

b) til oesophagus (plexus oesophagus) Forlader thorax som truncus vagalis anterior og posterior

a) til ventrikel og duodenum Grene i abdomen:

b) til lever, galdeveje og pancreas c) til nyrer d) til tarmkanal (til tæt ved flexura coli sinistra)

117. BESKRIVE ALMENE TRÆK I ORGANERNES SYMPATISKE OG PARASYMPATISKE INNERVATION, HERUNDER



jvf. 116. beskrive de vigtigste anatomiske karakteristika … (s. 38).

118. BESKRIVE DET VISCERALE AFFERENTE SYSTEM OG DET ENTERISKE NERVESYSTEM Det Vicerale Afferente system

:

Det Enteriske Nervesystem 130: Jvf. 7.1.3: DET ENTERISKE NERVESYSTEM (s. ).

119. BESKRIVE INNERVATION AF INTRINSIKKE ØJENMUSKLER OG BLÆRE jvf. 116. beskrive de vigtigste anatomiske karakteristika … (s. 38).

121. redegøre for postsynaptiske virkningsmekanismer for … (s. 40). 122. beskrive autonom styring af pupillens størrelse …(s. 40). 123. redegøre for den autonome styring af blæretømning (s. 41).

120. BESKRIVE TRANSMITTER-MEKANISMER I DET AUTONOME GANGLION

Nedbrydningen af acetylcholin sker alle steder hurtigt ved hjælp af enzymet cholinesterase. Meget af noradrenalinet kommer derimod over i blodbanen, hvorved den sympatiske virkning spredes til andre dele af kroppen (jvf. 116. beskrive de vigtigste anatomiske karakteristika … (s. 38).

121. REDEGØRE FOR POSTSYNAPTISKE VRKNINGSMEKANISMER FOR SYMPATISKE OG PARASYMPATISKE EFFEKTORNEURONER

EFFEKTORORGAN RECEPTOR EFFEKT AF SYMPATIKUS EFFEKT AF PARASYMPATIKUS Øjet Pupil Dilatatormuskel Konstriktormuskel Ciliare muskel

α β

Kontraktion (akomodation til fjerne genstande)

Kontraktion (akomodation til nære genstande)

Kirtler Tårekirtler Svedkirtler Spytkirtler Mave Tarm Binyremarv

α

Stimulerer sekretion (cholinerg) Sejt spyt Stimulerer sekretion

Stimulerer sekretion Vandigt spyt Stimulerer sekretion Stimulerer sekretion

Hjertet Pulsfrekvens Kontraktilitet Ledningshastighed

β1

β1

β1

Øges Øges Øges

Nedsættes Mindsket lidt Mindskes

Blodkar Oftest kontraktion Påvirker alle steder

Dilatation Ganske få steder

Lunger Bronkioler Slimproducerende kirtler

β2

Dilatation Hæmmer sekretion

Konstriktion Stimulerer sekretion

Fordøjelsessystemet Peristaltik Lukkemuskler

α2 , β2

α

Nedsættes Konstriktion

Øges Dilatation

Bugspytkirtel Fordøjelsesenzymer

α

Hæmmer sekretion

Stimulerer sekretion

Lever α , β2 Stimulerer nedbrydning af glykogen

Fedtvæv α , β1 Stimulerer nedbrydning af fedt Urinblære Muskulatur i blære Lukkemuskel

β α

Afslapning Kontraktion

Kontraktion Afslapning

Penis α Ejakulation Erektion Glatte muskler i hud α Hårene rejses ”gåsehud”

= ingen virkning

122. BESKRIVE AUTONOM STYRING AF PUPILLENS STØRRELSE (MYDRIASIS, MIOSIS, PUPILLENS LYSREFLEKS OG AKKOMODATIONS-RESPONSE) Billeddannelsen på retina er skarpest, når pupillen er lille, da virkningen af de optiske fejl begrænses. I mørke dilateres pupillen og opløsningen ofres til fordel for den størst mulige absolutte følsomhed. Ændringer i pupillens størrelse kan ændre den indfaldende lysmængde med i alt 1,3 logaritmiske enheder, hvilket er ubetydeligt



sammenlignet med øjets samlede følsomhedsvariation på 5 logaritmiske enheder. Pupilstørrelsen ændrer sig imidlertid så hurtigt (latenstid på 200 ms.), at den spiller en rolle, indtil retinas følsomhed indstiller sig. Pupillens størrelse er bestemt af to glatte muskler m. sphincter pupillae, der innerveres af 3. hjernenerve og som reducere pupillens diameter (miosis; ca. 1 mm), og m. dilator pupillae, der får sin nerveforsyning fra det sympatiske nervesystem via ganglion cervicale superius og som dilaterer pupillen (mydriasis; ca. 8 mm). Begge muskler har tonus, så hvis den ene muskel lammes, vil den anden få overtaget. Pupil lysrefleksen

: Ved lysrefleksen formindskes pupillens diameter, når øjets nethinde påvirkes af lys (W-ganglieceller påvirkes). Impulserne passerer gennem n. opticus og chiasma opticum, videre gennem corpus geniculatum laterale (uden synapse) til de prætectale kerner på begge sider. De prætectale kerner er en lille samling neuroner på grænsen mellem mesencephalon og diencephalon lige kaudalt for commisura habenularum. Fra den prætectale kerne er der forbindelse videre til nucleus oculomotorius accessorius (Edinger Westphals kerne), som innerverer m. sphincter pupillae. Der er forbindelse fra n. opticus til både den samsidige og den modsidige prætectale kerne: hvis man lyser ind i det ene øje, vil begge pupiller formindskes. Den samsidige lysrefleks kaldes direkte og den modsidige konsensuel.

Akkomodations-response

: Refleksen udløses når en genstand nærmes så meget til øjet, at billedet på nethinden bliver uskarpt. Der indtræder en pupilkontraktion, øjenakserne vil konvergere, og m. ciliaris kontraheres, hvorved linsens brydning øges. Impulserne (fra Y-ganglieceller) løber sammen med synsbanerne gennem n. opticus, chiasma opticum, tractus opticus til corpus geniculatum laterale og efter en synapse her til cortex cerebri (area 17). Herfra løber fibre til frontallappen (area 8) og derfra ned gennem capsula interna til øjenmuskelkernerne: Edinger Westphals kerne ⇒ innervation af m. sphincter pupillae, nucleus nervi oculomotorii ⇒ innervation af m. ciliaris. Andre fibre aktiverer konvergens-celler i formatio reticularis, der igen innerverer kernegrupper, der innerverer m. rectus medialis.

123. REDEGØRE FOR DEN AUTONOME STYRING AF BLÆRETØMNING jvf. 553. redegøre for vandladningens mekanisme (s. 184).

124. REDEGØRE I GENERELLE TRÆK FOR DEN OVERORDNEDE KONTROL AF DET AUTONOME NERVESYSTEM FRA MEDULLA OBLONGATA OG HYPOTHALAMUS Hypothalamus nævnes ofte som overordnet center for styring af det autonome nervesystem. I hypothalamus er der regulerende centre for mange funktioner, der har betydning for kroppens homeostase. Til justering af disse funktioner benytter hypothalamus sig af forbindelser til såvel sympatikus som parasympatikus, til det endokrine system og til det somatiske system. Undersøgelser tyder på, at den forreste del af hypothalamus regulerer parasympatikus, mens den bageste del har betydning for sympatisk aktivitet. Da hypothalamus også er det sted, hvor emotionelle reaktioner integreres, er det forståeligt, at en persons ”stemningsleje” også har stor betydning for balancen mellem sympatisk og parasympatisk aktivitet. Endvidere har områder i medulla oblongata (fx kredsløbscentret) også stor indflydelse på aktiviteten i det autonome nervesystem.

125. REDEGØRE FOR DEN AUTONOME KONTROL AF KROPSTEMPERATUR OG FØDE- OG VÆSKEINDTAGELSE Kropstemperatur

: Er det koldt mindskes varmeafgivelsen til huden ved at øge sympatikus aktivitetn til huden, hvilket medfører at ”hårene rejser sig”, og blodkarrene trækker sig sammen, samtidig med at muskeltonus øges via det somatiske system (kulderystelser).

Føde- og væskeindtagelse

:

126. BESKRIVE DEN CENTRALE STYRING AF EMOTIONER HERUNDER FORSTYRRELSER, DER FØRER TIL ”SHAM RAGE” OG KLÜVER-BUCY´S SYNDROM I de tilfælde, hvor temporallappen bortoperers i et forsøg på at forhindre epileptiske anfald i at opstå, optræder der ofte hukommelsesforstyrrelser og ændringer i personligheden. Såfremt hippocampus og corpus amygdaloideum tillige fjernes, kan Klüver-Buckys syndrom fremkaldes. Symptomerne er:

- visuel agnosi - emotionelle ændringer (aber med læsion bliver tamme) - seksualdriften stærkt forøget - spisevaner ændres dramatisk



- mangelende evne til diskrimination mellem spiselige og uspiselige ting; alle genstande undersøges ved at putte dem i munden

Ved fjernelse af forbindelsen mellem hypothalamus og de højere centre resulterer i ”sham rage”. En tilstand, hvor et dyr viser et adfærd, der ses hos en normal aggressiv dyr.



2. KREDSLØB

2.1.1. ALMENE TRÆK AF KREDSLØBETS FUNKTIONER 127. BESKRIVE KREDSLØBETS GENERELLE ORGANISATION MHT. PARALLELT OG SERIEANBRAGTE KREDSLØBSAFSNIT

Kredsløbet består af hjertet og blodkarrene. Hjertet består af en højre (blod til lungerne) og en venstre (blod til kroppens organer) hjertehalvdel, der er anbragt i serie. Organerne i det systemiske kredsløb er anbragt parallelt i forhold til hinanden (undt. lever/mave-tarm, hypothalamus/hypofyse).

128. REDEGØRE FOR KREDSLØBETS HOVEDFUNKTION BESTÅR I STOFUDVEKSLING MELLEM BLOD OG VÆV Kredsløbet udgør et transportsystem, der har til formål at bringe stoffer over lange afstande. Det drejer sig om transport af:

- O2 og CO2 mellem lungerne og cellerne - Næringsstoffer, salte og vitaminer fra tarmsystemet til andre væv - affaldsstoffer (mælkesyre, urinstof m.m) fra cellerne til bl.a. lever og nyrer - hormoner og varme

129. ANGIVE NORMALTAL FOR DET TOTALE BLODVOLUMEN OG DETTES FORDELING PÅ FORSKELLIGE KARKATEGORIER

Hjertet 0,44 L 8 % Aorta, Arterier, Arterioler 0,55 L 10 % Kapillærer 0,22 L 4 % Venoler, vener 3,85 L 70 % Lungekredsløb 0,44 L 8 % Total blodvolumen 5,50 L 100 %

130. REDEGØRE FOR METODER TIL BESTEMMELSE AF ERYTHROCYT- OG PLASMAVOLUMEN SAMT BLODVOLUMEN EFTER

FORTYNDINGSPRINCIPPET jvf. 211. redegøre for fortyndingsprincip efter elimination af … (s. 71).

131. DEFINERE HÆMATOKRIT, ILTBINDINGSKAPACITET, ERYTHROCYTMIDDELCELLEVOLUMEN (MCV), MIDDELCELLEHÆMOGLOBINKONCENTRATION (MCHC) OG ANGIVE NORMALVÆRDIER FOR DISSE SAMT FOR BLODETS HÆMOGLOBINKONCENTRATION Hæmatokrit

: den brøkdel (vol/vol) af blodet, der udgøres af erythrocytter; Mænd: 48 % Kvinder: 42 %

Iltbindingskapacitet 91: jvf. 280. definere og redegøre for blodets O2-bindingdskap… (s. ). Erythrocytmiddelcellevolumen (MCV): 94 femtoliter

Middelcellehæmoglobinkoncentration (MCHC)

=

⋅⋅

=== −

−

lgfl

pgVmMCHC /340

10941032

9432

15

12: 340 g/l

Blodets Hæmoglobinkoncentration

: Mænd: 8 – 10 mM, Kvinder: 7 – 9 mM

132. ANGIVE, AT ERYTHROCYTTERNE ER MEGET EFTERGIVELIGE Erythrocytter er bikonkave i deres struktur. Dette tjener to formål: stor eftergiveligehed og stor diffusionsoverflade (140 µm2) . De kan passere igennem en membranspalte på 0,2 µm.

133. REDEGØRE FOR REGULERINGEN AF ERYTHROPOIESEN jvf. 646. redegøre for struktur og funktion, sekretion og sekretionskontrol (s. 227).

134. ANGIVE EN NORMALVÆRDI FOR ERYTHROCYT-LEVETID Normalværdi for erythrocyt-levetid er ca. 120 dage, hvorefter de destrueres hovedsageligt i milten, der fungerer som et vigtigt ”blodfilter”, som fjerner defekte og anormale blodceller. Splen (lien), milten:

- vægt: 150 – 200 g



- mål : 4 x 8 x 12 (tykkelse x bredde x længde) - farve: rødviolet - overflade: glat, blank og spejlende; beklædt med peritoneum - konsistens: meget blød og sprød (læderes let ved slag eller stød!; miltruptur)

Milten har i føtalperioden fungeret som hæmopoetisk organ, og kan ved patologiske tilstande – hvor den røde knoglemarv fortrænges – i voksenlivet genoptage denne funktion (ekstramedullær hæmapoiese). En forstørret milt (splenomegali) er derfor et ledsagesymptom til mange blodsygdomme.

135. REDEGØRE FOR INDHOLDET AF POISEUILLE´S LOV OG ANGIVE BETINGELSERNE FOR DENS GYLDIGHED Til beskrivelse af forhold, der påvirker modstanden i et blodkar, kan man med et vist forbehold anvende Poiseuille´s lov:

LrPFlowdvs

rLRhvor

RPFlow

⋅⋅⋅⋅∆

=⋅⋅⋅

=∆

=8

.8 4

4 ηπ

πη

Forudsætningerne for anvendelsen af poiseuille´s lov er, at

væsken er homogen (Newton´sk væske) strømningen er laminar røret er stift (og placeret horisontalt)

Ingen af disse forudsætninger er opfyldt ved blodets strømning gennem karrene under fysiologiske forhold, men ligningen kan dog med en vis tilnærmelse anvendes.

136. DEFINERE BEGREBET TOTALE PERIFER MODSTAND OG REDEGØRE FOR RELATIONEN MELLEM DENNE OG MODSTANDENE I DE ENKELTE ORGANER Den Totale Perifere Modstand (TPR) udgøres af den samlede modstand i det systemiske kredsløb, og er hovedsageligt lokaliseret til arteriolerne. I lighed med Ohm´s lov for elektrisk strømning

REI ∆

=

hvor I, ∆E og R betyder henholdsvis strømstyrke (strømhastighed), spændingsforskel og modstand, kan man opstille følgende udtryk for blodets strømningshastighed

RPQ ∆

=

hvor Q er strømningshastighed (flow), ∆P er trykforskellen mellem arterier og vener (dvs. den drivende kraft; perfusionstrykket) og R er strømningsmodstanden.

137. ANGIVE, AT BLODET IKKE ER EN NEWTON´SK VÆSKE SAMT REDEGØRE FOR VISKOSITETENS HÆMATOKRITAFÆNGIGHED Viskositetsbegrebet baserer sig på, at der ved laminære strømning forekommer gnidning mellem molekylære væskelag (shear stress), idet de strømmende væskelag ikke har samme hastighed. Jo større denne interne friktion i væsken er, jo større er viskositeten. Laget yderst har hastigheden nul som følge af adhæsion til væggen, mens lagene inden for dette ”forskydes” hen over hinanden med en stigende hastighed. Herved forekommer under den laminare strømning en parabolsk hastighedsprofil. Ifølge det anførte gælder der, at gnidningskraften pr. arealenhed er lige med produktet af viskositeten og hastighedsgradienten, eller:

drdv

AF

rateshearstressshearviskositet =⇔= η

Newton´ske væsker er karakteriseret ved, at viskositeten er uafhængig af hastighedsgradienten (shear rate). Blodet er en ikke-Newton´ske væske pga. indholdet af formede bestanddele og derfor karakteriseret ved, at viskositeten aftager med stigende hastighedsgradient. Omvendt vil viskositeten stige med faldende hastighed (Rouleaux dannelse).



Viskositeten er desuden afhængig af blodets hæmatokritværdi, idet den stiger kraftigt, når hæmatokritværdien tiltager:

138. REDEGØRE FOR FÅHRÆUS-LINDQUIST EFFEKTEN Det er karakteristisk for blodets laminare strømning i mikrokarrene, at de cellulære elementer (hovedsageligt erythrocytterne) bevæger sig i den aksenære del af blodstrømmen, mens lagene ud imod væggen næsten udelukkende består af plasma. Grunden til, at erythrocytterne i mikrocirkulationen migrer aksialt, hænger sammen med deres deformabilitet. Dette kaldes aksial-akkumulation af erythrocytter. Den største friktion forekommer i de vægnære lag, hvor hastighedsgradienten er størst, og netop disse lag får en nedsat hæmatokrit, således at resultatet bliver, at kraftforbruget ved strømningen aftager, hvilket erkendes som nedsat viskositet. Fåhræus-Lindquist effekten

: Viskositeten falder med diameteren i karret. I kapillærer findes halvdelen af viskositeten i de store kar.

Aksial-akkumulation af erythrocytter => hæmatokritten i mikrocirkulationen < hæmatokritten i de store kar.

139. DEFINERE KARSYSTEMETS KAPACITET (COMPLIANCE) OG SPECIFIKKE KAPACITET Såvel arteriesystemet som venesystemet udgøres af elastiske rør, der udvides, når det transmurale tryk stiger. Som udtryk for distensibilitet af karrene (eftergiveligheden) benyttes begrebet compliance, som udtrykker volumentilvæksten ved en given tryktilvækst.

PVcompliance

∆∆

=

I et eftergiveligt system vil en given volumentilvækst betyde en større trykstigning, hvis systemets volumen er lille i forhold til volumentilvækst, hvorfor det undertiden kan være af interesse at udtrykke den specifikke compliance:

Pcompliancespecifikke V

V

∆=

∆

140. REDEGØRE FOR FORSKELLE I KAPACITETENS STØRRELSE I DE SERIEANBRAGTE KREDSLØBSAFSNIT OG FOR KAPACITETENS

AFHÆNGIGHED AF INTRAVASKULÆRT TRYK OG KARRENES KONSTRIKTIONSGRAD I kredsløbet er det af betydning, at compliance af venesystemet er ca. 30 gange større end compliance af arteriesystemet:

- Aorta & arteriesystemet: 1 ml/mmHg - Venesystemet: 30 ml/mmHg

Compliance er afhængig af fyldningsgraden af systemet, idet den bliver mindre og mindre ved stigende fyldning, således at det kræver større og større kraft at foretage en given strækning af væggen. Derfor bør compliance også specificeres med hensyn til det trykniveau, på hvilket bestemmelsen er foretaget. Det ses af tryk-volumen kurver, at compliance (dv/dp) aftager ved stigende tryk. Der er aldersmæssige ændringer i compliance som følge af, at karrenes stivhed tiltager med årene.

141. REDEGØRE FOR ÆNDRINGER AF ARTERIESYSTEMETS SPECIFIKKE KAPACITET MED STIGENDE ALDER Det meste af den energi, der tildeles blodet ved systolen, konverteres til potentiel energi i væggen af aorta og de større arterier for atter at overføres til blodet i diastolen. Denne vinkedeleffekt sikrer, at der foregår en nogenlunde jævn strømning gennem arteriolerne gennem hele hjertecyklus. Elasticiteten af aorta og de store arterielle kar er således en vigtig komponent i omformning af de intermitterende hjertekontraktioner til en kontinuerlig

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80vi

skos

itet

hæmatokrit

Effekten af hæmatokrit på viskositet

helblod

plasma

vand



blodstrømning gennem organerne. Elasticiteten af arteriesystemet aftager med alderen => pulstrykket bliver højere med alderen.

142. REDEGØRE FOR SAMMENHÆNGEN MELLEM KARRENES VÆGTYKKELSE OG TRANSMURALT TRYK Ved det transmurale tryk forstås trykforskellen mellem trykket på indersiden af et blodkar (det intravaskulære tryk) og trykket på ydersiden af et blodkar (vævstrykket). Vægspænding (kartonus/-tension) er resultatet af en kontraktion af det glatte muskulatur i karvæggen. Det intravaskulære tryk (blodtrykket) vil modvirke vægspændings effekt. I ligevægtssituation, hvor det transmurale tryk og vægspændingen afbalancerer hinanden, kan sammenhængen mellem de to størrelser beskrives ved Laplace´s lov:

rPT ⋅∆= T = tangentielle spænding i karret ∆P = det transmurale tryk r = radius af karret. La Place´s lov gælder for tynde vægge f.eks i kapillærerer. For tykvæggede struktur f.eks. Aorta må man tage hensyn til vægtykkelsen

wrP ⋅

=σ

hvor σ er Wall stress (=T) og w er tykkelsen af væggen. Der ses heraf, at vægspændingen ved et givet transmuralt tryk er mindre, jo mindre karrets radius er. Det er på grund af dette nedsatte krav til vægspænding, når radius mindskes, at små kar som kapillærer trods deres ringe vægtykkelse kan modstå den udspilende kraft af det intravaskulære tryk uden at briste.

2.1.2. KAPILLÆRPERMEABILITET/MIKROCIRKULATION 143. REDEGØRE FOR KAPILLÆRENES FUNKTION SOM UDVEKSLINGSKAR

Udvekslingskarrene udgøres af kapillærer og venoler i kredsløbet. Disse er særdeles tæt forgrenede, dækker ca. 600 m2 spredt ud. Igennem disse forsynes vævene med næringsstoffer og skilles af med affaldsstoffer. Blodet føres til kapillærerne via arterier og arterioler. Dette sker under stadig deling og forgrening, således at det samlede tværsnitsareal af karbanen efter hver deling er større end inden forgreningen. Forhold der gør stofudvekslingen favorabel i kapillærerne:

1) blodets lineære hastighed nedsættes i kapillærområderne til ca. 0,5 mm/s svarende til 1.000 gange mindre end i aorta (50 cm/s). Da længden af et kapillær – alt efter hvilket væv der er tale om – varierer fra 200-1.000 µm, vil passagetiden i kapillæret (i mange tilfælde) være 1-2 sekunder. Der bliver altså tid til stofudvekslingen.

2) Forholdet mellem overflade/volumen forøges i kapillærerne i forhold til i arterierne, hvilket er gunstigt for at stofudvekslingen kan finde sted.

144. ANGIVE DE VÆSENTLIGE ANATOMISKE FORSKELLE MELLEM KAPILLÆRER FRA FORSKELLIGE ORGANER SAMT ANGIVE

KAPILLÆRERNES DIAMETER OG LÆNGDE Diameter: 5 – 10 µm Kapillærtryk: 15 – 30 mmHg Gennemsnitlig længde: ½ - 1 mm Kontinuerlige kapillærer

De kontinuerlige kapillærer i hjernen (blod/hjerne-barrieren) udgør en gruppe for sig, idet den interendotheliale junction er næsten totalt lukket, og giver derfor en stor tæthed og relativ ringe permeabilitet for elektrolytter og især proteiner.

findes bl.a. i muskler, hjerte, lunge, cutis, subcutis og hjerne og er den hyppigste form med mindre end 0,02 % porer. Rummet mellem endothelcellerne er ca. 20 nm bredt, men hist og her er der forsnævringer (tight junctions), således at de opløste molekyler og ioner skal passere en spalte, der har en mindste bredde på 4-8 nm.

Fenestrerede kapillærer findes fortrinsvis i organer med stor volumentransport af vand, såsom mave/tarm-kanalens

tunica mucosa, nyretubuli (peritubulære kapillærer), plexus choroideus og spytkirtler. hvor endothelcellerne er



udstyret med såkaldte fenestrae (diameter ≈ 500Å), der er hydrofile områder, opstået ved at to modstående endothelcellemembraner er fusioneret under elimination af lipidlaget. De bidrager gennem deres store samlede areal væsentlig til at øge passagemulighederne for hydrofile molekyler og vand. Det antages, at det proteinfletværk, der udgør diafragmaet i et fenestrum er så tæt, at der udøves et næsten fuldstændigt kolloidosmotisk tryk af plasmaproteinerne over disse strukturer.

Sinusoider

findes i lever, milt, hypofyse, binyrer og knoglevæv. Disse er karakteriseret ved, at der er brede åbninger mellem de enkelte endothelceller, foruden at der forekommer fenestrae; der er således tale om et uhyre åbent endothel, hvilket bevirker, at plasma i realiteten er i direkte kontakt med parenchymcellerne.

145. ANGIVE, AT TRANSPORTEN AF STOFFER OVER KAPILLÆRVÆGGEN HELT OVERVEJENDE SKER VED DIFFUSION Stoffer passerer kapillærvæggen ved tre mekanismer: diffusion (vigtigst), filtration og pinocytose.

- O2 og CO2 kan gå direkte igennem kapillærvæggen (diffusion). - H2O går igennem specielle vandporer (aquaporiner) - Kationer (Na+, K+) og anioner (Cl-, HCO3-) samt små hydrofile stoffer som aminosyrer og glukose går igennem

små porer (ca. 10 nm) - Store plasmaproteiner kan gå igennem meget store porer (40 – 60 nm) eller via vesikler (pinocytose)

146. DEFINERE EN PERMEABILITETSKOEFFICIENT (P) UD FRA DIFFUSIONSKOEFFICIENTEN (D) OG MEMBRANTYKKELSEN (∆X)

SOM P = D ⋅ (∆X)-1 OG ANGIVE, AT P BRUGES I DE TILFÆLDE, HVOR ∆X ER UKENDT

[ ]1−⋅⋅⋅⋅

=⋅

= smh

BTkhDP αα

α = fordelingskoefficienten; et rent tal k = Boltzmann’s konstant T = den absolutte temperatur B = en partikels bevægelighed ( = 1 / gnidningskoefficienten) h = membranens tykkelse D = diffusionskoefficienten

Da de faktorer der indgår i permeabilitetsfaktoren ofte er ukendte bruges blot P, uden man derfor kan sige noget om dennes enkeltfaktorer. Permeabilitetskoeficienten bruges bl.a. i Fick’s lov:

dxdcADJ ⋅−=

J = flux D = diffusionskoefficienten A = areal dc/dx = stofgradient

Kender man P, bliver Fick´s lov: CAPJdcAdxDJ ∆⋅⋅−=⇔⋅⋅−=

147. REDEGØRE FOR RELATIONEN IMELLEM KAPILLÆRVÆGGENS PERMEABILITET FOR FORSKELLIGE STOFFER OG DISSES

MOLEKYLEVÆGT OG LIPIDOPLØSELIGHED Flowbegrænsning

: Små molekyler såsom vand, NaCl, urea og glukose trænger nemt gennem kapillærmembranen, små lipidopløselige stoffer vil ligeledes nemt trænge gennem kapillærmembranen.

Permeabilitetsbegrænsning

Hastigheden for non-elektrolytters passage gennem kapillærmembranen er også bestemt af stoffets opløselighed i lipid i forhold til vand. Lipidopløselighed er givet ved stoffets fordeling mellem olie og vand ved ligevægt, Colie/Cvand = α, hvor α er fordelingskoefficient. Det gælder generelt at: et stof med stor α-værdi i forhold til andre molekyler har en højere passiv permeabilitet gennem lipidfasen end de øvrige molekyler, kaldes α/P-relationen.

: Jo større molekylvægt (MW) et molekyle har, jo sværere vil molekylet have ved at passere igennem endotheljunctions. Ved MW > 60.000 er membranen så godt som impermeabel.

SUBSTANCE MOLECULAR WEIGHT PERMEABILITY

Water 18 1,00



NaCl 58,5 0,96 Urea 60 0,80 Glucose 180 0,60 Sucrose 342 0,40 Inulin 5000 0,20 Myoglobin 17.600 0,03 Hemoglobin 68.000 0,01 Albumin 69.000 0,0001

148. DEFINERE BEGREBERNE KAPILLÆR REKRUTTERING OG ANFØRE, AT GENNEMSTRØMNINGEN AF DE ENKELTE

KAPILLÆRER ER VARIABEL Kapillærflowet er stærkt varierende selv under basale omstændigheder. Arteriolerne udviser tilsyneladende tilfældige oscillationer af radius (vasomotion), og under basale omstændigheder ledes en stor del af flowet uden om kapillærnettet via metarterioler. For kapillærernes effektivitet som udvekslingsmembraner er det størrelsen P⋅A der har interesse, idet (P ⋅ A ⋅ ∆c) angiver stof-flux’en (J) over kapillærmembranen. Dersom nettotransporten kendes, kan ∆c over membranen beregnes. Det viser sig for et stof som glukose, at koncentrationsforskellen over kapillærmembranen i hvile og under aktivt arbejde er: I hvile (PA = 5ml/100g/min & netto glukoseforbruget = 1,4 µmol⋅100g –1 ⋅ min-1):

[ ][ ] [ ]mM

gmlgmol

APJccAPJ 3,0

min1005min1004,1

11

11=

⋅⋅⋅⋅

=⋅

=∆⇔∆⋅⋅= −−

−−µ

Under aktivt arbejde (PA = 25ml/100g/min & netto glucoseforbruget er 60 µmol⋅100g –1 ⋅ min-1)

[ ][ ] [ ]mM

gmlgmol

APJccAPJ 4,2

min10025min10060

11

11=

⋅⋅⋅⋅

=⋅

=∆⇔∆⋅⋅= −−

−−µ

Det ses, at der hersker en ikke ubetydelig koncentrationsforskel over kapiællærvæggen for et stof som glukose, når forbruget er højt. Da kapillærmembranen således kan optræde som en diffusionsbegrænsende membran, imødegå organismen denne uhensigtsmæssighed ved at øge det effektive diffusionsareal, når der stilles krav til stoftransporten. Denne mekanisme betegnes kapillær-rekruttering. Ved rekruttering opnås desuden mindskning af interkapillærafstanden. Gennemblødningen af de enkelte kapillærer er variabel. Ved øget behov (f.eks. i muskelvæv under arbejde) rekrutteres altså flere og flere kapillærer i det nutritive flow ved dilatation af de tilhørende arterioler.

2.1.3. ILTFORSYNING TIL VÆVENE 149. REDEGØRE FOR KREDSLØBETS BETYDNING FOR ILTFORSYNINGEN TIL VÆVENE

En af blodets vigtigste funktioner er at forsyne vævene med ilt. Ligesom det gælder for iltoptagelsen, er transporten af ilt fra blodlegemerne til cellerne en ren diffusionsproces, der drives af ilttensionsgradienterne i de forskellige væskefaser og membraner, som ilten skal passere for at nå mitochondriernes indre matrix. Ilt transporteres næsten udelukkende bundet til hæmoglobin. Op til en faktor 100 mere end der er fysisk opløst i plasma.

OHCOCHOO x 222 )( +↔+ O2 og CO2 er stærkt lipofile og diffundere rimeligt frit til cellerne. CO2 endog 20 gange bedre end O2 ! Basalt cellulært behov for PO2 = 3 mmHg

150. REDEGØRE FOR DE FAKTORER, DER ER AF BETYDNING FOR ILT- OG KULDIOXYDTENSIONERNE I VÆVENE Da ilt bindes til hæmoglobin (Hb), og Hb findes i erythrocytter, vil både Hb-koncentrationen og hæmatokritten have indflydelse. Flere forskellige faktorer har indflydelse på HbO2.



Normalt i (arterielt) blod- [H+] = 40 nmol/L (pH = 7,4)

:

- PCO2 = 40 mmHg - T = 37° - [2,3 diphosphoglycerate]= 15 µmol/g Hb

Øges en af ovennævnte faktorer: ↓ HbO2 Nedsættes en af ovennævnte faktorer: ↑ HbO2 Mekanisme:

- H+: bindes med større affinitet til deoxyhæmoglobin end ilt - PCO2: jo mere CO2, jo mere H2CO3 og dermed mere H+ - T: temperaturer flytter ligevægten for O2’s binding til hæmoglobin:

- lav temperatur: fremmer association - høj temperatur: fremmer dissociation

- 2,3 diphosphoglycerate: bindes ligesom H+ stærkere til hæm end O2

Vejrtrækning øger PaO2 (arterietensionen). Hæmoglobin koncentrationen reguleres af jernindtag, vitamin B12 og erythropoietin. Udveksling i lungerne

:

−⋅⋅=

kapillæreralveole OOO PPADV222

D = diffusionskoefficienten (afhænger af gassens molekylære størrelse og opløselighed) A = den effektive alveolære overflade, der kan benyttes til stofudveksling ∆P = PO2,alveole - PO2,kap.= den drivende kraft er forskellen i PO2 mellem alvoler og kapillærer

Alle faktorer har indflydelse!

Udveksling i væv

L

PPADV vævkapillærer OO

O

−⋅⋅

=22

2

:

Pt02 = P02 i væv L = afstanden fra kapillærer til mitochondrie Alle faktorer har indflydelse! CO2-transport i blod foregår ved lignende men modsatrettede begivenheder.

151. ANGIVE ORGAN-VARIATIONER MHT. UDNYTTELSEN AF ARTERIEBLODETS ILTINDHOLD Da alle cellerne i kroppen modtager O2 fra blodet til at dække det aerobe stofskifte med, må:

O2-optagelseshastigheden = minutvolumen ⋅ udnytningen Hvor O2-optagelseshastigheden er hele kroppens O2-forbrug er udnytningen forskellen mellem O2-indholdet i arterieblod og O2-indholdet i det blandede venøse blod i hjertets højre halvdel eller i a. pulmonalis, jvf. Fick´s princip. Udnytning i hvile er i gennemsnit 40 ml O2/l blod, men den er meget forskellig i de forskellige organer i hvile. Typisk er udnytningen lav i nyrer, mave/tarm, fedtvæv og hud, idet blodgennemstrømningen er stor i forhold til O2 forbruget, mens udnytningen altid er ret høj i hjertet. I musklerne er den lav i hvile, men øges under dynamisk arbejde. Organernes gennemblødning og oxygenoptagelse i hvile:



ORGAN LITER/MINUT % AF MINUTVOLUMEN (A-V) O2 I ML/LITER O2 OPTAGELSE ML/ML Splanknikusgebet 1,500 25 40 60 Nyrer 1,200 20 15 18 Muskler 0,900 15 60 54 Fedtvæv 0,900 15 30 27 Hjerne 0,650 10 60 39 Myocardium 0,200 13 120 24 Hud 0,200 3 30 6 Andre organer

0,450 9 30 14

I alt 6,000 100 40 ≈ 250

Under maksimalt arbejde har skeletmuskulaturen en udnytning, der svarer til 150 ml O2 pr. liter blod.

2.1.4. VÆSKEBEVÆGELSER OVER KAPILLÆRMEMBRANEN SAMT LYMFEDANNELSE 152. ANGIVE, AT NETTOFILTRATIONEN FØRER TIL LYMFEDANNELSE, TYPISK MED EN HASTIGHED PÅ 3-5 L/DØGN

Kapillærer er ikke fuldstændigt impermeable over for store molekyler. Mere end halvdelen af plasmaproteinmængden befinder sig i interstitialvæsken. Drænagen tilbage til karbanen sker i lymfesystemet. Lymfekar starter blindt i interstitset, i kort afstand fra kapillærerne. De løber sammen i større lymfekar der ender i ductus thoracicus der udmunder i v. brachiocephalica snst. (ud for vinklen mellem v. jugularis int. og v. subclavia snst.). Lymfekarrene er beklædt med tyndere endothel end kapillærer. Junctions er ikke lukkede og tætte men tillader selv makromolekyler at passerer relativt nemt. Cellekanterne overlapper og virker som ventiler der tillader passage ind i lymfesystemet, men ikke ud igen. Der dannes ca. 3 – 5 liter lymfe pr. døgn og middeltransittiden er 2 – 3 døgn (er 1 min for blodets recirkulation!). Trykket er tilsvarende lavt 1 – 2 mmHg (kapillærtryk 15 – 30 mmHg). Lymfekar findes de fleste steder, undtagen i

CNS Epidermis Knogler Brusk

Der er dog små kanaler der løber ind i lymfekar. I CNS dræneres direkte til cerebrospinalvæsken.

153. OPSKRIVE STARLING-LIGNINGEN OG REDEGØRE FOR DE STØRRELSER, DER INDGÅR I LIGNINGEN ANVENDT PÅ KONTINUERLIGE KAPILLÆRER

( )

−−−⋅= ipiPcPFcKF ππσ

Pc = Kapillærtrykket Pi = Interstitielle tryk πp = Plasmas kolloidosmotiske tryk πi = Interstitielle koloidosmotiske tryk σ = reflektionskoefficient KFc = kapillære filtrationskapacitet

154. DEFINERE FILTRATIONSKOEFFICIENT OG FILTRATIONSKAPACITET Filtrationskapacitet er defineret som:

ALK PFc ⋅= A = arealet af membran



LP = Filtrationskoefficient; udtrykker den volumenhastighed, hvormed vand kan transporteres gennem et udsnit af membranen på 1 cm2 ved et trykfald på 1 mmHg (hydraulisk permeabilitet). Enheden er: nl / (sekund ⋅ cm2 ⋅ mmHg).

FILTRATIONSKOEFFICIENTER (LP) cm⋅sek-1⋅(cm H2O)-1⋅10-8

Hjernekapillærer 0,03 Skeletmuskel 3,0 Lunge 3,0 Mesenterium 50 Peritubulære kapillærer 1.000 Glomerulus kapillærer 2.000

155. REDEGØRE, MED UDGANGSPUNKT I STARLING-LIGNINGEN, FOR MULIGHEDERNE FOR FREMKOMSTEN AF ØDEM

Starling kræfter: Kapillærtrykket (Pc): presser væske ud af karbanen Interstitielle tryk (Pi): trykker væske ind i karbanen Plasmas kolloidosmotiske tryk (πp): suger væske ind i karbanen ved osmose Interstitielle kolloidosmotiske tryk (πi): suger væske ud af karbanen ved osmose

Kolloidosmotiske tryk: Det totale osmotiske tryk i plasma er 6.000 mmHg, men udgøres hovedsagligt af ioner og

andre stoffer der let passerer kapillærvæggen. Større proteiner har en koncenrationsgradient på grund af den manglende evne til fri diffusion og giver ophav til et kolloidosmotisk tryk på ca. 25 mmHg.

Starling-ligning: ( ) ( )[ ]ipicFc PPKF ππσ −−−⋅=

Vener er mere tyndvæggede så transporten ind i venoler er større ved samme gradient end ud af arterioler. Ødemer

Årsager til ødem: er overskydende akkumulation af væske. Ofte pga. ubalance i de faktorer der kontrollerer væsketransporten.

Forhøjet kapillær/hydrostatisk tryk

: hjerteinsufficiens, øget volumen load.

Abnormt lavt kolloidosmotisk tryk i plasma (nedsat plasmaprotein)

: alkoholisme, anden malnutriution (hungerødem), nefrotisk syndrom.

Forhøjet interstitielt kolloidosmotisk tryk.

Øget kapillærpermeabilitet (forhøjet filtrationskoefficient, LP)

: brandsår, inflammation.

Lymfatisk obstruktion

: tumorindvækst, elefantiasis, inaktivitet.

Hurtig ødemdannelse kan lede til cirkulatorisk shock pga. intravasal volumendepletering da reguleringsmekanismerne ikke er hurtige nok.

156. REDEGØRE FOR NOGLE AF DE MEKANISMER, SOM NORMALT BESKYTTER IMOD ØDEMDANNELSE Det er iagttaget, at venetrykket kan øges ca. 15 mmHg, førend der optræder synligt ødem. Følgende mekanismer forhindre opståen af en ødem. Protein washdown

: øget venetryk og dermed filtration bevirker en nedsættelse af den interstitielle proteinkoncentration (πi) Denne proteinfortynding har karakter af en negativ tilbagekoblingsmekanisme, der automatisk virker bremsende. Hertil kommer, at lymfestrømmen tiltager, hvilket også modvirker væske ophobningen

En anden faktor af betydning er interstitialrummets compliance (∆V/(∆P). Hvis denne er ringe, vil der kun kunne akkommoderes ubetydelige væskemængder, førend vævstrykket stiger og modvirker yderligere influx af væske. Dersom compliance er stor, kan betydelige mængder væske ophobes.



I øvrigt sørger en kontinuerlig lymfestrøm hele tiden for væskefjernelse, så et ødem ikke kan opstå. Lymfestrømmen kan skabes ved at bruge venepumpen (som vel burde hedde vene-lymfepumpen), da der er klapper i lymfekarrene svarende til karrene i venerne. Sammentrækning af de glatte muskler i lymfekarrenes væg øger også lymfestrømmen. Ved massage er det også muligt at øge lymfestrømmen.

157. REDEGØRE FOR LYMFEKARSYSTEMET SOM ET ”OVERFLOW-SYSTEM” OG FOR MULIGE ÅRSAGER TIL LYMFOGENT (AFLUKNING AF LYMFEKAR) ØDEM Hvis væskestrømmen gennem lymfesystemet hindres, vil den legemsdel, som de aktuelle lymfekar drænerer, svulme op pga. ophobning af vævsvæske (lymfeødem). Lymfeødem skyldes ofte, at dele af lymfekarsystemet er ødelagte ved operation, men kan også skyldes medfødt mangelfuld udvikling af lymfekarrene. Det er forholdsvis almindeligt med hævelse af armene, hvis der fjernes lymfeknuder i forbindelse med operation for brystkræft. En speciel form for lymfeødem opstår ved tropesygdommen elefantsyge (elephantiasis). Denne skyldes en trådorm (filaria), som slår sig ned i lymfesystemet. Denne form for lymfeødem kan få groteske dimensioner.

158. REDEGØRE FOR, AT LYMFENS PROTEINKONCENTRATION FRA FORSKELLIGE VÆVSOMRÅDER ER FORSKELLIGE, SAMT FOR KONCENTRATIONENS RELATION TIL KAPILLÆRERNES PROTEINPERMEABILITET Det antages sædvanligvis, at proteinkoncentrationen nøje svarer til proteinindholdet i lymfen fra det pågældende område (muligvis er såkaldt prænodal lymfe det bedste mål for proteinkoncentrationen i vævet).

g /100 ml

KOLLOIDOSMOTISK TRYK (π) mmHg

Hjerne 0,0 0 Subcutis 2,0 7 Muskel 2,0 7 Ductus thoracicus 3,5 12 Lunge 4,0 14 Tarm 5,0 18 Nyre 6,0 22 Lever 7,0 25

Ovenstående tabel viser værdier for proteinkoncentrationen i lymfe fra forskellige organer samt de tilsvarende kolloid-osmotiske tryk.

Det ses på figuren, at kapillærpermeabiliteten for proteiner er meget forskellige fra organ til organ (der er dog andre faktorer end kapillærpermeabiliteten, der bestemmer lymfens proteinkoncentration, bl.a. hastigheden af lymfestrømmen, idet koncentrationen i almindelighed vil falde med stigende lymfeflow, når dette fremkaldes ved forøgelse af venetrykket). Abscissen på figuren angiver Einstein-Stokes radius af de undersøgte proteiner, angivet i Ångstrøm-enheder.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 20 40 60 80 100

konc

entra

tions

ratio

(Cl/C

p)

Einstein-Stokes radius (Å)

Lymfe/plasma koncentrationsratio for plasmaproteiner

lever

lunge

tarm

ekstremitet



2.1.5. MODSTANDSKARRENE 159. REDEGØRE FOR ARTERIOLERS OG SMÅ ARTERIERS FUNKTION SOM MODSTANDSKAR

Modstandskarrene udgøres af arteriolerne. Disse indeholder mindre elastiske strukturer, men relativt mere glat muskulatur end arterierne. Muskulaturen er innerveret af sympatikus. Nerveenderne i disse fibre frigør noradrenalin, som binder sig til receptorer i muskelcellernes membran. Denne binding fører til depolarisering, indstrømning af Ca2+ og øget muskelkontraktion. Kredsløbets resistans er altovervejende lokaliseret til arteriolerne.

160. DEFINERE BEGREBET KARTONUS I de senere år er man blevet klar over, at endothelcellerne, som beklæder karrenes indside, danner flere vasoaktive stoffer, dvs. stoffer, som påvirker blodkarrenes sammentrækning eller udvidelse. Disse stoffer diffunderer den korte vej til karvæggens glatte muskelceller og deved får en lokal effekt på karrenes konstriktionsgrad (kartonus). Disse stoffer inkluderer nitrogenoxid (NO) og prostacyklin, som begge virker kardilaterende, samt endoteliner (3 ret ens peptider bestående af 21 aminosyrer), der virker karkontraherende. Kartonus er også resultatet af de glatte muskelcellers spontane depolarisering i arteriolerne. Dette giver en selvudløsende kontraktion. Desuden er der altid en vis impulsaktivitet i de sympatiske fibre, som arteriolerne er rigt innerverede med. Det faktum, at der altid er en vis muskeltonus i arteriolerne, gør det også muligt at reducere arteriolernes modstand. Hvis der ikke havde været ”hviletonus” i arteriolernes glatte muskelceller, ville det kun være muligt at øge modstanden mod blodstrømmen gennem det sympatiske nervesystem.

161. ANGIVE LOKALE OG GENERELLE FUNKTIONER, SOM REGULERING AF ARTERIOLETONUS SKAL TILGODESE Ved at ændre på kartonus kan arteriolerne variere modstanden mod blodstrømmen. Hvis arteriolerne kontraheres, øges modstanden mod blodstrømmen og en dilatation fører til mindsket modstand. Dette egenskab er god til at regulerer blodtrykket i hele kredsløbet. Den lokale funktion, som regulering af arterioletonus skal tilgodese, er fordeling af minutvolumen. En dilatation fører til øget blodgennemstrømning af de områder arteriolen leder blod til, og en konstriktion til nedsat blodgennemstrømning (forudsat at blodtrykket er konstant).

162. SKITSERE RELATIONEN MELLEM PERFUSIONSHASTIGHED OG PERFUSIONSTRYK I ORGANER OG VÆV, DER UDVISER AUTOREGULERING AF GENNEMBLØDNINGEN Autoregulation sker ved at den glatte muskulatur kontraheres ved øget transmuralt tryk og dilateres ved nedsat transmuralt tryk og derved bevare uændret flow.

163. REDEGØRE FOR MYOGENE, NERVØSE, HUMORALE OG LOKALE METABOLISKE/KEMISKE FAKTORER, DER PÅVIRKER

ARTERIOLERNES TONUS Under basale omstændigheder er arteriolerne lettere kontraherede, dvs. under basaltonus. Denne udgøres af: Nervøse faktorer: Arterier og arterioler modtager innervation fra det sympatiske nervesystem via de thorakale

ganglier og de første to lumbale ganglier. Karkontraktionen styres fra det vasomotoriske center i den forlængede rygmarv og holder karrene under en sympatisk tonus. De nervøse faktorer tager sig væsentligst af reguleringen af

0

40

80

120

160

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Perfu

sion

shas

tighe

d (m

l/min

)

Perfusionstryk (mmHg)

Autoregulation af koronar gennemblødningen

Før autoregulering

Efter autoregulering



mere global kontrol af gennemblødning, mens lokal regulering skyldes de andre faktorer (jvf. 161. de lokale og generelle funktioner, … (s. 53).

Myogene faktorer

53

: Ændringer i perfusionstrykket ved konstant metabolisk status vil medføre ændringer i den vaskulære resistans for at bevare et uændret flow (jvf. 162. relationen mellem perfusionshastighed og perfusionstryk i organer og væv (s. )).

Lokale metaboliske faktorer

- øget: [adenosin], [K+], [H+], [PO42 -], osmolaritet

: Stiger et vævs iltforbrug frigøres vasodilatoriske substanser for at øge det lokale flow. Den specifikke faktor er ikke kendt, men følgende ændringer kan føre til vasodilatation:

- stigning i PCO2 eller fald i PO2 Humorale faktorer

Noradrenalin har en altovervejende vasokontrahernde effekt (α-receptorer). Binyrerne kan secernere begge katecholaminer, men under normale fysiologiske omstændigheder er disse af mindre betydning. Væsentligst er noradrenalin frigjort af det sympatiske nervesystem.

: Adrenalin har i lave koncentrationer en vasodilaterende effekt (β-receptorer) og i høje koncentrationer en vasokontraherende effekt. Som hovedregel fører adrenalin til dilatation af arterioler i hjerte- og skeletmuskulatur og kontraktion af arterioler alle andre steder.

Endvidere virker angiotensin II stærkt karkontraherende, mens bradykinin og histamin virker kardilaterende.

OVERSIGT:

Centrale faktorer Humorale: Nervøseadrenalin sympatiske adrenerge vasokonstriktorer styret af centrale

:

noradrenalin reflekser styret via: angiotensin - baroreceptorer vasopressin - termoreceptorer - receptorer i skeletmuskulatur Lokale faktorer Metaboliske: NervøseADP, AMP sympatiske adrenerge vasokonstriktorer:

:

laktat - venoarteriolær axonrefleks K+, H+, pCO2 Osmotisk effekt somatiske sensoriske vasodilatatorer: Histamin - cutan axonrefleks bradykinin prostaglandiner pO2

164. ANGIVE OMTRENTLIGE VÆRDIER FOR PERFUSIONSHASTIGHEDER OG PERFUSIONSKOEFFICIENTER I SKELETMUSKULATUR, HJERNE, HJERTE, LEVER OG NYRER HOS DET NORMALE, HVILENDE INDIVID

PERFUSIONSHASTIGHED ML/MIN

PERFUSIONSKOEFFICIENT ML/MIN X 100 G

Skeletmuskulatur 1.100 4 Hjerne 825 50 Hjerte 220 70 Lever 1.650 95 Nyrer 1.100 360

165. REDEGØRE FOR EVENTUELLE ÆNDRINGER I DISSE STØRRELSER VED MUSKELARBEJDE, STILLINGSÆNDRINGER OG

BLODTAB



Muskelarbejde

fører til omlægning af gennemblødningen, som betinges af en hæmning af det parasympatiske system og en stimulation af det sympatiske. Samtidig øges karmodstanden i splanknikusgebetet, nyrer, ikke-arbejdende muskler og hud (dog overvindes konstriktionen i huden af den varmeudløste kardilatation ved længerevarende arbejde). Hjertets gennemstrømning stiger.

Stillingsændringer

: Ved overgangen fra liggende til stående stilling går gennemblødningen ned i den nederste del af armen samt lever- og nyregennemblødning. Vasokonstriktion i arteriolerne vil nedsætte blodgennemstrømningen i underekstremiteterne til ca. halvdelen.

Blodtab

: ved en blodtab med nedsat cirkulerende blodvolumen ses i begyndelsen (kompensatoriske fase) en forøgelse af hjertefrekvensen (tachycardi) og perifer vasokonstriktion, hvilket bidrager til at mindske eller forhindre et truende blodtryksfald.

2.1.6. VENESYSTEMETS FYSIOLOGI 166. ANGIVE, AT CA. HALVDELEN AF BLODVOLUMENET BEFINDER SIG I DE SMÅ VENER, DER UDGØR ET MOBILISERBART

RESERVOIR, IDET DENNE DEL AF VENESYSTEMETS KAPACITET ER STOR OG VARIABEL Venesystemet indeholder under hvile ca. 70 % af det totale blodvolumen og består af kapacitanskar. Disse er tyndvæggede, relativt uelastiske med stor eftergivlighed, hvilket gør dem i stand til at undergå betydelige volumenændringer under meget små trykændringer (jvf. compliance). De væsentligste funktioner er:

- regulation af højre atriums fyldning (preload) via kontrol af det venøse tilbageløb - opsamling af blod fra mikrocirkulation - modulering af kredsløbets compliance - modulation af den ortostatiske tolerance (liggende til stående stilling) - deltagelse i mikrocirkulationens udveksling og regulation af intra- og extravaskulært volumen - modulation af kapillærtrykket - temperaturregulation via subcutane veneplexer - (nydannelse af kar fra venoler) - (migration af leukocytter)

167. ANGIVE, AT DET VENØSE RESERVOIR STYRES VIA DET SYMPATISKE NERVESYSTEM

Tonus i venerne er primært bestemt af det sympatiske nervesystems aktivitet (og ikke kemisk påvirkning), og en stigning i såvel noradrenalin som adrenalin øger kartonus (via α-receptor påvirkning) og mindsker ”bloddepotet” i venerne.

168. REDEGØRE FOR MEKANISMERNE BAG BLODETS STRØMNING GENNEM VENESYSTEMET, HERUNDER FOR BETYDNINGEN AF MUSKELAKTIVITET, MUSKELVENEPUMPEN OG RESPIRATIONSBEVÆGELSER De dybe vener i armene og benene ligger mellem skeletmusklerne. Når man bruger musklerne, vil de klemme venerne sammen og presse veneblodet mod hjertet, fordi veneklapperne ensretter strømmen. Venerne i huden har kontakt til de dybe vener, og når ”venepumpen” arbejder, vil blodet i de overfladiske vener tømmes over i de dybe vener. Under arbejde, hvor sympatikus aktivitet øges, afklemmes venerne og blodet flyttes væk fra venedepoterne. Det

a) udspiler hjertet mere, så det kan arbejde som en stærkere pumpe (Starlingeffekt) b) fylder de nyåbnede kapillærer i musklerne

Åndedrættet er ”venepumpe” for de store vener, der ligger i bughulen og brysthulen. Ved en indånding stiger trykket i bughulen og falder i brysthulen, hvorved blodet presses mod hjertet.

169. DEFINERE DET VENØSE INDIFFERENSPUNKT OG ANGIVE, AT DET TYPISK LIGGER NOGLE CM UNDER DIAFRAGMA Ved indifferenspunktet forstås det sted i kredsløbet, hvor trykket ikke ændres trods ændringen af kroppens stilling. Det er normalt beliggende umiddelbart under hjertets niveau.

170. ANGIVE OMTRENTLIGE VÆRDIER FOR TRYK I PERIFERE OG CENTRALE VENER HOS EN LIGGENDE PERSON



Hvis venerykket måles i overfladiske subcutane vener i liggende stilling, findes det, at trykket er ca. 12 mmHg i periferien, faldende til ca. 6 mmHg proksimalt på ekstremiteterne. Det centrale venetryk (CVP) er ca. 3 - 8 mmHg hos en liggende person.

171. BESKRIVE VENESYSTEMETS TRYK- OG VOLUMENFORHOLD VED STÅENDE/LIGGENDE STILLING, MUSKELAKTIVITET, SYNKOPE, KRAFTIGE G-PÅVIRKNINGER, KLAPINSUFFICIENS OG OVERTRYKSVENTILATION Stående/liggende stilling 60: jvf. 186. redegøre for ændringer fra liggende til … (s. ). Muskelaktivitet 55: jvf. 168. mekanismerne bag blodets strømning gennem venesystemet … (s. ). Synkope

Vasovagal synkope opstår ved kraftig parasympatisk udladning og sympatisk hæmning. Derved kommer der bradykardi eller evt. Sinus-arrest i 10 – 20 sek. samt arteriel og venøs dilatation. Blodtrykket falder, ligeledes CVP, medførende nedsat preload og dermed nedsat slagvolumen, resulterende i besvimelse.

: ved pludselige bevidsthedstab (synkope) som følge af blodtryksfald (emotionelt eller orthostatisk udløst) er den mest effektive behandling straks at lejre pt. horisontalt og løfte underekstremiteterne. Herved kan der øjeblikeligt ”transfuderes” ca. 500 ml blod ind i det centrale cirkulation, idet det transmurale tryk over underekstremiteternes vener mindskes, og et ”hertil svarende” blodvolumen forskydes centralt.

Kraftige g-påvirkninger

Medens virkningerne af øget g-virkning i det systemiske kredsløb kan formindskes ved rum-dragten, så frembyder forskydningen af blodet til de basale dele af lungerne et uhyre vanskeligt problem, idet der kan ske overrivninger og læsioner.

: ved kraftig øgning af tyngdefeltet (som det ses ved raketforskydninger) anbringes personen i en ”rumdragt”, hvor trykket uden på den nederste kropsdel er så stærkt forøget, at det store transmurale tryk over venevæggene som følge af g-påvirkningen elimineres. Dette forhindre en større forskydning af blodet til den nederste kropshalvdel, som ellers ville medføre bevidsthedstab.

Klapinsufficiens

: ved insufficiens af klapperne i vv. communicantes vil muskelpumpen forværre tilstanden ved at pumpe noget af blodet ud i de overfladiske vener. Under disse forhold pendler veneblodet frem og tilbage, ligesom der opstår abnormt høje tryk i de overfladiske vener (åreknuder). Behandlingen tilsigter at øge det ydre tryk på de overfladiske vener vha. elastiske bind, hvorved det transmurale tryk over de overfladiske venevægge nedsættes med mindre udspiling til følge. Ofte fjernes de superficielle vener kirurgisk.

Overtryksventilation

: ved overtryksventilationen, der anvendes ved alle tilstande, hvor den spontane respiration er standset (lunge-, hjerteoperationer, mund til mund metoden), ændres trykforholdene i lungekredsløbet. Overtryksventilationen øger det gennemsnitlige alveoletryk og mindsker hermed det transmurale kapillærtryk i lungekapillærerne med vanskeliggjort lungegennemblødning til følge. Det er derfor vigtigt, at den periode af overtryksventilationen, hvor der hersker positivt tryk i alveolerne, gøres så kort som muligt.

2.1.7. HJERTETS MEKANISKE FUNKTION Cor, hjertet:

- vægt: 300 – 350 g (udgør ca. 1/200 af kropsvægten) - mål : 6 x 9 x 12 (tykkelse x bredde x længde) - farve: rødbrun - overflade: glat, blank og spejlende; beklædt med pars visceralis, pericardium serosum - Form: affladet kegleformet m/

- en apex cordis; dannes af ventriculus snst. - en basis cordis; dannes af atrium snst. (og atrium dxt.) m/ sulcus terminalis - en facies sternocostalis m/ auricula dxt., sulcus coronarius, sulcus interventricularis ant., auricula snst. - en facies diaphragmatica m/ sulcus interventricularis post.

- hjertekamrene: - Atrierne: fællestræk; mm. pectinati. Auriculae er gennemvævet med trabeculae carneae

- atrium dxt.: bageste afsnit sinus venarum cavarum m/ostium venae cava sup., ostium venae cava inf. m/ valvula venae cava inf. er af crista terminalis adskilt fra det ”egentlige” atrium indeholdende: ostium sinus coronarii m/valvula sinus coronarii.



- Septum interatriale m/ fossa ovalis og limbus fossa ovalis - atrium snst. m/ ostia venarum pulmonalium

- Ventriklerne: fællestræk; mm. papillaris m/chordae tendineae. - ventriculus dxt.: en bagest, større fyldningsdel og en forreste, kort tømningsdel adskilles af crista

supraventricularis og trabecula septomarginalis (”moderator-båndet”). mm. papillaris ant. et post. - septum interventriculare m/pars membranacea (1½– 2 mm) og pars muscularis (5–10 mm) - ventriculus snst.: mm. papillaris ant. et post.

172. REDEGØRE FOR HJERTETS AUTONOME INNERVATION

Hjertet modtager grene fra det autonome plexus cardiacus. Plekset modtager sympatiske (cervikale del af truncus sympathicus) og parasympatiske (n. vagus og n. laryngeus recurrens) nervegrene. Sinusknuden (nodus sinu-atrialis) er under tonisk indflydelse af begge systemer. Hos normale er hjertefrekvensen 50–80. Blokeres begge systemer farmakologisk (med atropin + β-blokker) vil hjertefrekvensen stige til ca. 100 (intrinsic heart rate). Truncus sympaticus dxt.: overvejende effekt på hjertefrekvensen. Truncus sympticus snst.: overvejende effekt på kontrakiliteten af hjertet. N. vagus dxt.: overvejede effekt på sinusknuden. N. vagus snst.: overvejende effekt på AV-knuden.

173. REDEGØRE FOR HJERTETS KONTRAKTIONSCYKLUS HOS EN HVILENDE PERSON VED FOR VENSTRE HJERTEHALVDEL PÅ SAMME TIDSAKSE AT TEGNE VENTRIKLENS VOLUMENVARIATIONER, TRYKVARIATIONERNE I ATRIET, VENTRIKLEN OG AORTA, ET ELEKTROKARDIOGRAM SAMT PLACERING AF 1. OG 2. HJERTELYD Atrielle systole (slutningen på diastolen); 120 ms

: I slutningen af ventriklernes diastole kontraherer atriet sig givende det sidste pift af fyldning til ventriklerne (”the atrial kick”; kan hos svært hjerteinsufficiente betyde op til 50 % af cardiac output). Starter fra slutningen af P-takken og ender ved R-takken.

Isovolumetrisk kontraktionsfase; 30 ms

: får tricuspidalklapperne (valva atrioventricularis dxt.; cuspis ant., post. et septalis) og mitralklapperne (valva atrioventricularis snst.; cuspis ant. et post.) til at lukke (1. Hjertelyd; lavfrekvent). Da ostium aorticum og ostium trunci pulmonalis er lukket stiger trykket abrupt i ventriklerne, hvorunder ventriklernes volumen er konstant. Når trykket når op over 80 mmHg i venstre ventrikel (8 mmHg i højre ventrikel) åbnes valva aortae (valvula semilunaris post., dxt. et snst.) og valva trunci pulmonalis (valvulae semilunaris ant., dxt. et snst.).

Hurtige uddrivningsfase; 100 ms

: starter med at aorta- og pulmonalklapperne åbner. 70 % af ventriklernes volumen pumpes ud. Trykket i ventriklen fortsætter med at stige, idet ventrikelkontraktionen fortsætter. Aortatrykket stiger fra sin diastoliske værdi til sin sytoliske værdi. Ender ved starten af T-takken.

Langsomme udrivningsfase; 150-200 ms

: starter ved det maksimale systoliske tryk i ventriklen og aorta. Trykket falder langsomt i såvel aorta som ventrikel. 30 % af ventrikelvolumenet pumpes ud. Slutter ved at aortaklappen lukker svarende til slutningen af T-takken. Slutningen på systolen.

Isovolumetrisk relaksation; 150 ms

: starten på diastolen. Her er alle klapper lukkede. Man hører turbulensen efter lukningen af aorta- og pulmonal-klapperne (2. Hjertelyd). Trykket falder for konstant volumen. Afsluttes ved at mitral- og tricuspidalklappen åbner, lige efter T-takkens afslutning. Trykket i aorta stiger en smule (dicrotic notch) pga. elasticiteten afgiver energi.

Hurtig fyldningsfase

: Mitralen og pulmonalen er åbne og blodet strømmer fra atrierne ind i ventriklerne. Ventriklernes volumen øges fra 40 – 50 ml (slutsystoliske volumen) til 120 ml (slutdiastoliske volumen). Slagvolumenet er således 70 ml svarende til ca. 60 % det slutdiastoliske volumen (Ejection Fraction = uddrivningsfraktion)

Langsomme fyldningsfase: slutter midt i P-takken. 75 % af ventriklen er nu fyldt op. Trykket i ventriklerne er tæt på 0. Trykket i aorta tæt på det diastoliske tryk.



Ved arbejde kan det slutsystoliske volumen falde til 10 – 20 ml og det slutdiastoliske volumen stige til 180 ml givende et slagvolumen på det dobbelte af det i hvile.

174. ANGIVE HVORVED KURVER FOR HØJRE HJERTEHALVDEL ADSKILLER SIG FRA OVEN FOR ANFØRTE Trykkurverne i højre ventrikel ligner venstre ventrikels bortset fra at trykkene er 1/6 heraf: lungekredsløbet er et lavtrykssystem. Det højeste (systoliske) tryk er i a. pulmonalis omkring 25 mmHg, og det laveste (diastoliske) tryk er ca. 8 mmHg. Da modstanden mod blodstrømmen er meget mindre i lungekredsløbet, end i kropskredsløbet, kan der pumpes den samme blodmængde rundt per minut ved hjælp af et meget mindre tryk.

175. BEREGNE FOR EN HVILENDE PERSON BEGGE HJERTEVENTRIKLERS YDRE ARBEJDE PR. TIDSENHED (ELLER PR. SLAG), DELS UD FRA DET ARTERIELLE MIDDELBLODTRYK OG DET UDDREVNE VOLUMEN BLOD, DELS UD FRA MYOKARDIETS ENERGIOMSÆTNINGSHASTIGHED OG NYTTEVIRKNINGEN Ved en ventrikels kontraktion uddrives et vist volumen blod (slagvolumen) ved et vist (varierende) tryk inde i ventriklen. Dennes arbejde bliver således et tryk-volumen-arbejde (W). For en normal person i hvile kan det ydre arbejde ved en enkelt uddrivning (hjerteslag) med tilnærmelse beregnes som produktet

SVPW ⋅= hvor P er middeltrykket i den tilhørende arterie (aorta eller a. pulmonalis) målt i forhold til trykket på karrets udside (dvs. trykket i brysthulen) og SV er slagvolumen. Vi benytter ovenstående udtryk til at beregne venstre ventrikels ydre arbejde pr. minut under hvileomstændigheder. Det antages, at

- slagvolumen = 80 ml - hjertefrekvens = 60 pr. minut - middeltrykket i aorta – intrathorakale tryk = 100 mmHg (1mmHg = 1,33⋅102 N/m2)

Venstre ventrikles arbejdsydelse pr. min:

[ ] [ ] [ ][ ] [ ]minmin..

1362..

6464

min6010801033,1100 2

JmNsnstvent

mN

aortasnstvent

W

mfSVPW

==

⇔⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅

−−

Da højre ventrikel uddriver blodet med et middeltryk i a. pulmonalis, der kun er ca. 20 mmHg højere end det intrathorakale tryk, mens slagvolumen og frekvens naturligvis er det samme som for venstre ventrikel, vil højre ventrikels arbejdsydelse kun blive 1/5 (20/100) af venstres, nemlig:

[ ] [ ]min..min51

.. 8,1264 Jdxtvent

Jdxtvent WW =⇔⋅=

Hjertets samlede arbejdsydelse pr. minut bliver således under hvileomstændigheder:

[ ] [ ] [ ] )3,1(8,768,1264 minminmin WattW JJJ ==+= Til sammenligning udgør den samlede organismes basalstofskifte (SEOH) ca. 83 watt. Ved nyttvirkningen, N, forstås ydre effekt/total energiomsætningshastighed for organet. For hjertet beregnes den som:

%0,2022

≈−⋅

=OO VbasalVtotal

SVPN

176. ANGIVE STØRRELSESORDENEN, UNDER HVILEOMSTÆNDIGHEDER OG KRAFTIGT MUSKELARBEJDE, AF DEN FRAKTION AF HJERTETS YDRE ARBEJDE, DER UNDER UDDRIVNINGEN FORELIGGER SOM KINETISK ENERGI I BLODET VED PASSAGE AF DE ARTERIELLE OSTIER Under sin kontraktion tildeler hjertet blodet energi, først og fremmest ved at hæve blodtrykket. Foruden dette trykarbejde, hvor blodet tildeles potentiel energi, udføres der også et kinetisk arbejde (½ mv2), idet blodet accelereres



op til en hastighed på over 50 cm/sek. i aorta- og pulmonalostierne. Under basale forhold, hvor hjertet udpumper 5-6 liter blod pr. minut, dominerer trykarbejdet, idet det udgør 95 % af det samlede slagarbejde. Da minutvolumenet under kraftige arbejdspræsentationer kan stige ca. fem gange, bliver det kinetiske strømningsarbejdes andel af hjertets samlede arbejde større og kan ikke udelades af kalkulationer over hjertearbejdet, idet det kan stige til 50 %.

177. REDEGØRE KVALITATIVT FOR ANVENDELSEN AF LAPLACE´S LOV UNDER HJERTEVENTRIKLERNES KONTRAKTION Hjertets pumpefunktion kan studeres på et intakt hjerte, udtaget fra kroppen, hvis coronarcirkulationen øjeblikkeligt etableres og opretholdes (et Langendorffpræparat). Der kan bestemmes et spændings-længde diagram, der beskriver sammenhæng mellem muskellængde og spænding i det passivt strakte præparat, og i den aktiverede muskel i forsøg med isometriske kontraktioner. Når resultater fra isolerede papillærmuskler skal omsættes til det intakte hjerte, er en af vanskelighederne, at spændingen i ventrikelvæggens muskulatur ikke kendes. De parametre, der umiddelbart lader sig måle, er ventrikelvolumen og intraventrikulært tryk. Til at opnå et skøn over vægspændingen, når det intraventrikulære tryk kendes, anvendes Laplace´s relation for en kugle:

RPT ⋅

=½

Denne relation gør det muligt – under i øvrigt sammenlignelige forhold, at benytte det intraventrikulære tryk som udtryk for spændingen i ventrikelvæggen.

178. SKITSERE ET TRYK-VOLUMN DIAGRAM FOR VENSTRE VENTRIKEL VISENDE DEN DIASTOLISKE FYLDNINGSKURVE OG EN SLUTSYSTOLISK PV-RELATION EFTER ISOVOLUMETRISK KONTRAKTION AB: Den isovolumetriske kontraktionsfase BC: Uddrivningsfase CD: Den isovolumetriske fase DA: Fyldningsfase Tryk i mmHg

120 C B

A D 0 70 140 volumen i ml

179. REDEGØRE FOR STARLING´S HJERTELOV OG ILLUSTRERE DEN VED I OVEN FOR ANFØRTE DIAGRAM AT INDTEGNE PV-SLØJFER Hjertet har et længde-spændingsdiagram lige som skeletmuskulaturen, og spændingen i det aktiverede hjerte kan blive større, jo mere hjertet er udspilet, inden det trækker sig sammen. Det betyder, at slagvolumen vil blive større i en situation, hvor hjertet er godt fyldt, hvor slut diastolisk volumen er stort, end i en situation, hvor fyldningen er dårlig. Dette blev observeret af Ernest henry Starling:

Starlings hjertelov: Jo større slut diastolisk volumen (preload), jo større slagvolumen.

180. ANGIVE HVORLEDES PV-DIAGRAMMET ÆNDRES VED ÆNDRINGER I MYOKARDIETS KONTRAKTILITET

181. SKITSERE KONTRAKTILITETNS INDFLYDELSE PÅ VENTRIKLENS PV-ARBEJDE SOM FUNKTION AF DET SLUTDIASTOLISKE FYLDNINGSTRYK

182. ANGIVE POSITIVT INOTROPE FAKTORER



Kontraktiliteten er påvirkelig af andre faktorer end noradrenalin. Følgende faktorer øger kontraktiliteten og er positive inotrope faktorer:

- øgning af hjertefrekvensen - Ca2+-koncentrationen - postextrasystolisk potentiering - angiotensin II - moderat hypoxi - digitalisglykosider i et insufficient hjerte

Positivt inotrope virkninger ledsages af øgning af hjertefrekvensen (chronotropi). β-receptor blokerende stoffer virker negativt inotropisk (og negativt chronotropisk).

183. REDEGØRE FOR DE FAKTORER, DER BESTEMMER DET VENØSE TILBAGELØB TIL HJERTET Følgende extracardiale faktorer har en vigtig indflydelse på det systemiske middeltryk og dermed på hjertets funktion:

- blodvolumenet (systemiske middeltryk) - sympatikusaktivitet i venerne (venetonus) - legemsstillingen (højre atriums tryk)

184. DEFINERE DET SYSTEMATISKE MIDDELTRYK (ÆKVILIBRERINGSTRYK)

Bestemmelse af kredsløbets systemiske middeltryk udføres ved at fremkalde ventrikelflimren (fibrillation).

185. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF ÆNDRINGER I HJERTETS FYLDNINGSTRYK OG ARTERIETRYKKENE FOR HJERTETS PUMPEFUNKTION OG ILTFORBRUG

186. REDEGØRE FOR ÆNDRINGER I HJERTETS MINUTVOLUMEN VED OVERGANG FRA LIGGENDE TIL STÅENDE STILLING OG FRA HVILE TIL ARBEJDE Fra liggende til stående stilling

Vener, der er beliggende over hjerteniveau, vil kollabere, da venevæggen er så eftergivelig, at en anelse højere tryk uden på venen vil fremkalde en sammenklapning.

: Overgang fra liggende til stående stilling bevirker en øgede tryk i kar beliggende under hjertet pga. af tyngdekraftens virkning ledsaget af en volumenøgning. Da venernes compliance er meget større end arteriernes, foruden at deres volumen er langt større, så er det den passive ophobning af blod i venesystemet, der giver problemer ved stillingsændringen. En øjeblikkelig passiv displacering af ca. 500 ml til venerne i bækken og underekstremiteter ville føre til nedsat venøse return og nedsat cardiac output medførende insufficient hjernegennemblødning og besvimelse, orthostatisk hypotension (blodtryksfald => besvimelse).

Følgende mekanismer hindre orthostatisk hypotension i den stående stilling:

- En reflektorisk øgning af sympatikustonus i venerne i nederste kropshalvdel (mindre eftergivelighed) er bl.a. med til normalisering af venøst return og minutvolumen og dermed BT.

- Lungekredsløbets volumen reduceret af hyperakutte mekanismer (< 10 s). Dette sikrer fyldning af venstre ventrikel i ca. 10 slag.

Fra hvile til arbejde

Resultat: øgning af Minutvolumen x 6 til 30 l/min.

: Ved makimalt arbejde øges dels slagvolumen på basis af Frank starling mekanismen som følge af det øgede fyldningstryk pga. det øgede tilbageløb. Desuden øges såvel hjertefrekvensen som kontraktiliteten som følge af sympaticus stimulation og parasympaticushæmning.

- øget muskelpumpens aktivitet => øget preload => øget minutvolumen - øget preload => nedsat frigørelse af ANP fra atrie - øget metabolisk behov perifert giver vasodilatation => nedsat perifer resistans => øget minutvolumen

187. REDEGØRE FOR KONDITIONSMÅLING VHA. ERGOMETERCYKELTEST HERUNDER FEJLKILDER OG ANVENDELSESOMRÅDER

Hvis man udfører en række forsøg med forskellige arbejdsintensiteter, så vil man se, at VO2 i den stationære periode stiger jævnt med stigende arbejdsintensitet, op til en vis grænse, hvor man når en persons maksimale O2-optagelseshastighed (VO2-max). Den vil være afhængig af en persons højde og vægt, idet en stor person, alt andet lige,



vil have en større VO2-max end en lille person. Man kan tage hensyn til dette ved f.eks. at udtrykke VO2-max i ml O2/min/kg (konditionstallet eller ”konditallet”). Hvis man arbejder med en arbejdsintensitet, der er højere end svarende til VO2-max, vil arbejdet kun kunne udføres i få minutter, før personen er totalt udmattet. Det skyldes at personen selv med VO2-max, nu ikke længere kan klare energikravet udelukkende ved aerob energifrigørelse, men må benytte sig af anaerob glykolyse. Under labaratorieforsøg sker bestemmelsen af arbejdsintensiteten vha. ergometre (arbejdsmålere), blandt hvilke cykelergometret er bedst. Det består af en faststående cykel, hvis ene hjul er bremset, enten elektrisk eller mekanisk. Bremsningen er den modstand, der skal overvindes. Den kan måles i Newton (N) ved vejning. Desuden kendes den vejlængde, modstanden virker over under én hjulomdrejning. Arbejdsintensiteten er så givet ved

Modstand [N] ⋅ vejlængde [m] ⋅ hjulomdrejninger [min-1] = arbejdsintensitet [J/min]

2.1.8. KREDSLØBSREGULERING/DET ARTERIELLE BLODTRYKS REGULERING 188. REDEGØRE FOR DE ARTERIELLE BLODTRYK OG ANFØRE NORMALE VÆRDIER OR TRYKKENE I DET SYSTEMATISKE OG DET

PULMONLE KREDSLØB, BÅDE I LIGGENDE OG I STÅENDE STILLING Systolisk blodtryk: det maksimale blodtryk under hjertets kontraktion. Diastolisk blodtryk

: det minimale blodtryk under hjertets afslapning.

Systemiske kredsløb (i liggende stilling): 120/80 mmHg. Pulmonale kredsløb (i liggende stilling): 25/10 mmHg.

Hypertension

: systolisk blodtryk > 160 mmHg og diastolisk blodtryk > 95 mmHg; medfører i det lange løb karskade.

189. REDEGØRE FOR DET ARTERIELLE MIDDELBLODTRYK OG PULSTRYKKET VED FYSISK ARBEJDE, FYSISKE OG PSYKISKE STRESS-SITUATIONER, SØVN OG STIGENDE ALDER Det arterielle middeltryk (det gennemsnitlige tryk i løbet af en hjertecyklus) vil ikke være den aritmetiske middelværdi af det systoliske og det diastoliske blodtryk. Da diastolen varer lidt længere end systolen, vil det diastoliske tryk få størst vægt. Middelblodtrykket er matematisk defineret som gennemsnittet af arealet under trykkurven, men til praktisk brug defineres det som det diastoliske tryk plus 1/3 af det systoliske tryk.

( )dsdmap PPPP −+= 31

Normalt middelblodtryk (i liggende stilling): 86 mmHg Fysisk arbejde

:

Stress situationer

:

Søvn: øget parasympatikus tonus => nedsat hjertefrekvens, (lidt) nedsat kontraktilitet => nedsat minutvolumen, nedsat sympatikus tonus => nedsat hjertefrekvens, vasodilatation, nedsat blodtryk.

50

70

90

110

130

150

0 20 40 60 80

arte

rielle

tryk

(mm

Hg)

alder (år)

Aldersmæssige Blodtryksændringe for kvinder

systolisk tryk

diastolisk tryk



Stigende alder

: Blodtrykket stiger med alderen, idet compliance falder pga. forkalkninger og arteriosclerose i arterierne. Dette ses især på det systoliske tryk.

190. BESKRIVE INTRAVASKULÆR BLODTRYKSMÅLING Ved intravaskulær trykmåling indføres et væskefyldt kateter i det kar, hvis tryk ønskes målt, og kateteret forbindes med et membranmanometer. Trykket i karret forplanter sig gennem væsken i kateteret og påvirker manometrets tynde, stive metalmembran, der forskydes i takt med blodtrykssvingningerne. De trykinducerede membranbevægelser omformes til modstandsændringer i et elektrisk kredsløb, hvor disse ændringer transformeres til spænding eller strøm. Dette foregår hyppigst ved hjælp af et Wheatstone-broarrangement i en såkaldt strain gauge tryktransducer. De inducerede spændingsændringer kan via en forstærker registres f.ek. ved hjælp af en skriver, hvorved der kan optegnes en kurve over de normale arterielle blodtrykssvingninger.

191. REDEGØRE FOR UBLODIG BLODTRYKSMÅLING VHA. SPHYGMOMANOMETER, DELS PALPATORISK OG DELS AUSKULTATORISK, HERUNDER FOR FOREKOMSTEN OG BETYDNINGEN AF DE KOROTKOFF´SKE LYDE Ved almindelig klinisk blodtryksmåling anvendes som regel et blodtryksapparat (sphygmomanometer), der består af

1) en blodtryksmanchet, som indbefatter en gummipose i en sæk af et ueftergiveligt materiale 2) et kviksølvmanometer 3) en ballon eller pumpe med ventiler 4) forbindelsesslanger mellem pumpe, manchet og manometer

Manchetten spændes som regel omkring overarmen, og blæses ved målingen op til et tryk, der ligger over det forventede systoliske blodtryk. Herefter lukkes luften langsomt ud af manchetten, og blodtrykket kan herefter enten registreres palpatorisk eller auskultatorisk. Ved den palpatoriske metode registreres blodtrykket ved at føle (palpere) pulsen i f.eks. a. radialis. Så længe manchetten er blæst op over det systoliske tryk, kan man ikke føle noget pulsslag, men når trykket i manchetten er faldet til det systoliske tryk, vil der netop fremkomme en følelig puls. Ved den auskultatoriske metode anvendes et stetoskop, som anbringes med et let tryk over a. brachialis i albuehulen. Så længe blodtryksmanchetten er blæst op til et tryk, der er større end det systoliske tryk, vil der ikke kunne passere blod igennem arterien, men når trykket falder til det systoliske tryk, vil der ved hjertets systole lige netop kunne pumpes blod forbi manchetten, og man vil på dette tidspunkt kunne høre en klar, bankende lyd i stetoskopet. Trykket svarende til dette tidspunkt angives som det systoliske blodtryk. Årsagen til den bankende lyd (Korotkoff´ske lyd) menes at være turbulens i arterien på det sted, hvor den har en mindre åbning som følge af manchettens sammentrykkende virkning. Ved fortsat at sænke trykket høres stadig en bankende lyd svarende til systolen, men når trykket er faldet til det diastoliske tryk, ophører lyden, idet der nu også under diastolen strømmer blod forbi det sted, hvor manchetten ligger, og der opstår nu ikke længere turbulens. Trykket svrende til lydens forsvinden angives som det diastoliske blodtryk.

192. REDEGØRE FOR REGULERINGEN AF DET ARTERIELLE BLODTRYK HERUNDER FOR DE ARTERIELLE BARORECEPTORER OG DERES AFFERENTE NERVER, DE CARDIOVASCULÆRE CENTRE I MEDULLA OBLONGATA, HØJERE CENTRE AF BETYDNING FOR BLODTRYKSREGULERINGEN, HJERTETS INNERVATION, ARTERIOLERNES INNERVATION OG VENERNES INNERVATION

Sympatikus virker: Det autonome nervesystem:

positivt inotropt (øget [Ca2+]intracellulært => bedre pumpekraft) positivt chronotropt (øget Ca2+-konduktans, samt nedsat K+-konduktans => øger hjertefrekvensen) karkontraherende (α-receptorer) flytter blod fra venesystemet til hjertet

Parasympatikus virker: negativt chronotropt (øget K+-konduktans => nedsat hjertefrekvensen) (negativt inotropt)

CNS og hjertet: De cardiovaskulære centre i medulla oblongata udgøres af



- Pressor zone (placeret lateralt) - Cardioacceleratorisk; stimulerende impulser til sinusknuden og hjertemuskulaturen via sympatikus - Vasomotorisk; kontraktion af arterioler og kapacitanskar via sympatikus

- Depressor zone (placeret medialt): - hæmmende impulser til sinusknuden via parasympatikus og hæmende impulser til pressor zone.

Begge zoner har forbindelse med

- Sensorisk område (nucleus tractus solitarius); modtager oplysninger om blodtrykket fra perifere receptorer via nn. vagi og glossopharyngei.

Hypothalamus kan virke såvel excitatorisk som inhibitorisk på de cardiovaskulære centre. Cerebrale cortex (især den frontale cortex) virker også kraftigt på de cardiovaskulære centre (både excitatorisk som inhibitorisk).

Baroreceptorer har hurtige reaktionstider (ca. 10 sekunder) og den væsentligste opgave er regulation af blodtrykket på korte tidsskalaer.

Perifere receptorer:

Sinus caroticus; fyrer når blodtrykket er over ca. 60 mmHg og fyrer maksimalt, når blodtrykket er 180 mmHg. Aortabuen; gør det samme som caroticus receptorerne, blot forskudt med ca. 30 mmHg højere tryk. Den

maksimale hældning ses omkring 90 – 100 mmHg, dvs. i det fysiologiske område. blodtryk sinus caroticus aorta fyringsfrekvens Baroreceptorerne hæmmer pressor zonen (via depressor zone) og stimulere det vagale center, medførende hhv. vasodilatation samt nedsat kontraktilitet og nedsat hjertefrekvens. Virker således som en buffer på blodtrykket der holder blodtrykket inden for snævre rammer. Ved langvarige blodtryksstigninger (> 1-2 d) ”resettes” baroreceptorerne, dvs. termostaten sættes på et nyt niveau. Ses bl.a. ved hypertension. Strækreceptorer i karvæggen: tilstede stort set overalt i thorax og hoved, men særligt udtalt omkring carotis bifurcaturen og aortabuen. Løber tilbage til henholdsvis glossopharyngeus og vagus, op til nucleus tractus solitarius. Atrielle strækreceptorer beskytter mod volumen overload. Type A: stimuleres ved kontraktion af atriet Type B: stimuleres ved stræk af atriet

Øget fyldning: Hæmmer det vasokonstiktoriske center Hæmmer angiotensin, aldosteon og vasopressin frigørelsen Stimulerer ANF (Atrielt Natriuretisk Faktor) der vil stimulere natriurese og diurese

193. REDEGØRE FOR KOMPENSATORISKE MEKANISMER VED STØRRE BLODTAB

Shock: nedsat cardiac output i en sådan grad at organismens basale behov ikke kan tilfredsstilles (=> organskade). Typer:

cardiogent shock hypovolæmisk shock septisk shock anafylaktisk shock



Ætiologi:

primært nedsat minutvolumen (cardiogent, hypovolæmisk, anafylaktisk). Øget metabolisk behov gørende at selv et nomalt eller forhøjet minutvolumen ikke er tilstrækkeligt

(septisk shock, BeriBeri, forhøjet stofskifte) Symptomer:

- det arterielle systoliske-, diastoliske- og pulstryk er nedsat - pulsen er hurtig og svag - de kutane vener er sammenklappede og fyldes langsomt ved kompression - huden er bleg, fugtig og let cyanotisk - respirationen er hurtig, men dybden af respirationen kan være overfladisk eller dyb

Tre stadier:

Non progressivt stadie Progressivt stadie Irreversibelt stadie

Kompensatoriske mekanismer: ”negativ feedback”; Udgøres af mekanismer der øger arterietrykket mod normaltryk som respons på reduceret tryk:

- baroreceptorreflekser: nedsat vagus-tonus og fremmet sympatikusstimulation medfører vasokonstriktion, takykardi (↑ hjertefrekvensen) og øget højre atrietryk (↑myocardie kontraktiliteten).

- venekonstriktion: opretholder det centale venetryk og dermed hjertets fyldning (svarer til at få en blodtransfusion).

- generaliseret arteriolekonstriktion: kun hjernens og hjertets blodforsyning opretholdes - kemoreceptorreflekser: øger den perifere vasokonstriktion. - reabsorption af vævsvæske: øger blodtrykket ved at øge blodvolumen (responset medieres af

binyrebarkhormonet kortisol ! ) - endogen vasokonstriktion:

- katekolaminerne adrenalin og noradrenalin fra binyrerne forøger/fremmer sympaticus-effekten - vasopressin: potent vasokonstriktor fra hypofysebaglappen, frigøres via baroreceptoraktivitet - renin: nedsat nyregennemblødning frigør renin der aktiverer angiotensinogen til angiotensin,

der er en virkningsfuld vasokonstriktor. Reninkoncentrationen i blod stimulerer aldosteron frigørelse fra binyrebark, hvilket igen stimulerer nyrens reabsorption af natrium og vand

Der aktiveres under blodtab også dekompensatoriske mekanismer, ”positiv feedback”, såsom hjertesvigt (hypotension → nedsat coronar gennemblødning → nedsat ventrikelfunktion → yderligere hypotension), acidose, undertrykkelse af CNS, afvigelser i blodkoagulation (risiko for blodprop) og undertrykkelse af det reticuloendotheliale system. Shock avler mere schock!

194. REDEGØRE FOR DE CARDIOVASKULÆRE KONSEKVENSER AF NEDSAT GENNEMBLØDNING AF CNS Hypotension ved shock nedsætter det cerebrale blod flow. Moderate grader af iskæmi inducerer en forlænget sympatikus stimulation af hjerte, arterioler og vener. Eksempel

: Når perfusionen falder til hjernen (og autoregulationen ikke kan følge med; BT < 70 mmHg) sker en maksimal stimulering af kredsløbet med sympatisk vasokonstriktion hvor BT kan stige op til 300 mmHg. Kan bl.a. udover ved blodprop i hjernen ses ved forhøjet intrakranielt tryk (hjernetumor, aneurismeblødning, traume) medførende kompression af arterierne. Der ses stigende tryk og bradykardi (trykpuls).

Ved sværere grader af hypotension kan de cardiovaskulære centre i hjernestammen blive undertrykkede pga. utilstrækkelig blod flow til hjernen. Det resulterende tab af sympatikus tonus reducerer hjertets minutvolumen og den perifere modstand, hvilket resulterer i nedsat middelarterietryk, hvilket i sidste instans forstærker den utilstrækkelige cerebrale perfusion.



Forskellige opioider såsom enkephaliner og β-endorfin frigives i hjernesubstansen eller til blodcirkulationen som repons på shock. Disse opioider undertrykker de centre i hjernestammen der medierer nogle af de kompensatoriske autonome adaptationer ved blodtab. På den anden side øger opioid-antagonisten nalaxon den cardiovaskulære funktion og forbedrer overlevelses-mulighederne ved forskellige former for shock.

195. DEFINERE RESPIRATORISK ARYTMI Respiratorisk arytmi er en rytmeforstyrrelse af hjertefrekvensen udgående fra sinusknuden: ved inspiration ses en forøget hjertefrekvens (kortere afstand mellem P-takkerne på EKG), mens det modsatte er tilfældet ved ekspiration. Disse forhold forklares ved, at der under inspiration sker strækning af receptorerne i lungevævet, hvorunder der – via n. vagus og cardiovaskulære centre – sendes færre frekvenshæmmende impulser til hjertet; crosstalk fra respirationscenteret til det vasomotoriske center. En meget lille del kan forklares ved at det intrathorakale tryk falder under inspiration pga. udspiling af karrene. Blodtrykket kan falde op til 20 mmHg under dyb inspiration. Hjertetransplanterede har ikke sinusarrytmi.

2.1.9. HJERTETS ELEKTRISKE AKTIVITET 196. TEGNE MEMBRANPOTENTIALER UNDER EN HJERTECYKLUS I SINUSKNUDECELLE, ATRIEMYOCARDIECELLE OG

VENTRIKELMYOCARDIECELLE SAMT REDEGØRE FOR DE TILGRUNDLIGGENDE MEKANISMER Aktionspotentialets faser: FASE 0

: Hurtig depolarisationsfase. Varer få ms. Opstår ved en hurtig indsættende stærk forøgelse af Na+-permeabiliteten, hvilkete resulterer i en pludselig Na+-influx som følge af en kortvarig åbning af Na-kanaler. Depolariseringen er selvforstærkende, idet sænkningen af membranpotentialet fører til en yderligere forøgelse af Na+-influx, som igen medfører yderligere depolarisering. Membranpotentialet går fra –90 mV til +30 mV og nærmer sig derfor ligevægtspotentialet for Na+ (ca. +60 mV).

FASE 1

: Tidlig repolarisationsfase. Her er Na+-permeabiliteten faldet igen, og den pludselige Na+-influx bremses. Dette forhold – sammenholdt med en stigende K+-permeabilitet (KTO (Transient Outward) åbnes) – bevirker alt i alt en delvis repolarisering, hvorunder membranpotentialet bevæger sig lidt i retning mod hviletilstanden. Modsat nervevæv og skeletmuskulatur sker den fuldstændige repolarisering imidlertid kun langsomt, idet den delvis repolarisering fastholdes i næste fase. Na-kanalerne lukkes og K+-kanaler. Membranpotentialet går fra +30 mV til ca. +10 mV.

FASE 2

: plateaufasen. Konduktansen af KTO-kanaler falder, så den afbalancerer influx af Ca2+. Varer 200 ms. I denne fase ligger membranpotentilet gennem lang tid ret konstant omkring 0 mV. Dette skyldes dels at Ca2+-permeabiliteten langsomt er steget som følge af åbning af Ca2+-kanaler, hvilket bevirker en depolariserende influx af Ca2+-ioner (”slow inward Ca2+-current”) og dels en fortsat stigning i K+-permeabiliteten (medførende øget K+-efflux), hvilket afbalancerer den depolariserende Ca2+-influx. Nettotransporten af ladninger over membranen bliver således 0, hvorved membranpotentialet stabiliseres i denne periode (omkring 0 mV).

FASE 3

: Repolarisationsfase. Ca2+ konduktansen falder. Øget K+ konduktans (KK (delayed rectifier), KK1 (inward rectifier)). Varer 50 – 80 ms og membranpotentialet går fra +10 til –90 mV.

FASE 4

: Hvilefase. Nogenlunde balance i de kemiske og elektrostatiske gradienter på K+ (KK, KK1)-kanalerne. Sikrer et rimeligt stabilt hvilepotentiale omkring –90 mV. varer 1 hjerteslag – 400 ms. Na+/K+-exchange og Na+/Ca2+-exchange bringer orden i elektrolytstatus.

Hovedforskellen på ledning i atrierne og ventriklerne er, at ventriklerne har en længere plateau-fase (fase 2) og en hurtigere (mere stejl) repolariseringsfase (fase 3). Bemærk at sinusknudecellernes fase 4 ikke er vandret, men at der opbygges et potential (jf. pacemakerceller).



Refrektær periode: De hurtige Na+-kanaler er længe om ar rette sig efter at de er blevet inaktiveret. Starter først når membranpotentialet har repolariseret sig til under –40 mV.

Absolut refraktære periode: her er det muligt at initiere en ny impuls Relative refraktære periode: her kan et supranormalt (kraftigere end normalt) stimuli initiere en ny impuls.

197. REDEGØRE FOR VIRKNINGEN AF SYMPATIKUS- OG PARASYMPATIKUSSTIMULATION PÅ SINUSKNUDECELLENS

MEMBRANPOTENTIAL

Frekvensen af pacemakerfyringen kontrolleres af både det sympatiske og det parasympatiske nervesystem. Øget sympatisk aktivitet, gennem frigivelse af noradrenalin, øger hjertefrekvensen ved at øge hældningen for pacemakerpotentialet (fase 4). Stigning af vagus aktivitet, gennem frigivelse af acetylcholin, nedsætter hjertefrekvensen ved at:

- hyperpolarisere pacemakercellens membran - mindske hældningen for pacemakerpotentialet (fase 4)

Ændringer i aktiviteten af det autonome nervesystem inducerer desuden ofte et skift af pacemaker, hvorved sædet for initiering af hjerteimpulser skifter til et andet locus i sinusknuden eller til en andet komponent i det atriale pacemakerkompleks

198. REDEGØRE FOR DEN NORMALE IMPULSUDBREDELSE I HJERTET Cellerne i hjertet udgør overalt et”syncytium”, idet der i form af gap junctions mellem de enkelte celler findes lavresistente zoner, der tillader strømpassage fra celle til celle. - Når der opstår aktivitet i enkelte celler i sinusknuden, vil hele sinusknuden efterhånden depolariseres. Da

sinusknudens fibre er i syncytial forbindelse med de omkringliggende atriemuskelfibre, inddrages disse ”automatisk” i depolariseringens udbredelse.

- Ekscitationsbølgen når hurtigt til AV-knuden, hvor der indtræder en forsinkelse af impulsudbredningen.

Cellerne i AV-knuden kan ligesom sinusknudens celler depolarisere spontant, men da frekvensen er lavere end sinusknudens, ”indhentes” AV-knudens celler af impulser fra atriemuskelcellerne, inden AV-knudecellernes egen pacemakermekanisme udløser ”fyring”. Også i denne region er der syncytial forbindelse mellem atrifibre og AV-knudens celler. Der er meget betydelig forgrening af fibrene i den øvre kantzone af AV-knuden, hvor fibrene er meget tynde. Dette forklarer delvis den langsomme impulsudbredning gennem AV-knuden. Betydningen af denne ”forsinkelse” i AV-knuden er, at aktiveringen af ventriklerne forsinkes så meget, at atrierne kan nå at tømme deres blod ned i ventriklerne, inden disses kontraktion begynder.

- Herefter føres impulsen videre gennem det His’ske bundt, der udgør den eneste ledende forbindelse mellem

atrier og ventrikler. Først forløber impulsen i hovedstammen, der derefter deler sig i en højre og en venstre gren, der forløber subendocardielt. Større fiberbundter afgår til papillærmmusklerne, hvorefter ledningssystemet ender subendocardielt i ventrikelmuskulaturen, idet impulsen først føres til apex cordis og derefter forløber cranielt, således at basis cordis aktiveres til sidst

Ledningshastighed Rytmicitet

-70

-20

30

mem

bran

pot

entia

le (m

V)

tid -->

Autonom virkning på sinusknudens membranpotential

sympatikus

normal

parasympatikus

tærskelvædi



(m/s) (min-1) Sinusknuden 0,05 60 – 80 Atriet 0,80 AV-knuden 0,10 40 – 50 Purkinjefibre 4,00 Ventriklen 0,50 30

199. ANGIVE DE CELLETYPER I HJERTET, DER BESIDDER MANIFESTE ELLER LATENTE ”PACE-MAKER” EGENSKABER

Normalt domierer sinusknuden som pacemakerregion pga. dennes høje spontane frekvens (60-70 Hz). Til de øvrige pacemakerområder henregnes atrioventrikulærknuden (50-60 Hz) og purkinjefibrene i ventriklerne (30-40 Hz).

200. TEGNE ET NORMALT EKG, F.EKS. SV. T. II STANDARD-EKSTREMITETSAFLEDNING OG ANFØRE TAKKERNES BETEGNELSER R

P T P Q S

P takken repræsenterer depolarisering af atriet QRS komplekset repræsenterer depolarisering af ventriklerne T takken repræsenterer repolariseringen af ventriklerne

Atriernes repolarisering (Ta) er normalt gemt i QRS komplekset

201. BESKRIVE REGISTRERING AF EKG MED ANVENDELSE AF STANDARD–EKSTREMITETSAFLEDNINGER, HERUNDER FORTEGNSKONVENTIONEN Registrering af EKG med anvendelse af ekstremitetsafledninger tager udgangspunkt i Einthovens trekant: Såfremt der anbringes en ligesidet trekant i thorax med to hjørner svarende til skuldrene og det tredje hjørne pegende nedad, vil der kunne nedfældes projektioner af den frontale vektor på de tre sider. Hvorvidt størrelserne er positive eller negative afhænger af aksens retning i forbindelse med med en vedtagen polaritetskonvention i de forstærkere. der måler potentialforskellene. Denne polingskonvention sikrer, at de store udslag (R-tak) i de tre standardafledninger normalt vender op (er positive). Sædvanligvis foretages tre standardafledninger (bipolære afledninger): I., II. og III. afledning. I praksis foretages afledningerne ikke svarende til hjørnerne i Einthovens trekant, men fra personens venstre og højre hånd samt venstre fod. I. afledning måles mellem venstre hånd (+) og højre hånd (-). II. afledning måles mellem venstre fod (+) og højre hånd (-). III. afledning måles mellem venstre fod (+) og venstre hånd (-). Polingskonventionen i II. og III. afledning udnytter det forhold, at depolariseringen af hjertet i det væsentlige bevæger sig fra basis mod apex, således at områder ved apex (og altså underekstremiteterne) vil være positive i forhold til områder nær basis (og altså i overekstremiteterne). Polingskonventionen sikrer således positivt udslag af R-takken.

202. REDEGØRE I STORE TRÆK FOR DET NORMALE EKGS GENESE I standardafledningerne måles potentialforskelle mellem to afledningselektroder op til ca. 1 mV. Der beskrives følgende udslag:



- P-takken: opstår i forbindelse med impulsudbredningen i atriemuskulaturen. Den efterfølges af et kort isoelektrisk interval, der svarer til plateaufasen i aktionspotentialet. Den samlede varighed af P-Q intervallet, der måles fra P-takkens begyndelse, er ca. 0,15 s.

- QRS-komplekset: forekommer under impulsens udbredning i ventrikelmuskulaturen inkl. septum. Impulsen bevæger sig først overvejende fra venstre mod højre gennem septum (hvilket giver anledning til Q-takken). Derefter følger aktiveringen af ventriklernes apicale dele, domineret af impulsudbredningen nedad og mod venstre. Dette vil give anledning til, at der registreres positive udslag i alle tre afledninger, idet impulsbredingen henimod afledningselektroderne, som nævnt giver et positivt udslag. I myocardiet aktiveres de endocardienære dele førend de epicardienære. Til sidst aktiveres de basale dele af myocaridet, resulterende i en lille negativ S-tak. Varigheden af QRS-komplekset er ca. 0,10 s.

- T-takken: optræder under ventrikelmyocaridets repolarisering. Såfremt repolariseringen havde fulgt den samme vej som depolariseringen, skulle man forvente, at takken ville være rettet den modsatte vej af R-takken. Imidlertid er T-takken normalt også rettet opad, hvilket må betyde, at repolariseringen sker den ”modsatte” vej, begyndende i basis cordis.

203. BETEGNE DEN ELEKTRISKE AKSE FOR EKSTREMITETSAFLEDNINGER OG DEFINERE HØJRE- OG VENSTRESIDIG

AKSEDEVIATION Udgangspunktet er Einthovens trekant. I midtpunktet af denne anbringes tre linjer parallelt med de tre sider i trekanten. De tre linjer ligger parallelt med henholdsvis I., II. og III. afledning. Størrelsen af de tre takker i QRS-komplekset måles med fortegn og summeres. Denne beregning behøver kun at foretages for to afledningers vedkommende, idet dette er tilstrækkeligt til at fastlægge aksen. Den normale placering ligger mellem 0° og 120° (positiv omløbsretning). Ligger aksespidsen svarende til 0° og -90° er der tale om venstresidig aksedeviation. Ligger spidsen svarende til rummet 120° - 180°, foreligger der højresidig aksedeviation.

204. BESKRIVE FORSKELLIGE FORMER FOR HJERTEBLOK Der kan skelnes mellem tre grader af AV-blok:

1. grads blok: er karakteriseret ved en forlænget PQ-interval til over 0,28 s (normal 0,12-0,20 sekunder). 2. grads blok: alle QRS-komplekser forudgås af P-takker, men ikke alle P-takker følges af et QRS-kompleks. Der

kan således opstå 2:1, 3:1 eller 4:1 blok. 3. grads blok: her optræder P-takker hlet uafhængig af QRS-komplekser.

Endelig kan der være tale om komplet hjerteblok, hvor P-takker og QRS-komplekser optræder helt uafhængigt af hinanden.

205. REDEGØRE FOR VIRKNINGERNE AF PLUDSELIGT OPSTÅET TOTALT A-V-BLOK (ADAM-STOKES SYNDROM) Kardinal synkope

er et kortvarigt bevidsthedstab, der skyldes et utilstrækkeligt, ofte akut nedsat minutvolumen, hvor den væsentligste årsag er en hjertesygdom. Bevidstløsheden varer i reglen fra få sekunder til få minutter og beror på en nedsat eller ophævet cerebral perfusion.

Adams-Stokes syndrom

er synonym med synkoper fremkaldt af rytmeforstyrrelse. Karakteristisk er, at synkoperne optræder pludseligt og uden varsel, og at de kan indtræffe såvel i stående som i liggende stilling. Der er bevidstløshed, ophør af respiration, manglende perifere pulse, bleghed med overgang i cyanose, muskeltrækninger eller tonisk-kloniske kramper og sjældent involuntær ekskretafgang. Når ventriklerne atter begynder at fungere, vender puls, respiration, ansigtsrødme og bevidsthed tilbage. Efter anfald kan der være opkastninger og forbigående neurologiske udfaldssymptomer. Anfaldene er potentielt fatale, og kredsløbsstilstand i mere end 4-6 minutter medfører døden. Attakerne kan hos patienter med hjerteblok optræde ophobede eller med lange mellemrum.

206. DEFINERE ”DEN VULNERABLE PERIODE” OG ANFØRE DENS TIDSMÆSSIG LOKALISATION Hvis man sammenholder varigheden af et ventrikulært aktionspotential med udbredningshastigheden af depolariseringen og de afstande, der skal gennemløbes, vil det indses, at under normale forhold vil hele hjertet være depolariseret under plateaufasen. Dette kan ændres, hvis ledningshastigheden som følge af patologiske processer nedsættes (evt. i dele af hjertet). Under disse forhold kan der være risiko for re-excitation af nærliggende områder med fare for ventrikelflimren eller tachycardi. Ved afslutningen af plateaufasen (realtive refraktære periode) er der særlig fare for re-excitation (”vulnerable periode”), idet der kan udløses aktionspotentialer, der er langsomt ledende,



(fordi Na+-mekanismen endnu er delvis inaktiveret). Dette kan give anledning til ukontrolleret spredning af excitationen i ventrikelmuskulaturen og dermed til ventrikelflimren.

207. DEFINERE ATRIEFLAGREN, ATRIEFLIMREN, VENTRIKULÆR TACHYCARDI,VENTRIKELFLIMREN OG ASYSTOLI Atrieflagren

: impulsfrekvensen er ca. 200-350/min. Et så stort antal impulser kan ikke overføres gennem AV-knuden og ventrikelaktionen er betydelig langsommere og helt uregelmæssig.

Atrieflimren

: impulsfrekvensen er abnorm stor (400-600/min) og der kan ved denne tilstand ikke konstateres egentlige atriekontraktioner. Der ses her ligeledes langsommere og helt uregelmæssig ventrikelaktion.

Ventrikulær tachycardi

: er tilstede, når tre eller flere konsekutive (på hinanden følgende) ektopiske ventrikulære slag optræder med en frekvens på mellem 140 og 250 per minut.

Ventrikelflimren

: er en tachycardi med frekvens over 350 per minut, karakteriseret ved helt uregelmæssig ventrikelaktivitet. Ventriklernes pumpefunktion er så voldsomt nedsat, at minutvolumen praktisk taget er ophævet, og der indtræder kliniske tegn på hjertestop.

Asystoli

: ventrikelstilstand sekundært til AV eller eventuelt SA blok.

2.1.10. MÅLING AF BLODGENNEMSTRØMNINGSHASTIGHED I VÆV OG ORGANER - DIREKTE MÅLING AF BLODGENNEMSTRØMNINGSHASTIGHED

208. ANGIVE, AT REFERENCEMETODEN – TIL MÅLING AF BLODGENNEMSTRØMNINGSHASTIGHED MED ANDRE METODER - ER ÅBNING AF VENEN FRA ORGANET MED DIREKTE MÅLING AF DET UDSTRØMMENDE BLOD PR. TIDSENHED MED MÅLEGLAS OG STOPUR, SAMT EN FEJLKILDE ER ÆNDRING AF MODSTANDEN VED PROCEDUREN Referencemetode (Golden standard): åbning af venen fra det ønskede organ og opsamling i måleglas samt brug af stopur. Fejlkilder:

- inteferens af målemetoden - øget resistanssom følge af indgrebet. - anæstesi

- FICK´S PRINCIP

209. REDEGØRE FOR FICK´S PRINCIP, HERUNDER OPSKRIVE LIGNINGEN, OG ANGIVE FORUDSÆTNINGERNE FOR DENS ANVENDELIGHED. Adolf Fick angav i 1870 et princip for måling af hjertets minutvolumen. Denne metode er baseret på bevarelsesprincippet, dvs. princippet om matriens (massens) konstans. Man betragter lungerne, hvor tilløb og afløb af blod sker med samme hastighed, F, og hvor der foregår en ilt-optagelse fra respirationsluften. Fick´s princip bygger på, at der ikke sker O2-tilførsel eller –fjernelse ad andre veje end de nævnte, og at der hersker steady-state i systemet, dvs. der må ikke forekomme deponering, nydannelse eller omdannelse af O2. Er disse forudsætninger opfyldt, må det gælde, at den til lungerne pr. min. tilførte mængde O2 er lig den pr. tidsenhed fraførte mængde. Således fås ligningen

( ) dtmCCFCFCFVOOOO vavaO /

)2()2()2()2(2=−⋅=⋅−⋅=

F = flowhastighed VO2 = O2-optagelsen i lungerne pr. minut. Ca(O2) = koncentration af O2 i det arterielle blod Cv(O2) = koncentration af O2 i det venøse blod Den samlede oxygenoptagelse er under hvilebetingelser ca. 250 ml⋅min-1 og hvis forskellen mellem oxygenindholdet i arterieblod og den blandede veneblod er 50 ml⋅liter-1, så må der pr. minut passere 5 liter blod gennem lungerne og dermed gennem hjertet.



( ) minmin 0,5

150200250

)2()2(

2 L

Lml

ml

va

O FFCC

VF

OO

=⇔−

=⇔−

=

Da lungernes eget O2 forbrug er minimalt, gælder denne simple ”massebalance”-ligning på samme måde, som om O2 havde været en indifferent indikator, idet ordet ”indifferent” her betyder ikke-reagerende med systemet, altså at stoffet hverken produceres, bindes eller destrueres i systemet (lungerne). En indikator er et stof, hvis koncentration bekvemt kan måles og anvendes til at indikere den parameter man er interesseret i. Den arteriovenøse oxygen difference bestemmes ved analyse af blodprøver fra en arterie og fra det blandede venøse blod. Blandet veneblod opsamles fra et kateter placeret i arteria pulmonalis eller i højre ventrikel. Fick’s princip kan også anvendes til at bestemme gennemblødningen i de enkelte organer. Der findes en del stoffer, som fjernes (”elimineres”) med meget høj extraktion, E, i forskelige organer. Ved extraktionen forstås den i organet fjernede mængde udtrykt i forhold til den samlede mængde, som tilføres organet i samme tidsrum:

( ) ( )a

va

a

va

CCC

CFCCFE −

=⋅−⋅

=

210. REDEGØRE FOR BRUGEN AF FICK´S METODE TIL BESTEMMELSE AF HJERTETS MINUTVOLUMEN SAMT NYRENS OG

LEVERENS GENNEMBLØDNING Hjertets minutvolumen 69: jvf. 209. redegøre for Fick´s princip ... (s. ). Nyrens gennemblødning

: Til bestemmelse af nyregennemblødningen kan anvendes para-amino-hippurat (PAH) eller diodrast. Antag, at man ved en passende langvarig infusion af stoffet med konstant hastighed opnår en konstant arteriel koncentration, Ca, og at man ved kvantitativ urinopsamling i tidsintervaller på f.eks. 15 minutter kan måle de pr. minut udskilte mængde, nyrens nettoflux JPAH. Da stoffet ikke akkumuleres eller nedbrydes i nyrerne, kan massebevarelses-princippet anvendes, hvilket betyder, at den pr. minut i urinen udskilte mængde må være lig den i nyrerne i samme tidsrum fra blodet optagne mængde, dvs.:

( ) PAHPAHaPAHvaPAH ECFCCFJ ⋅⋅=−⋅= , Det fremgår heraf, at nyregennemblødningen kan bestemmes som:

PAHPAHa

PAH

ECJF−

=,

Hos mennesket penetrerer PAH ikke ind i de røde blodlegemer og analysen foretages i praksis på plasmaprøver. Indsættes plasmakoncentrationen i ovenanførte ligning er F plasmaflow. Blodgennemstrømningen findes ved at dividere plasmaflow med blodets fraktionelle plasmaindhold; dvs. 1-Htc, hvor Htc er hæmatokritten. Dette indses af forholdet:

HtcF

FHtcF

F plasmablod

blod

plasma

−=⇔

−=

111

Hos normale er EPAH nær 1,0, dvs. at næsten alt det tilførte PAH extraheres. Man kan derfor med god tilnærmelse beregne nyregennemblædningen som ratio mellem urinudskillelseshastigheden og den arterielle blod koncentration (altså som ”fuldblods-clearance”) for PAH. Ved sygdomstilstande kan EPAH falde og man må ved nyrevene-kateterisering måle koncentrationen i veneblodet og dermed beregne EPAH for at bestemme F.

Leverens gennemblødning

: Leveren extraherer en række stoffer med høj effektivitet. Disse stoffer, f.eks. galaktose, bromsulphalein eller det grønne farvestof indocyanin (”cardiogreen”), kan derfor anvendes til at bestemme splanchnikussystemets gennemblødning udfra samme princip. Indikatorstoffet tilføres med konstant infusion, under samtidig bestemmelse af leverens ekstraktion ved hjælp af blodprøver fra vv. hepaticae opnået ved kateterisation fra en armvene, hvor kateteret føres til vv. hepaticae gennem højre atrium.

- INDIKATORFORYNDINGSPRINCIP



211. REDEGØRE FOR FORTYNDINGSPRINCIP (STEWART-HAMILTON-HENRIQUES, BOLUS-METODEN) MED ELIMINATION AF RECIRKULATIONENS INDFLYDELSE Legemsfasernes volumen kan bestemmes ved anvendelse af fortyndings- eller fordelingsprincippet. Ifølge dette princip injiceres en kendt mængde (f.eks. Q mg) af et indikatorstof, der fordeler sig i netop den fase, hvis volumen ønskes bestemt. Efter fuldstændig fordeling af indikatoren inden for den pågældende fase bestemmes indikatorkoncentrationen i denne (f.eks. c mg/ml) på en udtagen prøve. Fasens volumen kan nu bestemmes ved at dividere den injicerede totalmængde med den målte koncentration (volumen = Q (mg)/c(mg/ml)). Som indikator for plasma anvendes enten serumalbumin mærket med radioaktivt iod eller farvestoffet Evans Blue. Begge disse stoffer fordeler sig i plasma – farvestoffet som følge af binding til serumproteinerne. Der er imidlertid en fejlkilde ved disse bestemmelser, idet begge indikatorer forlader blodbanen i en vis udstrækning, før opblanding er fuldstændig (jvf. 212. angive forudsætning og fejlkilder for metoden). Dette må der ved beregningerne tages hensyn til, hvorfor man ved ekstrapolation bestemmer indikatorens plasmakoncentration på injektionstidspunktet. Som indikator for erythrocytmassen anvendes hyppigt 51Cr-mærkede erythrocytter. Hjertets minutvolumen kan også bestemmes ved at injicere en bolus af en passende indikatorsubstans intravenøst eller mere centralt i højre side af kredsløbet via et kateter. Ved hjælp af multiple arterielle blodprøver, eller ved en detektor indført i arterielumen, observeres indikator-substansens første passage ud fra venstre hjertehalvdel, hvilket foregår i løbet af 20-30 sekunder. Man kan regne med praktisk taget fuldstændig opblanding mellem indikator og blod i hjertets kaviteter. I et kort tidsrum, dt, kan koncentrationen i arterieblodet anses for konstant C(t). Den samlede mængde indikator, dm, som i dt passerer igennem alle arterier i samme ”afstand” fra hjertet, altså med samme koncentration, er derfor dt ⋅ F (=flow i løbet af dt) multipliceret med C(t), derfor er

( ) dtCFdm ⋅⋅= Hvis alle dm bidragene adderes (integreres) udtrykkes, at summen af de individuelle indikatormængder, som forlader hjertet, er lig med den injicerede mængde (m), dvs.

( )∫∞

⋅=0

dttCFm

hvoraf:

( )kurveunderareal

dosis

dttC

mF ==

∫∞

0

Bolus injektionsmetoden kan anvendes til at bestemme gennemblødningen i de enkelte organer. Antages det at indikatorsubstansen, udelukkende elimineres i det respektive organ, vil den totale eliminerede mængde, indikatordosis (m), værre lig med disse organers samlede elimination. Da denne i tidsintervaller dt er dm = F ⋅ Ca ⋅ E ⋅ dt, findes ved addition (integration), at

∫∞

⋅⋅⋅=0

dtECFm a

Af dette følger, at

( )extraktionareal

dosis

EdttC

mF

a

⋅=

⋅

=

∫∞

0

Har man ikke bestemt E. må man nøjes med at bestemme ”clearance”, Cl, dvs. det imaginære volumen af blod man forestiller sig bliver fuldstændig renset for stoffet pr. minut. Eliminationen i tidsintervallet dt er derfor dm = Cl ⋅ Ca⋅ dt, eller m = Cl⋅∫0∞ ⋅ Ca⋅ dt, hvoraf følger, at

( )arealdosis

dttC

mCl

a

==

∫∞

0

Sammenhængen mellem flow og clearance fremgår af ovenstående ligninger, som viser, at flow gange med extraktion er lig clearance (F ⋅ E = Cl).

212. ANGIVE FORUDSÆTNINGER OG FEJLKILDER FOR METODEN



For at denne metode kan anvendes, må visse generelle krav opfyldes: 1) der kan udtages en repræsentativ prøve, hvor koncentrationen af indikatorstof kan antages at være den

samme som i den øvrige del af fordelingsrummet 2) indikatoren skal fordele sig jævnt i hele fasen og kun i denne 3) indikatoren må hverken udskilles eller omdannes under forsøget (hvis dette sker, bliver den målte

koncentration, c, fejlagtigt lav, og fasens volumen overvurderes) 4) indikatoren må ikke selv påvirke vands fordeling mellem legemsfaserne 5) indikatoren må ikke være toksisk 6) indikatoren skal af praktiske grunde være let at måle

Recirkulation er et problem for indikatorer, som forbliver i karbanen og som derfor hurtigt vender tilbage til hjertet.

- EKSPONENTIEL UDVASKNING 213. ANGIVE PRINCIPPET FOR BESTEMMELSE AF PERFUSIONSKOEFFICIENTEN (F) FOR ET VÆV (ORGAN) VED EKSTERN

REGISTRERING AF UDVASKNINGSFORLØBET FOR EN INDIKATOR, DER UDSENDER γ-STRÅLING For et ensartet (homogent) væv vil det, med enkelte undtageler, gælde for lipidopløselige, frit diffusible indikatorer, at der til enhver tid er diffusionsligevægt mellem væv og veneblod, dvs.

( )( ) λ==

vene

væv

vene

væv

CC

tCtC

Dette forhold kan anvendes til at bestemme gennemblødningen efter lokal injektion af en ringe mængde 0,9% NaCl-opløsning indeholdende en frit diffusabel radioaktiv lipofil indikator som 133Xenon. Man observerer radioaktivitetens fjernelse fra vævet ved hjælp af en eksternt placeret scintillations-detektor. Massebalance-princippet betyder her, at formindskelsen af indikator i 1 gram væv i løbet af tidsintervallet dt, dvs. -dCvæv, er lig med flow pr. gram væv i samme lille tidsrum, f ⋅ dt, multipliceret med den lokale veneblodskoncentration i tidsrummet. Således findes at

dCvæv(t) = f ⋅ Cvene(t) dt eller dCvæv (t)/dt = - (f/λ) ⋅ Cvæv (t)

214. ANGIVE METODENS FORUDSÆTNINGER OG FEJLKILDER

215. BEREGNE PERFUSSIONSKOEFFICIENTEN (F) UD FRA LIGNINGEN: F = (LN2 / T½) ⋅ λ⋅ 100 (ML ⋅ (100 G ⋅ MIN)-1), HVOR T½ ER HALVERINGSTIDEN FOR UDVASKNINGSPROCESSEN OG λ ER FORDELINGSKOEFFICIENTEN FOR INDIKATOREN MELLEM VÆV OG BLOD VED TENSIONSLIGEVÆGT

- VENEOCCLUSIONSPLETHYSMOGRAFI 216. REDEGØRE FOR VENEOCCLUSIONSPLETHYSMOGRAFI OG FOR DENNE METODES ANVENDELSESOMRÅDE

Pletysmografi er en volumenmåling. Ideen er at lukke af for flowet væk fra et område uden at hæmme flowet ind i det pågældende område. Derved øger området sit volumen med områdets bloodflow, som måles ved hjælp af pletysmografi. I praksis bruges metoden til målinger distalt på ekstremiteterne. En stase slange lægges med et tryk på ca. 50 mmHg. nok til at hæmme det venøse tilbageløb fuldstændigt, men ikke nok til at hindre den arterielle tilførsel initialt.

217. SKITSERE EN PLETHYSMOGRAFIKURVE

- CORONARGENNEMBLØDNING 218. REDEGØRE FOR VENSTRE OG HØJRE VENTRIKELS CORONARGENNEMBLØDNING UNDER HJERTECYKLUS

Arterierne til hjertemuskulaturen omfatter a. coronaria snst. og a. coronaria dxt., der begge afgår fra pars ascendens aortae umiddelbart oven over valva aortae. De forløber hovedsageligt subperikardialt i sulci coronarius et interventriculares, men kan her være skjult af fedt. Deres perifere grene afgår under rette vinkler og penetrerer lige ind i muskulaturen. Blodgennemstrømningen af coronarkarrene får en speciel karakter ved, at karrene under systolen helt eller delvist sammenklemmes, således coronargennemblødningen næsten udelukkende finder sted i diastolen.



a. conaria snst. forsyner væggen i venstre ventrikel og venstre atrium og anastomoserer med ramus interventricularis post. fra a. coronaria dxt. a. coronaria dxt. forsyner højre atrium, højere ventrikel, den bageste 1/3 af septum interventriculare samt både sinusknuden (hos 55%) og AV-knuden.

219. REDEGØRE FOR ÆNDRINGER I MODSTANDEN I CORONARKREDSLØBET VED HYPOXÆMI OG ANÆMI SAMT UNDER MUSKELARBEJDE Coronargennemblødningen udgør i hvile ca. 5 % af cardiac output, ca. 225 ml/min. Coronargennemblødningen er væsentligst reguleret af det metaboliske behov for O2. Kan ved max. arbejde øges op til 4 gange. Den direkte nervøse regulering af koronarkarrene er ringe, men der findes såvel α-receptorer (konstriktion) som β-receptorer (dilatation). De sidste specielt i overvægt i myocardie arterierne. Dette giver hjertet en relativ overvægt af kardilatation ved sympatisk stimulation i forhold til øvrige organe. Indirekte har det autonome nervesystem stor effekt. Dette skyldes, at sympaticus øger det metaboliske behov ved at øge iltbehovet pga. af den øgede kontraktiliet og hjertefrekvens.

220. ANGIVE BETYDNINGEN AF DET STORE O2-DEFICIT I MYOCARDIET Allerede i hvile er iltekstraktionen 70 %, dvs. der er kun mulighed for at øge iltforsyningen ved at øge coronargennemblødningen.

- HJERNENS GENNEMBLØDNING 221. REDEGØRE FOR AUTOREGULERINGEN AF BLODGENNEMSTRØMNINGEN SAMT FOR VIRKNINGERNE AF HYPERCAPNI OG

HYPOXÆMI Hjernens gennemblødning er ca. 750 ml/min el. ca. 15 % af minutvolumen. Styres væsentligst af CO2, H+ og O2 forholdene. Hypercapni giver en kraftig stigning i cerebral blood flow formodentlig ved +− +→+ HHCOOHCO 322 Acidose hæmmer neuronaktiviteten, hvorfor det er nødvendigt at øge blood flow ved acidose for at bringe H+ væk. Hjernens iltudnyttelse er tæt reguleret. Ved insufficint ilttilførsel vasodilateres karrene for at øge perfusionen. 10 sekunders anoxi medfører besvimelse og 10 minutters medfører død. Jo ældre man er jo mindre tid skal der til. Ved epilepsianfald kan iltbehovet blive så stort at selv et normalt fysiologisk bevaret kredsløb ikke kan følge med.

Perfusionen i hjernen holdes konstant inden for tryk mellem 60 – 70 mmHg og 160 mmHg. Hvis blodtrykket falder herunder kommer der cerebral iskæmi og herudover risikere man ødem. Hos hypertensive ændres ”set point” for autoregulation med trykket.

222. ANGIVE, AT SYMPATIKUS HAR RINGE VIRKNING PÅ MODSTANDEN I HJERNEKARRENE

0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

0 20 40 60 80 100

cere

bral

blo

od fl

ow

arterial Pco2

Cerebral gennemblødning



Det sympatiske nervesystem har stort set ingen effekt på hjernens gennemblødning under normale omstændigheder, som altovervejende reguleres af metaboliske faktorer. Ved meget høje blodtryk kan det sympatiske nervesystem dog medføre vasokonstriktion beskyttende mod hjerneblødning. Efter hjerneblødning kan det sympatiske nervesystem medføre spasmer i karrene i de berørte områder.

- MIDDELTRANSITTIDSBESTEMMELSE 223. DEFINERE MIDDELTRANSITTIDEN (T) FOR EN INDIKATORS PASSAGE AF ET SYSTEM (ORGAN ELLER VÆVSOMRÅDE) SOM

INDIKATORMOLEKYLERNES (PARTIKLERNES) MIDDELOPHOLDSTID I SYSTEMET

224. ANGIVE, AT RELATIONEN MELLEM MIDDELTRANSITTIDEN (T), VOLUMEN (V) OG GENNEMBLØDNINGEN (F) FOR ET SYSTEM I ”STEADY STATE” ER GIVET VED T = V / F

- NYREPERFUSIONEN 225. BESKRIVE RELATIONEN MELLEM O2-FORBRUGET, PERFUSION OG DET ARTERIO-VENØSE O2-DEFICIT

jf. 535. angive størrelsesordenen af nyrernes udnytning (s. 175)

226. REDEGØRE FOR, AT NEDSAT NYREARTERIETRYK ØGER RENINPRODUKTIONEN, DER VIA ANGIOTENSIN II ØGER ALDOSTERON-PRODUKTIONEN Renin-Angiotensin systemet virker som nyrens baroreceptor system omend på tidsskala fra minut til timer. Ved et fald i nyretrykket frigøres renin og der dannes angiotensin II og aldosteron der vil modvirke trykfaldet.

- PERFUSIONEN I SKELETMUSKULATUR 227. REDEGØRE FOR AUTOREGULERINGEN AF GENNEMBLØDNINGEN I MUSKULATUR

Kroppens største ”organ” modtager 20 % af minutvolumen i hvile og op til 80 % ved kraftigt fysisk arbejde. Perfusionen er i hvile væsentlig bestemt af det sympatiske nervesystem. Hjælper barorecetorerne ved at vasodilatere ved højt tryk og kontrahere ved lavt tryk, da der er meget skeletmuskulatur er dette en vigtig buffer af blodtrykket.

228. REDEGØRE FOR PERFUSIONSTRYK, KAPILLÆRREKRUTTERING OG O2-UDNYTNINGEN UNDER MUSKELARBEJDE Under muskelarbejde dominerer lokale metaboliske faktorer medførende vasodilatation i takt med at flere og flere kapillærer åbner sig.

229. REDEGØRE FOR DE MEKANISKE VIRKNINGER AF MUSKELKONTRAKTIONER PÅ DET INTRAMUSKULÆRE KARSYSTEM OG DERMED PERFUSIONEN Den metaboliske regulation tillader at blood flow, hvis muligt, sker under afslapningsfaser.

- TARM- OG LEVERKREDSLØBET 230. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF KARRENES RIGELIGE SYMPATISKE INNERVATION

Tarmkredsløbet

Autonom kontrol er næsten udelukkende sympatisk og ”fight og flight” reaktioner kan medføre en kraftig vasokonstriktion og shuntning af blod til hjerne og hjerte. Autoregulation er ringe udviklet.

: I tarmen eksisterer et modstrømssystem hvor arteriolerne ligger i tæt relation til hinanden således at ilt kan diffundere fra arteriole til venole.

LeverkredsløbetVæsentligst funktion er proteinsyntese og afgiftning, hvorfor al blod fra tarmsystemet ledes igennem leveren via vv.

portae. Trykket i a. hepatica er ca. 90 mmHg og i v. porta 10 mmHg. Dette gør at trykket i lever sinusoiderne kun er få mmHg højere end i v. cava inf. En lille forhøjelse i CVP f.eks. ved hjrteinsufficiens vil derfor lede til stase i sinusoiderne og ødemdannelse i bughulen, ascites.

: Modtager ca. 25 % af minutvolumen. Forsynes af a. hepatica (1/4) og af v. porta systemet (3/4).

Portal systemet har ingen autoregulation. A. hepatic systemet autoregulere normalt. Leverkredsløbet er under sympatisk kontrol. Leveren indeholder 15 % af blodvolumen. Dette kan akut flyttes ved vasokonstriktion tilbage til hjertet f.eks. ved blødning.

231. ANGIVE, AT MUCOSAPERFUSIONEN ØGES SOM FØLGE AF LOKALE VASODILATERENDE MEKANISMER UNDER

FORDØJELSESFASEN Ved fødeindtagelse frigøres hormoner, der stimulerer tarmperfusionen (cholecystokinin, VIP, gastrin og sekretin).



- HUDENS PERFUSION

232. REDEGØRE FOR DENNES ROLLE I VARMEREGULERINGEN OG ANGIVE, AT DEN ER NERVØST KONTROLLERET Den primære funktion af hudens kredsløb er temperaturregulation. Varme medfører vasodilataion, såvel i huden som i resten af kroppen. Kulde medfører primært vasokonstriktion og derefter alternerende perioder af dilatation og konstriktion for at holde en vis temperatur i regionen. Almindelige arterioler der forsyner hudens kapillærer er som de fleste arterioler under såvel nervøs, metabolisk og humoral kontrol og udviser autoregulation.

233. REDEGØRE FOR PLACERINGEN OG BETYDNINGEN AF ARTERIO-VENØSE ANASTOMOSER I huden findes der udover almindelige arterioler talrige AV anastomoser der bypasser kapillærerne og går direkte fra arterie-side til vene-side. Da venerne løber i tæt relation til arterierne sker der varme udveksling mellem disse. AV-anastomoser styres næsten udelukkede af det sympatiske nervesystem og uden metaboliske kontrol. Udviser ej hellere autoregulation.

- FØTALE KREDSLØB 234. REDEGØRE FOR DET FØTALE KREDSLØB I HOVEDTRÆK OG FOR DE ÆNDRINGER, DER INDTRÆDER KORT EFTER FØDSLEN

Placenta er venilationsorganet i stedet for lunge, dvs. at blod skal shuntes i en vis grad forbi lungen. Dette sker via et hul mellem atrierne samt en direkte forbindelse mellem a. pulmonalis og aorta. Det iltede blod kommer via umbilical venen fra placenta og løber til leveren, ductus venosus, til v. cava og højre atrium. Herfra til venstre atrium via foramen ovale eller igennem ductus arteriosus til aorta, og ud til fosterets perifere væv. Mellem a. iliacae og placenta leveres en del af blodet tilbage i aa. umbilicales. Ændringer ved fødslen

: Ved fødsel sker flere drastiske ændringer af kredsløbet, idet det systemiske kredsløb og lungekredsløbet kommer til at virke som serieforbundne (hvorimod de i fosterkredsløbet har virket som parallelforbundne). Disse skyldes, at:

- Cirkulationen gennem placenta bortfalder. Dette medfører, at modstanden i legemeskredsløbet mere end fordobles. Dermed stiger trykket i hjertets venstre side.

- Lungerne udvides. I de sammenklappede lunger er modstanden stor. Når barnet trækker vejret første gang,

udvides lungerne og dermed også lungernes blodkar. På denne måde reduceres modstanden i lungerne stærkt, ned til 1/10 af det, der var tilfældet i fosterstadiet. Trykket i a. pulmonalis og i hjertets højre side bliver derfor lavere end før fødslen.

- Lukning af foramen ovale. Umiddelbart efter fødslen bliver trykket i venstre atrium større end i højre atrium

pga. de modstandsforhold, som har fundet sted. Blodstrømmen vil derfor have en tendens til at gå fra venstre til højre atrium, som er det modsatte af retningen i fosterlivet. Dette sker imidlertid ikke under normale forhold, fordi foramen ovale er dækket af en klap, valvula foraminis ovalis (rest af septum primum), som hindrer blodet i at strømme denne vej. Hos de flste vil denne klap i løbet af nogle få måneder efter fødslen vokse sammen med den tilgrænsede del af septum cordis, septum secundum, og dermed lukke for foramen ovale.

- Lukning af ductus arteriosus. Ved fødslen bliver trykket i aorta højere end i a. pulmonalis. De første dage efter

fødselen vil blodet derfor i varierende grad strømme fra aorta til lungearterien via ductus arteriosus, hvilket er det modsatte af situationen i fosterstadiet. Lige efter fødslen kan tilbagestrømningen være lige så stor som den mængde blod, højre ventrikel pumper ud, så blodstrømmen gennem lungerne bliver den dobelte af det normale. I løbet af få timr efter fødslen vil muskellaget i væggen af ductus arteriosus imidlertid trække sig sammen, og efter 1 – 7 dage er lukningen fuldstændig. Stigning i oxygentrykket i aortablodet efter fødslen er af afgørende betydning for lukkemekanismen. Sammentrækningen efterfølges af en indvækst af bindevæv, så efter to måneder er ductus arteriosus også anatomisk lukket ( ligamentum arteriosus).

- Lukning af ductus venosus ( ligamentum umbilicale mediale) vil også ske ved en proces, der formentlig er

analog med forholdene omkring ductus arteriosus.





Fosterets kredsløb: Fra moderen: aa. uterinae → intervilløse sinusoider v. umbilicalis (PO2=30mmHg) vena portae ductus venosus v. cava inf. (PO2=14mmHg) v. cava sup.( PO2=14mmHg) højre atrium højre ventrikel foramen ovale ductus arteriosus (2/3) lungerne (1/3)

venstre atrium aorta (PO2=22mmHg) venstre ventrikel nedre del af kroppen aa. umbilicales arterier til hovedet placenta og øvre torso Den første respiration: Som følge af afbrydelse af navlesnoren sker der en stigende hypoxæmi og hypercapni, hvilket

resulterer i at kemoreceptorerne aktiveres, og babyen vil hive efter vejret for første gang. Den føtale lunge er ikke kollapsed, men inflateret med væske (op til 40% af total lungekapacitet). Væsken sekreteres kontinuert fra alveolecellerne i føtallivet. Noget af dette presses ud når barnet bevæger sig gennem fødselskanalen, mens resten har en vigtig rolle i den efterfølgende inflation af lungerne. Når luften træder ind i lungerne må store overfladespændinger overvindes. Dette afhjælpes af væsken i lungerne og surfaktant.



3. RESPIRATION

3.1.1. NOMENKLATUR OG ENHEDER 235. ANVENDE DE INTERNATIONALE RESPIRATIONSFYSIOLOGISKE FORKORTELSER SAMT RESPIRATIONS-FYSIOLOGISK

NOMENKLATUR Primær:

C = koncentration af en luftart i blod F = fraktionelle koncentration i tør gasblanding D = diffusionskapacitet eller koefficient P = tryk eller partialtryk Q = volumen blod V = volume af gas S = saturation af hæmoglobin med O2

Sekundær:

A = alveolær D = det døde rum E = ekspirerede I = inspirerede T = tidal

a = arteriel v = venøs c = kapillær

236. ANVENDE SI-ENHEDER OG MMHG OG OMREGNE HERIMELLEM 760 mmHg = 101,325 kPa, heraf følger at: 1 mmHg = (101,325 kPa) / (760 mmHg) 1 kPa = (760 mmHg) / (101,325 kPa) = 133,3 Pa = 7,50 mmHg 10 m H2O = 760 mmHg 1 cm H2O = 0,760 mmHg

3.1.2. LUFTARTERNES FYSISKE FORHOLD 237. ANGIVE OG ANVENDE LUFTARTERNES TILSTANDSLIGNING, HERUNDER ANGIVE OG ANVENDE BOYLES LOV

Udtrykker, at produktet af tryk (P) og volumen (V) er konstant for en ideal luftart ved en given temperatur (tilstandsligningen er en udvidelse af denne lov). Boyle-Mariottes lov: 2211 VPVP ⋅=⋅ (konstant Temp.) Sammenhængen mellem koncentration og tryk i en gasfase fremgår af luftarternes tilstandsligning: P⋅V = n⋅R⋅T. For en blanding af forskellige luftarter er summen af de enkelte luftarters partialtryk lig med totaltrykket:

P = P1 + P2 + P3+…..+ Pn

Dette kan ifølge luftarternes tilstandsligning udtrykkes: V

TRnV

TRnV

TRnV

TRnP n ⋅⋅+

⋅⋅+

⋅⋅+

⋅⋅= .....321

238. BEREGNE SAMHØRENDE VÆRDIER FOR TRYK, VOLUMEN OG TEMPERATUR FOR EN LUFTMASSE, NÅR EN AF DISSE

STØRRELSER ÆNDRES. SPECIELT VIGTIGE ER OMREGNINGER MELLEM TILSTANDENE STPD, ATPS OG BTPS



STPD: Standard Temperature Pressure Dry (273K; 101 kPa; PH2O=0) ATPS: Ambient Temperature Pressure H2O-Saturated (Tamb; PB; PH2O) BTPS

( ) ( )37273

47273273

760

tan

2

+−⋅

=+

−⋅=

⋅=⋅

=⋅

=⋅⇔⋅⋅=⋅

BBTPSt

OHBATPSSTPD PVtPPVVRn

tkonsT

VPRnTRnVp

: Body Temperature Presurre Saturated (310K; PB; PH2O=6,25 kPa)

239. DEFINERE EN LUFTARTS PARTIALTRYK OG FRAKTIONELLE KONCENTRATION (FRAKTION)

En luftarts partialtryk er defineret som det tryk de tilstødende molekyler af den pågældende luftart vil udøve alene, isoleret i rumfang V (jvf. 237. angive og anvende luftarternes…. (s. 78)). Af en blanding med forskellige gasser kan gas x’s molfraktion eller den fraktionelle koncentration beregnes som:

Dalton´s lov: total

x

total

xx n

nPPF == (konstant Volume og Temp.)

Dvs. ved fastholdt Ptotal, Vtotal og T: totalxx PFP ⋅= (Partialtryksligning)

Tilsvarende kan molfraktionen bergnes udfra volumen: total

x

total

xx n

nVVF == (konstant Tryk og Temp.)

Husk: Fx ALTID

gælder for tørre gasblandinger !

240. BEREGNE DEN RESTERENDE STØRRELSE, NÅR 2 AF FØLGENDE 3 VARIABLE ER GIVET: TOTALTRYK, FRAKTION OG PARTIALTRYK, UNDER HENSYNTAGEN TIL MÆTTEDE VANDDAMPES TRYK VED EN GIVEN TEMPERATUR Dette kan beregnes ved at bruge en af følgende ligninger:

( ) ( )OHtotalxxOHtotal

xxOH

x

xtotal PPFP

PPPFP

FPP

22

2−⋅=⇔

−=⇔+=

PH2O = 47 mmHg (ved 37º C)

241. ANGIVE, AT MÆTTEDE VANDDAMPES TRYK KUN AFHÆNGER AF TEMPERATUREN Mættede vanddampes tryk afhænger kun af temperaturen.

MÆTTEDE VANDDAMPES TRYK VED FORSKELLIGE TEMPERATUR 0º C 0,67 kPa 5 mmHg 20º C 2,4 kPa 18 mmHg 37º C 6,3 kPa 47 mmHg

242. ANGIVE OG ANVENDE HENRYS LOV, HERUNDER DEFINERE PARTIALTRYKKET (TENSIONEN) AF EN GAS I OPLØSNING

SAMT DEFINERE OG ANVENDE BUNSENS TEMPERATURAFHÆNGIGE OPLØSELIGHEDSKOEFFICIENT Partialtrykket (tensionen) af luftarten ”x” i en væskefase er defineret som det partialtryk ”x” har i gasfasen, som væsken er i ligevægt med. Henry´s lov

xx PC ⋅= α

: opløst mængde af en given gasart (koncentration af gas i væske) er proportional med partialtrykket for gasarten i den ovenfor stående luft. Når der er indtrådt ligevægt er partialtensionen altså ens i gas- og væskefasen.

α er Bunsen´s opløselighedskoefficient

: den mængde gas, der ved et givet partialtryk, vil være ”fysisk” opløst i en væske, afhænger af gassens opløselighed i væsken. Dette udtrykkes ved α, hvorved forstås, det antal ml luftart (angivet som ”tør” luftart ved STPD), der kan opløses ved den aktuelle temperatur i 1 ml væske, når luftartens tension i væsken (eller partialtrykket i en ækvilibreret gasfase) er 101,3 kPa (= 1 atmosfære = 760 mmHg).

( )1)()(

−=== trykAtmosfæreP

C ATPvæskemlSTPDluftartml

x

xxα

Bunsen´s opløselighedskoefficienten (α) ved 38° C



O2 N2 CO2 CO N2 He Vand 0,024 0,013 0,55 - - - Blod 0,022 0,012 0,51 0,018 0,42 0,006

Opløseligheden (α) tiltager med faldende temperatur !

243. ANGIVE ATMOSFÆRELUFTENS SAMMENSÆTNING

TØR ATMOSFÆRISK LUFTS SAMMENSÆTNING O2 CO2 N2 Ar

20,95 % 0,03 % 78,09 % 0,93 %

3.1.3. STRUKTUR OG FUNKTION 244. ANGIVE STRUKTURELLE KARAKTERISTIKA (MAKRO- OG MIKROSKOPISKE) AF BETYDNING FOR LUNGENS FUNKTION:

ALVEOLERNES STØRRELSESFORHOLD, DEN ALVEOLO-KAPILLÆRE VÆG, SURFAKTANTS FUNKTION, LUFTVEJENES OPBYGNING OG TVÆRSNIT, DET ANATOMISK DØDE RUM OG DETS FUNKTIONER Pulmones, lungerne:

- Vægt: 600 g (pulmo dxt.) og 550 g (pulmo snst.) - Middelkapacitet: 3000 ml - Farve: grårød (svagt lyserød ved fødslen) - Overflade: blank og spejlende, svagt puklet - Konsistens: bløde og svampede; lungevævet er elastisk og sejt - Form: tilsammen kegleformet m/

- en apex pulmonis - en basis pulmonis m/ facie diaphragmatica, - en sideflade (facies costalis), - en medialflade (facies mediastinalis) m/hilum pulmonis; har form som en stor, kommaformet sprække, der

begrænses af en konveks (buen vendende fortil) forreste og vertikal bageste læbe. - Impressioner på facies mediastinalis:

- Pulmo snst.: impressio cardiaca (hovedsagligt dannet af ventriculus cordis snst.), - Pulmo dxt.: impressio cardiaca (dannet af atrium cordis dxt.)

- en forkant (margo ant.) m/(kun pulmo. snst.) incisura cardiaca og lingula pulmonis. - en nederste kant (margo inf.)

- Lungelapper: hver lap modtager en stor bronkiegren (lapbronkie) og en stor arteriegren og er yderligere delt op i bronkopulmonale segmenter - Pulmo dxt. : Lobus sup. (3) , - medius (2), - inf. (5); fissura obliqua et horizontalis - Pulmo snst. : Lobus sup. (4), - inf. (5); fissura obliqua - Lungeroden (Radix pulmonis): indhold i ant.-post. retning: v. pulmonalis – a. pulmonalis – bronchus

principalis. - Bronkietræets forgreningsmønster:

- diamter > 1 mm; altid brusk og kirtler - Generation 1 – 7 (bronchus principalis – bronchioli)

- diamter < 1 mm; mangler brusk og kirtler! ; tykkere glat muskulatur - Genereation 7 – 14 (bronchioli – bronchioli terminale): konduktive del - Generation 14 – 21 (bronchioli terminale – alveole): respiratorisk del

...

......

......

...

BronkiolerBronkioler

Bronkier

BronkiernkusSegmentbro

nkusSegmentbro

Lapbronkie

Lapbronkie

sprincipaleBronchus

sprincipaleBronchus

Trachea



Luftvejenes opbygning

: Bronkietræets opbygning kan beskrives som bestående af 22 generationer; trachea betragtes som generation 0 og alveolerne som generation 21. Trachea og de større og mindre bronkiegrene til og med bronchioli terminales omfatter de første 14 generationer: konduktive luftveje. De næste 3 generationer, bronchioli respiratorii repræsenterer overgangen fra luftveje til respiratoriske alveoler, idet der begynder at optræde alveoler i bronkiolernes vægge. De sidste 4 generationer er lungernes egentlige respiratoriske afsnit; ductuli og sacculi alveolares. Da hver generation deler sig i 2 vil der ske en væsentlig forøgelse af tværsnitsarealet.

Alveolernes størrelsesforhold

: det respiratoriske afsnit er opbygget, så der er optimale forhold for diffusion af O2 og CO2. Diffusionsarealet er 70-90 m2, hvilket fremkommer ved, at alveoleområdet består af en mængde (ca. 300 millioner) små udposninger, alveoler (150-200µm i diameter), der er samlet i drueklaseformede sække, alveolesække.

Alveolo-kapillære væg

: alveolern er velforsynede med kapillærer, der ligger helt op til alveolevæggene. Dette betyder, at diffusionsafstanden er lille, ca. 1 µm, idet alveolevæggene også (kun) består af et type-I-pneumocyt m/affladede cytoplasma (udgør 90 % af overfladebeklædningen).

Surfaktants funktion 100: jvf. 311. redegøre for lungernes overfladespænding … (s. ). Det anatomisk døde rum

: det luftvolumen der indeholdes i luftvejene (næsehulen og næsens bihuler, svælg, strubehoved, luftrør og bronchier) bidrager ikke til luftskiftet imellem lungeluft og blod. Funktionen er: rensning, opvarmning og befugtning af inspirationsluften, som normalt når lungernes alveolære afsnit mættet med vanddamp ved legemstemperatur.

3.1.4. LUFTSKIFTET 245. DEFINERE DE FORSKELLIGE RESPIRATIONSVOLUMINA: TIDALVOLUMEN (VT); VITALKAPACITET (VC); TOTAL

LUNGEKAPACITET (TLC); FUNKTIONELLE RESIDUALKAPACITET (FRC) RESIDUALVOLUMEN (RV) Tidalvolumen (VT): det volumen der under normal, rolig respiration ud- eller indåndes; VT =

0,5 liter

Vitalkapacitet (VC)

VC: Mænd:

: summen af det in- og ekspiratoriske reservevolumen og tidalvolumen: det maksimale luftvolumen, der kan ekspireres efter en maksimal inspiration.

4,8 liter

(Kvinder (-10%): 4,3 liter)

Inspiratorisk reservevolumen = 2,8 liter Ekspiratorisk reservevolumen = 1,5 liter

Total lungekapacitet (TLC): vitalkapacitet og residualvolumen; TLC =

6 liter

Residualvolumen (RV): det volumen luft der findes i lungerne efter en maksimal ekspiration: RV = TLC–VC =

1,2 liter

Funktionelle residualkapacitet (FRC): det volumen luft, som indeholdes i lunger og luftveje ved afslutningen af en normal ekspiration: summen af residualvolumen og det ekspiratoriske reservevolumen; FRC = 2,7 liter

(2,5 – 3 liter).

246. ANGIVE DERES NORMALVÆRDIER jvf. 245. definere de forskllige respirationsvolumina (s. 81).

247. REDEGØRE FOR SPIROMETRI, HELIUM-FORTYNDING OG KROPSPLETYSMOGRAFI VED BESTEMMELSE AF DISSE VOLUMINA Spirometri

I klokkespirometeret står rummet under det bevægelige låg, aflukket med vand, i forbindelse med forsøgspersonens luftveje gennem en fleksibel slange og et mundstykke med en respiratorisk dobbeltventil. Låget sænkes under inspirationen og hæves under ekspirationen. Spirometeret kan kalibreres ved indførelse af kendte

: Ved at forbinde en persons åndedrætsorganer/luftveje til et lukket system, hvori der indgår et apparat (spirometer), er man istand til at undersøge pågældendes lungefunktioner, herunder de ændringer, der indtræder i lungernes og luftvejenes volumen under vejrtrækning. Disse undersøgelser betegnes spirometri.



luftvolumina. Optegning af respirationsbevægelserne opnås simplest ved på kontravægten at fiksere en pen eller skyder, der potentiometrisk giver et signal, hvis størrelse afhænger af lågets stilling. Alle i spm. 245 (s. 81) angivne lungevolumina kan således findes, med undtagelse af residualvolumen og hermed også den totale lungekapacitet.

Helium-fortynding

: Forsøgspersonen trækker vejret gennem en slange forbundet med atmosfæren; slangen kan ved en 3-gangshane forbindes med et spirometer, der indeholder et kendt luftvolumen, Vfør, med en kendt heliumkoncentration (Cfør). Helium er uopløselig i blod. Efter afslutningen af en maksimal udånding drejes hanen, hvorefter forsøgspersonen genånder i spirometeret. Residualvoluminet, hvis størrelse ønskes målt, har initialt en heliumkoncentration på 0. Under genåndingen opblandes denne luft med luften i spirometeret, og efter opblanding er heliumkoncentrationen (Cefter) nu identisk i spirometerluften og i lungeluften:

Heliummængden før opblanding = heliummængden efter opblanding, hvilket giver:

( )( )

−⋅=−

⋅=

⇔+⋅=⋅⇔=

efter

efterfør

efter

før

efterførefterfør

He

HeHeførfør

He

førHe

førHeførHeHeHe

C

CCVV

C

VCmensidualvolu

lumenresidualvoVCVCnn

Re

Kropspletysmografi

Pt. er indesluttet i et aflukket rum på størrelse med en telefonboks og trækker vejret i boksen gennem et rør forsynet med en lukkemekanisme, der kan betjenes udefra. Efter nogle normale respirationer aktiveres denne lukkemekanisme efter en normal ekspiration (dvs. ved den funktionelle residualkapacitet) og det af den følgende inspirationsmanøvre betingede forøgede thoraxrumfang (∆V) ledsages derfor ikke af nogen luftindtagelse. Antallet af molekyler i lungerne er således uændret, og forudsat temperaturen holdes konstant, har vi i henhold til tilstandsligningen, at produktet af tryk og volumen er konstant. Forholdene ved den funktionelle residualkapacitet og efter den resultatløse inspiration kan herefter beskrives ved ligningen:

er en metode baseret på luftarternes tilstandsligning, der tillader bestemmelse af såvel luftvejsmodstand som lungevolumina, hvor der i modsætning til fortyndingsmetoden måles det totale i lungerne stående luftvolumen.

21

2221

22121

)(

)(

mm

mmmm

mmmmm

PPVPFRCVPPPFRC

VPFRCPFRCPVFRCPFRCP

−∆⋅

=⇔∆⋅=−⋅

⇔∆⋅=⋅−⋅⇔∆+⋅=⋅

Der er i disse to tilstande ingen luftstrømning og derfor trykligevægt, således at de ved munden målte tryk (Pm1 og Pm2) er identiske med de intrapulmonale tryk. Trykket ved FRC (Pm1) er lig atmosfæretrykket og ved det forøgede thoraxtryk FRC+∆V lidt lavere. Til beregning af FRC efter ligningen fordres nu blot kendskab til ∆V, den af inspirationsmanøvren betingede forøgelse af thoraxvoluminet. Denne forøgelse bevirker en vis kompression af luften i den omgivende boks, hvori trykket derfor stiger. En separat kalibrering af boksen (med patienten indesluttet), hvorunder bokstrykket måles efter indførele af kendte luftvolumina, tillader da bestemmelse af ∆V ud fra den målte stigning af Pboks.

248. DEFINERE VENTILATIONEN SOM VT⋅F, HVOR F ER RESPIRATIONSFREKVENSEN Ventilationen er den luftmængde, der udåndes per minut (definitorisk ekspireret V).

TT VfV ⋅= f = respirationsfrekvens = 12 (10 – 15) min-1 (=> max 50 min-1) VT = tidalvolumen = 0,5 – 0,6 l (under hvilerespiration) Ventilation = 6 – 7 l/min (BTPS)

249. DEFINERE DEN ALVEOLÆRE VENTILATION Alveolær ventilation er den del af lungeventilationen, der kommer fra alveolerne.



( ) ( )DEDTA VfVVVfV ⋅−=−⋅= f = respirationsfrekvens = 12 (10 – 15) min-1 (=> max 50 min-1) VT = tidalvolumen = 0,5 – 0,6 l (under hvilerespiration) VD = det døde rum (anatomisk: 150 – 175 ml) Alveolær ventilation = 4 – 4,5 l/min (BTPS)

250. BEREGNE VA AF VCO2 OG FACO2 Idet det døde rum ved afslutningen af en inspiration indeholder atmosfærisk luft med en CO2 koncentration meget nær nul, vil hele den ekspirerede CO2-mængde stamme fra lungernes alveolære afsnit.

2

222

,,

COA

COACOAACO F

VVFVV

=⇔⋅=

FA,CO2 = CO2 fraktion i alveoleluften (findes ved at måle på den sidste del af en ekspiration) VCO2 = CO2 udskillelsen gennem lungerne pr. min VA = alveolær ventilation

251. REDEGØRE FOR BESTEMMELSE AF VD,ANAT. VED FOWLERS METODE OG MED BOHRS FORMEL (MED CO2-FRAKTIONER)

Fowlers metode

: Er en grafisk metode, der bygger på en massebalance betragtning for N2-eliminationen efter en enkelt indånding af ren ilt. Den inspirerede ilt vil ved opblanding med luften i lungernes alveolære afsnit bevirke en fortynding og dermed et fald i N2-koncentrationen, idet den sidst inspirerede ilt dog forbliver i det døde rum. Princippet i metoden er nu, at den følgende ekspiration betragtes som bestående af to skarpt adskilte volumina, det døde rum med en N2-koncentration lig 0, og det alveolære volumen med en vis opblandingskoncentration af N2. Ved samtidig registrering af N2-koncentrationen i ekspirationsluften og af det ekspirerede volumen kan størrelsen af det anatomiske døde rum blive fundet.

Det ses, at der pga.. opblanding af luften i det døde rum og alveoler ikke er nogen skarp grænseovergang, men at N2-koncentrationen viser en jævn stigning fra 0 mod sin alveolære værdi. Fremgangsmåden ved bestemmelsen er herefter at finde den lodrette linje (a), som adskiller 2 lige store arealer på N2-kurven; arealet mellem ”Graf - Linje a - Linje b” og arealet ”Graf - Linje a - X-akse”. Denne linje (a) vil da, forlænget til volumenkurven, angive VD,anat.

Bohrs formel: Denne bestemmelse er baseret på en massebalance betragtning for CO2-eliminationen under en enkelt

udånding. Idet det døde rum ved afslutningen af en inspiration indeholder atmosfærisk luft med en CO2-koncentration meget nær 0, vil hele den ekspirerede CO2 mængde stamme fra lungernes alveolære afsnit. Kaldes CO2-koncentrationen i den blandede ekspirationsluft FE,CO2, og i alveoleluften FA, CO2 kan følgende ligning opstilles (Bohrs formel):

0

40

0 200 400 600 800

Nitr

ogen

kon

cent

ratio

n (%

)

Eksp. volume (ml)

Fowler´s metode til måling af "det døde rum"

Graf

Linje a

Linje b



( )

TA

EADTEAAD

ETATADADTET

VF

FFVVFFFV

FVFVFVFVVFV

CO

COCO

COCOCO

COCOCOCOCO

⋅−

=⇔⋅−=⋅

⇔⋅−⋅=⋅⇔⋅−=⋅

2

22

222

22222

)(

252. DEFINERE VD,FYSIOL OG REDEGØRE FOR BESTEMMELSEN HERAF MED BOHRS FORMEL (MED CO2-PARTIALTRYK)

Det alveolære døde rum er ikke et anatomisk veldefineret rum, men et begreb, der angiver den del af det ventilerede volumen, som ikke bidrager til luftskiftet.

Det fysiologisk døde rum: det anatomisk døde rum + det alveolære døde rum. Kan bestemmes udfra ligningen:

Ta

EaD V

P

PPV

CO

COCO

fysiol⋅

−=

2

22.

Denne adskiller sig kun fra VD,anat. ved, at den alveolære PCO2 (PA,CO2) er blevet erstattet med den arterielle PCO2 (Pa,CO2). Tilstedeværelsen af et alveolært dødt rum i visse lungeafsnit nedsætter PA,CO2 i den blandede alveoleluft, men vil kun i ringe omfang påvirke Pa,CO2. Pa,CO2 bliver derfor højere end PA,CO2 og ligningen for VD,fysiol. vil derfor give en større værdi end ligningen for VD,anat..

253. ANGIVE REGIONALE FORSKELLE I VENTILATIONENS FORDELING HOS NORMALE SAMT REDEGØRE FOR PÅVISNING HERAF MED 133XE-METODEN Det har vist sig, at de lavere liggende regioner af lungen ventileres bedre end de øverste dele af lungen (ligeledes ved liggende eller liggende på siden). Dette skyldes tyngdekraftens virkning (lungens vægt). Påvisning af dette kan ske ved inhalation af 133Xe: når 133Xe træder ind i sin respektive del af lungen, vil den radioaktive stråling penetrere kropsvæggen og kan måles med et tælleinstrument eller strålingskamera.

254. BESKRIVE ”SINGLE BREATH”- OG ”MULTIPLE BREATH”-METODERNE TIL PÅVISNING AF UJÆVN FORDELING AF VENTILATIONEN ”Single breath” –metoden

: Ligner til forveksling Fowlers metode til bestemmelse af det døde rum. Man optegner N2-koncentrationen som funktion af tiden. Under ekspirationen vil N2-koncentrationen i udåndingsluften under normale forhold nå et ”alveolært niveau” hvor N2-koncentrationen er fastholdt. Patienter med lungesygdomme vil under de samme forhold ikke nå et alveolært niveau, idet N2-koncentrationen vil fortsætte med at stige, som følge af en ujævn fordeling af ventilationen: de dårligst ventilerede alveoli, hvor N2 er blevet fortyndet sidst, vil altid tømmes sidst pga. deres store tidskonstanter.

”Multiple breath”-metoden

: Er baseret på raten af N2 washout. Patienten forbindes til en kilde der giver 100% O2 og et hurtigt responderende N2-meter der måler N2-koncentrationen. Hvis ventilationen er jævn, vil N2 koncentrationen reduceres med den samme rate for hver ånding, og en lige linje vil fremkomme ved optegning af N2 koncentrationen i % (logaritmisk skala) som funktionen af antal vejrtrækninger. Generelt er N2-koncentrationen FRC/[FRC+(VT-VD)] gange det den var i den foregående ånding. Patienter med lungesygdomme vil derimod ikke få en lige linje, men 2, 3 eller flere linjeafsnit, der repræsenterer forskellige afsnit af lungerne, med hver deres ventilationsrate (linjen der optegnes bliver altså ujævn (krum)).

3.1.5. DIFFUSION 255. REDEGØRE FOR FAKTORER, DER HAR BETYDNING FOR EN LUFTARTS DIFFUSION GENNEM EN MEMBRAN

Fick’s lov for diffusion:

)( IIIgas PPDTAV −⋅⋅=

⋅

A = diffusionsarealet T = membrantykkelsen D = diffusionskonstant, D ∝ (opløselighed)/(molekylvægt)½ PI-PII = trykgradienten over membranen



256. DEFINERE LUNGEDIFFUSIONSKAPACITETEN (DL) FOR EN LUFTART

Pga. praktiske omstændigheder er det ikke muligt at bestemme A og T i levende live. Fick’s lov omskrives derfor til:

)( IIILgas PPDV −⋅=⋅

DL = (A⋅D) / T = lungediffusionskapaciteten; alvelevæggens samlede areal i lungerne

257. ANGIVE FAKTORER AF BETYDNING FOR STØRRELSEN AF DL

TDA

PPVD

III

gasL

⋅=

−=

⋅

)(

følgende faktorer betydning for størrelsen af lungediffusionskapacitet - PI = partialtryk i alveolær gas - PII = partialtryk i kapillær blod

- A = diffusionsarealet af membranen - T = membrantykkelsen - D = diffusionskonstant ∝ (opløselighed)/(molekylvægt)½

gtmolekylevæedopløselighD =

258. BESKRIVE BESTEMMELSE AF DL,CO (= CO-TRANSFER FACTOR)

Som det kan resoneres udfra spm. 257. vil: VCO = DL,CO ⋅ (PI –PII) ⇔ DL,CO = VCO /(PI-PII) Da Pc,CO er meget lav gælder (med tilnærmelse): DL = VCO/PA,CO Altså: diffusionskapaciteten i lungerne for CO er overført CO-volumen i ml per minut per mmHg alveolær partialtryk. Metoder til bestemmelse af DL,CO: Single breath metoden

: En enkelt inspiration af en fortyndet blanding af CO foretages og raten af forsvinding af CO fra den alveolære luft måles under 10 sekunders ”holden på vejret”. Dette gøres normalt ved at måle CO-koncentrationen af den inspirerede og respirerede luft med en infrarød analysator. Den alveolære CO-koncentration er ikke konstant under ”holden på vejret”-perioden, men giver dog en god tilnærmelse. Helium tilføjes til den inspirerede luft for at kunne måle lungevolumen.

Steady state metoden

: Pt. trækker vejret gennem en lav CO-koncentrations luft (ca. 0,1%) i ca. ½ min. indtil steady state nås. Den konstante rate af forsvinding af CO fra den alveolære luft måles fortsat i en periode sammen med den alveolære koncentration.

Normal hvile diffusionskapacitet for CO er ca. 25 ml/min/mmHg

259. ANGIVE, AT MODSTANDEN, DER MÅ OVERVINDES UNDER TRANSPORTEN AF O2 ELLER CO FRA ALVEOLELUFTEN TIL HÆMOGLOBINET, HAR SÅVEL EN DIFFUSIV SOM EN KEMISK KOMPONENT Diffusiv komponent

: diffusion af O2 (eller CO) gennem blod-gas barrieren (inkl. plasma og erythrocyt cytoplasma)

Kemisk komponent

: reaktion af O2 (eller CO) med hæmoglobin.

Det er muligt at summere de to modstande til en total ”diffusion” modstand. Den inverse DL er trykforskel pr. flow, hvilket er analog med den elektriske modstand (R=U/I). Den samlede modstand kan altså beregnes som 1/DL. Modstanden i blod/gas barrieren (diffusiv komponent) er 1/DM (M=membran). Raten af reaktion mellem O2 (eller CO) med hæmoglobin kan beskrives ved θ, hvilket angiver raten i ml pr. min. af O2 (eller CO) som bindes til 1 ml blod pr. mmHg partialtryk for O2 (eller CO).



Dette er analogt med diffusionskapaciteten (θ = VCO/PA,CO) for 1 ml blod, og hvis denne multipliceres med volumen af kapillær blod (VC) findes den effektive ”diffusionskapacitet” af raten af reaktion af O2 med hæmoglobin. Igen vil den inverse 1/(θ⋅VC) beskrive modstanden for reaktionen. Disse to modstande kan summeres og den totale diffusionsmodstand fås:

cML VDD ⋅+=θ

111

260. REDEGØRE FOR DIFFUSIONS- OG PERFUSIONSBEGRÆNSET GASOPTAGELSE I LUNGERNE, HERUNDER FOR CO´S SÆRLIGE

EGNETHED TIL BESTEMMELSE AF LUNGERNES DIFFUSIONSEGENSKABER Antage at et rødt blodlegeme træder ind i et lungekapillær i en alveole der indeholder en fremmed gas: Når det røde blodlegeme træder ind i kapillæret, vil CO bevæge sig hurtigt over den ekstremt tynde blod/gas barriere fra alveoleluften ind i cellen. Fordi der dannes tætte bindinger mellem CO og hæmoglobin i cellen vil en stor del kunne optages uden at der sker nogen væsentlig forøgele af partialtrykket. Når cellen bevæger sig gennem kapillæret udvikles derfor ikke noget mærkbart tilbagetryk og CO fortsætter med at bevæge sig over alveolevæggen. Mængden af CO der når blodet er altså begrænset af diffusionsegenskaberne i blod/gas barrieren og ikke af mængden af tilgængelig blod. CO-optagelsen er diffusionsbegrænset. Dette gør CO velegnet til bestemmelse af lungernes

diffusionsegenskaber. Hvis N2 derimod bevæger sig gennem alveolevæggen ind i blodet, vil der ikke dannes bindinger til hæmoglobin, og N2’s partialtryk i blodet stiger hurtigt, indtil Pc,N2 = PA,N2. Efter dette vil der ikke ske nogen N2 transport. Mængden af N2 optag i blodet afhænger altså af mængden af tilgængelig blodflow og ikke af diffusionsegenskaber i blod/gas barrieren. N2 optagelsen er perfusionsbegrænset.

261. REDEGØRE FOR O2-OPTAGELSEN I LUNGEKAPILLÆRERNE En erythrocyt der træder ind i lungekapillærer har normalt en PO2 på 40 mmHg (=Pv,O2). Over blod/gas barrieren (der kun er 0,3 µm tyk) er alveoletrykket PA,O2 100 mmHg. Oxygens diffusion afhænger af denne gradient, og diffusionen vil fortsætte indtil PO2 i blodet er lig PA,O2, 100 mmHg (= Pa,O2).

262. REDEGØRE FOR CO2-AFGIFTEN FRA LUNGEKAPILLÆRERNE Blod der træder ind i kapillærerne har et PCO2 på 47 mmHg (=Pv,CO2). Den normale PCO2 i alveoleluften er 40 mmHg. Denne forskel i partialtryk driver diffusionen fra blodet til alveolerne.

3.1.6. LUNGEKREDSLØBET 263. REDEGØRE FOR TRYK I LUNGEKREDSLØBET SAMT FOR TRYK OMKRING LUNGEKARRENE

Trykket i lungekredsløbet er bemærkelsesværdigt lav. Gennemsnitstrykket i a. pulmonalis er ca. 15 mmHg (systolisk: 25 mmHg, diastolisk: 8 mmHg). I aorta derimod er gennemsnitstrykket 100 mmHg; 6 gange højere end i lungekredsløbet. Trykkene i venstre og højre atrium er henholdsvis 5 og 2 mmHg. Trykforskellen fra indløb til udløb i lungekredsløbet og det systemiske kredsløb er: lungekredsløb: 15 – 5 = 10 mmHg systemkredsløbet: 100 – 2 = 98 mmHg

0

40

80

120

0 0,25 0,5 0,75parti

altry

k (m

mH

g)

tid i kapillære (s)

Diffusion-/perfusions-begrænsning

nitrogenoxid (N2O)

ilt (O2)

kulmonooxid (CO)



Trykket omkring lungekarrene- Alveolære kar udsættes for alveoletryk (kapillærer og små kar i hjørnerne af alveolevæggene). Deres kaliber

bestemmes af forholdet mellem alveoletryk og trykket i dem selv.

:

- Ekstraalveolære kar (arterier og vener der løber i lungeparenchymet). Deres kaliber påvirkes af lungernes

volumen, da dette determinerer ekspansionstrækket fra parenchym på deres vægge.

- De meget store kar tæt på hilum ligger udenfor lungesubstansen og udsættes for det intrapleurale tryk. For at modsvare trykket vil karrene i de forskellige afsnit ændre kaliber, for at undgå kollaps eller udspiling (jvf. Laplace’s lov: T = PT⋅r ⇔ PT = T/r og heraf: T↑ ⇒ r↑ ⇒ PT konstant).

264. ANGIVE FORHOLD AF BETYDNING FOR MODSTANDEN I LUNGEKREDSLØBET, HERUNDER ARTERIE- OG VENETRYK, LUNGERNES UDSPILINGSGRAD, ILTENS PARTIALTRYK, NO, LUNGEKARRENES INNERVATION

flowblodPP

dsvaskulær outputinput −=tanmod

Faktorer af betydning for modstanden i lungekredsløbet:

- Parterie↑ eller Pvene↑ (sidstnævnte mindre udtalt): modstanden falder pga.: - ved højere tryk rekrutteres flere kapillærer - øgning af kaliber i kapillærerne (distension), sker hovedsagelig ved høje vaskulære tryk

- Lungevolumen: ekstraalveolære kars udspilingsgrad er afhængig af lungernes udspilingsgrad; den vaskulære

modstand er høj ved lav lungevolumen og omvendt. OBS! Under forhøjelse af lungevolumen stiger den vaskulære modstand i de alveolære kar.

- PO2↓: kontraktion af glat muskulatur i væggen af små arterioler i den hypoxiske region. Mekanismen herfor er

ukendt (÷nervemedieret), muligvis via katekolaminer, histamin, angiotensin og prostaglandiner ⇒ øger modstanden (=> mindre perfusion af den hypoxiske region).

- NO: NO aktiverer guanylyl cyklase (øget [cGMP]), der fører til relaksation af den glatte muskulatur i

karvæggen. Modstanden nedsættes herved (modsvarer altså hypoxisk respons). Er toksisk ved høje koncentrationer.

- pHblod↓: vasokonstriktion

- autonome nervesystem: øget sympatisk tonus afstiver væggene i lungearterierne og forårsager vasokonstriktion.

Modstanden øges.

265. REDEGØRE FOR FORHOLD, DER PÅVIRKER FORDELINGEN AF PERFUSIONEN I LUNGEKREDSLØBET Lungernes perfusion kan deles op i 3 zoner, efter den stigende hydrostatiske tryk i blodkarrene fra top til bund (i et 30 cm høj lunge vil der ske et trykforøgelse på 23 mmHg, jvf. 236. SI-enheder (s. 78)): Zone 1

: der kan findes en region øverst i lungerne hvor trykket i lungearterierne falder til under det alveolære tryk. Hvis dette sker udflades kapillærerne, og der er intet flow. Denne zone ses ikke under normale forhold, hvor trykket i lungearterierne er lige præcis stort nok til at ”hæve” blodet til toppen af lungerne. Zonen kan ses når arterietrykket er nedsat (som følge af f.eks. større blodtab) eller alveoletrykket er forhøjet (f.eks. ved overtryksventilering). Denne ventilerede men ikke-perfunderede del af lungerne er nytteløs for gasudvekslingen og kaldes det alveolære døde rum. Der gælder her altså: PA > Pa > PV

Zone 2

Kapillærrekruttering finder hovedsagligt sted i denne region.

: findes længere nede i lungen (midterste del). Lungearterietrykket øges pga. den hydrostatiske effekt og overstiger her det alveolære tryk. Venetrykket er stadig lavt. Under disse betingelser bestemmes blodflowet af forskellen mellem det arterielle og alveolære tryk. Der gælder her altså: Pa > PA > PV



Zone 3

: findes i den nederste 1/3 af lungen. Venetrykket overstiger nu alveoletrykket, og flow bestemmes af forskellen mellem arterietryk og venetryk. Det øgede flow i denne region skabes hovedsagelig ved distension af kapillærerne. Trykket indeni disse ligger mellem arterie- og venetryk, og øges nedad i zonen, medens det udvendige (alveolære tryk) forbliver konstant. Det transmurale tryk stiger og hermed deres radius (jvf. Laplace’s lov). Rekruttering af hidtidige lukkede kar spiller også en rolle i forøgelsen af blodflow i denne zone. Der gælder her altså: Pa > PV > PA.

Legemsstilling; tryk i basis høj; i apex lav Tyngdekraft: ditto Transmuralt tryk: det transmurale tryk stiger jo længere ned i lungen man kommer , radius stiger ⇒ større perfusion.

266. REDEGØRE FOR UNDERSØGELSE AF LUNGEGENNEMBLØDNINGEN VED 133XE-METODEN 133Xe opløses i salt og injiceres i en perifer vene. Når det når lungekapillærerne træder det over i den alveolære luft pga. dets lave opløselighed, og fordelingen af radioaktivitet kan måles med et måleapparat over brystkassen under ”holden på vejret”.

267. REDEGØRE FOR VÆSKEBALANCEN I LUNGERNE OG FOR VÆSENTLIGE TRÆK AF LUNGEØDEMETS PATOFYSIOLOGI Væskebevægelser over kapillærvæggen følger Starlings lov: netto væske ud = K[(PC-PI) - σ(πC - πI) ] (jvf. 153. opskrive Starling-ligningen... s. 50). Det er tænkeligt at nettotrykket i Starling ligningen går udaf, skabende et lille lymfeflow på ca. 20 ml/time. Væsken der forlader kapillærerne løber ud i interstitiet via alveolevæggen til det perivaskulære rum og peribronchiale rum i lungen. Her findes lymfekar der transportere væsken væk. Lungeødem

I senere stadier af lungeødem, alveolær ødem, vil væsken krydse det alveolære epithel ind i alveolerummet. Når dette sker vil alveolerne fyldes en efter en. Da disse er uventilerede kan der ikke ske oxygenering af blod ved passagen af disse. Hvad der starter denne væskebevægelse vides ikke. Muligvis sker det pga. at maksimal drænagen i interstitiet overstiges og trykket der derfor stiger.

: Den tidligste form for lungeødem er karakteriseret ved forøgelse af perivaskulære og peribronchiale rum og kendes som interstitielt ødem.

268. ANGIVE LUNGEKREDSLØBETS BETYDNING SOM BLODRESERVOIR, FILTER OG STED FOR VISSE METABOLISKE

OMDANNELSER Blodreservoir

Denne blodreservoir har en vigtig funktion ved overgang fra liggende til stående stilling. (jvf. 186. redegøre for ændringer fra liggende til … (s.

: da lungerne er i stand til at ændre modstanden i kredsløbet kan der ved øgning i vene- eller arterietryk opbevares et ekstra volumen blod i lungekredsløbet. Grundet stor compliance af blodkarrene, kan et relativt lille trykforøgelse forøge blodvolumen i lungekredsløbet.

60)). Filter

: blodets filtreres i lungerne for at fjerne små blodtromber før de når hjerne eller andre vitale organer. Ligeledes ”fanges” mange hvide blodlegemer i lungerne.

Metaboliske funktioner- danner phospholipider såsom dipalmitoyl phophatidylcholin der er en komponent i surfaktant.

:

- proteinsyntese: kollagen og elastin (”lungernes skelet”). - kulhydrat metabolisme: fjernelse af mucopolysaccarider fra bronchie mucus - syntese af IgA (immuneforsvar) - mange stoffer metaboliseres i lungerne (idet lungerne ligesom hjertet modtager hele cirkulationen):

Peptider: - angiotensin I omdannes til angiotensin II af ACE - bradykinin inaktiveres op til 80 % af ACE

Aminer: - serotonin fjernes næsten fuldstændigt - noradrenalin fjernes op til 30 %

Arachidonsyre metabolitter: - prostaglandin E1, E2 og F2α fjernes næsten fuldstændigt



- leukotriener fjernes næsten fuldstændigt

269. BEREGNE LUNGERNES GENNEMBLØDNING VED FICKS PRINCIP jvf. 209. redegøre for Fick´s princip ... (s. 69).

3.1.7. FORHOLDET MELLEM VENTILATION OG PERFUSION 270. REDEGØRE FOR, AT ALVEOLELUFTENS SAMMENSÆTNING I ET LUNGEAFSNIT AFHÆNGER AF VA/Q DEN INDÅNDEDE

LUFTS SAMT DET BLANDEDE VENEBLODS SAMMENSÆTNING Både raten hvormed O2 tilføres lungen (ventilationen) og raten hvormed blodet pumpes (blodflow) vil være afgørende for iltkoncentrationen (eller PO2) i alveoleluften og i blodet. Hvis O2 tilføres lungen med raten VA mg/min og blodet, Q liter/min, pumpes gennem lungerne, så vil iltkoncentrationen i alveolerne og dermed i det fraførende blod være VA/Q [mg/liter].

271. SKITSERE PO2 – PCO2 DIAGRAMMET

(PO2 = 40 mmHg , PCO2 = 47 mmHg) => VA/Q = 0 (PO2 = 100 mmHg , PCO2 = 40 mmHg) => VA/Q = Normal (PO2 = 150 mmHg , PCO2 0 mmHg) => VA/Q ∞

272. REDEGØRE FOR VIRKNINGERNE AF HYPO- OG HYPERVENTILATION PÅ ALVEOLELUFTENS (OG DERMED ARTERIEBLODETS) SAMMENSÆTNING Hypoventilation

KV

VP

A

COCO ⋅=

2

2

: Øger altid den alveolære og dermed den arterielle PCO2. Idet:

ses, at en halvering af VA vil fordoble PCO2. Da iltkoncentrationen i blod (og alveoler) angives: CO2 = VA/Q, ses at hvis VA nedsættes vil O2 koncentrationen nedsættes. Hyperventilation

: Der ses her modsatrettede effekter: PO2↑ og PCO2↓ (og pH i blod falder)

273. ANVENDE ALVEOLELUFTSLIGNINGEN Forholdet mellem faldet i PO2 og stigningen i PCO2 der sker under hypoventilation kan bestemmes udfra alveoleluftsligningen:

−

⋅⋅+−=R

RFPR

PPP

OCO

CO

OO IAA

IA1

22

2

22

Formlen er kun gældende, når der ikke er noget CO2 i den inspirerede luft. Udtrykket i den firkantede parentes er en relativ lille korrektionsfaktor, når luft åndes (2 mmHg, når PCO2 = 40, FI,O2 = 0,21 og R = 0,8). En brugbar tilnærmelse er derfor:

R

PPP CO

OO

AIA

2

22−=

R = respiratorisk kvotient = CO2 produktion / O2 forbrug

0

20

40

60

0 40 80 120 160

Pco2

(mm

Hg)

Po2 (mmHg)

Po2-Pco2 diagrammet



Ligningen viser, at hvis R har sin normale værdi på 0,8 så vil faldet i PA,O2 være en anelse højere end stigningen i PCO2 under hypoventilationen.

274. REDEGØRE FOR EN ”H V” – SHUNTS BETYDNING FOR ARTERIEBLODETS PO2 Shunt refererer til blod der træder ind i arteriesystemet uden at gå igennem ventilerede dele af lungen. Dvs. veneblod ryger over i arterieblodet. Dette vil medføre en nedsættelse af blodets PO2. Shunts vil ikke medføre en forøgelse af PCO2, selvom veneblodet er mere rig på CO2 end arterieblodet, idet kemoreceptorer der er følsomme for CO2, ved en øget CO2-koncentration, vil øge ventilationen og dermed nedsætte CO2-koncentrationen til normalt niveau igen. Det skal bemærkes, at en indånding af ren ilt (100%) vil ikke have nogen (betydelig) virkning på arterieblodets PO2, idet shunten per definition bypasser alveolerne.

275. ANGIVE OG ANVENDE SHUNTLIGNINGEN Når en shunt er forårsaget af tilføjelse af blandet veneblod til bloddrænagen fra kapillærerne, er det muligt at bestemme størrelsen af shunt flow. Den totale mængde O2 der forlader systemet er det totale blodflow, QT, ganget med O2-koncentrationen i arterieblod, Ca,O2. Dette er lig summen af O2 i det shuntede blod, QS⋅Cv,O2 og i det endekapillære blodet, (QT-QS)⋅Cc´,O2. Altså:

( )22

22

222´

´´

OO

OO

OOOVc

ac

T

ScSTVSaT CC

CC

QQCQQCQCQ

−

−=⇔⋅−+⋅=⋅

Hvis en shunt ikke er forårsaget af tilføjelse af blandet veneblod (men f.eks. vv. bronchialis), er det generelt ikke muligt at måle dens størrelse.

276. REDEGØRE FOR REGIONALE FORSKELLE I VA/Q SOM FØLGE AF LEGEMSSTILLINGEN I den oprejste stilling, forårsager tyngdekraften en større ventilation og en større perfusion i basis pulmonis end i apex pulmonis. Forskellen imellem apex og basis er dog langt mindre for ventilation end for perfusion. VA/Q forholdet er derfor væsentligst større ved apex (hvor perfusionen er ringe), end ved basis.

277. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF FORSKELLE I VA/Q FOR GASUDVEKSLINGEN I LUNGERNE SOM HELHED, HERUNDER FOR ALVEOLO-ARTERIELLE PARTIALTRYKSFORSKELLE FOR O2 OG CO2 UNDER NORMALE OG SYGELIGE FORHOLD (SHUNTS, SKÆV FORDELING AF VA/Q DIFFUSIONSPROBLEMER) Lunger med en ensartet fordeling af VA/Q kan opretholde en større Pa,O2 end hvis der er en skæv fordeling af VA/Q, fordi en høj VA/Q værdi indicerer tilstedeværelsen af et (fysiologisk) alveolært dødt rum. I det ekstreme tilfælde hvor VA/Q = ∞ (Q = 0) er hele ventilationen død, og den luft der forlader et sådant afsnit under ekspirationen har derfor samme sammensætning som inspirationsluften. En lav VA/Q værdi i et lungeafsnit indicerer mangelfuld arterialisering af det perfunderede blod. Dersom VA/Q = 0 (VA = 0), er luftskiftet over alveolemembranen nul, og det perfunderende blod, der forlader lungekappilæret vil have samme sammensætning som det blandede venøse blod (alveolære shunt). En tænkt lungemodel bestående af to lungeenheder: Eksempel 1

: Den ene lungeenhed er normal (1), mens perfusionen af den anden (2) er ophævet. Ventilationen af (2) er derfor ren dødtrumsventilation, som under ekspirationen blandes med luften fra (1). Den blandede alveoleluft (A) får derfor en højere PO2 og en lavere PCO2 end svarende til normale ligevægtsværdier i (1). Arterieblodet (a) stammer i dette tilfælde udelukkende fra (1) og har derfor denne enheds normale PO2 og PCO2 værdier. Mindre ekstreme eksempler, hvor perfusionen af (2) nok er nedsat, men ikke ophævet, ville have kvalitativt tilsvarende konsekvenser. Sammenfattende bevirker tilstedeværelen af afsnit med en høj VA/Q således et alveolært dødt rum, hvorved der opstår tensionsforskelle for både O2 og CO2 mellem den blandede alveoleluft og arterieblodet.

Eksempel 2: Enhed (1) er stadig normal, mens ventilationen af (2) er ophævet. Den samlede alveoleluft stammer i dette tilfælde fra (1) og vil have dennes – normale – sammensætning. Blodet der perfunderer (2) vil hverken



optage O2 eller afgive CO2 og bidrager derfor som en veno-arteriel shunt til sammensætningen af det blandede arterieblod (a). Tilstedeværelsen af et lungeafsnit med VA/Q lig nul har således bevirket en venøs tilblanding til det arterielle blod og opståelsen af alveolo-arterielle gradienter for både O2 og CO2.

3.1.8. BLODETS LUFTARTER 278. BEREGNE BLODETS INDHOLD AF FYSISKE OPLØSTE GASSER

(jvf. 242. angive og anvende Henrys lov… (s. 79). Henrys lov siger: Cx = α ⋅ Px Cx = koncentrationen af den fysisk opløste gas. Px = gassens partialtryk.

Eksempel: [ ] [ ][ ] [ ]blodl

OmlOblodml

OmlOOO C

mmHgmmHgCPC 2

22

22289,21000

760100022,0022,0 =⇔⋅⋅=⇔⋅=

279. REDEGØRE FOR BINDINGEN AF ILT TIL HÆMOGLOBIN

Hæmoglobin er et protein (MW=64.443), som består af 4 identiske prostetiske hæm(Fe-protoporfyrin IX)-grupper med hver sin polypeptid, globin. Globinmolekyler, der normalt er parvis ens, er foldet i en kompliceret 3-dimensional struktur. I fosterstadiet indeholder hæmoglobin (HbF) to α-kæder og to γ-kæder. Efter fødslen undertrykkes dannelsen af γ-kæder og der ses i stedet en hastig forøgelse af dannelsen af β-kæder. I det normale voksne menneske indeholder hæmoglobinet (HbA) således to α-kæder hver med 141 aminosyrer og to β-kæder hver med 146 aminosyreenheder. Hæmgruppen er et kompleks af jern og porfyrin, der består af fire pyrrolgrupper forbundet med metinbroer. Et divalent jernatom er ved kovalente bindinger forbundet med kvælstoffet i de fire pyrrolgrupper: en femte binding til det proximale histidin binder jern til polypeptidkæden. En sjette binding er endelig fri til at binde ferroatomet til ilt (eller CO). Idet hver jern kan binde 1 iltmolekyle, kan hæmoglobin-molekylet binde fire O2 molekyler:

42424 )(4 OHbOHb ↔+ og 1 gram hæmoglobin således: (4 ⋅ 22.400)/64.443 = 1,39 ml O2 Idet en ringe mængde hæmoglobin normalt er omdannet til methæmoglobin, der ikke kan binde O2, anvendes i reglen den lidt lavere værdi 1,34 ml O2

280. DEFINERE OG REDEGØRE FOR BLODETS O2-BINDINGSKAPACITET OG O2-MÆTNING O2 bindingskapacitet

: hvor meget O2 kan der maksimalt bindes: Der er 150 g Hb pr. liter blod og 1 g Hb binder 1,34 ml O2. Dette giver en iltbindingskapacitet på 200 ml O2 pr. liter blod.

O2-kapaciteten = 150 g/l ⋅ 1,34 ml O2/g hæm = 200 ml O2/l blod

Den aktuelle O2-mængde som blodet indeholder kaldes %100det

2

22 2

⋅−

==−kapacitetO

HbtilbunOSmætningO O



281. TEGNE OXY-HÆMOGLOBINETS DISSOCIATIONSKURVE (MED MÆTNINGSGRAD ELLER ILTINDHOLD SOM ORDINAT) PÅ GRUNDLAG AF OPGIVNE ELLER BEREGNEDE VÆRDIER FOR PO2 OG SO2.. OMVENDT ANVENDE KURVEN I BEREGNINGER AF SO2, PO2 OG CO2. Oxyhæmoglobins dissociationskurve ved PCO2 = 40 mmHg; pH 7,4; Temp. 37° C

O2-koncentrationen; CO2 (ml O2/100ml blod): [ ]2

22

003,0100

34,1 OO

O PS

HbC ⋅+⋅⋅=

282. DEFINERE BEGREBET P50

P50 = PO2 for 50% O2-mætning. Er et anvendeligt mål for positionen af dissociationskurven. Normalværdi for menneskeblod er ca. 27 mmHg.

283. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF DISSOCIATIONSKURVEN FORM FOR OPTAGELSEN AF ILT I LUNGERNE OG AFGIFTEN AF ILT TIL VÆVENE Dissociationskurven er normalt S-formet. Dens flade øverste del indebærer den fordel, at der kan opnås omtrent fuldmætning af hæmoglobinet i lungekapillærblodet, selv om PO2 i alveoleluften er lettere nedsat, hvad enten dette skyldes generel eller regional nedsættelse ved uensartet distribuering af det inspirerede luftvolumen og/eller blodflowet i forskellige lungeafsnit.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120 140

% m

ætn

ings

grad

Po2 (mmHg)

Oxyhæmoglobins dissociationskurve



Den midterste stejle del af kurven indebærer den funktionelle fordel, at der tillades en relativ stor O2-afgift (ned til 20-25 % mætning) med bevarelse af en høj PO2 (hvilket letter O2 diffusion ind i vævet).

284. REDEGØRE FOR BOHR- OG HALDANE-EFFEKTERNE SAMT ANDRE HÆMOGLOBIN-LIGAND-INTERAKTIONER (CO2, 2,3-DPG, CO) Bohr-effekten

: O2-hæmoglobin ligevægten ændres, når PCO2 ændres. En stigning af PCO2 medfører en forskydning af kurven mod højre, og et fald af PCO2 mod venstre.

Højreforskydning af kurven ⇒ affiniteten for O2-binding falder Venstreforskydning af kurven ⇒ affiniteten for O2-binding stiger Haldane-effekten

: Blodets iltmætningsgrad påvirker dets evne til at binde CO2. Er af væsentlig betydning for såvel CO2-optagelsen, der i vævene er sammenkoblet med O2-afgiften, som for CO2-udskillelsen, der i lungerne er koblet til O2-optagelse. Jo større O2-mætning, jo mindre evne til at binde CO2 og omvendt.

2,3 DPG

: danner saltbindinger imellem aminosyreenheder i den smalle spalte mellem de to β-kæder, hvilket fastholder hæmoglobin i T-strukturen, der er karakteriseret ved at have lav affinitet for O2 (højreforskydning):

[2,3 DPG]↑ ⇒ højreforskydning [2,3 DPG]↓ ⇒ venstreforskydning CO

: Bindes ligesom O2 reversibelt til jernet i hæm, men med en 250 gange højere affinitet. S-formen af kurven er væk og kurven er venstreforskudt. Dvs. der kan ikke bindes lige så meget O2, som under normale tilstande plus at det der bindes først kan afgives ved et større (end normalt) fald i PO2. (PO2 nedsat) ⇒ mindsket afgivelse af O2 i vævet.

285. ANGIVE TEMPERATURENS, FOSTERHÆMOGLOBINS OG ABNORME HÆMOGLOBINERS EFFEKTER PÅ DISSOCIATIONSKURVEN Temperatur Øget temperatur ⇒ højreforskydning

:

Nedsat temperatur ⇒ venstreforskydning HbF

: Har stor affinitet for O2. Skyldes ikke mangel på 2,3 DPG i erythrocytter, men – pga. mangel på β-kæder – en stærkt nedsat affinitet for 2,3 DPG. Kurven er venstreforskudt.

Abnorme hæmoglobiner

: Der findes mere end 300 forskellige abnorme humane hæmoglobiner (som regel genetiske betinget), hvoraf de fleste er funktionelt normale, mens andre fører til sygdomme af forskellige sværhedsgrader. Pga. strukturelle ændringer af molekylet, ses der ændringer af dissociationskurvens S-form, Bohr-skiftet, 2,3 DPG-bindingen eller kombinationer heraf, som alle kan ændre affiniteten O2.

- Hb-Kansas: En asparagingruppe i β-kæderne er erstattet med threonin. Har stærkt reduceret affinitet til ilt med et P50 på ca. 9,3 kPa.

- Hb-Rainer: Det endestillede tyrosin i β-kæderne er erstattet med cystein og resultatet heraf er en forøgelse af

affiniteten til ilt med en P50 på ca. 2,3 kPa (normal P50 = 3,6 kPa). Altså de fastholder O2 til lave PO2 værdier. Disse patienter har ofte kompensatorisk polycytæmi (forøget hæmoglobinkoncentration).

- Hb-Seglcelleanæmi: ses ved sygdommen af samme navn. Den patalogiske type stammer oprindeligt fra

afrikanske negre og bevirker pga. hypoxi, at erythrocytterne hæmolyserer (sprænges). Det har samtidig vist sig, at det tilgrundliggende gen medfører resistens mod malaria.

286. ANGIVE, AT PCO2 OG PO2 KAN MÅLES MED SPECIELLE ELEKTRODER

PCO2 og PO2 kan måles med specielle elektroder.

287. REDEGØRE FOR BINDINGEN AF CO TIL HÆMOGLOBIN jvf. 284. redegøre for Bohr- og Haladane-effekterne… (s. 93).



288. REDEGØRE FOR EFFEKTEN PÅ BLODETS ILTTRANSPORT AF BINDING AF CO TIL EN DEL AF HÆMOGLOBINET

Da CO bindes til hæmoglobin med en affinitet der er 250 gange større end ilts affinitet, vil halvdelen af hæmoglobinet være optaget af CO ved et PCO der er 1/250 gange PO2. Dette udgør altså en alvorlig trussel for ilttransporten!

289. BEREGNE BLODETS KONCENTRATIONER AF CO-HBGL OG O2-HBGL UD FRA CO OG O2´S PARTIALTRYK, HÆMOGLOBINKONCENTRATIONEN OG FORSKELLEN I AFFINITET

[ ] ( ) [ ] [ ] ( ) [ ]HbPP

POHbHb

PPPCOHb

OCO

O

OCO

CO ⋅+⋅

=−⋅+⋅

⋅=−

2

2

2250

&250

2502

290. REDEGØRE FOR FORDELINGEN AF CO2 I BLODET

CO2 findes i blodet på tre former: Fysisk opløst

: CO2 følger Henry’s lov (Cx=K⋅Px). CO2 er 20 gange mere opløselig i blod end O2, og udgør dermed en betydelig faktor for gasudvekslingen i lungen. 10% af CO2 fra væv til lungerne findes fysisk opløst i blodet. I arterieblodet udgør koncentrationen af fysisk opløst CO2 ca. 5% den totale mængde CO2 ([CO2]plasma = 3,2 % og [CO2]erythrocyt = 2,3 %).

Bikarbonat; HCO3-

Den første reaktion katalyseres af kulsyreanhydrase (CA) i erythrocytterne, medens den anden sker spontant. Ved høje koncentrationer vil HCO3- diffundere ud af erythrocytterne. H+ derimod kan ikke krydse membranen (kation-impermeabel). For at sikre elektrisk neutralitet vil Cl- derfor diffundere ind i erythrocytterne fra plasma (”klorid-bikarbonatskiftet”). Optagelsen af CO2 øger blodets osmolaritet, hvilket bevirker et inflow af vand (=> øget erytrhocytvolumen). Når cellerne passerer lungerne igen, skrumper de igen (pga. CO2 afgiften). Noget H+ i erythrocytterne bindes til hæmoglobin: H+ + HbO2 ↔ H+•Hb + O2

: dannes i blodet ud fra følgende reaktioner: CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

Dette sker fordi Hb er mindre sur end HbO2 (bedre protonacceptor). Tilstedeværelsen af reduceret Hb i det perifere blod hjælper altså til med at ”lade” CO2, medens oxygenationen i lungerne hjælper med ”afladningen”. Deoxygenation af blod øger altså dets evne til at bære CO2 (jvf. Haldane effekten). 60% af CO2 fra blod til lungerne findes som bikarbonat. I arterieblodet udgør bikarbonat 90% af den totale mængde CO2.

Karbamat

R-NH2 + CO2 ↔ R-NHCOO- + H+

: dannes ved forbindelse af CO2 med den terminale aminogruppe i blodproteinerne. Det vigtigste protein er globin i hæmoglobin

Reaktionen sker hurtigt uden enzymer. Reduceret Hb binder mere CO2 som karbamat end HbO2. Igen fasciliterer O2 afgiften i perifere kapillærer ”ladningen” af CO2, medens oxygenering har den modsatte effekt. 30% af CO2 fra blod til lungerne findes som karbamat. I arterieblodet udgør karbamat 5% af den totale mængde CO2. Jo større iltmætning jo mindre CO2 kan der bindes til blodet, jvf. Haldane-effekten.

291. TEGNE EN DISSOCIATIONSKURVE FOR CO2 I HELBLOD

0

200

400

600

800

0 2 4 6 8 10

co2

indh

old

(ml/l

)

Pco2 (kPa)

Co2-dissociationskurver

blod

bikarbonat i vand

fysisk opløst co2



292. ANVENDE HENDERSON-HASSELBALCH-LIGNINGEN TIL BEREGNINGER AF PH, BIKARBONATKONCENTRATION OG PCO2 I

PLASMA Med udgangspunkt i følgende reaktion: (CO2 + H2O ↔) H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

kan vi finde ligevægtskonstanten (KA) som:

[ ] [ ][ ]

[ ] [ ][ ] [ ] [ ]

[ ] [ ] [ ][ ]

[ ][ ]

[ ] [ ] ( ) ( ) [ ]( )A

ApKpHCO

pKpHCO

COA

A

AAAA

HCOPPHCOP

HCOpKpH

ligningenhHasselbalcHendersonCO

HCOpKpH

COHCOKH

COHCOHK

COHCOHK

COHHCOHK

−

−−−

−

−

−+

−+

−+−+

⋅=⋅⋅=

⋅+=

⇒

−−+=

⇔+−=−⇔+=⇔⋅

=⇔⋅

=

1003,0)31003,0)2

03,0log)1

)(log

loglogloglogloglog

33

3

2

3

2

3

2

3

2

3

32

3

22

2

293. REDEGØRE FOR DANNELSEN AF BIKARBONAT I ERYTHROCYTTERNE

jvf. 290. redegøre for fordelingen af CO2…(s. 94).

294. REDEGØRE FOR KLORID-BIKARBONATSKIFTET jvf. 290. redegøre for fordelingen af CO2…(s. 94).

295. REDEGØRE FOR STIGNINGEN I BLODETS HÆMATOKRITVÆRDI UNDER ÆNDRINGEN FRA ARTERIE- TIL VENEBLOD Den samtidige afgift af O2 og optagelse af CO2 i blodet under passage gennem perifere væv er ledsaget af en forøgelse af erythrocytternes volumen af et omfang, der er tilstrækkeligt til, at hæmatokritværdien er måleligt større i venøst end i arterielt blod (jvf 290. redegøre for fordelingen af CO2 … (s. 94)).

296. ANGIVE EFFEKTER AF KULSYREANHYDRASEHÆMMERE Kulsyreanhydrasen hæmmes af cyanid og mere specifikt af sulfoamider, der bindes til den aktive gruppe. Enzymet virker katalytisk i begge retninger af hydreringsreaktionen og er derfor af lige så stor betydning for fikseringen af CO2 (som bikarbonat i kapillærerne i perifere væv), som frigørelsen af CO2 fra den bunde form i lungekapillærerne.

297. DEFINERE OG SKITSERE DE ”FYSIOLOGISKE DISSOCIATIONSKURVER” FOR CO2 OG O2 I BLODET (DEN FAKTISKE SAMMENHÆNG MELLEM KONCENTRATIONS- ELLER MÆTNINGSÆNDRINGERNE OG PARTIALTRYKSÆNDRINGERNE UNDER KAPILLÆRPASSAGEN) Der tegnes to CO2-dissociationskurver: en for fuldt oxygeneret blod (arterieblod) og en for deoxygeneret blod. Den linje der forbinder disse to kurver betegnes den fysiologiske dissociationskurve. En O2-mætningsgrad på 75% findes normalt i blandet venøst blod hos et hvilende menneske. Punkt A angiver det arterielle punkt og punkt V angiver det venøse punkt på den fysiologiske dissociationskurve. Forskellen fra V til V’ skyldes Haldane-effekten. Se fig. 6.6 (s. 79); West, John B.: Respiratory physiology – 5th edition.

298. REDEGØRE FOR ORGANISMENS DEPOTER AF CO2 OG O2 O2-depoterne er kun af beskeden størrelse. Lungerne indeholder residualkapacitet ca. 0,3 – 0,4 l O2. Dersom man antager, at det samlede blodvolumen er 5 liter, og at 1/4 af dette er arterielt og 3/4 af sammensætningen er blandet venøst blod, kan det beregnes, at blodet mede en normal iltkapacitet på 200 ml⋅l-1, indeholder ca. 0,8 l O2. Vævsdepoterne er på grund af iltens ringe opløselighed overordentlig små. Dersom man antager, at iltens partialtryk i vævene er af samme størrelsesorden som i blandet venøst blod (i hvile ca. 5,3 kPa), indeholder organismens vandfase (er ca. 40 l for en 70 kg person) kun ca. 50 ml ilt. Hertil kommer den ilt, der i musklerne er bundet til myoglobin. På grund af den høje myoglobin O2-affinitet (P50=1 kPa) vil den således bundne O2 dog kun under ekstreme tilfælde ændres. Sammenholder man disse små iltreserver med organismens normale, hvilende O2 forbrug på ca 0,25 l⋅min-1 er det ikke overraskende, at respirationsstandsning, for eksempel ved drukning, allerede indenfor få minutter er livstruende.



CO2-depoterne er væsentligt større end O2-depoterne. Dette skyldes dels CO2´s større opløselighed og dels, at bikarbonatbundet CO2 findes overalt i blod og væv. I lungerne findes normalt ca. 0,1 – 0,15 l CO2, i blodet (beregnet under de samme forudsætninger som for ilt ovenfor) ca. 2,8 l. Vævenes CO2-indhold lader sig kun vanskeligt beregne kvantitativt; betragter man bare et enkelt organ eller væv, vil dettes CO2-indhold være bestemt af gennemblødningen i forhold til energiomsætningen. Jo lavere forholdet imellem et vævs perfusion og dets CO2-produktion er, desto større er det veno-arterielle CO2-deficit og dermed vævets PCO2. Det kan antages at vævene indeholder ca. 12 – 14 l CO2 i opløsning og som bikarbonat; denne værdi inkluderer ikke knoglernes større og relativt stabilt karbonatbundne CO2, som normalt ikke indenfor minutter eller enddog timer vil kunne mobiliseres eller forøges.

299. ANGIVE ORGANER MED SÆRLIG HØJ OG SÆRLIG LAV UDNYTNING AF BLODETS ILT Myocardiet udnytter blodets ilt særdeles effektivt: ca. 65% udnyttes normalt. Muskler kan øge deres oxygen ekstraktion fra ca. 30% i hvile til ca. 60% under intenst muskelarbejde. Nyren extraherer under 10% af blodets oxygen, hvilket er det laveste i organismen (bortset fra glomus caroticum, hvor extraktionen er endnu lavere).

3.1.9. GASUDVEKSLING MELLEM BLOD OG VÆV 300. REDEGØRE FOR GASUDVEKSLINGEN MELLEM BLOD OG VÆV, HERUNDER ANGIVE ILTTENSIONER I KAPILLÆRER, VÆV OG

CELLER, BETYDNINGEN AF KAPILLÆRTÆTHEDEN, BETYDNINGEN AF MYOGLOBIN SOM ILTDEPOT Gasudvekslingen mellem blod og væv er en diffusionsproces, der er proportional med kapillærsarealet og forskellen i partialtryk mellem de to sider af diffusionsmembranen, og omvendt proportional med tykkelsen. Trykgradienter (mmHg): arterieblod: veneblod: O2 100 mmHg 40 mmHg CO2 40 mmHg 47 mmHg PO2 i væv skal være minimum 3 mmHg for at sikre tilstrækkelig iltforsyning. Den største del af faldet i PO2 i perifere væv sker i nærheden af kapillærvæggen. I muskler kan PO2 nå ned på værdier omkring 1-3 mmHg, pga. tilstedeværelsen af myoglobin der binder ilt i musklerne.



3.1.10. HYPOKSI 301. DEFINERE HYPOKSI SOM INSUFFICIENT VÆVS-PO2

Hypoksi opstår, når den tilførte O2-mængde er utilstrækkelig til at dække cellernes O2-behov (PO2 < 3 mmHg). Det vil påvirke cellefunktionerne i de berørte væv, og symptomerne vil derfor afhænge af, hvilket væv (organ), der udsættes for hypoksi.

302. REDEGØRE FOR HYPOKSISK HYPOKSI En nedsat arteriel O2-tension (Pa,O2) med en deraf følgende nedsættelse af iltmætningen (hypoksæmi) kan forårsage en hypoksisk hypoksi. Et fald i den arterielle O2-tension ses ved

- lavt ilttryk i inspirationsluften, som ved ophold i højdeklima - svigtende kabinetryk i et fly - ved fejlagtig betjening af narkoseapparat eller ved genånding i et spirometer.

Bortset herfra ses hypoksisk hypoksi ved følgende tilstande:

- regionale forstyrrelser i ventilations/perfusionsforholdet i lungerne (kronisk obstruktiv lungesygdomme; emfysem)

- alveolær hypoventilationen (svigtende funktion af respirationsmuskler; polio, myasthenia gravis) - diffusionsforstyrrelser i lungerne (lungeødem, fibrotiske lungesygdomme (asbestose, silikose)) - større veno-arterielle shunts (atelektase, medfødte hjertesygdomme)



Ventilations/perfusionsforstyrrelser

anses for at være den vigtigste og hyppigste årsag til hypoksæmi hos patienter med kronisk obstruktive lungesygdomme. Lungeafsnit med lav VA/Q ratio bidrager med venøs tilblanding til arterieblodet, hvorved den Pa,O2 nedsættes, og den alveolo-arterielle ilttensionsgradient forøges. Den arterielle CO2-tension er enten normal, forøget eller nedsat, afhængig af omfanget af den kompensatoriske ventilationsstigning og den ventilatoriske kapacitet.

Alveolær hypoventilation

: denne tilstand ses ved svigt af respirationsmusklernes funktion betinget af innervationsinsufficiens. Tilstanden kan også være mekanisk betinget ved svær fedme eller under søvn. Ved overdosering med sovemedicin eller anæstesimidler kan den alveolære ventilation være nedsat i livstruende grad.

Diffusionsforstyrrelser

eller alveolo-kapillært blok ses alene eller i kombination med VA/Q forstyrrelser ved fibrotiske lungesygdomme af vidt forskellig ætiologi, fra systemsygdomme (sarkoidose) til arbejdssygdomme (asbestose, silikose). Selv om diffusion i hvile kun sjældent er en begrænsende faktor for iltoptagelsen, kan der ved arbejdsbelastning, hvor cirkulationstiden nedsættes, ses en nedsat Pa,O2. Ventilationen er oftest normal, eller endog - ved hypoksisk stimulation af kemoreceptorerne - forøget. PCO2 er derfor i reglen normal eller lav, medens den alveolo-arterielle O2-gradient er forøget.

Veno-arterielle shunts

af ringe størrelse bidrager sammen med de normalt forekommende små skævheder i fordelingen af ventilation og perfusion til at den Pa,O2 er ca. 1 kPa lavere end den, der findes når blodet forlader lungekapillærerne. Større veno-arterielle shunts ses patologisk ved kollaps af lungevæv (atelektase) og ved de cyanotiske typer af medfødte hjertesygdomme.

303. REDEGØRE FOR ANÆMISK HYPOKSI En nedsat [Hb], der begrænser den O2-mængde, der transporteres i kredsløbet, kan medføre anæmsik hypoksi. Det kan være på grund af:

- blodtab - hæmolyse eller nedsat Hb-syntese (f.eks. ved mangel på jern eller vitamin B12)

Anæmisk hypoksi kan også ses, selv om [Hb] er normal, ved kulilteforgiftning eller ved methæmoglobinæmi, der kan skyldes en medfødt enzymmangel eller opstå som en toksisk effekt af forskellige gifte og farmaka. Selv om den Pa,O2 er normal, er den venøse nedsat, hvilket kompromiterer iltforsyningen til de celler, der er henvist til den venøse ende af kapillærerne. Ved en normal O2-kapacitet på 200 ml⋅l-1 og et arterio-venøst O2 deficit på 50 ml⋅l-1 er det venøse O2-indhold 150 ml⋅l-1 svarende til en iltmætning på 75%, hvor PO2 er 40 mmHg. Ved en nedsat O2-kapacitet svarende til f.eks. 100 ml⋅l-1 vil det samme (a-v) O2-deficit give et venøst O2-indhold på 50 ml⋅l-1, dvs. 50 % mætning med en PO2 på kun 27 mmHg. En forøget gennemblødningshastighed kan kompensere for tilstanden ved at formindske det (a-v) O2-deficit. Forholdet imellem et vævs O2-optagelse, dets flow og det arterio-venøse iltdeficit er, præcist som for det totale kredsløb, givet ved Fick’s princip:

( ) deficitOvaseiltoptagelFlow

−−=

2

304. REDEGØRE FOR STAGNATIONSHYPOKSI

Ved en nedsættelse af gennemblødningen øges det arterio-venøse iltdeficit, hvorved PO2 i veneblodet og i det gennemsnitlige kapillærblod bliver lavere. Herved nedsættes den drivende kraft for diffusionen af ilt fra kapillær til celle, en tilstand der kaldes stagnationshypoksi. Stagnationshypoksi kan være generel ved hjerteinsufficiens (universel stagnationshypoksi) eller lokalisret ved tillukning eller afklemning af funktionelle endearterier. Angina pectoris og claudicatio intermittens er eksempler på hypoksisk betingede symptomer, der opstår når muskulaturen i henholdsvis hjertet og underekstremiteterne får utilstrækkelig iltforsyning.

305. REDEGØRE FOR TOKSISK HYPOKSI Cellerne kan på grund af forgiftning med f.eks. cyanid, som blokerer det oxidative stofskifte (cytokromoxidase), ikke udnytte den tilførte O2-mængde.

306. REDEGØRE FOR CYANOSE



Cyanose betyder blåfarvning (af huden; læber, fingre, øreflipper, neglelejer) og er et klinisk tegn på en forøget koncentration af reduceret hæmoglobin i kapillærblodet. Som grænse for, om cyanose, kan erkendes af et flertal af iagttagere, angives at koncentrationen af reduceret hæmoglobin i det gennemsnitlige kapillærblod skal overstige 50 g/l blod (1/3 af den totale mængde), hvilket – idet 1 g hæmoglobin binder 1,34 ml ilt – modsvarer 67 ml O2. Cyanose kan ses både ved stagnationshypoksi, hvor gennemblødningen er nedsat og det arterio-venøse O2-deficit forøges, og ved hypoksisk hypoksi, hvor det arterielle blods mætningsgrad er nedsat. Stigningen af det arterio-venøse iltdeficit under muskelarbejde vil kunne ledsages af cyanose eller forværre en bestående cyanose. Mængden af reduceret hæmoglobin i det gennemsnitlige kapillærblod kan beregnes som summen af det, der findes i det arterielle blod plus halvdelen af det, der dannes under kapillærpassagen. Eksempel

: Hos en patient med en hæmoglobinkoncentration på 150 g/l og en arteriel O2-mætning på 75% indeholder i arterieblodet 37,5 g red-Hb/l. Et arterio-venøst O2-deficit på 50 ml/l vil bidrage med ½(50:1,34) ml/l hvorefter det gennemsnitlige kapillærblod indeholder 37,5 + 19 = 56,6 g red-Hb/l; patienten er således cyanotisk. En patient med anæmi, hvis hæmoglobinkoncentration f.eks. er nedsat til 100 g/l vil ved den samme arterielle iltmætning ikke være cyanotisk, idet det gennemsnitlige kapillærblod kun indeholder 25 + ½(50:1,34) = 44 g red-Hb/l. Patienter med polycytæmi (forøget erythrocytkoncentration) er derimod cyanotiske allerede ved mindre grader af arteriel desaturation.

3.1.11. RESPIRATIONENS MEKANIK 307. REDEGØRE FOR LUNGERNES OPHÆNGNING I THORAX, FOR DET INTRAPLEURALE UNDERTRYK OG FOR

RESPIRATIONSBEVÆGELSERNE Lungerne, adskilt af mediastinum, udfylder normalt thoraxrummet helt. Pleura visceralis indhyller lungerne og hviler tæt imod pleura parietalis, der beklæder brystvæggens indside. De to pleurablade er adskilt (cavita pleuralis) af en ringe mængde væske, der som en smøreolie tillader en næsten friktionsfri gnidning af de to blade henover hinanden under respirationen. Det intrapleurale tryk er normalt subatmosfærisk og veksler under hvilende respiration imellem ca. 0,4 kPa ved afslutningen af ekspirationen og – 0,8 kPa ved afslutningen af inspirationen. Ved hoste eller ved forceret ekspiration med lukket epiglottis stiger det til høje positive værdier, 10-15 kPa. Inspiration

Mm. intercostales externae forbinder tilstødende ribben og hældningen går nedad og fremad. Når de kontraheres trækkes ribbenene opad og fremad, bevirkende en øgning af den laterale og antero-posteriore diameter i thorax. Musklerne forsynes af nn. intercostales fra rygmarven på samme niveau. Paralyse af mm. intercostales externae alene har ikke den store effekt på vejrtrækningen, fordi diaphragma er så effektiv.

: Den vigtigste muskel ved inspiration er diaphragma, der består af en tynd, kuppelformet flade af muskel, der insererer på de laveste ribben. Den forsynes af n. phrenicus (C3,C4 og C5). Når den kontraherer presses abdominal-indholdet nedad og fremad, og den vertikale dimension af brystkassen øges. Ligeledes løftes ribbensrandene udad, hvilket bevirker en øget transversiel diameter af thorax. Under normal tidal vejrtrækning bevæges diaphragma ca. 1 cm, men ved forceret inspiration og ekspiration kan forskydningen komme op på 10 cm eller mere. Når diaphragma paralyseres bevæger den sig opad i stedet for nedad fordi det intrathorakale tryk falder (”paradoxical movement”).

Accessoriske muskler under inspiration: mm. scalenii eleverer de to øverste ribben. M. sternocleidomatoideus hæver sternum. Der er kun en lill (om nogen) effekt af disse muskler under rolig vejrtrækning, men under hårde belastning kontraheres de kraftigt.

Ekspiration

er passiv under rolig vejrtrækning. Lungerne og brystkassen er elastiske og vil søge tilbage til deres ligevægtsstilling efter at have været aktivt ekspanderet under inspirationen. Under hårde belastninger og voluntær hyperventilation bliver ekspirationen aktiv. De vigtigste muskler for ekspiration er dem fra abdominalvæggen: m. rectus abdominus, mm. obliquus externus et internus og m. transversus abdominus. Når disse muskler kontraherer stiger intraabdominaltrykket og diaphragma presses opad. De kontraherer sig også under hoste, opkastning og defækation. Mm. intercostales internae assisterer under aktiv ekspiration ved at trække ribbenene nedad og indad (modsat mm. intercostales externae), hvorved volumen af thorax mindskes.



308. REDEGØRE FOR TRYK-VOLUMEN RELATIONERNE FOR LUNGERNE, FOR BRYSTVÆGGEN OG FOR LUNGER + BRYSTVÆG UNDER SÅVEL STATISKE SOM DYNAMISKE FORHOLD, HERUNDER DEFINERE BEGREBET COMPLIANCE Statiske forhold = der sker ingen luftstrømning Dynamiske forhold = under flow Statiske forhold

thoraxvæglungetotal CCC111

+=

: Lungens elastiske kræfter, Pel, tenderer til at modvirke et øget lungevolumen. Lungernes elastiske natur skyldes de elastiske fibres (kollagen- og elastinfibre) geometriske arrangement snarere end deres forlængelse under respirationen. Compliance defineres som hældningen på PV-kurven: ∆V/∆P. Compliance for lungerne og brystkassen er indenbyrdes relatereret udfra følgende formel:

Compliance falder ved højere ekspansionstryk. Faktorer der har indflydelse på lungernes compliance:

- når lungevenernes tryk øges og lungerne fyldes med blod falder compliance - lungernes compliance er afhængig af deres størrelse (jo større lunger jo større compliance) - compliance tiltager med alder og ved emfysem (ændringer i de elastiske strukturer) - fibrose nedsætter lungernes compliance

Brystkassen er også elastisk, idet dens væg – som en bøjelig pilekvist – vil have en tendes til at svirpe udad og derved indtage et større volumen. Brystkassens ligevægtsvolumen er ca. 75% af vitalkapaciteten, dvs. væsentlig større end den funktionelle residualkapacitet, men mindre end den totale lungekapacitet. Thoraxvæggens elastiske udvidelsestendens Pw, formindskes derfor ved stigende lungevolumina, indtil den ved volumina større end 75% af vitalkapaciteten skifter fortegn og derefter – ligesom lungerne – udøver en indadrettet, tømmende kraft. Over en stor del af den totale lungekapacitet bevirker lungernes og brystkassens elastiske egenskaber således kræfter virkende i modsat retning; lungerne med en indadrettet og brystkassen med en udadrettet kraft. Disse kræfter søger at trække de to pleurablade fra hinanden og er derved ansvarlige for det subatmosfæriske tryk i thoraxhulen; dette intrathorakale tryk benævnes også det intrapleurale tryk. Ved det intakte ligevægtsvolumen er de to kræfter lige: Pel = Pw. Dynamiske forhold

: Ved inspirationsmusklernes kontraktion øges thorax’ volumen, hvorved det intrapulmonale tryk falder til en værdi der er lavere end atmosfæretrykket, og luft strømmer ned i lungerne. Under inspirationen er således Pip < Patm; under ekspirationen, hvor luft forlader lungerne, er Pip > Patm; ved afslutnigen af in- og ekspirationen, hvor flowet er nul, er Pip = Patm.

309. REDEGØRE FOR ”AIRWAY CLOSURE” Lungens kompressions region ved basis (pga. lungens vægt) har ikke fået ”mast” alt sin luft ud. Små luftveje såsom respiratoriske bronkioler lukker først hvorved der indespærres luft i de distale alveoli. Denne ”airway closure” sker kun ved meget lave lungevolumina hos unge, normale mennesker. Med alderen sker ”airway closure” dog ved større lungevolumen og kan være tilstede ved den funktionelle residualkapacitet. Grunden hertil er at aldrende lunger taber noget af deres elasticitet og det intrapleurale tryk bliver derfor mindre negativt (evt. positivt), hvilket skaber ”airway closure”, der umuliggør ventilation.

310. DEFINERE FRC FRC er luftvolumet i lungerne, når der er ligevægt mellem lungernes elastiske træk indad og den afslappede brystvægs elastiske tryk udad.

311. REDEGØRE FOR LUNGERNES OVERFLADESPÆNDING, ANVENDELSE AF LAPLACES LOV, BETYDNINGEN AF SURFCTANT, OG FØLGERNE AF MANGEL PÅ SURFKTANT Udvidelse af lungerne foregår mod en vis elastisk modstand, som afhænger af lungevævets eftergivelighed. Denne bestemmes i nogenlunde lige stor grad af vævets indhold af elastiske bindevævskomponenter og af den overfladespændingen, der eksisterer ved grænsefladen mellem luften i alveolerne og den tynde væskefilm, der beklæder alveoleepithelets overflade. Overfladespænding er et fysisk fænomen, der eksisterer når luft og væske mødes. Vandmolekylerne ”holdes sammen” af elektriske kræfter (polære molekyler), og disse kræfter vil trække vandpartiklerne mod hinanden og skabe modstand mod at de fjernes fra hinanden. Overfladespændingen vil forsøge



at klappe alveolerne sammen. Hvis man betragter alveolerne som halvkugler, kan man beregne det overtryk, der skal være tilstede i alveoleluften for at hindre et sammenfald af alveolerne. Dette kan beregnes ved hjælp af Laplace’s lov:

rTPrPThalvkugleenerdarPT ⋅

=∆⇔⋅∆

=⋅∆=2

2:det,

P = udspilingstrykket, dvs. det overtryk, der skal være i alveoleluften for at hindre alveolekollaps r = alveoleradius T = spændingen (tensionen) i alveolevæggen (forårsaget af overfladespænding og elastiske fibre) Ved ekspiration mindskes radius for alveolerne, hvorfor det samlede udtryk (2⋅T/r) stiger, hvilket betyder, at der kræves et større udspilingstryk (P) for at holde alveolerne åbne i denne ekspirationsfase. Såfremt intet andet modvirkede dette ville alveolerne klappe sammen (jvf. ”airway closure”), hvis ikke T mindskes, f.eks. ved nedsættelse af overfladespænding. Dette sker netop ved hjælp af surfakant (dannes i type-II-pneumocytter (alveole) og i Clara-celler (de mindste bronkioler)). Surfaktant er et phospholipoprotein med et højt indhold af dipalmitoyllecithin, der formindsker overfladespændingen i væsken på overfladen af alveoleepithelet. Når alveoleoverfladen mindskes under ekspirationen stiger surfaktant-koncentrationen i væskefilmen og overfladespændingen nedsættes yderligere. Herved modvirkes kollaps af de små bronkioler ved ekspiration. Endvidere lettes lungernes udfoldelse ved fødslen pga. surfaktant. Ved sygelige tilstande hvor der ikke er surfaktant tilstede kræver det altså et større tryk for at holde alveolerne udspilet (besværet respiration), compliancen er nedsat og desuden vil der kunne træde transudat ud i alveolerne.

312. DEFINERE LUFTVEJSMODSTAND Umiddelbart før inspirationens start er luftstrømningen nul; Pip er lig atmosfæretrykket (= 0), og det negative Pit er udelukkende bestemt af lungernes elasticitet, Pel. Under inspirationen ændres Pip i negativ retning. Pit falder, dels fordi lungernes udspiling medfører en forøgelse af de elastiske retraktionskræfter, og dels pga. modstanden mod luftstrømningen fra mund til alveoler. Trykfaldet fra mund til alveoler betinger luftens bevægelse. Under ekspiration ses tilsvarende ændringer i modsat retning. Størrelsen af Pip vil til enhver tid modsvare luftgennemstrømningen gennem luftvejene og i mindre omfang også af brystvæggens og lungevævets modstand imod deformering. Den flow-resistive modstand (R) kan beregnes udfra trykforskellen imellem atmosfære og lungeluft (∆P = Patm – Pip og det dertil svarende flow V):

VPR ∆

=

Den samlede luftvejsmodstand har to omtrent lige store komponenter: - modstanden imod flow i de ekstrapulmonale luftveje, hvoraf larynx bidrager med en væsentlig andel - modstanden i de intrapulmonale luftveje

Pga. den betydelige forøgelse af det samlede tværsnitsareal af bronkierne vil den lineære flowhastighed aftage med tiltagende afstand fra trachea. Det er blevet beregnet af den intrapulmonale luftvejsmodstand opstår i bronkier med en diameter på 3-8 mm, hvilket svarer til 2.-5. generation. Den ekstrapulmonale modstand er mere end fordoblet undr vejrtrækning gennem næsen.

313. ANGIVE FYSISKE FAKTORER AF BETYDNING FOR LUFTVEJSMODSTANDEN: POISEULLE´S FORMEL, TURBULENS, REYNOLDS TAL, OG ANVENDE DISSE UDTRYK I BEREGNINGER

Tryk-flow karakteristika for laminær strømning er givet ved Poiseulle’s lov: lnrPV⋅⋅⋅⋅

=⋅

8

4π

P = den drivende kraft r = radius n = viskositet l = længden

Da modstanden, R, er den drivende kraft delt med flow ses det: 48

rlnR

VP

⋅⋅⋅

==π

Faktorer der har betydning er altså: radius, længden og viskositeten.



Turbulent flow har andre egenskaber. F.eks. gælder ikke som under laminær strømning at P = K⋅V, men i stedet P = K⋅V2. Turbulær flow har heller ikke en høj axial flow, som er karakteristisk for flow. Om flow er laminær eller turbulent afhænger i stor grad af Reynolds tal, Re:

ndvr ⋅⋅⋅

=2Re

r = radius v = gennemsnitshastighed d = densitet n = viskositet Hvis Reynolds tal, for lige glatte rør, er højere end 2000 vil der ses turbulens. Laminær strømning ses kun i de helt små bronkioler. I de fleste bronkietræer vil der være overgangsflow, og kun i trachea kan ses turbulent flow. Ud fra disse betragtninger angav Rohrer følgende formel for sammenhængen ml. tryk og flow: P = k1⋅V + k2⋅V2

314. REDEGØRE FOR (PATO-)FYSIOLOGISKE ÅRSAGER TIL ÆNDRET LUFTVEJSMODSTAND, HERUNDER DYNAMISK

LUFTVEJSKOMPRESSION Årsager til ændret luftvejsmodstand

- Lunge volumen har en vigtig effekt på luftvejsmodstanden. Jo større lungevolumen jo mindre luftvejsmodstand (og omvendt). Patienter med forøget luftvejsmodstand trækker ofte vejret med et stort volumen; hjælper med at reducere luftvejsmodstanden.

:

- Kontraktion af de glatte muskler i bronkierne mindsker luftvejene og øger derfor luftvejsmodstanden. Dette kan ske refleksmæssigt ved stimulation af receptorer i trachea og de store bronkier med f.eks. cigaretrøg. Muskeltonus styrres af det autonome nervesystem. Ved forøget tonus opstår asthma. Behandling er bronchodillatation: stimulation af adrenerge receptorer med f.eks. isoproterenol eller adrenalin.

- Parasympatikus aktivitet ligesom acetylcholin giver bronchokonstriktion - Et fald i Pco2 i den alveolære luft øger luftvejsmodstanden ved direkte at påvirke bronkiernes glatte muskulatur. - Densiteten og viskositeten i den inspirerede modstand påvirker luftvejsmodstanden på flow. Modstanden øges

under dybe dyk, men reduceres når He-/O2-mixtur indåndes. Dynamisk luftvejskompression

87

: Forsøg har vist at den maksimale flow-volumen relation under udånding af de sidste 60% af vitalkapaciteten er vidtgående kraftuafhængig, dvs. at en forøgelse af det intrathorakale tryk ved en forøget ekspiratorisk muskelkraft ikke yderligere forøger flowet. Under forceret expiration bliver det intrathorakale tryk positivt. Det intrapulmonale tryk er større end det intrathorakale med en værdi lig det elastiske retraktionstryk; Pip = Pit + Pel. Forskellen imellem Pip og atmosfæretrykket er den drivende kraft for det ekspiratoriske flow, og trykket falder derfor longitudinelt gennem luftvejens længde fra alveoler mod ”mund”. Efter en vis længde af luftvejen er gennemløbet, vil det intrabronkiale tryk være faldet til en værdi identisk med det intrathorakale tryk, og på dette sted er det transmurale tryk over bronkievæggen lig nul. Efter passage af dette punkt vil der nu være større tryk udefra end indeni luftvejene, og der vil ske en sammenklapning af luftvejene (dynamisk luftvejskompression). Hvis det intrapleurale tryk øges vil der ikke opstå en større max.-flow idet den drivende kraft er uforandret: flow er altså som nævnt krafttuafhængig. Samme princip som i zone 2: 265. redegøre for forhold, der påvirker fordelingen … (s. ).

315. ANGIVE INTERVENTIONER HVORVED LUFTVEJSMODSTANDEN KAN PÅVIRKES

Bronkodilatation kan ske ved indgift af β-adrenerge receptorer med f.eks.: isoproterenol eller adrenalin. Bronkokonstriktion kan ske ved indgift af f.eks.: acetylcholin (parasympatikus aktivitet) eller histamin.

316. REDEGØRE FOR METODER TIL UNDERSØGELSE AF LUFTVEJSMODSTANDEN: PEAK FLOW, FEV1, FEV25-75%, DYNAMISK VS. STATISK TRYK/VOLUMEN REGISTRERING, LEGEMSPLETYSMOGRAFI, FLOW-VOLUMENKURVE Peak. flow: Ved at udånde med så stor kraft som muligt efter en maksimal inspiration fås i starten af udåndingen den

hurtigst mulige ekspirationshastighed

(MEV = peakflow). Denne ligger på 400-600 l/min hos en ”lungerask” ung person.

FEV1: en meget anvendt måling er at bede personen om at lave en maksimal inspiration og derefter foretage en maksimal ekspiration så hurtigt som muligt, at måle den forcerede vitalkapacitet, FCV. Under denne ekspiration registreres endvidere, hvor stor en mængde luft der ekspireres inden for det første sekund, FEV1, og dette



rumfang angives i procent af FCV (Tiffeneaus index). Dette forhold bør være i størrelsesordenen 80% hos yngre mennesker.

Klinik:

- ved restriktive sygdomme såsom fibrose: FEV1 og FCV er begge nedsat, men ratio mellem dem er normal eller øget.

- ved obstruktive sygdomme såsom asthmatisk bronkitis: FEV1 falder mere end FCV, hvorved ratio mellem dem falder (N.B. begge værdier falder).

FEV25-75%

: Er gennemsnitsflow målt over den midterste halvdel af ekspirationen. Dette mål er nær relateret til FEV1.

Legemspletysmografi: jvf. 247. redegøre for spirometri, helium-fortynding og kropspletysmografi … (s. 81). Dynamisk vs. statisk tryk/volumen registrering: jvf. 308. redegøre for tryk-volumen relationerne for lungerne … (s. 100). Ved flow-volumen kurver ses absolut lungevolumen, hvilket ikke ses udfra målinger af FEV eller FEF25-75%.

317. REDEGØRE FOR ÅRSAGER TIL UJÆVN FORDELING AF VENTILATIONEN Ved nedsat compliance fyldes lungerne hurtigere, men ikke fuldstændigt. Ved øget luftvejsmodstand tager inspirationen længere tid og lungerne fyldes ikke helt før ekspirationen påbegyndes. Begge disse faktorer har indflydelse på tidskonstanten og dermed på fordelingen af ventilationen:

teVV CR ⋅⋅= ⋅−1

0

Tidskonstanten, T =R⋅C Der ses: T↑ hvis R↑ og/eller C↑ En anden mulig mekanisme der kan være ansvarlig for en ujævn ventilation, kan være dilatation af luftvejene i de respiratoriske bronkioler der øger diffusionsafstanden, hvorved der kan optræde ujævn ventilation langs lungeafsnittene. Se desuden

- 253. angive regionale forskelle i ventilationens fordeling … (s. 84). - 254. beskrive ”single breath”- og ”multiple breath”-metoderne … (s. 84).

318. REDEGØRE FOR RESPIRATIONSARBEJDET OG DETS KOMPONENTER (ELASTISK OG RESISTIVT)

Respirationsarbejdet: Arbejde = tryk ⋅ volumen = P ⋅ V

Figur Inspiration

- arealet 0AECD0 repræsenterer arbejdet der skal til for at overvinde de elastiske kræfter.

: Det intrapleurale tryk følger kurven ABC og arbejdet udført af lungerne er repræsenteret af arealet 0ABCD0.

- arealet ABCEA repræsenterer arbejdet der skal til for at overvinde den viskøse modstand (luftveje + væv) Jo højere luftvejsmodstand eller jo højere respirationsfrekvens jo mere negativ bliver det intrapleurale tryk og jo større bliver arealet. Ekspiration

: Arealet AECFA repræsenterer arbejdet der skal til for at overvinde luftvejs- (og vævs) modstanden. Normalt falder dette område indenfor arealet 0AECD0 og kan udrettees af den gemte energi i de elastiske elementer der frigøres under passiv expiration. Forskellen mellem arealet AECFA og 0AECD0 repræsenterer arbejdet der forsvinder som varme.

- Jo højere respirationsfrekvens, jo hurtigere flowhastighed og jo større bliver det viscøse arbejde

- Jo større tidalvolumen jo større

(repræsenteret af arealet ABCEA).

elastisk arbejde (repræsenteret af arealet 0AECD0)



Klinik

: Patienter med nedsat compliance (stive lunger) har tendens til at udføre små hurtige vejrtrækninger. Derimod har patienter med sværere luftvejsobstruktion tendens til at ånde langsomt.

Det totale arbejde under respiration: udnyttelse = (brugbar arbejde)/(total energi brugt eller O2 brugt) ⋅ 100 Udnyttelsen i hvile er ca. 5%. Ved voluntær hyperventilation er det muligt at øge denne til 30%. Pt. med obstruktive lungesygdomme kan begrænses i deres arbejdsydelse pga. O2-forbruget er reduceret. Komponenter

- de elastiske kræfter: deres størrelse afhænger af det i lungerne stående luftvolumen, jo større volumen desto større (des mere negativt) er det nødvendige intrathorakale tryk (Pip= Pit + Pel ⇔ Pel =Pip - Pit).

: Udviklingen af de tryk, der bestemmer respirationsbevægelserne forårsages af respirationsmusklerne, hvis aktivitet repræsenterer et mekanisk arbejde, der medgår til overvindelse af i princippet tre modvirkende kræfter:

- de flow-resistive kræfter: betinges af luftvejsmodstanden, som udgør 80%, og den viskøse vævsmodstand som udgør de resterende 20%.

- vævsinerti: hver gang luftstrømmen skifter retning, fra inspiration til ekspiration eller omvendt, igangsættes bevægelser af både luft og væv i en ny retning. Den kraft der fordres hertil er dog normalt ringe og bidrager kun i beskedent omfang til det samlede respirationsarbejde. Ved ekstrem fedme bliver den dog en betydningsfuld faktor.

3.1.12. RESPIRATIONENS REGULERING 319. REDEGØRE FOR, AT RESPIRATIONENS AUTOMATI SKYLDES ET RESPIRATONSCENTER I MEDULLA OBLONGATA, SOM

AKTIVERER DE MOTORNEURONER, DER INNERVERER RESPIRATIONSMUSKLERNE Respirationens autonomi skyldes et respirationscenter i medulla oblongata, der innerverer respirationsmusklerne. Respirationscentret i medulla oblongata findes i formatio reticularis under gulvet i 4. ventrikel. Det udgøres af to identificerbare områder:

1) En gruppe celler i den bageste region af medulla (den dorsale respiratoriske gruppe): er hovedsagelig associeret med inspiration.

2) En gruppe celler i den forreste del (den ventrale respiratoriske gruppe): er hovedsagelig beskæftiget med ekspiration.

Mekanisme

Ekspirationsområdet er hvilende ved normal, rolig ekspiration (passiv ekspiration). Ved forceret vejrtrækning bliver ekspirationsområdet aktivt, og ekspirationen bliver aktiv som resultat af aktiveringen.

: Inspirationsområdet har egenskaber til periodisk intrinsik fyring, og dette er ansvarlig for den basale rytme i respirationen. Når alle kendte afferente stimuli er fjernet, genererer disse inspiratoriske celler repitative byger af aktionspotentialer, der resulterer i nerveimpulser til diaphragma og andre inspirationsmuskler. Det intrinsikke rytme-mønster i inspirationsområdet starter med en latensperiode på et par sekunder, hvor der ikke er nogen aktivitet. Så begynder der at opstå aktionspotentialer med stigende aktivitet i de næste få sekunder. I dette tidsforløb forøges aktiviteten i inspirationsmusklerne i et ”rampe-mønster”. Tilsidst falder aktionspotentialerne i inspirationsmusklerne til et præ-inspiratorisk niveau. Output fra inspirationsmusklerne moduleres af impulser fra n. vagus og n. glossopharyngeus.

320. REDEGØRE FOR DEN PONTINE INDFLYDELSE PÅ RESPIRATIONEN

I pons findes to respiratoriske centre: Pneumotaktiske center

: Findes i den øvre del af pons. Regulerer ved ”switch-off” inhibition af inspirationen det inspiratoriske volumen og sekundært respirationsfrekvensen. Dette virker som en fin-tuning af respirationsrytmen.

Apneutiske center: Findes i den lavere del af pons. Impulesrne herfra har en excitatorisk effekt på inspirationsområderne i medulla oblongata, der tenderer til en forlængelse af ”rampe” aktionspotentialerne. Hvis hjernen sektioneres lige over dette sted ses forlængede inspiratoriske ”gisp” afbrudt af forbigående ekspiratoriske forsøg (Crone siger: dybere respiration og langsommere, hvis dette kombineres med overskæring af nn. vagi



ændres respirationen til en apneutisk type: karakteriseret ved vedligeholdte kraftiger inspirationsbevægelser afbrudt af korte ekspirationer).

321. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF BRONCHO-PULMONALE STRÆKRECEPTORER VIA N. VAGUS (HERING-BREUERS

REFLEKS), IRRITANT-RECEPTORER OG J-RECEPTORER Hering-Breuer refleksen

: Pulmonale strækreceptorer ligger i luftvejenes glatte muskulatur. De fyrer som respons på lungeudvidelse, og deres aktivitet vedligeholdes ved lungernes opfyldning (kun lille adaptation), hvilket hæmmer inspirationsmusklerne. Impulserne går gennem n. vagus via myeliniserede fibre. Hovedeffekten af refleksen er en nedsat respirationsfrekvens fremkaldt af en øget ekspirationstid. Refleksen er hos voksne kun aktiv hvis tidal-volumet overskrider 1 liter. Hos nyfødte er refleksen mere vigtig. Modsat ses også respons på deflation af lungerne: der initeres inspirationsaktivitet (deflations refleks).

Irritant receptorer- Beliggenhed: mellem luftvejenes epithelceller.

: Impulserne går gennem n. vagus i myeliniserede fibre.

- Stimulus: giftige gasser, cigaretrøg, inhaleret støv og kold luft => Effekt: bronchokonstriktion og hyperpnoe. Kaldes også hurtigt adapterende receptorer. Spiller muligvis en rolle (bronchokonstriktion) ved asthma-anfald, som resultat af frigjort histamin. J-receptorer

- Stimulus: reagerer hurtigt på kemikalier i lungekredsløbet (Crone: reagerer på forøgelse af interstitielle væskevolumen, som det ses ved lungestase eller ødem) => Effekt: hurtig, overfladisk vejrtrækning

: J = juxta-kapillære, da de findes i alveolevæggen tæt på kapillærerne.

Hypotese: J-receptorer kan være ansvarlige for sansefornemmelser fra lungerne, f.eks. den åndenød eller lufthunger, dyspnoe, der ses blandt andet hos patienter med hjerteinsufficiens og hos raske under sværre fysiske anstrengelser.

322. REDEGØRE FOR INDFLYDELSEN PÅ RESPIRATIONEN AF HØJERELIGGENDE DELE AF CNS, ØVRE LUFTVEJS RECEPTORER, RECEPTORER I BEVÆGEAPPARATET, AFFERENTE IMPULSER FRA RESPIRATIONSMUSKLERNES MUSKELTENE, DE ARTERIELLE BARORECEPTORER, SMERTE- OG TEMPERATURRECEPTORER Højere dele af CNS

: Cortex kan indvirke og ”styre” vejrtrækningen voluntært. Hypertension er nemt, lidt sværere er det ved hypotension (afhænger bl.a. af PCO2 og PO2). Endvidere spiller det limbiske system og hypothalamus ind på vejrtrækningen (især ved emotionelle tilstande, f.eks. frygt og raseri)

Øvre luftvejsreceptorer

: Næsen, nasopharynx, larynx og trachea indeholder receptorer der er forlængelser af irritant-receptorerne i lungerne (stimulus = mekaniske og kemiske stimuli). Er aktive ved forskellige reflekser: nyse, hoste og bronchokonstriktion. Larynx-spasmer opstår hvis larynx irriteres mekanisk, f.eks. ved intubation uden tilstrækkelig lokal anæstesi.

Receptorer i bevægeapparatet

: Impulser fra bevægende ekstremiteter anses for at udgøre en del at stimulus til ventilation under fysiske udfoldelser.

Afferente impulser fra respirationsmusklernes muskeltene

: Disse receptorer er involveret i oplevelsen af dyspnoe, som sker når der skal bruges usædvanlig stor kraft til respirationen for at flytte lunger og brystvæggen. F.eks. ved luftvejsobstruktion.

Arterielle baroreceptorer

: Øget arterielt blodtryk kan resultere i refleksmæssig hypoventilation eller apnoe gennem stimulation af sinus aorticus eller sinus caroticus. Modsat vil et fald i blodtryk resultere i hypoventilation. Banerne for disse reflekser er stort set ukendte.

Smerte- og temperaturreceptorer

: Stimulation af mange afferente nerver kan bidrage til ændringer i ventilationen. Smerte skaber ofte perioder med apnoe fulgt af hyperventilation. Opvarmning af huden resulterer i hyperventilation.

323. REDEGØRE FOR DE PERIFERE KEMORECEPTORER OG DERES FUNKTION OG FOR PHA OG PAO2´S INDFLYDELSE PÅ RESPIRATIONEN Kemoreceptorer findes i glomus caroticum og glomus aorticum. Glomus caroticum indeholder to celletyper:



- Type 1: store celler, indeholder dopamin og noradrenalin - Type 2: har ligheder med nervevævets gliaceller.

Innervation:

- Glomus caroticum: n. glossopharyngeus (IX) - Glomus aorticum: n. vagus (X)

Stimulus: PCO2, PO2 og pH i arterieblodet. De arterielle kemoreceptorer er de eneste receptorer i kroppen, der gennem deres følsomhed for iltmangel reflektorisk kan fremkalde ændringer af lungeventilationen og af kredsløbet. Mekanisme

: Nedsat Pa,O2 fremkalder aktivitet i glomus. Ligeledes vil en forøget Pa,CO2 fremkalde aktivitet, såvel som pH-fald i blodet. Virkningen af PCO2 tænkes at være ligesom for pH, idet: øget PCO2 vil medføre øget hydrering af CO2 med øget koncentration af H+ (og HCO3-) til følge. Responset herpå er ulineært.

324. REDEGØRE FOR DE CENTRALE KEMORECEPTORER OG DERES FUNKTION OG FOR PA,CO2´S INDFLYDELSE PÅ RESPIRATIONEN De vigtigste findes nær den ventrale overflade af medulla oblongata, i nærheden af afgangen af 9. og 10. hjernenerve. De centrale kemoreceptorer er omgivet af hjernens ekstracellulærvæske og reagerer på ændringer i H+-koncentrationen: [H+]↑: stimulerer ventilationen [H+]↓: hæmmer ventilationen Sammensætningen af ekstracellulærvæsken omkring receptorerne er styret af cerebrospinalvæsken (CSF), det lokale blodflow og den lokale metabolisme: Vigtigst er CSF. Denne er adskilt fra blodet af blod-hjerne barrieren, der er relativt impermeabel for H+ og HCO3-, men molekylær CO2 diffunderer let igennem. Når blodets PCO2 stiger, diffunderer CO2 ind i CSF fra de cerebrale arterier og frigør H+ ioner, der stimulerer kemoreceptorerne. CO2-niveauet i blodet regulerer altså ventilationen, hovedsagelig ved dets effekt på pH i CSF. Den resulterende hyperventilation nedsætter PCO2 i blodet og dermed i CSF. Den cerebrale vasodilatation der følger en øget arteriel PCO2-stigning fremmer diffusionen af CO2 ind i CSFS og hjernens ekstracellulærvæske. Responset på ændring i pH er meget hurtigere end nyrens respons på ændringer i pH (2-3 dage).

325. REDEGØRE FOR SAMSPILLET MELLEM PERIFERE OG CENTRALE KEMORECEPTORER VED F.EKS. AKUT HYPOKSI Virkningen af nedsat PO2 medieres af glomus aorticus og glomus caroticus (ikke af de centrale kemoreceptorer). Effekten af nedsat PO2 er beskeden, men øget PCO2 og nedsat PO2 potenserer hinanden. Nedsat PO2 har stor betydning for respirationsregulering hos patienter med svær lungesygdom. Disse patienter har kronisk CO2-retention (tilbageholdelse) og pH i hjernens ekstracellulærvæske er vendt tilbage til normal værdi på trods af øget PCO2: de har altså tabt deres CO2 respons på ventilationen. Ydermere er den initiale nedsættelse af pH fjernet af den renale kompensation, således at der er en lille pH-stimulation af de perifere kemoreceptorer. Under disse omstændigheder bliver arteriel hypoksæmi hovedstimulus for ventilationen. Hvis en sådan pt. gives en blanding med højt O2 indhold for at modvirke hypoxæmien, vil ventilationen blive meget undertrykket evt. med respirationsstop tilfølge! Ventilationsniveauet overvåges bedst ved at måle den arterielle PCO2.

326. ANGIVE HYPOKSI´S DIREKTE DEPRIMERENDE VIRKNING PÅ CNS Hypoksi beskriver tilstanden hvor cellen tilføres for lidt ilt og dets partialtryk i mitochondrierne falder til under den kritiske PO2 på 0,1-1 mmHg. Anoxi beskriver tilstanden, hvor iltforsyningen ophører helt. Hjernen er det mest følsomme organ for hypoksi. Anoksi skaber bevidstløshed på 15 sekunder og uoprettelige skader på 2 minutter. Celledød sker efter 4-5 minutter. Mindre grad af hypoksi som ved hjertefejl eller kronisk lungesygdom manifesterer sig klinisk ved konfusitet, desorientering og bizar opførsel.

327. REDEGØRE FOR ADAPTIVE ÆNDRINGER VED LÆNGEREVARENDE HYPOKSI (HØJDEKLIMA), HYPERKAPNI SAMT METABOLISKE SYRE-BASE FORSTYRRELSER Længerevarende hypoksi (højdeklima) 109: jvf. 334. redegøre for akutte og kroniske effekter af højdeklima ... (s. ).



Hyperkapni- 324. redegøre for de centrale kemoreceptorer og deres … (s.

: jvf. 106)

- 325. redegøre for samspillet mellem perifere og centrale … (s. 106) Metaboliske syre-base forstyrrelserMetabolisk acidose: HCO3-/PCO2 er nedsat (PCO2 ↑). Der sker en respiratorisk kompensation: ved at øge ventilationen falder PCO2 og HCO3-/PCO2 ratio stiger. Stimulus til øget ventilation er hovedsagelig H+–koncentrationen på perifere kemoreceptorer. Der er base deficit.

:

Metabolisk alkalose: HCO3-/PCO2 er forøget (HCO3- ↑). Respiratorisk kompensation sker ved at nedsætte den alveolære ventilation, der øger PCO2. Respirationskompensationen er ofte lille og mangelfuld. Base excess er øget.

328. ANGIVE MULIGE MEKANISMER FOR DEN ØGEDE RESPIRATION VED MUSKELARBEJDE Jvf. Ficks princip: ( )

222 OO vaO CCQV −=

Ses, at det øgede luftflow under muskelarbejde kan fremkomme ved at øge den arterio-venøse forskel i ilttension og ved at øge hjertets slagvolumen. Desuden sker der en højreforskydning af O2-dissociationskurven pga. øget PCO2, H+-koncentrationen og temperaturen, hvilket hjælper til med at aflevere ilt til musklerne. Ligeledes sker der en øgning i antallet af åbne kapillærer og antallet af mitochondrier i musklerne. Den store forøgelse af ventilationen under muskelarbejde er dog langt fra klarlagt.

3.1.13. ABNORM RESPIRATION OG RESPIRATIONSINSUFFICIENS 329. DEFINERE EUPNOE, TAKYPNOE, HYPERPNOE, HYPERVENTILATION, KUSSMAULS RESPIRATION, HYPOVENTILATION,

STRIDORØS RESPIRATION, ASTMATISK RESPIRATION, CHEYNE-STOKES RESPIRATION. Eupnoe

: normal respiration.

Takypnoe

: en forøget respirationsfrekvens.

Hyperpnoe

: en adækvat forøget ventilation som for eksempel ved muskelarbejde; i reglen er både tidalvolumen og frekvensen forøget.

Hyperventilation

: en ventilation, der er forøget udover det, der er nødvendigt for at vedligeholde luftskiftet ved den forhåndenværende energiomsætning. Hyperventilation medfører således et fald af den alveolære og arterielle PCO2 og en stigning af PO2.

Kussmauls respiration

: er et eksempel på hyperventilation. Respirationen er her tydeligt forøget og regelmæssig. Ses ved svær metabolisk acidose.

Hypoventilation

: en ventilation, der er utilstrækkelig til at vedligeholde det normale luftskifte; den alveolære og arterielle PCO2 er således forhøjet og PO2 er lav.

Stridorøs respiration

: hørligt besværet respiration ved forsnævring af de øvre luftveje – kan være både inspiratorisk og ekspiratorisk.

Astmatisk respiration

: pibende eller hvæsende forlænget ekspiration; ofte synligt besværet med brug af accessoriske respirationsmuskler.

Cheyne-Stokes respiration

: en periodisk respiration, hvor perioder af hyperventialtion gradvist afløses af hypoventilation og vice versa.

330. DEFINERE BEGREBET RESPIRATORISK INSUFFICIENS OG REDEGØRE FOR PATOFYSIOLOGISKE MEKANISMER VED OBSTRUKTIVE OG RESTRIKTIVE LUNGELIDELSER, HERUNDER TYPISKE ÆNDRINGER I LUNGEFUNKTIONSPRØVER VED SÅDANNE LIDELSER Respirationsinsufficiens:



Ifølge medicinsk kompendium: svigt af respirationsfunktion medfører, i allerfleste tilfælde, abnorme arterielle gastensioner. Oftest er der tale om nedsat O2-tension. Men der kan tillige være forhøjet CO2-tension. Forandringerne kan optræde i hvile (absolut insufficiens) eller under belastning (relativ insufficiens). I nogle tilfælde (med stærkt varierende, evt. endog normale arterielle gastensioner) vil respirationsinsufficiens først og fremmest vise sig ved begrænsning af patientens aktivitetsniveau med dyspnoe (evt. også i hvile). Respirationsinsufficiens kan skyldes lungesygdomme eller lidelser udenfor lungerne. Abnorme arterielle gastensioner kan tillige ses, uden at der foreligger respirationsinsufficiens, nemlig ved højre-venstre shunt og ved ændring i inspirationsluften (f.eks. højdeklima). Ifølge Warberg: Ved respirationsinsufficiens forstås, at forholdene i et eller flere af organismens væv bevirker, at cellernes oxidative processer ikke kan forløbe med en hastighed, som er tilstrækkelig til at producere nok energi til optimal gendannelse af spaltet ATP. Dette betegnes hypoksi. Restriktive lungesygdomme

: nedsat funktionelt lungevolumen (f.eks. pga. lungeødem, inflammation eller fibrose (lungernes bindevævsindhold er forøget)).

Patofysiologi: - karakteriseret ved små lungevolumina - både FEV (forced expiratory volume) og FVC (forced vital volume) er nedsat, men karakteristisk er at ratio

mellem disse er normal eller øget. - ved forceret ekspiration ses at max. flowhastighed (peak flow) er nedsat såvel som nedsat udåndingsvolumen. - inspirationen begrænses af nedsat compliance i lungerne eller brystvæggen (eller slaphed i

inspirationsmusklerne) Obstruktive lungesygdomme

: forsnævring af luftvejene (f.eks. pga. asthma, bronchitis, emfysem eller paralyse af stemmelæberne).

Patofysiologi: - forøgelse af residualvolumet og den funktionelle residualkapacitets størrelse, såvel absolut som udtrykt i

procent af den totale lungekapacitet. - FEV er reduceret mere end FVC hvorved ratio mellem dem falder. Flowhastigheden er nedsat, hvorved det

tager længere tid at ekspirere fuldstændigt. - den totale lungekapacitet er abnorm stor, men ekspirationen stopper for tidligt (se ovenfor).

331. REDEGØRE FOR DE FYSIOLOGISKE ASPEKTER VED CARDIOPULMONAL GENOPLIVNING SAMT VED GENOPLIVNING FRA

HYPOTHERMI Genoplivning

- ribbensfraktur (specielt hos ældre med stiv brystkasse)

: Da hjertestop ledsages af respirationsstop skal hjertemassage og kunstig ventilation (x15 per min.) udføres kombineret. Med en sådan kombineret hjertemassage og kunstig ventilation kan man i visse tilfælde holde patienten i live i op til flere timer. Der er imidlertid tale om en rent henholdende behandling med bivirkninger:

- minutvolumen er selv under optimal hjertemassage så ringe, at udviklingen af betydende acidose ikke undgås. I ikke helt få tilfælde er minutvolumen så lille, at selv vævenes mest basale krav om oxygentilførsel ikke kan opfyldes. Resultatet kan blive cellebeskadigelse i de vitale organer, der kan føre til, at patienten ikke genoplives, eller til at han overlever med betydende hjerne-, myokardie eller måske nyreskader.

- pneumothorax kan ses, ligesom ruptur af aorta, hjerte eller lever. - risikoen for udvikling af alvorlige komplikationer stiger med varigheden af den tid, det er nødvendigt at give

hjertemassage. - frygt og angstneurose efter vellykket genoplivning kan forekomme (Lazarus-kompleks)

Alfa og omega ved al hjertestopbehandling er derfor, at man – medens patienten holdes i live ved hjertemassage og kunstig ventilation – så hurtigt som muligt, sætter ind med behandling, der kan genoprette normal hjerteaktion. Genoplivning bør kun forsøges, hvis patienten efter et vellykket genoplivningsforsøg må antages at have en rimelig chance for at komme til at leve et tåleligt liv i et rimeligt stykke tid. Der bør derfor ikke startes genoplivning hos patienter med svær inoperabel malign sygdom, hos patienter med en intolerabel tilværelse på grund af kronisk



sygdom, hos ældede og senile patienter eller hos patienter, der er i slutstadiet af en sygdom under i øvrigt maksimal behandling. Risikoen for udbredt hjernecelledød er overordentlig stor, hvis hjertestoppet har varet mere end 4-6 minutter, og i sådanne tilfælde bør genoplivning derfor ikke indledes. Genoplivning fra hypothermi

: Ved accidentel hypothermi forstås en utilsigtet nedsættelse af legemstemperaturen. Svær accidentel hypothermi er forbundet med en udtalt depression af aktiviteten af CNS, respirationen, hjerte og kredsløb. Slutresultatet er en tilstand, der ligner og kan forveksles med død.

Symptomer: Sænkning af den centrale legemstemperatur fra det normale niveau fra 36-37° til henimod 34° resulterer i grove kulderystelser samt bleghed og kølig hud som følge af sammentrækning af hudkarrene. Pulsen stiger, og blodtrykket øges. Ved yderligere sænkning af temperaturen bliver patienten tiltagende uklar, slap og apatisk. De grove kulderystelser går over i en fin tremor. Pulsen bliver langsommere, og blodtrykket viser faldende tendens. Ved sænkning af kropstemperaturen til under 30° og ned imod 25-20° udvikles gradvist en tilstand, der karakteriseres ved:

- bleg og kold hud. - dyb bevidstløshed med ophævede dybe reflekser og lysstive pupiller - næsten ophævet respiration med frekvens på kun 2-3/min. og ringe dybde, evt. helt ophør af respiration. - ufølelig puls og umåleligt blodtryk. - svag eller uhørlige hjertelyde ved hjertestetoskopi. - stivhed af muskler og led, der kan simulere rigor. - ændringer i EKG’et

Behandling af hypothermi

: Hypothermi beskytter patienten mod følgerne af insufficient kredsløb og respiration ved at nedsætte O2-forbruget. På findestedet skal pt. derfor beskyttes mod yderligere varmetab og afkøling ved fjernelse af det våde tøj og indsvøbning i ikke-opvarmede tæpper og eventuelt isolerende plasticfolie. Pt. skal før og under transporten behandles meget varsomt for at undgå ventrikelflimren og/eller kredsløbsshock. De arterio-venøse anastomoser skal forblive lukkede, hvorfor ekstremiteterne ikke må masseres eller opvarmes aktivt. Under transporten bør patienten have O2-tilskud. Den definitive behandling på hospital vil afhænge af hypothermiens grad samt varigheden og karakteren af kuldepåvirkningen.

Den let til modereat hypotherme pt. (temperaturer ned til 32-30°) som er vågen med insufficient kredsløb og respiration, behandles med passiv opvarmning med tæpper og varme drikke. Den dybt hypotherme patient behandles med aktiv og hurtig varmetilførsel eller man kan i nogle tilfælde vælge at gennemføre en passiv og mere langsom genopvarmning. Den aktive og hurtige genopvarmning bør ske ved varmetilførsel til "kropskernen" for at undgå, at den kuldebetingede vasokonstriktion i ekstremiteterne brydes, og koldt blod fra disse føres centralt, med et heraf følgende ”after drop” i den centrale legemstemperatur ved behandlingens start.

3.1.14. ILTTRANSPORTEN UNDER SPECIELLE FORHOLD - PERINATALT

332. REDEGØRE FOR FOSTERETS KREDSLØB OG ILTTRANSPORT jvf. 234. redegøre for det føtale kredsløb i hovedtræk og for de ændringer, der indtræder kort efter fødslen (s. 75).

333. BESKRIVE LUNGERNES FORHOLD OMKRING FØDSLEN jvf. 234. redegøre for det føtale kredsløb i hovedtræk og for de ændringer, der indtræder kort efter fødslen (s. 75).

- HØJDEKLIMA 334. REDEGØRE FOR AKUTTE (ADAPTIVE) OG KRONISKE EFFEKTER AF HØJDEKLIMA PÅ RESPIRATION, ILTTRANSPORT,

KREDSLØB OG SYRE-BASE FORHOLD Ved ophold i bjergegne udsættes mennesket for et nedsat totaltryk (PB) og, idet atmosfærens O2-koncentration forbliver den samme som ved havoverfladen, et nedsat PO2 i indåndingsluften (PI,O2).



PB (mmHg) PI,O2 (mmHg) Havoverfladen 760 159 2.000 m 595 125 4.300 m (Pike´s Peak, Colorado) 455 95 6.000 m 350 74 8.848 m (Mount Everest) 250 53

Ved akut opstigning til højder < 3.000 m ændres ventilationen ikke. Såfremt energiomsætningen er uforandret, vil den alveolære PCO2 bevares uændret, mens den alveolære PO2 falder, jvf. tabel.

Akutte effekter af højdeklima på respiration, …

Først når det alveolære O2-tryk er faldet til ca. 450 mmHg (ca. 3.000 m) vil den hypoksiske stimulation af de arterielle kemoreceptorer medfører en beskeden ventilationsforøgelse, hvorved den alveolære PCO2 nedsættes, og PO2 forøges en smule. Den nedsatte PCO2 medfører en pH-ændring i alkalisk retning i både blod og hjernens interstitialvæske. Den lette ventilationsforøgelse er således resultat af en balance imellem en stimulation betinget af det hypoksiske irritament på de arterielle kemoreceptorer og en hæmning betinget af alkalosen.

Efter et par dages ophold i bjergegne indtræder der en tilpasning (akklimatisation), som omfatter en række kompensatoriske ændringer, der forbedrer betingelserne for O2-transporten til cellerne. Disse ændringer vedrører:

Kroniske effekter af højdeklima på respiration, …

- Ventilationen - Blodets hæmoglobinindhold - Lungediffusionskapaciteten for O2 - Kredsløbet - Den cellulære akklimatisation

Ventilationen

: der ses en yderligere forøgelse, hvorunder PCO2 falder, medens PA,O2 stiger, pga. aktiv nedregulering af [HCO3-] i hjernens ekstracellulærvæske, hvilket medfører en stigning af [H+], som igen via den intrakranielle kemosensitivitet stimulerer ventilationen. Forklaring på den aktive [HCO3-]-regulation er en aktiv H+-transport og en forøget anaerob glykolyse (laktat-dannelse).

Blodets hæmoglobinindhold

: ved hypoksi secernerer nyren erythropoietin. Både hæmoglobinkoncentrationen og hæmatokrit-værdien, ligesom det totale blodvolumen øges. Stigning er max. efter 2-3 uger; [Hb]: 150 g/l 220 g/l, hæmatokritten: 40-45% 60% og blodvolumen: + 20%.

Lungediffusionskapaciteten for O2

En forøget blodvolumen i lngekapillærerne bidrager til en forøgelse af lungediffusionskapaciteten.

: erythrocytternes indhold af 2,3-DPG øges, hvilket letter O2-afgiften fra blod til væv (P50-forøgelsen modvirkes dog af hypokapnisk alkalose). Den forøgede O2-kapacitet selv ved nedsat arteriel PO2 tilladeren større perifer O2-ekstraktion fra blodet, således at den venøse PO2 kun er let nedsat.

Kredsløbet

: efter en initialt forøgelse af hjertets minutvolumen falder dette tilbage til hvileværdien, især pga. af en nedsættelse af slagvolumen, mens hjeretefrekvensen forbliver højere. Betingelserne for luftskiftet imellem blod og væv forbedres dog væsentligt ved en forøgelse af kapillærtætheden, hvilket nedsætter diffusionsvejen for O2.

Den cellulære akklimatisation- forøget antal mitochondrier

foregår langsomst, og omfatter:

- forøget aktivitet af oxidative enzymer - stigning af myoglobinindholdet i musklerne

335. BESKRIVE TILSTANDEN BJERGSYGE

Ved ophold i bjergene af mere end 2.500 m´s højde ses hos tidligere raske personer, inden for det 1. døgn eller 2, en række symptomer, beskrevet som bjergesyge, hvoraf mange er forklarlige som hypoksiske:

- hovedpine



- søvnløshed - almindelig utilpashed - opkastninger - irritabilitet - respirationsbesvær - evt. bevidstløshed - (ødemer, perifert, i lungerne og i hjernen)

Lumgeødem

: Årsagen formodes at være en endokrint betinget forstyrrelse af organismens salt- og vandbalance, kombineret med en hypoksisk vasokonstriktion i lungekredsløbet (pulmonal hypertension). Døden kan indtræffe under akut opstået lungeødem.

Cerebralt ødem

pga. vasodilatation af hjernens kar pga. hypoksien.

3.1.15. GASUDVEKSLING UNDER VARIERENDE YDRE TRYK, DYKNING 336. REDEGØRE FOR DYKKERSYGE (DEKOMPRESSIONSSYGDOM)

Ved havoverfladen indeholder den menneskelige organisme ca. 1 liter N2, (½ i fedtfasen (12% af legemsvægten) og ½ i væskefasen (60% af legemsvægten)). Når totaltrykket stiger (1 atm. for hver 10 m), forøges også den alveolære PN2 og dermed den i kroppen absorberede N2-mængde. En dykker, der har arbejdet ved forhøjet tryk i nogle timer, vil ved for hurtig opstigning til overfladen udvikle dykkersyge med ledsmerter i arme og ben, ofte især skulder og knæ, svimmelhed og utilpashed, åndenød, lammelser og måske bevidstløshed. Disse symptomer optræder fra minutter til timer efter opstigningen og skyldes frigørelse af den ekstra absorberede N2 som bobler, når totaltrykket falder. De alvorligste symptomer er betingede af fedtindholdet i CNS. Behandling består i hurtig rekompression i et trykkammer og ånding af O2.

337. REDEGØRE FOR ”SQUEEZE LÆSIONER” Når det ydre tryk stiger, forøges også trykket i kroppens hulrum. Når lungernes luftindhold er formindsket til et volumen svarende til residualvolumen, vil en yderligere forøgelse af det ydre tryk ikke længere kunne sammnenpresse thoraxrummet og trykket i lungerne vil derfor være lavere end trykket i de omgivende væv. Dette kan medføre vævsbeskadigelse, blødning og lungeødem (lunge-squezze). Squezze-læsioner af ørerne kan opstå ved tillukning af tuba auditiva, der forhindrer trykligevægt med omgivelserne. Der opstår derfor et relativt undertryk i cavum tympani, som medfører at trommehinden presses indad og eventuelt perforerer. Sinus-squezze opstår, hvis åbningerne til sinus er tillukkede på grund af inflammerede eller ødematøse slimhinder.

338. REDEGØRE FOR ALVEOLERUPTUR UNDER DEKOMPRESSION Under opstigning fra den neddykkede tilstand falder trykket. Herved ekspanderes luften i lungerne, og med mindre der under opstigningen eksspireres kontinuerligt, kan dette medføre intrapulmonalt overtryk og evt. alveolesprængning.

339. ANGIVE KVÆLSTOFNARKOSE OG ILTTOXICITET SOM RISICI UNDER FORHØJEDE TRYK Iltforgiftning

: Dersom ren ilt inhaleres ved forhøjet tryk, vil der indtræde en række symptomer som udtryk for iltforgiftning. Sværhedsgraden af disse afhænger både af trykket og af varigheden af udsættelsen for det høje tryk. Selv inhalation af 100% O2 ved atmosfæretryk medføre en slimhindebeskadigelse i luftvejene med hoste, ondt i halsen og måske retrosternale smerter. Udstrækkes iltåndingen udover et døgn opstår der skader i alveolerne, og lungeødem kan følge. Ved 3 atm. opstår symptomerne inden for en time, og ved 6 atm. omtrent øjeblikkeligt. Ved de forhøjede tryk ses først symptomer fra CNS; muskeltrækninger, øresusen, kramper og bevidstløshed. Der er formentlig flere faktorer, der forklarer iltens giftvirkning: dannelse af superoxid (O22-) og hydrogenperoxid (H2O2), påvirkning af oxidative enzymer, hvis aktivitet falder og en formindskelse af hjernens gennemblødning.



Kvælstofnarkose

: Ved indånding af atmosfærisk luft ved et totaltryk på 3-4 atm. opstår der eufori, der kan minde om følgerne af alkohol og en tiltagende svækkelse af både intellektuelle og efterhånden også manuelle færdigheder. Dette skyldes formentlig at N2 opløses i neuronernes cellemembraner og derved ændrer konduktansen. Anæstetika virker muligvis på samme måde.

3.1.16. RESPIRATIONSSYSTEMET, KREDSLØB OG STOFSKIFTE UNDER MUSKELARBEJDE 340. BEREGNE VO2, VCO2, R, ENERGIOMSÆTNINGSHASTIGHED (EOH) OG NYTTEVIRKNING

2

2

222

22

2

22

2

2

222

O

CO

IIEECO

EI

EIEO

I

EEIEEIIO

VV

R

FVFVV

FF

FFVV

F

FVVhvorFVFVV

COCO

ON

N

ON

N

OO

=

⋅−⋅=

−⋅⋅=⇒

⋅=⋅−⋅=

Nyttevirkning 112: jvf. 343. definere og anvende begrebet nyttevirkning … (s. ). Beregning af EOH 120: jvf. 363. beregne EOH ud fra V02, VCO2 og kvælstofudskillelsen … (s. ).

341. REDEGØRE FOR FAKTORER AF BETYDNING FOR DEN ØGEDE ILTOPTAGELSE UNDER MUSKELARBEJDE Den primære udløsende faktor for forøget respiration under muskelarbejde er

- ↑ stofskifte =>↑ [CO2]blod =>↑ [CO2]CSF => ↓ pH => aktivering af centrale kemoreceptorer i anterior medulla oblongata => ↑ respiration

- kredsløbsændringer => ↑ minutvolumen => => ↑ respiration

Da man under arbejde trods den stærke stigning i CO2-produktionen, ikke finder nogen væsentlig stigning i Pa, CO2, men derimod et fald ved hårdt arbejde pga. hyperventilationen, kan den øgede ventilation ikke forklares ved en ændring af Pa, CO2. Pa, O2 er under arbejde heller ikke væsentligt forskellig fra situationen i hvile, hvorfor forklaring på den øgede lungeventilation heller ikke kan være fald i Pa, O2. Da lungeventilationen øges næsten momentant ved arbejdets start, er det kemiske miljø i kroppen (blod og arbejdende muskler) endnu ikke påvirket af arbejdet og kan derfor ikke være grundlaget for reguleringen.

ifølge Schibye, Klausen m.fl.: Menneskets fysiologi – hvile og arbejde

Derimod må man antage, at respirationscentret påvirkes af den centrale nervøse aktivitet, der er knyttet til muskelaktiveringen (central command), samt af sensoriske impulser fortrinsvis fra mekanoreceptorer i de arbejdende områder. Denne aktivitet øger måske centrets følsomhed overfor PO2 og evt. PCO2.

342. DEFINERE VO2-MAX OG REDEGØRE FOR FAKTORER, DER BEGRÆNSER DENNE STØRRELSE Den maksimale iltoptagelse en forsøgsperson kan præstere, bestemmer dette individs kapacitet for at udføre muskelarbejde. VO2,max aftager med stigende alder og er nedsat ved lunge- og hjertesygdomme. Dens størrelse hos normale individer er bestemt af træningstilstanden. Et forøget cellulært stofskifte indebærer en forøgelse af transporten af O2 (og CO2) mellem athmosfæren og cellerne, der i sig selv forudsætter:

- En forøget ventilation af lungernes alveolære afsnit - En forøget diffusionstransport af de respiratoriske luftarter over den alveolo-kapillære membran - En forøget muskelgennemblødning, som indebærer såvel en forøgelse som en omlægning (redistrbuering) af

hjertets minutvolumen. - En mere effektiv diffusion mellem blod og muskelceller muliggjort ved rekruttering af kapillærer, hvorved

kapillærtætheden forøges funktionelt.

343. DEFINERE OG ANVENDE BEGREBET NYTTEVIRKNING OG REDEGØRE FOR FAKTORER MED INDFLYDELSE HERPÅ Forholdet mellem det ydre arbejde og energiomsætningen betegnes nyttevirkningen.

[ ][ ]hvileEOHEOH

tidprarbejdeydreingnyttevirkn−

=.

Faktorer med indflydelse:



- musklernes effektivitet til at reducere ilt under produktion af ATP – og udnuttelsen af ATP til at udføre myosincykler i myofilamenterne

- arbejdets art - VO2,max der begrænser det ydre arbejde - fysisk aktivitet kunne indvirke på nyttevirkningen (jo større aktivitet jo større virkning, indtil et max-niveau) - Andelen af indre energi og varme i den totale energimængde, vil også begrænse energien der er til rådighed for

ydre arbejde.

344. REDEGØRE FOR SUBSTRATMOBILISERING UNDER MUSKELARBEJDE, HERUNDER FOR BETYDNINGEN AF GLUKAGON, INSULIN OG KATEKOLAMINERNE Muskelkontraktionen kræver energi hvilket skaffes ved spaltning af energirige phosphatbindinger i ATP. Der må til stadighed gendannes nyt ATP. Den umiddelbare kilde til ATP-gendannelse er musklernes intermediære stofskifte af kulhydrater og fedtstoffer. Rekruttering af energikilder ved muskelarbejde:

- I hvile er oxidation af frie fede syrer den vigtigste energikilde - Nedbrydning af glucose (og glykogen) ved oxidativ phosphorylering - Under muskelarbejde nedbrydes kreatinphosphat til ATP og kreatin - Ved kraftigt muskelarbejde kan de oxidative processer og nedbrydning af kreatinphosphat ikke producere nok

energi, og der sker en anaerob glycolys af glucose med dannelse af laktat tilfølge Glukagon

: sekretionen af glukagon stimuleres ved hypoglycæmi (nedsat blodsukker). Den vigtigste virkning er glykogenolyse i leveren (ikke i muskler). Herved øges blodsukkeret. Desuden stimulerer glukagon omdannelsen af aminosyrer til glucose (gluconeogenese) og nedbrydningen af triglycerider til frie fede syrer (lipolyse) samt dannelsen af ketonstoffer ved faste og insulinmangel. Sekretionen øges under muskelarbejde.

Insulin

: virker som antagonist for glukagon.

Katecholaminerne

: udover cardiovasculære effekter har katecholaminerne også metaboliske virkninger, hvoraf de vigtigste er stimulation af glykogennedbrydningen (glycogenolyse) i lever og skeletmuskulatur og depotfedtnedbrydning (lipolyse) samt acceleration af stofskiftet (i samarbejde med thyroideahormonerne).

345. BESKRIVE ADAPTIVE ÆNDRINGER SOM FØLGE AF FYSISK TRÆNING Hvis forskellige personer udfører det samme arbejde (samme iltoptagelseshastighed), vil de have nogenlunde samme minutvolumen. Men det er ikke givet, at de har samme pulsfrekvens og salgvolumen.

Hjertets minuvolumen = slag pr. min ⋅ slagvolumen Personer med den lavere VO2,max har: Høj pulsfrekvens ⋅ Lav slagvolumen Personer med den højere VO2,max har: Lav pulsfrekvens ⋅ Høj slagvolumen At en person har højere VO2,max kan bl.a. skyldes, at vedkommende er højere (kropsbygning) eller at han/hun har konditionstrænet. Organismen tilpasses til fysisk inaktivitet såvel som aktivitet. Uanset tidligere træningsgrad falder alle personer i maksimal iltoptagelse (VO2,max) under inaktivitet, mens den fysiske aktivitet resulterer i en markant forøgelse af VO2,max. Ved fysisk træning ændres:

- hjertets maksimale minutvolumen; som er en følge af ændring af slagvolumens (↑) størrelse (=> pulsfrekvensen (↓) ved hvile)

- den arterio-venøse ilt-difference varierer også noget, men den stiger i forhold til udgangsværdien både efter en inaktivitetsperiode og efter træning.

- Samtidigt med at muskelmassen øges, sker der også en stigning i antallet af mitochondrier => der kan nedbrydes mere glukose ved oxidation (aerobe) => laktatophobning træder ind senere og er af mindre omfang.

Den højere VO2,max hos veltrænede er altså nært relateret til deres meget store slagvolumen under arbejde. Den maksimale hjertefrekvens påvirkes kun lidt. Også under submaximalt arbejde har den veltrænede et større



slagvolumen end den utrænede. Da minutvolumen er en funktion af arbejdsbelastning og iltoptagelse og uafhængig af træningsgrad, bliver hjertefrekvensen lavere ved et givet submaximalt arbejde efter træning. I øvrigt sker der under arbejde en mere effektiv distribuering af hjertets minutvolumen, dvs. en større andel af denne går til de arbejdende ekstremiteter. Det er begrænset, hvor høj den arterio-venøse difference for ilt kan blive. Meget veltrænede opnår ikke højere iltekstraktion end de øvrige trænede. Slagvolumen spiller en central rolle i adaptationen.

346. REDEGØRE FOR SAMMENHÆNGEN MELLEM VO2 OG ARBEJDSINTENSITETEN Iltoptagelsen stiger lineært i relation til arbejdsintensiteten. Der nås dog en max-iltoptagelse, hvor yderligere forøgelse af arbejdsintensiteten ikke giver nogen yderligere forøgelse af iltoptagelsen (overgang til anaerob arbejde).

347. REDEGØRE FOR BEGREBERNE ILTDEFICIT OG ILTGÆLD VED MUSKELARBEJDE Iltdeficit

: Ved begyndelsen af muskelarbejdet øges iltoptagelsen gradvist, men de arbejdende musklers energikrav øges momentant. Der opstår herved et iltdeficit i musklen, dvs. en del af energien til muskelarbejdet frigøres ikke gennem mitochondriel forbrænding. Nedbrydning af energirige phosphatforbindelser og glycolyse med laktatdannelse dækker differencen mellem aerob energifrigørelse og det pågældende energibehov.

Iltgæld

: Ved et muskelarbejdes ophør falder iltoptagelsen gradvist tilbage til hvileværdien. Dette tager dog et stykke tid, specielt hvis arbejdet har været tungt og er blevet udført til udmattelse. Den forhøjede iltoptagelse i restitutionsfasen skyldes primært genetableringen af hvileværdier for ATP og CP, såvel som HbO2 og MbO2 og laktat. Dette sker hrtigt (sekunder-minutter), undtagen for laktat, hvor der kan gå 30-60 minutter eller mere før hvileniveauet nås. Efter de første minutter af restitutionen følges nedgangen i blodlaktat og iltoptagelsen stort set ad. Nøjagtige målinger af iltgældens størrelse viser, at den er væsentlig større end det deficit, som kan beregnes at have været til stede under arbejdet. Flere faktorer bidrager hertil. Ved resyntesen af glucose/glykogen fralaktat forbruges mere energi, end hvad, der frigøres ved glykolysen. Desuden mener man, at forhøjelsen af legemstemperaturen og ændrede hormonniveauer øger visse vævs iltforbrug under restitutionen. Endnu mange timer efter arbejdets ophør er iltoptagelsen – selv i hvile – ikke tilbage på basalomsætningen, men forhøjet med 10-20%.

348. REDEGØRE FOR FAKTORER, DER LIGGER TIL GRUND FOR STIGNINGEN I HJERTETS MINUTVOLUMEN VED MUSKELARBEJDE: ÆNDRINGER I SLAGVOLUMEN, VENØS TILBAGESTRØMNING OG SLAG-FREKVENS Ved muskelarbejde forøges hjertets minutvolumen i tæt relation til det øgede iltforbrug. Til denne stigning i minutvolumet bidrager en øgning af både frekvens og slagvolumen. Hjertefrekvensen forøges stort set lineært fra hvile til maximalt arbejde, medens forøgelsen af slagvolumen er størst ved overgangen fra hvile til lettere arbejde. Forøgelsen af hjertets slagvolumen ved arbejde sker dels ved, at det slutdiastoliske volumen forøges og dels ved, at det slutsystoliske volumen bliver mindre, medens forøgelse af ejection fraction er lille. Diastolen er endog ved høj hjertefrekvens tilstrækkelig lang til, at ventriklen fyldes. Dette forklares ved, at den venøse tilbagestrømning til hjertet er øget under arbejde, og endvidere er det centrale venetryk også noget højere under muskelarbejde end i hvile.

349. REDEGØRE FOR REGULERING AF KREDSLØBET UNDER MUSKELARBEJDE - Hjertefrekvensen forøges ved aftagende parasympaticus-aktivitet til hjertet: op til 120 slag/min. Over dette

niveau øges hjertefrekvensen ved øget sympaticus aktivitet (chronotrop). - Graden af vasokonstriktion reguleres ved forøgelse af sympaticus aktiviteten til de glatte muskelceller i

modstandskarrene. En reduceret vasokonstriktor aktivitet til arteriolerne i de arbejdende muskler reducerer modstanden i disse karområder, hvilket fører til en forøget blodgennemstrømning.

- Det venøse tilbageløb forøges, tildels beroende på et sympatisk medieret øget tonus i kapacitanskarrene. - Mekanoreceptorer i højre atrium påvirkes, hvilket øget hjertefrekvensen. - Slagvolumenets størrelse påvirkes af en Starling mekanisme.



4. NEUTRALITETSREGULERING & SYRE/BASE-BALANCE

350. DEFINERE BEGREBERNE PLASMA-PH, (AKTUELT) PLASMA-BIKARBONAT, STANDARD BIKARBONAT, BUFFER-BASE, NORMAL BUFFER-BASE, BASE EXCESS pHp; Plasma-pH

][][log][log

2

3

COHCOpKpHH

−+ +==−

: den negative logaritme af aktuelle aktivitet af H+-ioner i arterielt blodplasma.

Normalværdier: pHp = 7,35 – 7,45 Ydergrænser, der er forenligt med liv: pHp = 6,9 – 7,8

(HCO3-)p; (aktuelt) plasma-bikarbonat

: angiver aktuelle [HCO3-] i arterielt plasma (ved aktuelle værdier for PCO2 og PO2)

St[HCO3-]; standard-bikarbonat

: refererer til [HCO3-] i plasma fra blod i ligevægt, ved 37 °C, med en gasfase med PCO2 = 40 mmHg og PO2 > 100 mmHg (dvs. arterielle blod under omstændigheder, hvor de respiratoriske afvigelser er elimineret, og blodet derfor fuldt iltet).

St[HCO3-] er et mål for akkumulation af ikke-flygtig syre eller base. Afvigelser af St[HCO3-] fra det normale angiver, hvor stor en mængde af ikke-flygtig syre eller base, der er bufret af bikarbonat buffer systemet pr. liter plasma. Tallet er et mål for metaboliske afvigelser. Normalværdi: St[HCO3-]= 24 mM Normal variationsområde: 21,3 – 25,8 mM).

BB; buffer-base

: angiver systemets aktuelle koncentration af buffer base ækvivalenter (bikarbonat- og phosphationer, plasmaprotein- og hæmoglobinanioner).

NBB; normal buffer-base

: angiver BB ved pHp = 7,40, Pa,CO2 = 40 mmHg, PO2 > 100 mmHg og temp. på 37°C.

BE; base-excess

: angiver baseoverskud eller basedeficit bestemt ved den mængde monovalent stærk syre (BE positiv) eller stærk base (BE negativ), der skal tilsættes systemet (mmol⋅l-1) for at bringe pH til 7,40 ved PCO2 = 40 mmHg, PO2 > 100 mmHg og temp. = 37°C.

Det gælder at: BE = BB – NBB.

351. ANGIVE BLODETS BUFFERSYSTEMER: BIKARBONATSYSTEMET, FOSFAT, PROTEIN, HÆMOGLOBIN Buffersystemer i blodet:

Koncentration af bufferanion (mmol⋅l-1) pK (37°C): Helblod: Plasma: H2CO3 ↔ H+ + HCO3- 6,1 20 24 H2PO4- ↔ H+ + HPO4- 6,8 1 1 HProt ↔ H+ + Prot- 6-7 9 17 HHb ↔ H+ + Hb- 6-7 18 0

352. REDEGØRE FOR HÆMOGLOBINETS OG BIKARBONATSYSTEMETS SÆRLIGE BUFFEREGENSKABER

Hæmoglobin er som andre proteinstoffer en amfolyt (kan optræde både som syre og som base). Amfolytter er karakteriseret ved deres isoelektriske punkt, som er den pH-værdi, ved hvilken de hverken afgiver eller optager brintioner. Det isoelektriske punkt er for oxyhæmoglobin (HbO2) 6,6 og for deoxyhæmoglobin (Hb) 6,8. I de røde blodlegemer, som har et pH på 7,2 er hæmoglobinet suspenderet i et medium, som er på den basiske side af det isoelektriske punkt. Det fraspalter derfor brintioner, og er således en syre. HbO2 med det laveste isoelektriske punkt er en stærkere syre end Hb. I den reversible reaktion er ligevægten derfor stærkere forskudt mod højre for HbO2 end for Hb: HHb ↔ H+ + Hb-



Når PCO2 nedsættes, aftager nævneren i Henderson-Hasselbalch ligningen, blodets pH stiger og hæmoglobinet fraspalter H+-ioner; disse forbinder sig med HCO3-, hvorved der dannes H2CO3, der bliver til CO2 og H2O. I helblod, men ikke i plasma, kan man derfor uddrive den samlede bikarbonatmængde som luftformig CO2. Når omvendt PCO2 forøges, og [H+]blod stiger, vil fraspaltningen af H+ fra hæmoglobinet aftage, hvilket muliggør en fortsat stigning af prøvens bikarbonatindhold. Det afgørende ved HCO3-/H2CO3 systemet er, at begge komponenter reguleres aktivt, syrekomponenten ved den pulmonale regulation af PCO2 og basekomponenten ved den renale fjernelse af syre og base.

353. REDEGØRE FOR OPRETHOLDELSEN AF DET INTRACELLULÆRE PH OG FOR TRANSPORTEN AF H+ OVER CELLEMEMBRANEN Normalt er pH intracellulært (pHI) 7,0-7,3, og således lavere end pH i ECV. I de fleste celler er pHI mere basisk end beregnet udfra passiv fordeling af H+ over cellemembranen, fordi H+ transporteres aktivt ud af cellen ved sekundær aktiv Na+/H+ udveksling med energiforsyning fra Na+-gradienten, der vedligeholdes af Na+/K+-pumpen. Na+/H+-udvekslingen er meget følsom for ændringer af [H+] i cellens cytoplasma og transportsystemet er derfor af central betydning for regulationen af pHI. Transport af H+ ud af intracellulærfasen kan også være primær aktiv.

354. ANVENDE HENDERSON-HASSELBALCH-LIGNINGEN TIL BEREGNING AF DE INDGÅENDE STØRRELSER SAMT REDEGØRE FOR DENS GRAFISKE AFBILDNING I PH/PCO2-DIAGRAMMET Henderson-Hasselbalch-ligningen:

[ ][ ]

[ ]2

03,0loglog 3

2

3

COaa P

HCOpKCO

HCOpKpH⋅

=+=+=−−

Ved dens grafiske afbildning rokeres om på ligningen: [ ] [ ] ( )

[ ] ( )[ ] ( )03,0loglog1,6log

03,0logloglog

log03,0loglog03,0

log

3

3

33

2

2

22

−++−=

⇔−++−=

⇔−−+=⇔⋅

+=

−

−

−−

HCOpHP

HCOpKpHP

PHCOpKpHP

HCOpKpH

CO

aCO

COaCO

a

Ved fastholdt [HCO3-] vil der således fremkomme linjer med hældningskoefficienter på –1. Arealer i disse kort angiver, hvor pH/logPCO2 værdier for patienter med syre-base afvigelser erfaringsmæssigt befinder sig. Arealernes position viser også kapaciteten for renal og respiratorisk kompensation for en afvigelse i syre-base status.

355. REDEGØRE FOR SYRE/BASE-STATUS VED ANVENDELSE AF SIGGARD-ANDERSENS SYRE/BASE NOMOGRAM I praksis bruges kortet således: Aktuelt PCO2 og pH måles på arterieblod og værdierne afsættes som et punkt i kortet. Der lægges en lineal gennem punktet parallelt med skrålinjerne gennem kortet og base excess (eller base deficit) aflæses i øverste venstre hjørne. Punktets beliggenhed viser direkte om de målte værdier ligger inden for normalområdet eller inden for arealerne for typiske afvigelser. Normalområdet for pH er 7,35 – 7,45. Normalområdet for base excess er fra –3 til +3 mmol/l.

356. REDEGØRE FOR AFVIGELSER FRA DEN NORMALE SYRE/BASE-STATUS: RESPIRATORISKE OG METABOLISKE FORMER FOR ACIDOSE ELLER ALKALOSE SAMT KORREKTIONER ELLER KOMPENSATIONER HERFOR Afvigelserne fra den normale syre-base status, dvs. acidose eller alkalose er respiratoriske ved primær ændring af PCO2 eller metaboliske, som skyldes primær ophobning eller tab af ikke-flygtig syre eller base. Ved kompensation af en primær ændring forstås en modsat rettet ændring af den anden type, der helt eller delvis fører til normalisering af pH mens forskydningen af de øvrige syre-base parametre opretholdes. Kompensationen skelnes fra korrektion, der er modregulation af samme type som den primære ændring og fører til normalisering af syre-base status i sin helhed. Respiratorisk acidose: (lav pH, høj PCO2 (hyperkapni)). Sålænge acidosen er ukompenseret, er St[HCO3-] normal.

Tilstanden fremkaldes af nedsat alveolær ventilation. De hyppigste årsager til respiratorisk acidose i klinikken er



asthma, lungeødem og kronisk obstruktiv lungelidelse. Lægemidlers (sedativa/opiater) hæmning af respirationscentret er også en hyppig årsag.

I den akutte fase af respiratorisk acidose er organismen afhængig af intracellulær bufring. Det renale kompensatoriske respons er flere dage om at udvikles. Hyperkapni øger syreudskillelsen ved at stimulere H+ sekretionen, især i samlerørene. Desuden øges NH4+ dannelsen i proximale tubulus. Ved fortsat hyperkapni forbliver NH4+ ekskretionen høj, men netto syre udskillelsen vender tilbage til udgangsværdien pga. et fald i udskillelsen af titrerbar syre kombineret med en svag stigning i HCO3- udskillelsen. Den renale kompensation består altså i en langsomt indsættende, transient stigning i udskillelsen af ikke-flygtig syre. Biokemisk ses ved kompensationen en stigning i [HCO3-]blod, hvorfor base excess ligeledes er stigende.

Respiratorisk alkalose

: (høj pH, lav PCO2 (hypokapni)). Så længe alkalosen er ukompenseret, er St[HCO3-] normal. Den tilgrundliggende tilstand er øget alveolær ventilation. Hyppigste årsag er hypoxi, f.eks. ved svær anæmi eller svær hjerteinsufficiens med cyanose. Desuden ses tilstanden ved hypoxi pga. lav ilttension i forbindelse med akklimatisering til bjergklima. Den hysteriforme hyperventilation skal også nævnes. Herudover kan hyperventilation ses ved thyreotoksisk krise samt i forbindelse med acetylsalicylsyre forgiftning hos børn.

I den akutte fase forhindrer intracellulær bufring store pH udsving. Renal kompensation udvikles i løbet af nogle dage. Der ses et transient fald i den renale syre ekskretion, især fordi H+ sekretionen i samlerørene reduceres. Samtidig falder også NH4+ udskillelsen, og HCO3- udskillelsen stiger. Trods fortsat hypokapni vil syreudskillelsen langsomt returnere til udgangsværdien. Ved respiratorisk alkalose består den renale kompensation altså af et langsomt indsættende, transient fald i udskillelsen af ikke-flygtig syre. Biokemisk findes ved kronisk respiratorisk alkalose lavt PCO2, (let) forhøjet pH samt, som følge af den renale kompensation, nedsat St[HCO3-] og base excess.

Metabolisk acidose

- nyresvigt, hvor nyren ikke udskiller tilstrækkelig ikke-flygtig syre : (lav pH, lav [HCO3-]plasma). En række tilgrundliggende årsager kan føre til metabolisk acidose:

- ved dannelse af excessive mængder af ikke-flygtige syrer i organismen - tilførsel af syre til organismen ved fødeindtagelse eller infusion - tab af base fra kroppen

Andre specifikke årsager:

- Diabetes mellitus: nedsat [insulin] => øget lipolyse, og store mængder frie fedtsyrer i blodet. En del af disse omdannes til ketonstoffer; aceteddikesyre og β-hydroxy-smørsyre. Ketonstofferne søges derefter udnyttet som brændstof af de perifere væv som alternativ til glukose. Plasma-pH falder som følge af syre-belastningen.

- Laktatacidose: ved svært muskelarbejde fås en akut produktion af ikke-flygtig syre i form af laktat. Tilstanden optræder desuden ved anaerob forbrænding sekundært til tilstande med dårlig vævsperfusion, f.eks. hjertestop, septisk shock mm.

- Salicylsyreforgiftning: udover salicylat øges også [laktat]blod og [ketonstoffer]blod. - Methanolforgiftning (træsprit): resulterer i dannelse af myresyre. - Diaré: tab af HCO3- ved diaré er en af de hyppigste årsager til metabolisk acidose. Specielt hos spædbørn

kan tilstanden meget hurtigt bliver kritisk. pH-faldet stimulerer respirationscentret, hvorefter ventilationen stiger (respiratorisk kompensation). Den maksimale respiratoriske kompensation udvikles først efter 4-6 timer, når der er opnået udligning af CO2, H+ og HCO3- mellem ekstracellulær væske, spinalvæske og respirationscentret. Over 2-3 døgn vil nyren desuden øge sin udskillelse af NH4+ (under forudsætning af, at acidosen ikke skyldes nyresvigt). Kompensationen består altså af en hurtig respiratorisk komponent og en langsomt indsættende renal komponent. Den respiratoriske komponent kan eksemplificeres ved diabetisk ketoacidose, hvor der ses en dyb, frekvent respiration med ventilation øget til det 4-5 dobbelte. Biokemisk er St[HCO3-] nedsat og base excess negativ, pH er nedsat og som følge af kompensation er PCO2 lav.

Metabolisk alkalose

- eksterne tab af syre og chlorid

: (høj pH, høj [HCO3-]plasma). Et [HCO3-]plasma på over 28 mM resulterer i renal udskillelse af HCO3-, hvilket gør det vanskeligt at fremkalde og specielt at vedligeholde en metabolisk alkalose. Årsager kan inddeles i:

- eksogen tilførsel af base



- excessiv nydannelse af HCO3- i nyrerne pga. øget udskillelse af syre - opkastning er en væsentlig årsag til metabolisk alkalose pga. tab af HCl fra ventriklen.

Som nævnt vil nyren søge at kompensere en metabolisk alkalose ved at reducere reabsorptionen af HCO3- og derved øge udskillelsen. Imidlertid vil chloridtabet ved opkastning medføre et fald i ECV, og dette fald udløser en øget fraktionel reabsorption af Na+ og HCO3- i de proximale tubuli. Desuden stimuleres aldosteron-produktionen og dermed K+ og H+ sekretionen i de distale tubuli. Tab af HCl fra ventriklen initierer således alkalosen, men den vedligeholdes af en øget reabsorption og regenerering af HCO3-. Diuretisk behandling vil øge NaCl udskillelsen og nedsætte ECV. Dermed bliver mekanismen bag den metaboliske alkalose analog med den ovenfor beskrevne. Alkalosen er dog mindre udtalt. Stigningen i plasma pH hæmmer respirationscenteret, hvorved ventilationen nedsættes og PCO2 stiger. Denne respiratoriske kompensation er hurtigt indsættende og medfører en moderat stigning i PCO2. Sidstnævnte modvirker den renale kompensation, idet øget PCO2 stimulerer reabsorptionen af HCO3-. Organismen er derfor dårligt rustet til at imødegå metabolisk alkalose. Biokemisk er St[HCO3-] forhøjet og base excess positiv. Desuden er pH forhøjet, og pga. den respiratoriske kompensation er PCO2 let forhøjet. Det skal nævnes, at det ved behandling af metabolisk alkalose ofte er nok at korrigere ECV. Herved genetableres normale forhold for renal udskillelse af bikarbonat.

357. REDEGØRE FOR DEN TUBULÆRE SEKRETION AF H+ I NYRERNE Tubuluscellerne secernerer H+ fra cytoplasma til tubuluslumen mod den elektrokemiske gradient for H+. Der er tale om sekundært aktiv transport ved Na+/H+ udveksling med energiforsyning fra Na+ gradienten, der vedligeholdes af Na+/K+-pumpen. Den totale sekretion af H+ i proximale tubuli svarer stort set til filtrationen af HCO3- (ca. 4.500 mmol/døgn). I distale tubuli og samlerør er den totale sekretion normalt ca. 50 mmol/døgn svarende til den resterende mængde af filtreret HCO3- plus udskillelsen af H+ som titrerbar aciditet i urinen. Her forekommer også primær aktiv sekretion af H+ drevet af H-pumper der spalter ATP. Dannelsen af H+ i alle tubuluscellerne katalyseres af kulsyreanhydrase i tubuluscellerne og afhænger derfor af CO2 tensionen i cytoplasma og i blod.

358. REDEGØRE FOR SAMMENHÆNGEN MELLEM UDSKILLELSE/REABSORPTION AF HCO3- OG DEN RENALE SEKRETION AF H+ HCO3- filtreres frit og reabsorberes med en kapacitet, der afhænger af H+ sekretionen, idet reabsorptionen kræver, at HCO3- i tubuluslumen reagerer med H+ og danner CO2, der diffunderer ind i tubuluscellerne. I cytoplasma indgår CO2 i dannelsen af H+ og HCO3-. Alle komponenter er i ligevægt med blodets CO2, H+ og HCO3-. Nettoresultatet af processen er at en HCO3--ion refiltreret og reabsorberet uden at det medfører tab eller gevinst af syre eller base.

359. DEFINERE URINENS TITRERBARE ACIDITET OG BESKRIVE DENS RELATION TIL NETTOUDSKILLELSEN AF SYRE Urinens titrerbare aciditet (TAU) angiver urinens aciditet ved titrering med NaOH til plasmas aktuelle pH og PCO2. Den samlede renalt betingede elimination af H+ fra organismen fås ved: H+elimination= TAU + NH4+ - HCO3- - RCOO- HCO3- og RCOO- angiver de metaboliserbare syreanioner.

360. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF DE METABOLISKE PROCESSER I LEVER OG NYRER FOR REGULERINGEN AF PH I EKSTRACELLULÆRVÆSKEN Se fig. 21.5 s. 548: ”supplerende noter i fysiologi” Overskud af aminosyrer fra proteiner, optaget i tarmen eller fra vævsnedbrydning omsættes i leveren ved glukoneogenese. Vede nedbrydningen af aminosyrerne dannes NH4+ og HCO3- i mængder der svarer til indholdet af amino- og carboxylsyregrupper i aminosyrerne som vist i reaktion for oxydering af alanin:

OHNHHCOCOOalanin 24322 23 +++→+ +−

Dannelsen af urea i leveren: OHCOureaNHHCO 2243 322 ++↔+ +− Leveren eksporterer ca. 15 – 30 % NH4+ til nyrerene i den ”frie” form. Hver gang nyrerne udskiller et molekyle NH4+, så ”redder” de en HCO3--molekyle (idet der ikke sker nogen dannelse af urea), der kan neutralisere et H+-ion. Dette fænomen kaldes for ”indirekte H+-ekskretion”.



I de ekstrahepatiske væv vil følgende reaktioner hjælpe med at ”opsamle” nitrogen:

iesynthethasGluta

asedehydrogenGlutamat

PADPglutaATPNHglutamat

NADPglutamatHNADPHNHatketoglutar

++ →++

+ →+++−−+

+−++

minmin4

4α

Ved alkalose stimulerer det høje pH dannelsen af urea (glutamin til leveren), mens leveren kan øge forsyningen af glutamin til nyren ved lavere pH, hvor udskillelsen af NH4+ er stimuleret.



5. ENERGIOMSÆTNING

361. DEFINERE BEGREBET ENERGIOMSÆTNINGEN (DEN SAMLEDE ÆNDRING I KEMISK ENERGIINDHOLD SOM FØLGE AF SAMTLIGE KEMISKE PROCESSER I PERIODEN) OG ENERGIOMSÆTNINGSHASTIGHEDEN (EOH) (DENNE ÆNDRING PR. TIDSENHED) Energiomsætning

: organsimens samlede formindskelse af kemisk energiindhold (∆ Ukem) som følge af samtlige de kemiske omsætninger, der forløber.

Energiomsætningshastigheden (EOH)

: energiomsætningen pr. tidsenhed, og den måles som kJ pr. kg. Pr. tidsenhed (f.eks. [kJ / (kg x time)]) eller blot kJ pr. tidsenhed (f.eks [kJ / time]).

362. ANGIVE, AT EOH KAN MÅLES VED VARMEDANNELSEN (+ EVT. YDRE ARBEJDE) PR. TIDSENHED (DIREKTE KALOMETRI) EOH kan bestemmes dels ved direkte og dels ved indirekte kalorimetri. Direkte kalorimetri

: man måler den varme (energi), der dannes ved forløbet af de kemiske processer i organismen

Indirekte kalorimetri- bestemme omsætningen af kulhydrat, fedt og protein og dernæst multiplicere disse værdier med det enkelte

næringsstofs omsætningsvarme (forbrændingsvarme)

: man kan enten

eller ved den oxymetriske metode - bestemme O2-optagelsen og multiplicere denne med en middelværdi for iltens kaloriske ækvivalent.

363. BEREGNE EOH UD FRA V02, VCO2 OG KVÆLSTOFUDSKILLELSEN I URINEN SAMT ANGIVE FORUDSÆTNINGERNE HERFOR

(INDIREKTE KALORIMETRI) Forudsætninger for beregning af EOH ved indirekte kalorimetri:

- at forbrændingen af protein, kulhydrat og fedt udgør de kvantitativt langt mest betydende omsætninger. - at dannelsen af kvælstofholdige slutprodukter svarer til den hastighed hvormed de udskilles i urinen - at al urinens kvælstof stammer fra protein

Fremgangsmetode ved indirekte kalorimetri:

Måle: 1. Beregning af proteinomsætningen

- totale O2-optagelse: VO2(tot) (l O2/time) - totale CO2-udskillelse:VCO2(tot) (l CO2/time) - N-udskillelse i urin: N (g N/time) Proteinomsætningen = P = N ⋅ (100/16) (g protein/time; 16% N i protein)

2. Beregning af O2-forbrug og CO2-dannelse ved forbrænding af protein (Pr) og ikke-protein (non-Pr)

Forbrænding af: (P) 1 g protein 0,970 0,770

O2 forbrug (l/g) CO2-dannelse (l/g)

(K) 1 g kulhydrat (glykogen) 0,828 0,828 (F) 1 g fedt 2,030 1,430

Protein (Pr) Ikke-Protein (non-Pr) O2-forbrænding (l/time)

VO2(Pr)= 0,970 ⋅ N ⋅ (100/16) ⇔ VO2(Pr)= 0,970 ⋅ P VO2(non-Pr) = VO2(tot) – VO2(Pr)

CO2-dannelse (l/time)

VCO2(Pr)= 0,770 ⋅ N ⋅(100/16) ⇔ VCO2(Pr)= 0,770 ⋅ P VCO2(non-Pr) = VCO2(tot) – VCO2(Pr)

O2-forbrug ved omsætning af ikke-protein: VO2(non-Pr) = K ⋅ 0,828 + F ⋅ 2,030 3. Beregning af kulhydrat- og fedtomsætningen



CO2-dannelse ved omsætning af ikke-protein: VCO2(non-Pr) = K ⋅ 0,828 + F ⋅ 1,430 Heraf findes K og F (to ligninger med to ubekendte):

( )

( )030,2430,1

030,2430,1030,2430,1

030,2828,0828,0

430,1030,2 828,0

828,0430,1

430,1 828,0

Pr)(Pr) (

Pr) (Pr)(Pr) (Pr)(

Pr) (Pr)(Pr)(

Pr)(Pr)(

22

2 22 2

2 22

22

−

−=

−−=⇔⋅+⋅−=

⇔⋅+⋅⋅−

=⇔⋅+⋅=

⋅−=⇔⋅+⋅=

−−

−−−−

−−−

−−

nonOnonCO

nonCOnonOnonCOnonO

nonCOnonOnonO

nonCOnonCO

VVF

FVVFFVV

FFV

VFKV

FVKFKV

4. Beregning af energiomsætningshastigheden (EOH)

EOH = P ⋅ 17 + K ⋅ 17,5 + F ⋅ 39 kJ/time (17, 17,5 og 39 angiver forbrændingsvarmen for henholdsvis protein, kulhydrat og fedtstof)

364. DEFINERE OG ANVENDE ”ILTENS KALORISKE ÆKVIVALENT” TIL BEREGNING AF EOH UD FRA VO2 Iltens kaloriske ækvivalent

: ved den kaloriske ækvivalent for O2 forstås den energimængde, der frigøres (energifrigørelse), når 1 liter O2 medgår til forbrænding af det enkelte næringsstof.

Denne størrelse er afhængig af - næringsstoffernes fysiologisk brændeværdi - iltforbruget ved forbrænding af næringsstofferne

Den kaloriske ækvivalent for O2 er næsten ens for de 3 hovednæringsgrupper:

- 21,1 kJ/l O2 for kulhydrat - 19,0 kJ/l O2 for fedt - 17,8 kJ/l O2 for protein

Iltens kaloriske ækvivalent er altså mindre ved fedtforbrænding end ved kulhydratforbrænding, selvom den fysiologiske brændværdi for fedt er (38,9 kJ/g) er mere end dobbelt så stor som for kulhydrater (17,5 kJ/g). Årsagen hertil er, at der skal mere end dobbelt så meget ilt til forbrænding af 1g fedt som af 1 g kulhydrat, pga. fedtmolekylets ringe O2-indhold. Da proteinomsætning kun udgør en ringe brøkdel af den samlede energiomsætning (ca. 12 %), vil den gennemsnitlige størrelse af iltens kaloriske ækvivalent hovedsagligt være bestemt af det relative omfang af fedt- og kulhydratomsætningen. Man benytter ofte en værdi på 20 kJ/l O2, idet denne værdi ligger midt imellem de kaloriske ækvivalenter for forbrænding af fedt og kulhydrat. EOH kan derfor bestemmes med rimelig sikkerhed ved at gange VO2 med en gennemsnitsværdi på 20 kJ/l O2 (den oxymetriske metode; jvf. 362. angive, at EOH kan måles … (s. 120).

365. DEFINERE BEGREBET UDNYTTELIG ENERGI I FØDEMIDLER Udnyttelig energi

er den del af den indtagne fødeenergi, der absorberes fra mavetarmkanalen. Under normale omstændigheder er denne del ca. 95%, men den kan, især undre patologiske forhold, f.eks. diaré, blive betydeligt mindre.

Krukow: udnyttelig energi i næringsstoffer efter absorption fra tarmen angiver hvor meget ATP der kan dannes pr. kJ for forbrænding af kulhydrat, lipider og proteiner:

Kulhydrater ca. 12,5

mmol ATP/kJ



Lipider ca. 12,5 Proteiner ca. 10,5 I ”documenta physiologica” angiver kolonnen ”Energetisk værdi” i føde (side 5-1) de faktisk anvendte værdier for forbrændingsvarme, der anvendes i kalorietabeller mv. Dette er de ”korrigerede” værdier, dvs. værdier, der hensyntager til et mindre tab af indtaget næringsstof som følge af evt. ufuldstændig fordøjelighed og absorption

366. DEFINERE OG ANVENDE BEGREBERNE RESPIRATORISK KVOTIENT OG RESPIRATORISK UDVEKSLINGSKVOTIENT Den respiratoriske kvotient (RQ)

angiver forholdet mellem CO2-dannelsen og O2-forbruget i organismen i et bestemt tidsrum – begge dele f.eks. udtrykt ved antal mol.

RQ afhænger af hvilke nettoomsætninger, der forgår, dvs. hvilke næringsstoffer, der omsættes, samt det indbyrdes mængdeforhold mellem disse omsætninger.

Kulhydrat: 166,666

2

22226126 ===+→+

OCORQOHCOOOHC

Fedtstof (tripalmitin): ( ) 703,0145102,981021452

2

222269851 ===+→+

OCORQOHCOOOHC

Den biologiske oxidation af proteinstoffer er en ufuldstændig forbrænding, idet der dannes kvælstofholdige slutprodukter (urinstof, urinsyre, NH3, osv.), som udskilles med urinen. Man har beregnet, at for proteiner er: RQ = 0,8. Den ventilatorisk udvekslingskvotient (R)

angiver forholdet mellem CO2-afgivelsen og O2-optagelse. CO2-afgivelsen måles som differencen mellem udåndet og indåndet CO2, mens O2-optagelse måles som differencen mellem indåndet og udåndet O2.

367. DEFINERE BEGREBET RESPIRATORISK ”STEADY STATE” ( R=RQ) Respiratorisk steady state

: CO2-afgivelsen den samme som CO2-dannelsen, og O2-optagelsen den samme som O2-forbruget. I denne situation vil der gælde at: R = RQ.

368. ANGIVE FORHOLD, HVOR R ER FORSKELLIG FRA RQ Er R ≠ RQ, foreligger der en såkaldt falsk R-værdi. Dvs. R-værdien giver et forkert indtryk af den i øjeblikket foreliggende RQ-værdi. Afvigelser af R fra RQ kan f.eks. foreligge som et forbigående fænomen ved ændringer i vejrtrækningen:

- R > RQ: ved overgangen til hyperventilation; f.eks. ved akut (mælke)syre-ophobning (metabolisk acidose) under hårdt muskelarbejde overstiger R-værdien i en periode RQ-værdien

- R < RQ: ses ved overgangen til hypoventilation; ved baseophobning (metabolisk alkalose). Når der i disse situationer atter er etableret respiratorisk steady state, vil der på ny være identitet mellem R og RQ.

369. REDEGØRE FOR DE KVANTITATIVT BETYDNINGSFULDE NETTO-OMSÆTNINGERS INDFLYDELSE PÅ RQ OG ILTENS KALORISK ÆKVIVALENT Størrelsen af RQ afhænger af hvilke næringsstoffer der forbrændes (jvf. 366. definere og anvende beg … (s. 122)). Hvis man spiser

- udelukkende kulhydrater, vil RQ nærme sig 1,0 - en almindelig blandet kost, vil RQ ligge mellem 0,8 og 0,9 - meget fedt vil RQ falde mod 0,7

Det viser, at energistofskiftet under diæten omstilles efter diætens sammensætning. Det er ikke umiddelbart muligt ud fra RQ at bestemme i hvilket forhold de tre hovednæringsstoffer omsættes. Iltens kaloriske ækvivalent vil også afhænge af fødens sammensætning (jvf. 364. definere og anvende ”iltens kaloriske ækvivalent” … (s. 121)). En kulhydratrige kost vil give en større kaloriske ækvivalent for O2, end en fedtdiæt.



370. REDEGØRE FOR BALANCEN MELLEM TILFØRT ENERGI, ENERGI AFGIVET FRA ORGANISMEN I FORM AF VARME OG YDRE ARBEJDE, SAMT ENERGIDEPONERING/-MOBILISERING Kemisk energi med føden ⇒ ydre arbejde + indre arbejde + varme. Er legemsvægten konstant er individet i energibalance svarende til: energiindtag = energiomsætning ± deponering.

371. REDEGØRE FOR FAKTORER, DER INFLUERER PÅ EOH: INDRE OG YDRE TEMPERATUR, MUSKELARBEJDE, SØVN, KATEKOLAMINER, FØDE, PATOLOGISKE TILSTANDE Temperatur

: Nedsænkning (i nøgen tilstand) i 15°C koldt vand kan øge energiomsætningen med 100-400%, afhængig af tykkelsen af det subkutane fedtvæv. Den øgede energiomsætning ved kuldeeksponering skyldes både forøget muskel-tonus og egentlige ufrivillige ryselser (shivering). Desuden aktiveres det sympatiske nervesystem, hvor fremmet afgivelse af noradrenalin øger energiomsætningen i en række væv og organer (non-shivering termogenese). Hos mennesket er det hovedsagligt i skeletmuskulaturen og hjertet, at energiomsætningen øges.

Muskelaktivitet

: Under muskelarbejde kan energiomsætningen øges med en faktor 5-10.

Søvn

: Under søvn er energiomsætningen 5-10% lavere end basalstofskiftet.

Katecholaminer

: Noradrenalin fra det sympatiske nervesystem stimulerer cellernes energiomsætning via β-receptorer.

Føde

: Energiomsætningen øges momentant, når måltidet påbegyndes. Stigningen varer 3-12 timer afhængig af måltidet energiindhold, sammensætning og smag. Den samlede termogene effekt af en given kost påvirkes ikke kvantitativt af, om kosten fordeles på få eller mange måltider. Termogenesen kan opdeles i en obligatorisk komponent, som dækker energiforbruget til fordøjelse, absorption, omdannelse og deponering af de energigivende næringsstoffer samt en variabel (fakultativ) komponent. Den obligatoriske komponent kan beregnes i % af måltidets energiindhold og er ca 30% for protein, 5% for kulhydrat og 1% for fedt.

Patologiske tilstande

: En lang række patologiske tilstande øger energiomsætningen. De vigtigste tilstande er brandsår, svære traumer, hyperthyreodisme (for højt stofskifte), infektioner (bakterielle, TB, AIDS, parasitter), parkinsonisme, cancere (lunge, ventrikel og pancreas), lymfomer, leukæmier, hjerteinsufficiens, kronisk obstruktive lungelidelser, dysreguleret diabetes (både type I og II) og cirrhosis hepatis (skrumpelever). Ved mange af disse lidelser er enten legemstemperaturen eller hjertets arbejde øget.

372. REDEGØRE FOR BEGREBET STANDARD EOH (SEOH) SEOH bestemmes som energiomsætningen ved:

- muskelro (hvile) - let faste (12-18 timer) - neutral (behagelig) temperatur - psykisk ro (katecholaminer – som er ”stresshormoner” – øger EOH)

Normalværdier for SEOH er ca. 5,4 kJ/(kg x time) svarende til ca. 5 kJ pr min eller 83 Watt for en normal voksen person. Man opnår det mest nøjagtige udtryk for SEOH ved at relatere det til legemsoverfladen. Målt således findes SEOH at være ca. 2,8 kJ/(m2 x min.) svarende til 168 kJ/(m2 x time). SEOH kan estimeres på følgende måder: Basalstofskiftet (kJ/time) = 2 ⋅ vægt (kg) + 145 eller: Basalstofskiftet (MJ/døgn) =0,09 ⋅ FFM (kg) + 1,55 eller: Basalstofskiftet (MJ/døgn) = 0,058 ⋅ FFM + 0,026 ⋅ FM – 0,018 ⋅ alder + 0,615 ⋅ køn + 3,322 Køn = 1 (mænd) og 0 (kvinder) FM = Fedt-Masse FFM = Fedt-Fri legems-Masse = legemsvægt - fedtmasse

373. ANGIVE FAKTORER AF BETYDNING FOR SEOH: STØRRELSE, KØN, ALDER, FEDTFRI LEGEMSMASSE, THYREOIDEA- OG SYMPATIKUSAKTIVITET



Omkring 85% af den individuelle variation i SEOH skyldes forskelle i den fedtfri legemsmasse (FFM), som hovedsagelig består af den energiforbrugende cellemasse. Uafhængig heraf stiger SEOH med voksende fedtmasse (FM), hvilket kan forklares ved den belastning fedtmassen har på visse væv og organer, f.eks. øget arbejde for hjerte og respirationsorganer. Kvinders lavere SEOH kan hovedsagligt, men ikke helt, forklares ved en mindre FFM. SEOH aftager med stigende alder, hvilket også kun delvist kan tilskrives reduktion af FFM og øgning af FM. Skjoldbruskkirtelhormoner (T3 og T4) er potente stimulatorer af energiomsætningen. Det samme gælder farmaka, der stimulerer eller efterligner virkningen af det sympatiske nervesystem. Eksempler er adrenalin og beslægtede stoffer (β-agonister). Desuden øger tobaksrygning energiomsætningen med 10%. Koffein øger ligeledes, men i mindre omfang.

374. REDEGØRE FOR FØDE-INDUCERET TERMOGENESE (”SPECIFIK DYNAMISK VIRKNING”) Den stigning i energiomsætningen, der fremkaldes af fødeindtagelse, benævnes fødeinduceret termogenese, fødens termogene effekt eller den post-prandiale termogenese (tidligere benævnt ”fødens specifik dynamiske virkning”). Denne komponent udgør ca. 10% af døgnenergiomsætningen (jf. 371. redegøre for faktorer, der influerer på EOH … (s. 123).

375. REDEGØRE FOR ENERGIBALANCENS KONTROLSYSTEMER Talrige humorale og nervøse signaler fra periferien er involverede i appetitreguleringen, og de integreres og styres centralt fra hypothalamus, hvor de sammenkobles med sensoriske og emotionelle inputs. Faktorer der har betydning for reguleringen: Metaboliske substrater

: glukose, aminosyrer, fri fedtsyrer og glycerol, samt hormoner som insulin, β-endorfin, somatostatin, CCK og GIP.

Mæthed fremmes af: - mekaniske ændringer i mavetarmkanalen: distension af ventrikel, duodenum og jejunum gennem afferente

impulser samt frigørelse af CCK og GIP - øgning af leverens glykogenindhold og den portale glukosekoncentration, der via afferente vagustråde når

hypothalamus - medens fedtet er i tarmen (præabsorptiv), formentlig gennem frigørelse af gastrointestinale hormoner (CCK,

GIP mm.), der påvirker hypothalamiske center for apetitkontrol - plasma glukose/insulin (postabsorptivt), der indirekte påvirker glukosefølsomme neuroner i hypothalamus

Energibalancen kan også forskydes ved motion (øget forbrænding)

376. REDEGØRE FOR ETANOLS ABSORPTION, FORDELING OG OMSÆTNINGSHASTIGHED, HERUNDER FOR TILBAGEREGNING AF BLODALKOHOLKONCENTRATIONEN OG BEREGNING AF EN PERSONS TOTALE ALKOHOLINDHOLD VED HJÆLP AF WIDMARKS KONSTANTER ”β” OG ”R” jvf. 468. absorption af alkohol … (s. 157).



6. LEGEMSTEMERATUR OG TEMPERATURREGULERING 377. REDEGØRE FOR BEGREBET KERNETEMPERATUR

I temperaturmæssige henseende er det almindeligt at inddele legemet i en kerne og en skal. Kernen består af de centrale dele af kroppen, hals og hoved samt de centrale proksimale dele af ekstremiteterne. Temperaturen i denne del af kroppen er ret ensartet og betegnes kernetemperaturen eller den dybe legemstemperatur (core temperature). Skallen omfatter de øvrige del af legemet inklusive huden. Her er temperaturen lavere og varierer mere end i kernen. Målingen af temperaturen i aorta (kernetemperatur) anses af mange for det ideelle. I praksis er rektaltemperaturen (mindst 5 cm inden for anus), når det drejer sig om almindelige kliniske målinger på hvilende personer, der befinder sig under indifferente (neutrale) temperaturbetingelser, et godt mål for kernetemperaturen

378. DEFINERE LEGEMETS MIDDELTEMPERATUR Middeltemperaturen er den temperatur der ville indstille sig i legemet ved temperaturudligning i dette. Kan (groft) beregnes som:

middellegemetemperatur = 0,7 ⋅ kernetemperatur + 0,3 ⋅ middelhudtemperatur

379. BEREGNE VARMEDEPONERINGEN I KROPPEN UD FRA ÆNDRINGER I MIDDELTEMPERATUR OG LEGEMETS SPECIFIKKE VARMEKAPACITET Idet den gennemsnitlige varmefylde for legemet ansættes til 0,83 kcal/(kg ⋅°C), beregnes varmedeponeringen (HS) i legemet i et tidsrum, hvori middellegemstemperaturen beregnes at være ændret fra Tb1 til Tb2 som:

HS = (Tb2 – Tb1) ⋅ 0,83 kcal ⋅ kg-1⋅°C-1

380. DEFINERE BEGREBERNE VARMEBALANCE OG TERMISK ”STEADY STATE” HS = HM – (HR + HC + HE)

HS = varmedeponeringen i legemet inden for et vist tidsrum HM = varmedannelsen i organismen HR = netto-varmetransporten ved stråling HC = netto-varmetransporten ved konvektion+konduktion HE = netto-varmetransporten ved fordampning-kondensation Hvis HS = 0 siges organismen at have været i varmebalance

i tidsrummet.

Termisk steady state

: en tilstand, hvor organismen ikke blot producerer og afgiver varme med konstante og identiske hastigheder, men hvor tillige temperaturerne overalt i organismen forbliver konstante.

381. REDEGØRE FOR DE FORSKELLIGE FORMER FOR VARMEDANNELSE I ORGANISMEN: DEN BASALE ENERGIOMSÆTNINGSHASTIGHED, ENERGIOMSÆTNINGSHASTIGHEDEN VED MUSKELARBEJDE, VED FØDEINDUCERET TERMOGENESE (HERUNDER SPECIFIK DYNAMISK VIRKNING) SAMT VED KULDEINDUCERET TERMOGENESE MED OG UDEN KULDERYSTELSER Den basale EOH

: Hos en ung voksen mand under standardomstændigheder er varmedannelsen ca. 40 kcal/(time⋅m2 overflade) eller ca. 70 kcal/time for hele individet. Under standardomstændigheder foregår ca. 70% af varmedannelsen i de abdominale viscera, hjertet og CNS, mens musklerne, som udgør ca. 40 % af legemsvægten kun producerer ca. 20 %.

EOH ved muskelarbejde

: Under voluntær muskelaktivitet kan varmedannelsen hos et trænet individ under steady state betingelser blive godt 10 gange større, og i korte tidsrum kan den ske med væsentlig større hastighed. Varme transporteres fra musklerne med blodet til hjertet og derfra rundt i hele kroppen, bla. til huden, hvorfra den afgives.

Fødeinduceret termogenese 124: jvf. 374. redegøre for fødeinduceret termogenese … (s. ).



Kuldeinduceret termogenese

: Ved en gradvis nedkøling af dyr er det påvist, at kulderystelser forudgås af en stigning i tonus (asynchrone enkeltkontraktioner i motor-units) i visse muskler og en dertil svarende moderat stigning i varmedannelsen. Det samme gør sig formentlig også gældende hos mennesker.

Under udtalte kulderystelser kan varmedannelsen foregå med en 4-5 gange større hastighed end under standardomstændigheder.

382. REDEGØRE FOR VARMEUDVEKSLING MELLEM LEGEMSOVERFLADEN OG OMGIVELSERNE: VED STRÅLING, KONDUKTION, KONVEKTION, FORDAMPNING OG KONDENSERING Stråling

: varmeudveksling ved ståling (radiation) afhænger af forskellen mellem temperaturen på menneskets overflade og overfladetemperatur på flader og genstande i omgivelserne (vægge, vinduer, jorden, solen). Varmestråler (infrarøde, langbølgede) er elektromagnatiske bølger, der skyldes molekylebevægelser, og som afhænger af den absolutte temperatur. Ved stråling modtages varme fra legemer, der er varmere end kroppens overflade og varme afgives til koldere genstande uden at den mellemliggnde luft påvirkes.

Konduktion

: varmeoverførsel ved ledning (konduktion) foregår ved direkte kontakt mellem genstande af forskellig temperatur. Varmeudvekslingen sker fra det varme til det kolde legeme. Under normale forhold, hvor størstedelen af legemet er i kontakt med luft, er ledning af så ringe kvantitativ betydning, at den kan negligeres. Under særlige forhold kan denne form for varmeudveksling dog være af betydning, fx ved arbejde med kolde eller varme genstane og redskaber, arbejde på kolde eller varme gulve og sæder, arbejde med hele eller dele af kroppen i vand eller med svedvåde klæder.

Konvektion

opstår, når huden er i kontakt med et medium, hvori der foregår strømning. Det drejer sig her om en varmeudveksling mellem huden og luft eller vand i bevægelse. Stillestående luft ændrer temperatur og vægtfylde ved kontakt med overfladen. Derved bliver den lettere (når den opvarmes) eller tungere (når den bliver koldere), og fjernes til fordel for nye luft, der kommer i berøring med hudoverfladen.

Fordampning

af vand kræver energi (”varme”), og vands fordampningsvarme ved 30 °C er 2,428 kJ per kg. Ved fordampning af vand (sved) fra legemets overflade tages denne varme fra kroppen, hvorved organismen afkøles. Væsketab fra hudoverfladen kan foregår uden sveddannelse og kaldes da perspiratio insensibilis (”umærkligt vandtab”). Denne form for fordampning beløber sig til ca. 350 ml pr. døgn, hvilket repræsenterer 0,59 kJ/min. Dette svarer til ca. 10 % af standardomsætningshastighed, som er ca. 5 kJ/min., og spiller således ingen større kvantitativ rolle. Fordampning kan desuden foregår fra luftveje, altså atter uden sveddannelse, og den herfra fordampede væskemængde er hos en hvilende person under ”almindelige yderbetingelser” af nogenlunde størrelsesorden som perspiratio insensibilis fra huden – dvs. ca. 350 ml pr. døgn.

Kondensering

: Ved sveddannelse (kondensering) kan fordampning fra legemets overflade øges ganske betydeligt. Således er der ved arbejde i omgivelser med høj temperatur målt en svedproduktion på helt op til 4 liter i timen, og inden for et døgn er der hos mennesket observeret et svedtab på op til 10-15 liter. Hos mennesket findes ca. 2 millioner svedkirtler fordelt over huden.

383. REDEGØRE FOR VARMETRANSPORTEN FRA LEGEMETS DYBE DELE TIL LEGEMSOVERFLADEN I kolde omgivelser stiger temperaturforskellen mellem omgivelser og ovefladen. For at undgå varmeafgivelsen ved konvektion og stråling, nedsættes blodstrøm til huden og en omlægning af kredsløbet i lemmerne, så blodet fra overfladen retuneres i dybe vener. Disse ligger tæt opad arterier, og blodet kan ved tilbageløbet udveksle varme med arterieblodet. Således genopvarmes det kolde returblod fra huden, og arterieblodet afkøles, inden det når frem til hudvævet, så der afgives mindre varme (Countercurrent exchange). Omvendt vil der, ved øget kernetemperatur, ske en forøgelse i gennemstrømning af hudkarrene.

384. REDEGØRE FOR ORGANISMENS MULIGHEDER FOR AT KONTROLLERE VARMEDANNELSEN OG VARMEAFGVELSEN (KEMISK OG FYSISK TEMPERATURKONTROL) Kemisk temperaturregulation: Ved kemisk temperaturregulation forstår man de stigninger i EOH (varmedannelsen),

der udløses i en organisme som reaktion på afkøling. Det bemærkes, at denne form for temperaturregulation kommer i stand ved en opregulering af energiomsætningen og kun finder sted, når organismen udsættes for afkøling. De ufrivillige muskelkontraktioner (”kulderystelser”), der ses under kuldepåvirkning, er et velkendt fænomen, som tjener til at øge varmedannelsen i denne situation.



Fysisk temperaturregulation

: Ved den fysiske temperaturregulation forstår man sådanne ændringer i organismens betingelser for varmeafgivelse, der er hensigtsmæssige for opretholdelsen af en konstant (normal) kernetemperatur. Dette vil i praksis sige ændringer i svedproduktion og hudens blodgennemstrømning (enten ved sammentrækning eller udvidelse af hudens arterioler).

385. BESKRIVE TEMPERATURREGULERING INDEN FOR FORSKELLIGE TEMPERATURINTERVALLER (ZONER): DEN KEMISKE REGULATIONSZONE, DEN VASOMOTORISKE ZONE OG DEN NEUTRALE ZONE

Den neutrale zone

: det ses af figuren, at EOH er nogenlunde konstant i temperaturintervallet 20-30 °C. i dette intrval, som benævnes den indifferente eller neutrale temperaturzone, svarer EOH i hvile til standardstofskiftet. Her er den kemiske temperaturregulation således endnu ikke trådt i funktion, og kernetemperaturen kan holdes konstant alene ved hjælp af den fysiske varmeregulation. Temperaturområdet betegnes derfor den fysiske temperaturregulations funktionsbredde.

Den vasomotoriske zone

: ved den nedre grænse (ca. 20 °C) for ovennævnte funktionsbredde er de fysiske betingelser for mindsket varmeafgivelse (sammentrækning af hudens arterioler) maksimalt aktiveret, og ved temperatur herunder stiger EOH som udtryk for aktivering af den kemiske temperaturregulation (kulderystelser og øget muskeltonus).

Kemiske regulationszone

: ved et fortsat fald i omgivelsernes temperatur nås et punkt, hvor også den kemiske varmeregulation er maksimal mobiliseret. Ved temperaturen herunder falder kernetemperaturen, og man siger da, at den kemiske temperaturregulation er brudt. Intervallet mellem dette punkt og den fysiske temperaturregulation betegnes den kemiske temperaturregulations funktionsbredde.

Ved temperatur > 30 °C stiger EOH pga. en acceleration af de metaboliske processer i organismen (jvf. biokemiøvelse: enzymkinetik).

386. BESKRIVE TEMPERATURREGULERINGENS NERVØSE KONTROLAPPARAT Temperaturen i kropskerne reguleres fra grupper af neuroner i hypothalamus, i bunden af 3. Ventrikel. Cellerne i centret er følsomme for deres egen temperatur, og hvis denne afviger fra den temperaturmæssige ”set point” aktiveres effektorer, som ændrer på varmeafgivelse og/eller -produktionen, så temperaturen føres tilbage til det ønskede. Centret påvirks af temperaturændringer i blodet, som forsyner det. Desuden modtager centret sensoriske nerveimpulser fra andre områder i hjernen og fra kropskernen (abdomen, måske fra musklerne), samt fra termoreceptorer i huden. Disse signaler samarbejder med og modificerer aktiviteten i de hypothalamiske celler.

387. REDEGØRE FOR BEGREBERNE: FEBER, PYROGENER, MALIGN HYPERTHERMI VARMETRÆTHED, VARMESYNKOPE (KREDSLØBSINSUFFICIENS SOM FØLGE AF KUTAN ARTERIOLEDILATATION), HEDESLAG OG HYPOTHERMI Feber

: ved temperaturregulation søges kernetemperaturen som nævnt fastholdt på et vist niveau, hvilket betegnes et temperaturmæssigt ”set point”. Mekanismen, hvorved denne referencetemperatur fastsættes, er i det store hele ukendt. I en situation, hvor der opstår feber (temperaturstigning f.eks ved infektioner) opfører de termoregulatoriske mekanismer sig som om, de var justeret til at vedligeholde et højere ”set point”, hvilket formidles såvel af en nedsat varmeafgift som en øget varmeproduktion.

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35 40

EOH

(kJ/

kg x

tim

e)

Temperatur i omgivelser (C)

EOH og Temperatur



Pyrogener:

Ved feberens ophør indreguleres ”set point” på det sædvanlige niveau. Dette formidles via mobilisering af de mekanismer, der øger varmeafgiften.

Feberreaktionen menes at involvere frigørelse af pyrogene (feberfremkaldende) peptider (cytokiner) fra visse hvide blodlegemer som svar på f.eks. en påvirkning med bakterietoxiner. Virkningen af disse cytokiner på det ”temperaturregulerende center” – og dets opregulering af ”set point” – menes formidlet via lokal frigørelse af prostaglandiner i hypothalamus. Den antipyretiske (temperatursænkende) effekt af acetylsalicylsyre (f.eks. Aspirin) og lignende præparater skyldes formentlig, at disse stoffer hæmmer prostaglandin-syntesen.

Varmetræthed

er karakteriseret ved en reduktion af svedproduktionen i ekstremiteter og truncus og en heraf følgende, oftest ret moderat forhøjelse af den dybe legemstemperatur (38-40 °C). oftest er den betinget af , at der er indtrådt ukompenserede tab af vand og salt med sveden i en forudgående periode.

Varmesynkope

skyldes kredsløbsinsufficiens som følge af kutan vasodilation (øget karkapacitet), ofte ledsaget af et tab af plasmavand til interstitserne; den ses oftest, når individet i længere tid har indtaget en rolig, oprejst stilling, og når der foreligger en dehydrering.

Hedeslag

er karakteriseret ved – oftest pludseligt indtrædende – total ophør af svedsekretion (også fra hoved og hals, i mosætning til varmetræthed), som uden behandling fører til en selvperputerende hyperpyrexi (temperatur op til 47 °C målt præmortelt), der ledsages af cerebrale symptomer stigende fra let konfusion til dyb coma, og som uden behandling er letalt forløbende. Hedebølger kræver hvert år mange dødsofre ved hedeslag, især blandt ældre mennesker. Terapien består af omgående iværksættelse af drastiske bestræbelser på afkøling: isbad eller indhylning i tyndt vådt klæde, der udsættes for en kraftig strøm af tør luft.

Hypothermi

Når varmetabet bliver større end varmeproduktionen, falder legemstemperaturen (hypothermi). Nyfødte har en store legemsoverflade i forhold til legemsvægten, og er derfor særlig udsatte for hypothermi - ej hellere kan de bevidst påvirke varmetabet. Ved hypothermi aftager hastigheden i alle cellefunktioner. CNS påvirkes først, og denne påvirkning kan blandt andet medføre, at der træffes uheldige afgørelser i kritiske situationer. Når legemstemperaturen falder til under 33-34 °C, aftager temperaturreguleringens effektivitet, og ved 27-30 °C tabes bevidstheden. Dødsårsagen er som regel hjerteventrikelflimren.

: kulde kan forårsage lokale frostskader, men kan også medføre nedsat legemstemperatur. Hvis den lokale kuldepåvirkning bliver så kraftig, at vævet fryser, kan cellerne gå i stykker pga. dannelse af iskrystaller, som ødelægger cellemembranerene.

Raynaud´s sygdom

: en ganske ringe kuldepåvirkning fremkalder langvarig spasmer i karvæggens glatte muskulatur. Ved operativ fjernelse af ganglion cervicothoracicum samt 2´og 3´thorakale sympatiske ganglion ophæves den sympatiske innervation af overekstremitetens kar, hvorved blodgennemstrømningen forøges.



7. MAVE-TARMKANALEN

7.1.1. GENERELT 388. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF KOSTENS SAMMENSÆTNING I ERNÆRINGEN AF BØRN OG VOKSNE, HERUNDER

KVINDER I DEN FERTILE ALDER Den daglig kost skal dels indeholde tilstrækkelig med energigivende næringsstoffer til at dække det daglige energibehov, og dels skal den have en sammensætning, der sikrer, at kroppen får tilført disse næringsstoffer i et rimeligt blandingsforhold, foruden de nødvendige, ikke-energigivende stoffer som f.eks. vitaminer, salte og vand. Det daglige energibehov er normalt et spørgsmål om energibalance. Den med føden optagne energimængde skal være ligeså stor som kroppens energiforbrug. Energiforbruget er først og fremmest afhængigt af kroppens størrelse og det fysiske aktivitetsniveau. Mænd (25-50 år) der ikke er særlig fysisk aktive, vil have et energiforbrug på ca. 150 kJ/(kg legemsvægt ⋅ døgn). Det tilsvarende forbrug hos kvinder vil være godt 10 % lavere per kg per døgn fordi fedtvæv udgør en større procentdel af legemsvægten hos kvinder end hos mænd. Forskellen i det totale energiforbrug mellem mænd og kvinder er endnu større (20 %), fordi kvinder desuden er mindre end mænd. Hos børn er energibehovet væsentlig større per kg legemsvægt end hos voksne, pga. af væksten. Hos spædbørn (< 12 mdr.) angives behovet således til omkring ca. 450 kJ/kg. Hos personer over 50 år vil der ske et gradvist fald i energibehovet.

7.1.2. MAVE-TARMKANALENS KONTROLSYSTEMER 389. REDEGØRE FOR FØDEINDTAGELSE, HERUNDER SULT-/MÆTHEDS-CENTRENE OG DERES STYRING BL.A. VIA

LEPTIN/LEPTIN-RECEPTOR-SYSTEMET, OG FOR TØRST OG DENS REGULERING I dyreforsøg har man vist, at der medialt og lateralt i hypothalamus findes områder med modsat rettede virkninger på indtagelse af væske og føde. Ved destruktion af de mediale områder (mætheds-center) vil dyret spise excessivt mængder af føde og blive kolossalt overvægtigt, mens en ødelæggelse af de laterale afsnit (sult-center) medfører, at dyret helt holder op med at indtage føde. Sultcenteret er tonisk aktiv, mens mæthedscenter stopper fødeindtagelsen ved at inhiberer sultcenteret. Vigtige signaler i forbindelse med regulering er bla. [glukose]plasma, der giver sultfornemmelse, når den er lav, og mæthedsfornemmelse, når den er høj. Ventriklens fyldningsgrad har en lignende effekt, samtidigt med, at der i ventriklens væg også findes kemoreceptorer, der sender informationer om fødens beskaffenhed til hypothalamuscentrene (CCK inhibere fødeindtagelse). Endelig skal det nævnes, at en stigning af legemstemperaturen har betydning for fødeindtagelsen ved at hæmme sultfornemmelsen. En af de nyeste peptider forbundet med appetit er leptin (146 aminosyrer); et protein syntetiserede i fedtceller under kontrollen af OB-gen. Mus, som mangler OB-gen (eller har defekt i denne) og dermed leptin bliver overvægtige, fede og viser reducerede aktivitet i metabolisme, og kropstemperatur. Ved indgivelse af leptin har man, hos de mus, observerede et fald i fødeindtagelse, kropsvægt, fedtindholdet i kroppen, [glukose]plasma og [insulin]plasma. Desuden har man også fundet leptin-receptor i hypothalamus, som kan være defekte og give samme symptomer som OB-gen defekter. Dette giver forskerne håb om at et leptin-holdig medikament vil afhjælpe mennesker med fedme. Undersøgelser har dog vist et stort indhold af leptin i blodet hos folk, der lider af fedme. Dette kunne tyde på, at leptinreceptorer hos mennesket ikke er så responsive, som hos mus. Det har da også vist sig, at de store forventninger til leptin som lægemiddel i behandlingen af adipositas ikke har kunnet indfris. I en serie forsøg med behandling af overvægtige med rekombinant leptin måtte det konkluderes, at behandlingen stort set var uden virkning bortset fra en mindre vægtnedsættelse i visse patientundergrupper. Ugeskrift for Læger, 18.05.2001. Indtagelse af væske reguleres af et ”tørst center” (zona incerta) lateralt i hypothalamus. Afferente impulser kommer fra osmoreceptorer i hypothalamus og i v. portae og fra volumenreceptorer i de store venestammer. De efferente



impulser kan forløbe til de neurosekretoriske celler i nucleus supraopticus, som regulerer nyrernes væskeudskillelse ved hjælp af det antidiuretiske hormon, vasopressin.

390. REDEGØRE FOR DET DIFFUSE NEUROENDOKRINE SYSTEM De endokrine celler i mave-tarmkanalen tilhører et diffust endokrint gastrointestinalt system, betegnet det entero-endokrine system. Sidstnævnte er en del af et mere omfattende system af endokrine celler, betegnet det diffuse neuroendokrine system. Som eksempler på celler, der tilhører systemet, kan nævnes: kromaffine celler (binyremarven), melanocytter, oxytocin-, ADH- og hypofyseotropehormon-producerende celler (hypothalamus), pinealocytter, C-celler (gl. thyroidea), hovedcellerne (gl. parathyroideae), endokrine celler (bronchier) og entero-endokrine celler. Det diffuse neuroendokrine system opfattes af nogle som en tredje – endokrine eller neuroendokrine – underafdeling af nervesystemet, hvis celler kollektivt modulerer både virkningerne af det autonome nervesystem og af hinanden.

391. REDEGØRE FOR DET ENTERISKE NERVESYSTEM OG DE GASTROINTESTINALE HORMONER I modsætning til andre organer har fordøjelseskanalen sit eget nervesystem (det enteriske nervesystem). Dette består af to nerveplekser, hvor nervecellerne i hvert pleksus danner synapser med hinanden, med glatte muskelceller eller kirtelceller, eller med nervecellerne i det andet pleksus. Disse nerveplekser har alle de elementer, som er nødvendige for lokal nerveregulering af sekretion og muskelkontraktion:

- Sanseceller, som påvirkes af forandringer i fordøjelseskanalens indhold eller graden af stræk i væggen - Nerveceller, som overfører impulserne fra sansecellerne til motoriske nerveceller. Impulserne kan også

forplante sig fra nervecelle til nervecelle, opad eller nedad i kanalvæggen. Dette indbærer f.eks., at stimulering af sansecellerne øverst i tarmen kan påvirke sekretionen og kontraktionen længere nede i tarmen og i ventriklen

- Motoriske nerveceller, som innerverer glatte muskelceller, eller epithelceller, som producerer fordøjelsesvæsker eller hormoner

Der produceres et stort antal hormoner – af endokrine celler, som ligger blandt de andre epithelceller – i fordøjelseskanalen. Peptidhormonerne gastrin, cholecystokinin og sekretin er imidlertid særlig vigtige for reguleringen af fordøjelseskanalens aktiviteter. Når en endokrin celle stimuleres gennem lange (reflekscnter i CNS) eller korte (reflekscenter i mave-tarmkanalen) reflekser eller ved direkte kemisk påvirkning fra indholdet i fordøjelseskanalen, frigør den sit specielle hormon. Hormonerne går over i blodet og når frem til målcellerne, hvor de stimulerer eller hæmmer aktiviteten. Mange af de hormoner, som produceres i fordøjelseskanalen, findes også i hjernen, hvor de fungerer som transmitterstoffer. De hormonelle mekanismer er af speciel betydning for reguleringen af pankreas-sekretionen og udtømning af galde i tarmen. For ventrikel-sekretion og muskelkontraktion har nervøse og hormonelle reguleringsmekanismer lige stor betydning. Sekretionen af spyt er udelukkende under ydre autonom regulering, mens tyndtarmens bevægelser og sekretion hovedsagelig er styret af lokale korte reflekser.

7.1.3. DET ENTERISKE NERVESYSTEM 392. REDEGØRE FOR BEGREBERNE EKSTRINSIK OG INTRINSIK INNERVATION

Den ekstrinsikke innervation udgøres af nerver med trofisk centrum beliggende uden for fordøjelseskanalen, dvs. i CNS eller autonome ganglier. Det drejer sig om autonome nerver, hvor parasympatiske, cholinerge fibre repræsenteret ved n. vagus stimulerer mave-tarmkanalens motoriske aktivitet (motilitet), mens sympatiske, adrenerge tråde dæmper denne – formentlig via en hæmning af de cholinerge tråde. Den intrinsikke innervation udgøres af det såkaldte enteriske nervesystem, der består af neuroner, som i deres helhed (perikarya + dendritter, axoner) er beliggende i mave-tarmkanalens væg.

393. BESKRIVE NERVE-PLEKSERNE I MAVE-TARMKANALENS VÆG Det enteriske nervesystem består af 2 nerveplekser: det submukøse pleksus (Meissner) beliggende i tunica submucosa og det myenteriske pleksus (Auerbach) beliggende i tunica muscularis mellem den indre cirkulær og ydre længdegående glat muskulatur.



Meissner´s pleksus- regulere kirtler, hormonfrigørelse & epithelcelle sekretion.

:

- sensoriske neuroner; kemiske eller stræk stimuli

Excitatorisk: acetylcholin, VIP Vasodilatoriske neuroner til karrene: acetylcholin, VIP

Auerbach´s pleksus

- motorneuroner til muscularis externus :

- sensoriske neuroner - kommunikanter; til pleksus submucosa

Excitatorisk: acetylcholin (muscarinerge receptorer), substans P Inhibitorisk: VIP, NO, acetylkolin (nicotinerge receptorer)

394. ANGIVE TRANSMITTERNE I DET ENTERISKE NERVESYSTEM OG REDEGØRE FOR DERES FUNKTION, HERUNDER

ACETYLKOLIN, NORADRENALIN, SEROTONIN OG ANDRE AMINER, ATP OG PEPTIDER SOM VIP, SUBSTANS P, ENKEPHALIN OG SOMATOSTATIN De efferente impulser fra de intrinsikke nerver sendes dels til fordøjelseskanalens glatte muskulatur og dels til hormon- saltsyre- eller enzymproducerende celler i tunica mucosa. Det enteriske nervesystem opererer med en lang række forskellige transmittersubstanser: acetylkolin, aminer (noradrenalin, serotonin) og peptider (vasoaktivt intstinalt peptid (VIP), substans P, somatostatin, enkefalin osv.). Den fysiologiske betydning af de enkelte peptiderge transmittere (også benævnt regulatoriske neuropeptider) er endnu stort set ukendt. TRANSMITTER FUNKTION Acetylkolin Primær ekscitatorisk til: Muskel, Intestinal epithel, Parietalceller + endokrineceller i ventrikel, Neuro-endokrine

synapser Noradrenalin Noradrenerge nervefibre er ekstrinsikke: Inhibere motilitet, Sfinkter kontraktion, vasokonstriktor af arterioler i mave-

tarmkanalen Serotonin Ekscitatorisk neuro-neuronal transmission (?) ATP Medvirker ved transmission fra enteriske inhibitoriske muskel-motorneuroner VIP Ekscitatorisk fra sekretionsmotorneuroner Substans P Enkephalin Findes i interneuroner og muskel motoneuroner: feedback inhibator af transmitterfrigørelse (?) Somatostatin ???

395. BESKRIVE DE AFFERENTE BANER FRA MAVETARMKANALEN

Tarmens intrinsikke nervesystem modtager afferente impulser dels fra kemoreceptorer i slimhinden og dels fra strækreceptorer i tarmvægen. De nævnte kemoreceptorer stimuleres f.eks. af ændringer i tarmindholdets pH, osmolaritet eller glukosekoncentration.

7.1.4. DE GASTROINTESTINALE HORMONER 396. REDEGØRE FOR BEGREBET REGULATORISKE PEPTIDER

Vor viden om den humorale (”blodbårne”) regulation af fordøjelse og absorption er forøget betydeligt i de senere år, men er dog fortsat mangelfuld, og listen over gastro-intestinale regulatoriske peptider (hormoner) er stadig i vækst. Foruden den virkning, disse hormoner udøver via blodbanen, fungerer de ofte som neurotransmittere (eller neuromodulatorer) og parakrine regulatorer (styring af nabocellers funktion) i mave-tarmkanalen. For mange af peptiderne er funktionen imidlertid ufuldstændigt belyst, og deres fysiologiske rolle uvis.

397. BESKRIVE IDENTIFIKATION AF HUMORAL REGULERING I MAVETARMKANALEN

398. ANGIVE PRINCIPPER VED IDENTIFIKATION AF ET GASTROINTESTINALT HORMON (REGULATORISK PEPTID) VED FYSIOLOGISKE OG KEMISKE METODER: OPRENSNING, AMIDANALYSE, KRYDSSPECIESIDENTIFIKATION, GEN-TEKNOLOGI

399. DEFINERE BEGREBET PEPTID-FAMILIER



Mange af mave-tarmkanalens peptidhomoner udviser en betydelig grad af strukturlighed (sekvens homologi), og på basis af denne lighed kan man inddele dem i ”familier” af beslægtede peptider. Eksempler på sådanne familier er

- sekretin-familien (sekretin, glukagon, VIP, GIP) - gastrin-familien (gastrin, cholecystokinin)

Den udtalte strukturlighed menes at være opstået ved duplikation af gener med efterfølgende mutation i den sekvens, der er duplikeret.

400. REDEGØRE FOR PÅVISNINGEN AF DE REGULATORISKE PEPTIDERS FYSIOLOGISKE VIRKNINGER MED F.EKS. ”KOPI-METODEN”, ANTISTOFFER ELLER ANTAGONISTER

401. REDEGØRE FOR HOVEDTRÆK AF DE ENKELTE REGULATORISKE PEPTIDERS FYSIOLOGI, ISÆR GASTRIN, SEKRETIN OG CHOLECYSTOKININ; DESUDEN GIP, VIP, MOTILIN, GRP, GLP-1, ENKAPHALIN, SOMATOSTATIN OG SUBSTANS P

GastrinBiosyntese og sekretion:

:

- Syntese: Entero-endokrine G-celler i antrum pyloricum ventrcularis (2/3) og i ampulla, pars superior duodenum (1/3). Prohormon ”big-gastin” (34 aminosyrer) Gastrin (17 aminosyrer) ”mini-gastrin” (14 aminosyrer)

- Sekretion stimuleres af: - proteinnedbrydningsprodukter; peptider og aminosyrer (især aromatiske) - n. vagus - Gastrin Releasing Peptid (GRP)

- Sekretion hæmmes af: - Saltsyre (pH<3) i antrum pyloricum ventrcularis (negativ feedback)

Virkning:

- stimulation af parietalceller i corpus et fundus ventricularis (syresekretion) - stimulation af hovedceller i corpus et fundus ventricularis (pepsinogen) - stimulation α-celler i de Langerhanske øer i pankreas (glukagon)

Klinik: Gastrin producerende tumor giver ulcus pga. exessiv syreproduktion. Gastric Inhibitory Polypeptid (GIP)Biosyntese og sekretion:

:

- Syntese: 42 aminosyrer; Entero-endokrine K-celler i den øvre del af tyndtarmen (duodenum og jejunum). - Sekretion stimuleres af:

- glukose



- lipid Virkning:

- stimulation af β-celler i de Langerhanske øer i pankreas (insulin) - hæmmer saltsyre i antrum pyloricum ventrcularis og motilitet af ventriklen

SekretinBiosyntese og sekretion:

:

- Syntese: 27 aminosyrer; Entero-endokrine S-celler i den øvre del af tyndtarmen (duodenum og jejunum) - Sekretion stimuleres af:

- proteinnedbrydningsprodukter - saltsyre

Virkning:

- stimulation af udførselsgangsystemet i pankreas (pankreassekret m/højt indhold af HCO3- og vand) - fremmer effekten af CCK (dannelse af enzymrigt sekret)

Cholecystokinin (CCK)Biosyntese og sekretion:

:

- Syntese: forstadier flere former: 39, 33, 12, 8, 4 aminosyrer; Entero-endokrine I-celler i den øvre del af tyndtarmen (duodenum og jejunum).



- Sekretion stimuleres af: - aminosyrer - frie fedtsyrer

Virkning:

- stimulation af galdeblæretømning - dannelse af enzymrigt pankreassekret - fremmer effekten af sekretin på pankreas - stimulere α-celler i de Langerhanske øer i pankreas (glukagon)

NeurotensinBiosyntese og sekretion:

:

- Syntese: Entero-endokrine N-celler i den øvre del af tyndtarmen Virkning:

- hæmmer den gastrointestinale motilitet - forøger blodgennemstrømning i ileum

MotilinBiosyntese og sekretion:

:

- Syntese: Entero-endokrine MO-celler i mave-tarmkanalen

- Sekretion stimuleres af: - Sekretionen foregår ustimuleret imellem måltiderne

- Sekretion hæmmes af: - fødeindtagelse

Virkning:

- Kontraktion af tarmmuskulaturen - Forøger forekomsten af migrerende motorkomplekser (MMC)

Vasoaktivt Intestinalt polypeptid (VIP)Biosyntese og sekretion:

:

- Syntese: 28 aminosyrer; ventriklens intrinsikke neuroner, tarmene og CNS

Virkning:

- dilaterende på perifere kar (f.eks. i spytkirtler) - elektrolyt- og vandsekretionen i tarmen. - Hæmmer syresekretionen

Glukagon Like Peptid-1 (GLP-1)Biosyntese og sekretion:

:

- Syntese: i tarmkanalen fraspaltes det fra pre-proglukagon (sammen med GLP-2)

Virkning:

- Kraftig insulinstimulerende (inkretineffekt) => blodsukkersænkende SomatostatinBiosyntese og sekretion:

:

- Syntese: 14 aminosyrer; δ-celler i de Langerhanske øer i pancreas

- Sekretion stimuleres af: - Sekretionen foregår ustimuleret imellem måltiderne

- Sekretion hæmmes af: - fødeindtagelse

Virkning: - multipotent hormon-Inhibitor; hæmmer

- Parakrin virkning: - Insulin-sekretion



- Glukagon-sekretion - Universal virkning

- Hypofysehormoner - Væksthormon - TSH

- mavetarmhormoner - Gastrin - Sekretin - GIP - VIP

- hæmmer sekretion af fordøjelsessekreter - syreproduktion i ventriklen - enzymsekretion i pancreas

- nedsætter mave-tarmkanalens motilitet Gastrin Releasing Peptide (GRP)Biosyntese og sekretion:

:

- Syntese: 27 aminosyrer; intrinsikke neuroner i mave-tarmkanalen og CNS Virkning:

- Stimulation af Gastrinsekrtion => stimulation af parietalceller i corpus et fundus ventricularis (syresekretion) - pancreassekretion (??) - fremmer motilitet i tyndtarm og vesica fellea (galdeblære)

Substans P Biosyntese og sekretion:

:

- Syntese: 11 aminosyrer; intrinsikke neuroner i mave-tarmkanaln og CNS + kirtelceller i mavetarmkanalen

Virkning: - fremmer motilitet i tyndtarmen

402. REDEGØRE FOR INKRETIN-EFFEKTEN

Under opnåelse af samme [glukose]plasma stimulerer oralt givet glukose insulinsekretionen kraftigere end intravenøst tilført glukose. Den forøgede insulinsekretion, der ses efter oral indgift af glukose, betegnes ”inkretin-effekten” og forårsages af et eller flere mave-tarmhormoner, der frigøres fra tarmslimhinden i forbindelse med føde-indtagelse (især kulhydrat- og fedtholdige måltider). Flere tarmhormoner (f.eks. glukagon, sekretin, cholecystokinin og gastrin) har denne virkning, men det menes, at især peptiderne gastric inhibitory peptid (GIP) og glukagon-like peptide (GLP-1) har betydning for inkretineffekten.

403. BESKRIVE DE ENDOKRINE CELLER I MAVETARKANALEN: NOMENKLATUR (KLASSIFIKATION PÅ ELEKTRON-MIKROSKOPISK NIVEAU, F.EKS. G-CELLER FOR GASTRIN-PRODUCERENDE CELLER ELLER PÅ LYSMIKROSKOPISK NIVEAU UD FRA DET SEKRETORISKE PRODUKT, BESTEMT VED F.EKS. IMMUNHISTOKEMISKE METODER) Jvf. 401. redegøre for hovedtræk af de enkelte regulatoriske peptiders fysiologi … (s. 132).

404. REDEGØRE FOR BEGREBET PARAKRIN REGULERING Jvf. 555. definere endokrin versus parakrin, autokrin og neuroendokrin regulering (s. 185).

7.1.5. GASTROINTESTINALE MOTILITET 405. REDEGØRE FOR DEN MYOELEKTRISKE AKTIVITET I MAVE-TARMKANALENS GLATTE MUSKULATUR, DEN BASALE

ELEKTRISKE RYTME MED OVERLEJREDE SPIKES, OG FOR RELATIONEN MELLEM DEN ELEKTRISKE OG DEN KONTRAKTILE AKTIVITET Kontraktionen i mave-tarmkanalens glatte muskulatur koordineres af rytmiske depolariseringer, der bevæger sig igennem den længdeforløbende muskulatur i distal retning mod anus. Disse bølger af depolariseringer, der betegnes den basale elektriske aktivitet (”slow waves”), udbreder sig ved elektrotonisk depolarisering2

2 hvis en nervecelle stimuleres elektrisk med impulser under tærskelirritamentet, fremkommer der elektrotoniske potentialer, der manifesterer sig som en lokal, ikke propagerende de- eller hyperpolarisering

, som breder sig gennem gap junctions fra den ene muskelcelle til den næste. Det antages, at muskelcellerne har evnen til at frembringe disse



depolariseringer uden påvirkning fra mave-tarmkanalens nerver, hvilket betegnes autogen impulsdannelse. Frekvensen af denne autogen dannelse af ”slow waves” aftager i distale retning. Den aftagende frekvens ses inden for de enkelte afsnit af fordøjelseskanalen.

- ventriklen (5 – 3 pr. min.) - duodenum (18 pr. min.) - ileum terminale (8 pr. min.)

Ventriklens aktionspotentiale: Ligner hjertets aktionspotentiale. Depolarisering når dog aldrig positivt potentiale og

aktionspotentialet varer 10 gange længere. Muskulaturen kontraherer når tærskelværdien nås (slow waves). Oveni ses hurtige overlejrede spikes medførende endnu kraftigere kontraktion. Acetylcholin og gastrin øger amplituden og varigheden af plateaufasen. Noradrenalin har den modsatte effekt.

406. REDEGØRE FOR SYNKNINGSPROCESSENS TRE FASER (ORALE, FARYNGEALE OG ESOFAGEALE)

Synkning: - transporterer fødebolus fra pharynx ned i ventriklenn - forhindrer esophagopharyngeal og gastroesophageal reflux - typisk udløses synke refleksen 1000 gange i døgnet, hyppigst mellem måltiderne, og stort set ikke om natten.

Synkning inddeles i tre faser, hvor kun den første er vilkårlig: Orale fase

: efter afslutning af tygning, placeres fødebolus på dorsum lingua og herfra gennem en løftning af mundhulens gulv og tungen presses opad og bagud. Respirationen hæmmes i denne fase hvilket fortsættes i den pharyngeale fase.

Pharyngeale fase

: efter at fødebolus har nået pharynx lukkes nasopharynx af ved udspænding og løftning af den bløde gane. Epiglottis synker ned og lukker af til larynx, stemmelæberne lukkes. Den øvre esophageale sfinkter afslapes, pharynx kontraherer sig oppefra og nedaf, skubbende føden ned i esophagus. Dette kan tage under et sekund. Øget viskositet i fødebolus forlænger den orale og pharyngeale fase og forlænger åbningen af den øvre esophageale sfinkter.

Esophageale fase

: fødebolus flyttes fra pharynx ned i ventriklen. Efter at den øvre sfinkter lukker, bringer en primær perstaltik føden nedaf. Hos en stående falder bolus ofte hurtigere end perstaltikbølgen (6-10 s). Trykket i esophagus stiger op til 150 mmHg. Hvis dette ikke er nok fortsættes med sekundær perstaltik til esophagus er tom. Styres via n. vagus der innerverer såvel den tværstribede som glatte muskulatur. Efter synkningen afslappes den nedre esophageale sfinkter efterfulgt af en kontraktion.

407. REDEGØRE FOR FUNKTIONEN AF DEN NEDRE OESOFAGUS-SFINKTER (LES), HERUNDER DENS STYRING Trykket i abdomen er højere end atmosfæretrykket. Overtrykket i ventriklen forsøger derfor at presse ventrikelindholdet op i esophagus. Den nedre esophagus-sfinkter er imidlertid lukket, undtagen ved synkning. Den nederste del af lukkemusklen ligger lige neden for diaphragma og udsættes dermed for et tryk, som er højere end atmosfæretrykkert. Det betyder, at når trykket i abdomen stiger, f.eks. ved sammentrækning af bugmuskulaturen, stiger ikke kun trykket i ventriklen, men også trykket mod lukkemusklen. Det forstærker lukningen og forhindrer tilbagestrømning af ventrikeindhold til esophagus. Hvis ventrikelindholdet alligevel løber tilbage i esophagus, fremkalder det ubehag, fordi det sure maveindhold irriterer slimhinden i esophagus (sure opstød, også kaldet halsbrand).

408. REDEGØRE FOR DEN NERVØSE REGULERING AF SYNKNINGEN Synkning kan startes voluntært, men er derefter næsten udelukkende under reflektorisk kontrol. Styres via synkecenteret i medulla oblongata og nedre pons; afferente og efferente signaler formidles via n. vagus. Peristaltiken af den glatte muskulatur i esophagus styres også af n. vagus via dens ganglion.

409. BESKRIVE DEN RECEPTIVE RELAKSATION OG DEN GASTRISKE AKKOMODATION Når føden er på vej ned i ventriklen afslappes muskulaturen (receptiv relaxation). Herefter tilpasses afslapning sig således at volumen øges uden at trykket ændrer sig (gastrisk akkomodation). Dette er medieret via en vagal reflex med afferente fibre fra strækreceptorer i ventrikelvæggen, der går via hjernestammen med efferente fibre via vagus til den glatte muskulatur. Modsat trækker ventriklen sig sammen, når føden tømmes ud i duodenum. Siden atropin



ikke modificerer disse responser er acetylcholin ikke neurotransmitteren, der er ukendt. Ved vagotomi ophører ovennævnte mekanismer.

410. REDEGØRE FOR VENTRIKELTØMNINGEN – DEN CEFALE, DEN GASTRISKE OG DEN INTESINALE FASE; HERUNDER OGSÅ FOR ANTRUMS MOTORISKE FUNKTION Ventriklen har tre motilitets funktioner:

- reservoir for føden - blande føden med mavejuicen - tømme maveindholdet ud i duodenum

Disse funktioner varetages af en koordineret aktivitet i tunica muscularis, der består af 3 lag muskler.

- en ydre longitudinelt lag (i den distale 2/3) - et midterste cirkulært lag (overalt, men mest udtalt i antrum; m. sphincter pylori) - et indre skråt forløbende lag (proksimale halvdel)

Kontraktionen styres af især pleksus myentericus, og er under overordnet autonom modificerende kontrol. Den cefale fase 136: receptiv relaxation og gastriske akkomodation (jvf. 409. beskrive den recptive relaksation … (s. ). Den gastriske fase

: opblanding i ventriklen; i den nederste del af ventriklen sker opblanding, idet ventriklens peristaltik bliver kraftigere ned mod pylorus styret af pacemaker-området i corpus ventricularis. Dette gør at føden opdeles i lag efter vægtfylde. Fedt flyder ovenpå som et olielag og bliver tømt ud i duodenum til sidst. Væske tømmes først, mens partiklerne (>1 mm) forsinkes. Kulhydrater tømmes hurtigst, protein-rigt måltid langsommere, og fedt-rigt sidst.

Den intestinale fase

: kontraktionerne presser føden ned mod pylorus, propulsion. Den kraftige muskulatur mixer føden i antrum. Da pylorus er lukket af m. sphincter pylori presses føden tilbage igen og processen starter forfra. Herved dannes chymus; delvist fordøjet pastøs føde.

411. REDEGØRE FOR SEGMENTERING, PROPULSION, PERISTALTIK, MIGRERENDE MOTORISK COMPLEX (MMC, INTERDIGESTIVT MYOELEKTRISK KOMPLEKS) OG DERES FUNKTION Der skelnes mellem to hovedtyper af bevægelser i tarmkanalen: segmentering og peristaltik. Segmentering

: der optræder, synkront med den basale rytme, er ringformede indsnøringer (kontraktioner) i den cirkulære muskulatur med få centimeters afstand. Få sekunder efter optræder nye kontraktioner midtvejs mellem de første, som nu afslappes. Segmenteringsbevægelserne tjener til blanding af tarmindholdet og øger kontakten mellem dette og slimhinden, men bidrager ikke til at transportere tarmindholdet.

Propulsion 137: jvf. 410. redegøre for ventrikeltømningen … (s. ). Peristaltik

: disse består af en fremskridende kontraktion af den længdeforløbende muskulatur i distal retning med samtidig afslapning af den cirkulære muskulatur; dette følges oralt herfor (mod munden) af kontraktioner af den cirkulære og afslapning af den længdeforløbende muskulatur. Herved befordres tarmindholdet mod anus.

Migrerende Motoriske Complex (MMC)

: under faste ses perioder med kraftig elektrisk og motorisk aktivitet, afbrudt af lange stille perioder. Disse migrerende motoriske komplekser bevæger sig fra maven ned gennem hele tyndtarmen. Formålet er at tømme tyndtarmen fulstændigt, og forhindre bakterier fra colon at invadere tyndtarmen.

412. REDEGØRE FOR TYKTARMENS MOTILITET, HERUNDER ANTIPERISTALTIKKEN I PROKSIMALE KOLON OG DEN PROPULSIVE AKTIVITET I DEN DISTALE TYKTARM (GASTROKOLISK REFLEKS, MASSETRANSPORT) Modtager ½ - 1½ L chymus dagligt. Funktioner:

- hjælpe med absorption af vand, elektrolytter, fedtsyrer - vedligholde et sufficient bakterieflora - flytte chymus distalt - opbevare affaldsprodukter før defækation



- hurtigt tømme affaldsprodukterne under defækation Gastrocolisk refleks

: når føden ankommer til ventriklen, afslappes valva ileocaecalis, så tyndtarmen kan tømme sit indhold i tyktarmen. Refleksen stimuleres af parasympatikus med acetylcholin og substans P som neurotransmittere og hæmmes af sympatikus og NO + VIP.

Det longitudinelle lag i tunica muscularis eksisterer mest kaudalt som tre adskilte bånd, taeniae coli. Cirkulært trækker colon sig sammen i haustrae coli, der kan øge trykket til 50 mmHg. Motiliteten i colon har samme karakter som i tyndtarmen med kontraktioner, der opblander tarmindholdet, samt peristaltiske bevægelser i retning af anus. Desuden findes der i colon den såkaldte massevirkningskontraktion, hvor muskulaturen kontraherer sig samtidig over større sammenhængende stykke af colon. Herved flyttes tarmindholdet på én gang fra ét segment af colon til et andet eller til rectum, hvor det kan udløse defækationsrefleksen.

413. REDEGØRE FOR DEFÆKATIONS-MEKAISMEN Det meste af tiden er rectum uden fæces, pga. af en svag sfinkter mellem colon sigmoideum og rectum. Defækationstrang optræder normalt, når der sker en opfyldning af den nederste del af rectum. Der sker herved en afslapning af m. sphincter ani internus, hvorved en ringe del af indholdet i rectum vil komme i kontakt med slimhinden i canalis analis og identificeres som fæces eller luft. Luften kan voluntært kvitteres som flatus, medens fæces´ tilstedeværelse vil medføre en kontraktion af m. sphicter ani externus (nn. rectales inferior fra nn. pudendi). Udenfor defækation befinder m. sphincter ani externus et internus sig i en tonisk kontraheret tilstand og analkanalen holdes lukket. Under voluntær defækation afslappes de sammen med m. puborectalis, og ved at personen indtager siddende stilling (udretning af den recto-anale vinkel), samt bruger sin bugpresse (en dyb inspiration med påfølgende lukning af stemmeridsen, hvorefter de overfladiske bugmuskler kontraheres), vil fæces kunne kvitteres. Når størstedelen af fæces har passeret, kontraheres bækkenbunden atter, og fæces i analkanalen uddrives. Af betydning for den fækale kontinens er dels kontraktionen af m. sphincter ani internus, dels vinkelen mellem akserne for rectum og analkanalen, der normalt andrager 80°, og som primært opretholdes af m. puborectalis.

414. REDEGØRE FOR OPKAST-MEKANISMEN OG FORHOLD, DER PÅVIRKER BRÆKNING Ved opkastning bliver ventrikelindholdet, og nogle gange også indholdet af den første del af duodenum, hurtigt presset tilbage i mundhulen. I modsætning til, hvad man måske skulle tro, skyldes opkastning ikke kontraktion af muskulaturen i ventriklen, men derimod respirationsmusklerne. Opkastning starter med en dyb inspiration og lukning af indgangene til trachea og nasopharynx. Derefter trækker abdominalmuskulaturen sig hurtigt sammen. Inspirationen og kontraktionen af abdominalmuskulaturen medfører kraftig stigning af trykket i abdomen, og dette overføres til ventrikelindholdet. Den nederste sfinkter i esophagus åbnes, og ventrikelindholdet presse op i esophagus. Dette medfører ikke nødvendigvis, at ventrikelindholdet umiddelbart kommer op i mundhulen, idet den øverste esophagus-sfinkter kan forblive lukket en tid. Når trykket i ventriklen bliver tilstækkelig højt, presses indholdet videre til cavum oris. Opkastning styres af et center i medulla oblongata. Nervesignaler fra mange dele af organismen til dette center kan forårsage opkastning.

- Sanseceller med nerveender i svælget kan effektivt sende signaler til centret, feks. udløst af en finger i halsen. - Stærk udvidelse af ventriklen eller irritation af ventrikels epithel - Kraftige bevægelser af hovedet, så der opstår svimmelhed - Øget intrakranielt tryk, f.eks. pga. af en hjerneblødning

Opkastning kan have en positiv effekt, ved at skadelige stoffer fjernes fra ventriklen og øverste del af duodenum. Desuden kan mekanismen være forebyggende, idet man undlader at spise ting, som man fra tidligere erfaringer ved fremkalder kvalme og opkastning. Langvarig og kraftige opkastninger medfører tab af store mængder vand, syrer og salte, som ellers ville absorberes i tyndtarmen. Væsketabet kan medføre faldende blodtryk og dermed kredsløbsproblemer. Tab af saltsyre kan medfører mtabolisk alkalose.

415. REDEGØRE FOR FORSKELLEN MELLEM MEKANISK OG PARALYTISK ILEUS



Tarmslyng (ileus) paralytisk/mekanisk er en livstruende tilstand, som skyldes ophævet passage gennem tarmen. Symptomerne er pludseligt indsættende, meget stærke smerter af kolikagtig karakter med opkastninger. Under normale forhold tegner tarmen sig ikke gennem forreste bugvæg, men ved denne tilstand er der oralt for hindringen forøget tarmperstaltik ofte visende sig gennem bugvæggen som ”tarmrejsning”. Ved palpation får man normalt ingen oplysninger, og en røntgenundersøgelse er derfor et vigtigt supplement til undersøgelsen. Mekanisk ileus

: En rest af pedunculus vittellinus (hyppighed: 1 – 2%) findes oftest som en lille konisk eller cylindrisk divertikel (Meckels divertikel) ½ – 1 m fra ostium ileocaecale modsat krøstilhæftningen. Den kan sommetider være adhærent til umbilicalregionen, og være årsagen til ileus, specielt hvis forbindelsen sker gennem en lang tynd streng..

Paralytisk ileus

: total og slap lammelse af tarmmuskulaturen; der ses væskespejl i lumen ved røngtenundersøgelse.

7.1.6. FORDØJELSESSEKRETERNE 416. REDEGØRE FOR SEKRETERNES SAMMENSÆTNING OG VARIATION MED SEKRETIONSHASTIGHEDEN

Fordøjelseskanalens sekreter hidrører fra kirtelceller, der enten er spredt i slimhinden eller samlet i selvstændige, exokrine kirtler (spytkirtler, pankreas, lever), og de dannede sekreter afgives henholdsvis direkte til lumen eller efter passage af en udførselsgang. Tilsammen tilfører disse sekreter mave-tarmkanalen enzymer, slimstoffer, emulgatorer og uorganiske ioner.

417. REDEGØRE FOR STIMULUS-SEKRETIONSKOBLINGEN VED SEKRETERNES DANNELSE Eksempel: Spytsekretion stimuleres ved tilstedeværelsen af føde i munden (ubetingede refleks) samt af betingede reflekser (tanke om, samt syn og lugt af mad). Gælder også mange steder i mave-tarm kanalen.

- SPYTSEKRETIONEN 418. REDEGØRE FOR SPYTTETS FUNKTION

Spytkirtlerne (gld. parotidea, submandibularis og sublingualis) producerer ca. 1,0 liter spyt dagligt. Gld. parotis er rent serøs, mens gld. sublingualis og submandibularis er sero-mukøse. Spyttet har følgende funktioner:

medium til at opløse føde smøremiddel holde mundhulen fugtig og ren modvirker bakteriel vækst danne fordøjelsesenzymer (producerer vækstfaktorer: NGF, EGF) (pelsdyre: temperatur regulering, slanger: gift, krokodiller: saltexcretion, spædbørn: forsegling ved diening)

Mukøs sekretion: Mucus er tyktflydende og består af vand, elektrolytter og en blanding af glykoproteiner bestående af lange polysakkarider bundet til protein.

hæfter til mad og giver en tynd film på alle overflader forhindrer direkte kontakt mellem føde og slimhinde virker som smøremiddel der nedsætter gnidningsmodstaden af føden får fæcespartikler til at klistre sammen næsten upåvirkelig af fordøjelsesenzymer kan bufre både syre og base

Serøs sekretion er tyndtflydende og indeholder α-amylase der kan nedbryde stivelse. Bliver nedbrudt ved surt pH. Væsentligste funktion er at holde mundhulen ren. Uden spyt kommer besvær med at spise, mundinfektioner og svær caries. Ses ved Morbus Sjøgren (autoimmun lidelse).



419. REDEGØRE FOR MEKANISMEN VED SPYTTETS DANNELSE, HERUNDER DANNELSE AF PRIMÆRSEKRETER VED HJÆLP AF SEKUNDÆR AKTIV, TRANSCELLULÆR KLORIDTRANSPORT I ACINI OG MODIFIKATIONEN AF PRIMÆRSEKRETET BL.A. VED EN ALDOSTERON-INDUCERBAR REABSORPTION AF NA+ OG EN SEKRETION AF K+ OG HCO3- I UDFØRSELSGANGENE Spytkirtlerne består af et parenchym med sekretoriske endestykker (acini) og et forgrenet udførselsgangsystem. Primær sekretion: Acini secernerer en isoton væske med næsten samme indhold som plasma (÷ protein):

1. den basolaterale Na+/K+-ATPase danner et Na+-gradient 2. denne driver en Na+/K+/2Cl- co-transporter (symport) i den basolaterale membran ⇔ Cl- transporteres over

dets elektrokemiske potentiale 3. Mens Na+ aktivt pumpes tilbage (jvf. punkt 1) passerer Cl- passivt over den luminale membran 4. herved opstår en potentialforskel (lumen negativt) 5. for at opnå elektroneutralitet ”løber” Na+ paracellulært via tight junctions og vand (osmose)

H2O Na+ K+ Cl-

Cl- Na+

K+ K+ Na+ -10 mV - 65 mV 0 mV Modifikation af primærsekretet: Udførselsgangene reabsorberer Na+ og Cl- samt secernerer K+ og HCO3-. Absorption af Na+ er større end sekretionen af K+ og HCO3-, hvorfor der foregår en nettoabsorption af elektrolytter => sekretet bliver mere hypotont.

1. den basolaterale Na+/K+-ATPase danner et Na+-gradient Chlorid-absorption:

2. Na+-gradient driver Na+/H+-antiport i basolaterale membran 3. CO2 diffunderer ind og reagerer med vand (kulsyreanhydrase) => HCO3- intracellulært 4. HCO3- transporteres ud i antiport med Cl- luminalt

Kalium absorption:

2. Na+-gradient driver Na+/H+-antiport i luminale membran 3. H+ kommer igen ind i cellen i antiport med K+

Forholdet mellem Na+- og K+-koncentrationerne i saliva reguleres af aldosteron, der forøger reabsorption af Na+ og sekretion af K+, hvilket svarer til hormonets virkning i distale tubuli i renes.

420. REDEGØRE FOR OUABAINS EFFEKT PÅ SPYTSEKRETIONENS TRANSPORTMEKANISMER Alle transportmekanismer i spytsekretionen er indirekte drevet af Na+/K+-ATPase. Da ouabain hæmmer Na+/K+-ATPasen vil der derfor ikke kunne ske nogen form for primær eller sekundær aktiv transport.

421. REDEGØRE FOR STYRINGEN AF SPYTSEKRETIONEN, HERUNDER BETYDNINGEN AF DE PARASYMPATISKE (ACETYLKOLIN OG VIP) OG DE SYMPATISKE (NORADRENALIN) NERVER Spytkirtler innerveres af såvel parasympatikus som sympatikus. Maksimalt kan spytkirtlerne bringes til at producere spyt svarende til sin egen vægt per minut. Den parasympatiske innervation stimuleres af smag, lugt samt bevidstheden. Parasympatikus medfører spytdannelse og øget frigørelse af amylase. (Neurotransmittere: acetylcholin + VIP). Der ses betydelig vasodilatation pga. VIP.



Sympatikus øger omend i mindre grad også spytdannelse (Neurotransmitter: noradrenalin), men bevirker vasikonstriktion i spytkirtler. Spytcellerne producerer også selv kallikrein der omdannes til bradykinin, et potent vasodilator, der øger blodtilførslen til spytkirtlerne og dermed spytsekretionen (positivt feedback).

- VENTRIKELSEKRETIONEN 422. REDEGØRE FOR VENTRIKELSEKRETETS BESTANDDELE OG DETS DANNELSE

Ventriklen secernerer: Mucin (halsceller, beliggende yderst i venriklens slimehindefolder) Saltsyre (parietalcellerne, der er lokaliseret til midten og bunden af slimhindefolder i corpus/fundus) Intrinsic factor ( ----- // ------ ) Pepsinogen (hovedcellerne, der er beliggende i bunden af slimhindefolderne) Gastrin (Gastrin-producerende (G) entero-endokrine celler) HCO3- (overfladeepitheceller)

Ventrikelsekretet, der er stærkt surt (pH 1-2) dannes i en mængde af 1,5 – 2,0 liter pr. døgn, idet dets sammensætning varierer. Til forklaring af ventrikelsekretetes varierende sammensætning har man opstillet den såkaldte 2-komponenthypotese. Ifølge denne hypotese dannes der i ventriklen to slags sekreter, nemlig et 1) parietalcellesekret, der dannes i parietalcellerne og hovedsageligt består af saltsyre (pH =0,8) og K+ i lav

koncentration (ca. 10 mmol/l) 2) non-parietalcellesekret (stammende fra ikke-parietalceller), der hovedsagligt indeholder NaCl (130-150 mmol/l)

samt lidt K+ og HCO3-. Ifølge hypotesen er sammensætningen af hvert af disse sekreter nogenlunde konstant. Variationen i det samlede ventrikelsekrets sammensætning fremkommer ved forskellige blandingsforhold af de to sekreter, idet dog kun parietalcellesekretets sekretionshastighed varierer.

423. REDEGØRE FOR MEKANISMEN BAG H+- OG CL--SEKRETIONEN, HERUNDER H+/K+-ATPASEN OG SYREPUMPEHÆMMERE (F.EKS. OMEPRAZOL), AKTIVERINGEN AF LUMINALE K+- OG CL--KANALER, DEN INTRACELLULÆRE H+-KILDE, BETYDNINGEN AF CELLENS OKSIDATIVE STOFSKIFTE, DEN TRANSCELLULÆRE CL--TRANSPORT I PARIETALCELLEN, BETYDNINGEN AF DE ULTRASTRUKTURELLE ÆNDRINGER VED OVERGANG TIL AKTIV SEKRETION (FUSION AF TUBULO-VESIKLER MED CANALICULI) pH i maven kan være ned til ca. 0,8. Dette miljø fremskynder fordøjelsen og virker som et effektivt forsvar mod mikroorganismer. HCl produceres i parietalcellerne i corpus/fundus. Frigørelsen stimuleres af:

acetylcholin (n. vagus) histamin (enterochromaffine celler) gastrin (G-cellerne i antrum pars pylorica)

Da H+ secerneres mod en koncentrationsgradient på 1 million (!) må denne ske ved aktiv transport.



Den luminale paritalcellemembran indeholder en K+/H+-ATPase (”syrepumpen”), der aktiveres af K+ fra lumensiden. Herved transporteres K+ ind i cellen under udveksling med H+ transporten ud af cellen. K+-kanaler i den basolateralt membran balancerer K+ indholdet, der passivt diffunderer ud til lumen for at aktivere K+/H+-ATPase igen. H+ dannes formentlig inde i cellen ved dissociation af H2O (H2O OH- + H+). Mens H+ transporteres ud til lumen, forenes OH- inde i cellen med CO2 fra lokale cellulære oxidationsprocesser (og fra det passerende blod) under dannelse af HCO3- (Enzym: Kulsyreanhydrase). Gradienten for HCO3- henter Cl- ind i cellen (basolateralt membran) mod den elektrokemiske gradient, der til gengæld faciliterer sekretionen af Cl- ud i lumen. Cl- transporteres også ind i cellen via co-transport med Na+. For hver secerneret H+-ion modtager blodet således en HCO3--ion, hvilket forklarer, at pH i ventrikel veneblod stiger i forbindelse med fødeindtagelsen (der stimulerer saltsyresekretion) – et fænomen der benævnes ”alkaline tide”. Produktionen af K+/H+-ATPase er særdeles energikrævende, så den genbruges. I den hvilende celle opsluges K+/H+-ATPase med membran via endocytose og gemmes som tubulovesikler. Ved aktivering fusionerer vesiklerne med membranens sekretoriske canaliculi med talrige mikrovilli, der faciliterer transporten. Parietalcellerne hører til nogle af organismens mest metabolisk aktive celle, hvilket kan ses ved det store antal mitochondrier. Stoffet Omeprazol hæmmer K+/H+-ATPase (syrepumpen) og dermed saltsyre dannelsen (jvf. 431. angive ventrikelsygdomme, herunder ulcussygdome … (s. 144)).

424. REDEGØRE FOR DEN ELEKTROKEMISKE GRADIENT FOR PROTON- OG KLORID-SEKRETIONEN OVER DEN LUMINALE PARIETALCELLE-MEMBRAN OG TRANSCELLULÆRT jvf. 423. redegøre for mekanismen bag H+- og Cl--sekretionen … (s. 141).

425. REDEGØRE FOR STIMULUS-SEKRETONS-KOBLING I FORBINDELSE MED PARIETALCELLE-SEKRETION: 1) HISTMINVIRKNINGEN PÅ H2-RECEPTORER, AKTIVERINGEN AF ADENYLATCYKLASE, BETYDNING AF CAMP (HERUNDER VIRKNINGSMEKANISME FOR H2-RECEPTOR-ANTAGONISTER), 2) VIRKNINGERNE AF GASTRIN OG 3) VIRKNINGEN AF ACETYLKOLIN OG 4) BETYDNINGEN AF DEN POTENSERENDE INTERAKTION MELLEM DE TRE STIMULI 1) Histamin, der formentlig frigøres fra mastceller, som er beliggende i tæt relation til parietalcellerne, er en meget

potent stimulator af syresekretionen. Det har været diskuteret, hvorvidt den syrestimulerende effekt af n. vagus og gastrin blev formidlet af lokal frigjort histamin (der således skulle udgøre en ”final common pathway”), men dette er næppe tilfældet, da parietalcellerne besidder specifikke receptorer for såvel acetylcholin som gastrin og histamin. De tre vigtige stimulatorer potenserer snarere hinandens effekter. Histamins virkninger på parietalcellerne udøves via binding til histamin H2-receptorer, og aktivering af adenylat cyklase. Forøget [cAMP] stimulerer et cAMP-afhængig protein kinase, der forforylerer proteiner, som regulerer syresekretionen.

2) Gastrin: jvf. 401. redegøre for hovedtræk af de enkelte regulatoriske … (s. 132).



3) Af de nervøse regulatorer er n. vagus den vigtigste. Gennem cholinerge fibre stimulerer vagus syresekretion – en

effekt, der formentlig udøves ved en direkte påvirkning af parietalcellerne, på hvis membran, der er påvist acetylcholinreceptorer. Disse receptorer kan blokeres med atropin, der således virker syrehæmmende. Ventrikelslimhinden indeholder udover de ekstrinsikke vagusfibre også en række intrinsikke peptiderge neuroner, bla. VIP- og GRP-holdige (Gastrin Releasing Peptid) nerver. De førstnævnte synes specielt at fremme slimhindens blodgennemstrømning, mens GRP-nerven hovedsagligt har betydning for gastrinfrigørelsen.

426. REDEGØRE FOR PEPSINS SEKRETION, AKTIVERING OG FUNKTION

Anatomi: dannes i hovedcellerne i ventriklens kirtler. Biokemi: secerneres som et inaktivt propeptid, pepsinogen. Aktiveres til pepsin ved surt pH. Inaktiveres ved neutralt

pH (deodenum). Fysiologi: er en endoprotease der spalter peptider og proteiner.

427. REDEGØRE FOR VENTRIKLENS SEKRETION AF MUCUS OG HCO3- SAMT BETYDNINGEN HERAF FOR CYTOPROTEKTION Ventrikelsekretets indhold af stærke syre og protolytiske enzymer repræsenterer naturligvis en risiko for selvfordøjelse af ventrikelvævet, hvilket formentlig også finder sted ved mavesårsygdomme. Dette er heldigvis undtagelsen, idet ventriklen og den første del af duodenum normalt er i stand til – gennem produktion af slimstof (mucin) og et alkalisk, HCO3--holdig sekret – at beskytte den underliggende slimhinde dels mod mekanisk afslidning og dels mod kemisk og enzymatisk nedbryning. Mucus udgøres af højmolekylære glykoproteiner – produceres af de mukøse halsceller (glandulae gastricae) – som består af ca. 80 % kulhydrat bundet til fire peptidmonomerer koblet sammen af disulfidbindinger. Dette udgør en klistret gel der beskytter epithelet mod mekaniske faktorer og sammen med HCO3- mod syren ved at bremse diffusionen. Det lægger sig som et beskyttende, 0,5 mm tykt, ”uomrørt vandlag” over slimhinden (hvis epithellag kun udgør ca. 1/10 af denne tykkelse). Bikarbonatsekretets rolle består i skabelsen af et ”fysiologisk pH” (ca. 7,5) ved epithelcellernes luminale membraner, idet der således opretholdes en betydelig pH-gradient over slimbarrieren. Produktionen af både bikarbonatsekret og mucus stimuleres af parasympatikus. NSAID præparater (prostaglandinhæmmere) hæmmer produktionen af både mucus og HCO3- og er en hyppig årsag til udvikling af ulcus ventriculi.

428. ANGIVE VENTRIKELSEKRETIONSHASTIGHEDEN 2-5 [mmol HCl / time] – 22-28 [mmol HCl/ time] ved maksimal stimulation.

429. REDEGØRE FOR STYRINGEN AF VENTRIKELEKRETIONENS TRE FASER: DEN CEFALE, DEN GASTRISKE OG DEN INTESTINALE, HERUNDER 1) VAGUS´ BETYDNING (EFFEKT AF SHAM-FEEDING, VAGOTOMI OG ANTIKOLINERGIKA (ATROPIN) 2) GASTRINS BETYDNING 3) BETYDNINGEN AF HISTAMIN OG SOMATOSTATINS PARAKRINE MEKANISMER, 4) DET INTRAGASTRISKE PH´S BETYDNING, 5) DEN INTESTINALE HÆMNING AF SYRESEKRETION VED LAVT PH, FEDT, AMINOSYRER, HØJ OSMOLALITET, OG DESUDEN ENTEROGASTRON-BEGREBET Styringen af syresekretionen inddeles i tre faser: Cephale fase

: udløses fra CNS gennem betingede og ubetingede reflekser. Disse reflekser formidles gennem efferente vagustråde til ventriklens sekretoriske celler. Det adækvate stimulus er syn, lugt eller smagsstimuli.

Gastriske fase

: udløses af tilstedeværelsen af føde i ventriklen og indbefatter gastrinfrigørelse samt intrinsikke og vagovagale reflekser. Aminosyre stimulerer gastrin produktionen. pH < 2 feedback hæmmer syreproduktionen. N. vagus er både den afferente og efferente nervebane.

Intestinale fase

: chymus i duodenum stimulerer syre-produktion, men lavt pH afbryder den igen via sekretion. Fedt hæmmer ligeledes via GIP og cholecystokinin syreproduktionen. Aminosyrer og høj osmolalitet virker også hæmmende. Sammenfattende betegnes den syrehæmmende virkning i intestinale fase for ”enterogastron-effekten”.

Andre mulige enterogastroner (stoffer produceret i tarmen, der hæmmer syreproduktionen) er:



- Somatostatin - Gastrisk Inhibitorisk Peptid - Neurotensin - Vasoaktivt Intestinale Polypeptid (VIP) - (sekretin)

430. BESKRIVE METODER TIL UNDERSØGELSE AF VENTRIKELSEKRETIONEN MED ANGIVELSE AF EKSEMPLER:

ASPIRATIONSMETODER, SEKRETION FRA ”LOMMER”, FRA ISOLEREDE VENRIKLER, FRA ISOLERET SLIMHINDE, FRA ISOLEREDE KIRTLER, FRA ISOLEREDE CELLER, FRA ISOLEREDE MEMBRANVESIKLER

431. ANGIVE VENTRIKELSYGDOMME, HERUNDER ULCUSSYGDOMME, DERES SYMPTOMER OG BEHANDLING, OG REFLUKS Ved ventrikelsygdomme findes dyspepsi (fordøjelsesbesvær), der viser sig ved smerter i epigastriet, sure opstød og halsbrand. Den kliniske undersøgelse giver sjældent anledning til positive fund ud over ømhed i epigastriet, hvorfor de vigtigste undersøgelser af ventriklen er røntgenundersøgelser og gastroskopi. Ventriklens væsentligste sygdomme er ulcussygdommen (mavesår) og cancer. Ventrikelcancer, der er en af de hyppigste cancerformer, er i over halvdelen af tilfældene lokaliseret til pars pylorica. Mavesår, der til trods for navnet i hovedparten af tilfældene sidder i ampulla duodeni, har samenhæng med ventriklens syreproduktion. Den intragastriske H+-koncentration kan reduceres på følgende måder: Histamin-H2-receptorer blokeres med syntetisk fremstillede histamin-H2-receptorantagonister (cimetidin,

ranitidin), hvorved syreproduktionen nedsættes markant. ved anvendelse af specifikke antagonister mod ”H+/K+-pumpen” i parietalcellens luminale membran

(”syrepumpehæmmere”; Omeprazol). syreneutralisation med antacida anticholinergica

I de senere år er man desuden blevet opmærksom på, at næsten alle patienter med mavesår (ulcus ventriculi/duodeni) eller kronisk mavekatar (gastritis) er inficeret med bakterien Helicobacter pylori. Eradikation (varig fjernelse) af bakterien ved behandling med anibiotika i kombination med et mavesårmiddel anvendes nu hyppigt i behandling af mavesår. Som kirurgisk behandling af mavesår skal vagotomi også nævnes. Her overskæres vagustrådene, helt eller delvis, ud for den nederste del af esophagus. Herved opnås en nedsættelse af ventriklens saltsyreproduktion.

- PANKREASSEKRETIONEN Pancreas, bugspytkirtel:

- vægt: 80 – 100 g - mål : 3 x 5 x 20 cm (tykkelse x bredde x længde) - farve: grårød - overflade: grovbuleret - konsistens: blød

432. REDEGØRE FOR PANKREASSEKRETETS INDHOLD AF AMYLOLYTISKE, LIPOLYTISKE, PROTEOLYTISKE OG NUKLEOLYTISKE

ENZYMER OG FOR DERES AKTIVERING SAMT BETYDNING I DE LUMINALE FORDØJELSES-PROCESSER ENZYMER AKTIVERING FUNKTION Amylolytiske: - α-amaylase (pancreas amylase)

- Endoglykosidase. Kløver α-1,4-glykosidbindinger uden for forgreningspunkter i stivelse og glykogen. Produkterne er maltose (Glc-Glc), maltriose og længere oligosakkarider.

Lipolytiske: - fosfo lipase A2 - lipid esterase - pancreas lipase (for at virke: + Co-lipase)

- Trypsin - Ca2+, Co-lipase (trypsin; pro-Co-lipase Co-lipase)

- nedbryder fosfolipider - bredere reaktionsspektrum; cholesterolestre til frit cholesterol, monoglycerider mm. - høj specificitet for lange fedtsyrekæder (turnover = 140 g fedt/min!)

Proteolytiske:



- trypsinogen - chymotrypsinogen - pro-elastase - pro-carboxypeptidase

- enteropeptidase (+autokatalyse) - trypsin - -- // -- - --// --

- Trypsin; Endopeptidase; basiske aminosy. (Arg,, Lys) - Chymotrypsin; Endopeptidase; hovedsagligt aromatiske aminosy. (Tyr, Trp, Phe, Leu, Met) - Elastase; Endopeptidase; neutrale, alifatiske aminosy. (Gly, Ala, Ser) - Carboxypeptidase A & B; Exopeptidaser; aromatiske eller alifatiske aminosyrer

433. ANGIVE ENTEROPEPTIDASENS LOKALISATION OG REDEGØRE FOR ENZYMETS FUNKTION

I duodenum er især trypsinogens konvertering til trypsin vigtig, idet trypsin også har en funktion i aktivering af andre zymogener (jvf. 432. redegøre for pankreassekretets indhold … (s. 144). Enteropeptidasen, der er lokaliseret til mikrovilli i tyndtarmen, katalyserer trypsinogens konvertering til trypsin. Denne reaktion er herefter autokatalytisk.

434. REDEGØRE FOR STIMULUS-SEKRETIONSKOBLINGEN I PANCREAS´ ACINUSCELLER, HERUNDER EKSISTENSEN AF TO TYPER AF RECEPTORER SOM DELS FØRER TIL AKTIVERING AF FOSFOLIPASE C OG ELEVATION AF INTRACELLULÆRT CA2+ OG DELS TIL AKTIVERING AF MEMBRANBUNDET ADENYLATCYKLASE Pankreas´ acinusceller indeholder på deres overflade 6 forskellige receptorer, der er specifikke for de regulatoriske peptider i gastro-intestinal kanalen. Sekretin og VIP har en sekvens homologi (jvf. 399. definere begrebet peptid-familier (s. 131)), der gør at de konkurrerer om den samme receptor. Mindst 2 slags receptorer eksisterer for VIP og sekretin: den ene type har højst affinitet for sekretin, og den anden har højst affinitet for VIP. Binding af sekretin og VIP til disse receptorer aktiverer adenylat cyklase og dermed forøger intracellulær [cAMP]. De 4 andre receptorer aktiverer fosfolipase C og forøger [Ca2+], når et specifikt ligand har bundet sig til dem. Blandt dem tæller acetylcholin, cholecystokinin, gastrin og substans P. Gastrin og cholecystokinin konkurrerer om den samme receptor. Hormoner – der virker ved cAMP – forstærker effekten af hormoner, der har Ca2+ som second messenger og vice versa. Den maksimale enzym sekretion som resultat af de to ”hormon-typer”´s effekt tilsammen er større end den maksimale sekretion, som de to agonister kan frembyde alene. Hormoner, der bruger samme second messenger under deres virkning, forstærker ikke hinandens effekt.

435. REDEGØRE FOR ELEKTROLYT- OG VÆSKESEKRETIONEN, HERUNDER DE TO KOMPONENTER I DANNELSEN AF SEKRETET, DET ACINÆRE SEKRET KOBLET TIL EN TRANSCELLULÆR CL--TRANSPORT (LIGESOM I SPYTKIRTLERNE) OG SEKRETIONEN FRA UDFØRSELSGANGENE AF VÆSKE OG BIKARBONAT, FORUDEN DENNE SEKRETIONS SANDSYNLIGE, TRANSEPITELIALE ELEKTROLYT-TRANSPORTER jvf. 419. redegøre for mekanismen ved spyttets dannelse … (s. 140).

436. BESKRIVE DEN ENDOKRINE STYRING AF PANKREASSEKRETIONEN, HERUNDER STIMULI FOR SEKRETINUDSKILLELSEN OG BETYDNINGEN HERAF, STIMULI FOR CHOLECYSTOKININ-UDSKILLELSE OG BETYDNING HERAF, SAMT DEN NERVØSE STYRING AF PANKREAS-SEKRETIONEN (KOLINERGE MEKANISMER, VIP) Pankreassekretionen reguleres af to tarmhormoner: sekretin og CCK, som frigøres fra særlige, endokrine celler i tyndtarmensslimhinden (overvejende duodenum) og føres med blodet til pankreas. Tilstedeværelse af syre i duodenum, som ses, når ventriklen tømmer sig, stimulerer sekretinfrigørelsen, hvilket er særdeles hensigtsmæssigt, da sekretin især fremmer HCO3- sekretion i pankreas. Det udløsende stimulus for CCK-frigørelsen er fremkomsten af lipider, aminosyrer og peptider i duodenum, hvilket ligeledes er hensigtsmæssigt, da CCK stimulerer dannelsen af et enzymrigt pankreassekret. CCK har endvidere betydning for udtømning af galde i duodenum. Også det autonome nervesystem spiller en rolle for den exokrine pankreassekretion. Cholinerge parasympatiske vagustråde fremmer sekretionen, mens noradrenerge sympatiske fibre hæmmer. Endelig påvirkes sekretionen af peptiderge nerver indeholdende bla. VIP, som er nært beslægtede med sekretin (jvf. 434. redegøre for stimulus-sekretionskoblingen i pancreas ... (s. 145)).



Somatostatin og pankreatisk polypeptid fra henholdsvis δ- og PP-cellerne i de Langerhanske øer hæmmer den exokrine pankreassekretion.

437. ANGIVE METODER TIL KLINISK UNDERSØGELSE AF PANKREAS EKSTERNE SEKRETION (UNDERSØGELSE AF FEDTINDHOLD I FÆCES, RØNTGENUNDERSØGELSE AF ABDOMEN, ANALYSE AF TYNDTARMSINDHOLD, MÅLING AF PANKREAS-ENZYMER I TYNDTARMSINDHOLD I PLASMA)

- Pankreasamylase indholdet i blodet kan bruges til vurdere akutte betændelsestilstande i pankreas, hvor de stiger.

- Oversigt over abdomen (røntgen) kan vurdere forkalkninger i pankreas. - Fedt i afføringen. Kvantitativ bestemmelse med døgnopsamling siger noget om pankreas funktion. - Ultralyd er den vigtigste undersøgelse. Kan konstatere tumorer og cyster.

438. ANGIVE SYGDOMME, INKLUSIVE SYMPTOMER OG BEHANDLING, I RELATION TIL DEN EKSOKRINE PANKREASFUNKTION

Aktivering af zymogener secernerede af pankreas foregår ved en kaskadeagtig reaktion, der startes af trypsin, i duodenum. Pankreas producere en ”trypsin-inhibitor”, der et peptid, som inaktiverer trypsin, så den ovennævnte reaktion ikke ”løber løbsk” med selvfordøjelse (autolyse) til følge. Ved sygdommen akut pancreatitis (en betændelsestilstand i pankreas) forløber denne inaktivering netop ikke, og den ukontrollerede frigørelse af enzymer med deraf følgende vævsbeskadigelse udløser en livstruende choktilstand hos patienten. Patient med pancreatitis har som hovedsymptom smerter opadtil i abdomen.

- GALDESEKRETIONEN 439. REDEGØRE FOR LEVERGALDENS DANNELSE OG FUNKTION

Galde produceres i leveren ca. 600 – 1200 mL per dag. Galdes funktion er at faciliterere fedtfordøjelse og optagelse. Dette sker ved :

emulgering af fedt partikler til små partikler der kan reagere med lipaser (”miceller”) bedre optagelsen af fedt til børstesømmene

desuden: hjælper til med udskillelse af diverse affaldsprodukter (bl.a. Bilirubin og cholesterol)

Galde består af galdesyrer (67 %), phospholipider (22 %), protein (5 %) cholesterol (4 %), Bilirubin og andre pigmenter (< 2%).

440. REDEGØRE FOR DANNELSEN AF DEN PRIMÆRE GALDE I HEPATOCYTTER OG GALDECANALICULI, HERUNDER TRANSPORTMEKANISMER OG DEN GALDESYRE-AFHÆNGIGE SEKRETION OG DEN GALDESYRE-UAFHÆNGIGE SEKRETION Hepatocytter danner primære galdesyre (cholsyre, chenodeoxycholsyre) udfra cholesterol. I tarmen dehydroxylerer bakterier de primære galdesyrer til de sekundære galdesyrer (deoxycholsyre, lithocholsyre). Galden indeholder både primære og sekundære galdesyre. Før galdesyrerne udskiles af hepatocytter, bindes de til bestemte aminosyrer (glycin, taurin, ornithin) og danner herved galdesalte (glycholsyre, taurcholsyre). I modsætning til galdesyrerne er galdesaltene ikke fedtopløselige, og de absorberes derfor kun i ringe grad fra tyndtarmen ved diffusion. Dette er vigtigt, fordi galdesaltene har opgaver at udføre i hele tyndtarmens længde, før de opsuges ved aktive processer helt hen mod tyndtarmens afslutning. Galde er bundet i hepatocyttens cytosol til galdesyre bindende proteiner for at forhindre at cellemembranerne nedbrydes. Galdesyrene udskilles til canaliculi. Gladesyre-afhængige sekretion

: hvis [glade-salt] i v. portae stiger (entero-hapetaisk kredsløb), falder produktion af galde-salte i leveren (negativ feed-back), samtidig med at galde-sekretion til canaliculi øges. Man mener, at en øget [glade-salt] i hepatocytter stimulerer transporten af galde til canaliculi.

Gladesyre-uafhængige sekretion

: ved aktiv transport af NaCl (+ vand; osmose) ud af hepatocytter forøges [galde-salt]. Det giver samme effekt som ses ved galdesyre-afhængige sekretion.

441. REDEGØRE FOR DET ENTEROHEPATISKE GALDESYRE-KREDSLØB Når chymus når terminale ileum er lipiderne reabsorberet. Galdesyrerne bliver optaget i mikrovilli i såvel konjugeret som ukonjugeret form. Ukonjugeret absorberes ved passiv diffusion. Konjugeret kan også optages ved passiv diffusion



(betyder ikke så meget kvantitativt) eller i den terminale ileum findes en aktiv transport carrier for konjugeret galdesyre, således at kun 5 % af galdesyrerne slipper ud i colon. I colon dekonjugerer bakterier galdesalte til frie galdesyrer der optages ved diffusion. Derved går kun en meget lille del til spilde og udskilles i fæces.

Galdesyrene/saltene transporteres tilbage med blodet og cleares af hepatocytten, hvorved et nyt kredsløb genopstår. Typisk cirkulerer galdesyrerne 3-16 gange om dagen alt efter fødeindtagelse.

442. REDEGØRE FOR GALDEBLÆRENS FUNKTION Vesica fellea, Galdeblæren:

- mål : 3 x 7,5 (bredde x længde) - kapacitet: 30 – 50 ml - overflade: glat og blank (kun underside) - palpation: fundus vesica fellea ud for spidsen af højre 9´ ribben ved den laterale kant af m. rectus abdominis

Den dannede galde (levergalden) transporteres (canaliculi biliferi Heringske kanaler terminale ductuli interlobulære galdegange) til de to hovedgange (ductus hepaticus dxt. et snst.), som uden for leveren forenes og danner en enkelt gang, galdegangen (ductus hepaticus communis), hvorfra galdeblæregangen (ductus cysticus) afgår som en sidegren, der fører til galdeblæren. I galdelæren sker en opbevaring, når der ikke foregår fordøjelse i duodenum (lukket sfinkter Oddi). Herunder opkoncentrerers levergalden (ca. 5 gange) ved at reabsorbere vand, Na+, Cl- og HCO3-. Na/K-ATPase driver værket ved at skabe et hypertont miljø apikalt i det intercellullære rum. Dette trækker vand ind der fortynder det intracellullære rum mere og mere ned mod basalmembranen, hvor kapillærerne transporterer væsken væk. Sekretet kaldes nu for galdeblæregalden. I galdeblærens væg findes glat muskulatur, som ved kontraktion bevirker udtømning af blæreindholdet i duodenum via ductus choledochus (7-8 cm).

443. REDEGØRE FOR CHOLECYSTOKINETS (CCK) BETYDNING FOR GALDE-UDTØMNINGEN, HERUNDER FOR STYRINGEN AF SFINKTER ODDI´S FUNKTION



Cholecystokinin frigøres fra duodenum og jejunum ved indtagelse af et fedtholdigt måltid. Normalt er sfinkter oddi lukket så galden løber ned i galdeblæren. Cholecystokinin afslapper sfinkter Oddi og får galdeblæren til at kontrahere sig, hvorved galden tømmes ud i duodenum. Gastrin ligner cholecystokinin, men er kun halvt så potent, og forårsager en mindre galdeudtømmelse under såvel den cephale som gastriske fase.

444. REDEGØRE FOR KONSEKVENSERNE AF MANGLENDE GALDESEKRETION jvf. 466. angive symptomer ved og behandling af fedtmalabsorption (s. 156).

7.1.7. INTESTINAL ABSORPTION 445. REDEGØRE FOR TRANSPORTFYSIOLOGISKE BEGREBER OG MEKANISMER, HERUNDER UNIDIREKTIONEL FLUX, PASSIV,

FACILITERET, PRIMÆR AKTIV OG SEKUNDÆR AKTIV TRANSPORT, REFLEKSIONSKOEFFICIENT, UOMRØRT VANDLAG Unidirektionel flux

:

Passiv transport

:

Faciliteret transport

:

Primær aktiv transport

:

Sekundær aktiv transport

:

Refleksionskoefficient

:

Uomrørt vandlag 143: jvf. 427. redegøre for ventriklens sekretion af mucus … (s. ).

446. BESKRIVE METODER TIL UNDERSØGELSE AF DEN INTESTINALE ABSORPTION MED ANGIVELSE AF EKSEMPLER, IN VIVO: INTUBATIONSMETODER, TOLERANSTESTS, ANALYSER AF UDÅNDINGSLUFT, POTENTIALDIFFERENS; IN VITRO: USSINGKAMMERMETODEN, HERUNDER MÅLING AF KORTSLUTNINGSSTRØM OG FLUX AF RADIOAKTIVE ISOTOPER (TRACERE), PATCH-CLAMP-TEKNIK, UNDERSØGELSER PÅ ISOLEREDE ENTEROCYTTER OG ISOLEREDE MEMBRANVESIKLER FRA ENTEROCYTTER In Vivo

:

In Vitro

: en særlig anvendt metode til belysning af elektrolyttransporten i tyndtarmen er den såkaldte Ussing-kammer-metode, hvor isolerede flager af slimhinde er udspændt mellem to kamre, som er fyldt med elektrolytopløsninger af passende sammensætning. Med denne metode kan man bl.a. registrere potentialforskelle og vha. radioaktive isotoper måle ionflux’er. Desuden kan man påtrykke slimhinden et membranpotentiale (vha. elektrisk spænding) og måle den strøm, der eventuelt genereres i slimhinden, når der ikke er nogen spændingsforskel mellem de to kamre (kortslutningsstrømmen). Tilstedeværelsen af en kortslutningsstrøm under omstændigheder, hvor opløsningerne på de to sider af slimhinden er ens, tyder på, at der forekommer aktiv transport af ioner, da der i denne situation hverken foreligger en kemisk gradient eller en elektrisk potentialforskel.

Se i øvrigt øvelse 8: CELLULÆR EPITELIAL TRANSPORT.

- ABSORPTION AF VAND OG ELEKTROLYTTER 447. REDEGØRE FOR DE VOLUMINA AF VÆSKE, DER PASSERER DE FORSKELLIGE TARMAFSNIT SAMT FOR DERES

OMTRENTLIGE SAMMENSÆTNING OG OSMOLARITET Tarmen tilføres dagligt ca. 9,0 liter væske.

- ca. 20 % (1,80 liter) af vand indtaget ved drinkning - ca. 80 % (7,20 liter) fra fordøjelsessekreterne

- 1,50 liter/døgn: spyt - 2,00 liter/døgn: mavesaft



- 0,50 liter/døgn: galde - 1,50 liter/døgn: pancreassaft - 3,00 liter/døgn: tyndtarmssaft

Langt størstedelen af vandreabsorption finder sted i tyndtarmen (ca. 90 %), mens de resterende del absorberes fra colon. I alt reabsorberes ca. 8,8 liter af de 9,0 liter, der blev tilført. Resten, 0,2 liter, udskilles med fæces. I hele tyndtarmens længde er indholdet stort set isosmolært med plasma, og vandet absorberes passivt fra lumen til blodet ved en osmotiske proces, hvor vandtransporten over tarmepithelet (tight junctions) følger absorptionen af opløste partikler (solutter). Den drivende osmotisk gradient for vand etableres ved aktiv transport af solutter (hovedsagligt Na+ og Cl-) fra tarmlumen til blodbanen.

448. REDEGØRE FOR NETTOABSORPTIONEN AF NA+ I TARMEN, HERUNDER TRANSPORT OVER DEN LUMINALE MEMBRAN 1) SOM FØLGE AF DEN ELEKTROKEMISKE POTENTIALGRADIENT, SKABT AF NA+/K+-ATPASEN I BASOLATERALMEMBRANEN 2) I TYNDTARMEN DELS KOBLET TIL ABSORPTION AF HEKSOSER OG AMINOSYRER SAMT ANDRE NÆRINGSSTOFFER, DELS SOM ELEKTRONEUTRAL COTRANSPORT AF NA+ OG CL-, BLA. VED SAMTIDIG UDVEKSLING AF NA+/H+ OG CL-/HCO3- OG 3) ISÆR I TYKTARMENS DISTALE AFSNIT VED TRANSPORT GENNEM ALDOSTERON-REGULEREDE NA+-KANALER I DEN LUMINALE MEMBRAN, SOM KAN HÆMMES AF K+-BESPARENDE DIURETIKA (AMILORID), JFR. NYRENS SAMLERØR OG SVED- OG SPYTKIRTLERS UDFØRSELSGANGE Natrium

: Absorberes gennem hele tarmen. Drivkraften er Na+/K+-ATPasen, der skaffer en kemisk gradient ind i cellen. Na+- reabsorptionen er størst i jejunum og faciliteres af monosakkarider og aminosyrer. I colon sker reabsorptionen ved sekundær aktiv diffusion.

Bikarbonat og Chlorid

: HCO3- secerneres i duodenum, reabsorberes i jejunum sammen med Cl-. I ileum og colon absorberes Cl- og HCO3- secerneres normalt. Kan vende i ileum ved høj [HCO3-].

Kalium

: I tyndtarmen reabsorberes K+ ved passiv diffusion. I colon kan der ske sekretion eller absorption alt efter koncentrationen i lumen.

Mature epithelceller i toppen af villi intestinale er aktive til absorption, mens umodne celler i Lieberkühnske krypter er sekretorer.

449. REDEGØRE FOR SEKRETION FRA KRYPTEPITELET AF NACL OG HCO3- SAMT FOR SYNDROMERNE SEKRETORISK DIARÉ OG OSMOTISK DIARÉ Cl- sekretionen finder sted i de Lieberkühnske krypter. Her bliver Na+ og Cl- co-transporteret fra blod til cellen. Cl--eflux ind til lumen (Cl- kanaler) accelererers af cAMP, som bruges som second messenger af VIP og prostaglandiner. Osmotisk diaré

: Cl-/HCO3- exchanger i ileum og colon mangler eller er defekt. Cl- absorberes ikke, og trækker derfor vand ud ved osmose. Da Na+/H+ exchanger fortsat er aktiv, vil der udskilles H+-ioner i fæces, mens HCO3- akumuleres i kroppen. Kan føre til metabolisk alakalose.

Sekretorisk diaré

: Ved kolera forgiftning blokeres GTP’asen af Gs-proteinet med øget [cAMP] i cellen til følge. Dette aktiverer Cl- kanaler og Cl- secerneres ud til lumen i større mængder end normalt. Andre ioner secerneres også fra cellen. Osmotiske gradient transporterer vand til tarm-lumen; sekretorisk diaré.

450. REDEGØRE FOR ABSORPTIONEN AF KALCIUM, HERUNDER FOR BETYDNING AF DET KALCIUM-BINDENDE PROTEIN OG FOR DANNELSEN OG BETYDNINGEN AF HORMONET VITAMIN D3 Calcium optages i hele tarmen (mest duodenum og jejunum) ved en aktiv proces. Absorptionen stimuleres af D-vitamin. Luminalt findes Ca2+-kanaler og Ca2+-bindende proteiner (IMCal). Sidstnævnte fungerer sandsynligvis som transporter under absorptionen. I cytosol bindes Ca2+ til calbindin (CaBP; MW=10.000), som binder 2 Ca2+-ioner med høj affinitet. CaBP spiller en vigtig rolle for Ca2+-absorptionen.



Basalt udskilles Ca2+ ved enten en Ca2+-ATPase, Na+/Ca2+- exchange eller ved exocytose.

451. REDEGØRE FOR ABSORPTIONEN AF JERN, HERUNDER LAGRING AF JERN I KOMPLEKSDANNELSEN MED APOFERRITIN I ENTEROCYTTER, SAMT TRANSPORTEN I PLASMA BUNDET TIL TRANSFERRIN

OBS! Figuren refererer til tal fra USA. Total indhold af jern (Fe) i kroppen er (1 mmol = 55,8 mg):

- 60 mmol (mænd) - 45 mmol (kvinder)

Af det er:

- 60 – 70 %: bundet til Hb - 10 – 12 %: myoglobin og Fe-indeholdende enzymer (f.eks. katalase) - 16 – 29 %: i form af ”lager” (ferritin, hemosiderin, ..)

Af det i føden indtaget Fe (gennemsnitlig for mænd: 0,33 mmol/dag, kvinder: 0,20 mmol/dag) optages kun 6 % (mænd) til 12% (kvinder) i duodenum. Ved Fe-deficiet kan absorptionen udgør op til 25 %. Fe, der er bundet til hæm og andre lipofile substanser optages i tarmen via diffusion, mens frit Fe (hovedsagligt Fe(II)) optages ved aktive processer. Normal Fe-absorption afhænger af:

- saltsyre i ventriklen - frigør Fe fra kompleksbindinger - stimulerer Fe(III) absorption i den øvre del af duodenum (pH = 3)

- tilgængeligheden af Fe(II) (er mere opløselige ved neutral pH end Fe(III)) => optages tarmafsnit, hvor pH=7 - glykoprotein (”gastroferrin”) dannet i ventriklen ??? Gastroferrin kan binde Fe(III)-ioner



Cellulære mekanisme af Fe-optagelse: enterocytter i duodenum og jejunum frigør (enterocyt-)transferrin til tarmlumen, som binder 2 Fe-ioner, hvorefter transferrin/Fe-komplekset optages ved receptor-medieret endocytose. Fe bindes i cytosolen til mobilferrin, der transporterer Fe igennem cytosolen til den basolaterale membran, og ender til sidst i plasma, hvor den findes bundet til (plasma-)transferrin. For stor jern optagelse medfører aflejringer i det retikulære endotheliale system, hæmatokromatose, der kan medfører leversvigt. Dette forhindres af enterocytter, der har mulighed for at binde overskydende jern irreversibelt til ferritin, der udskilles med fæces, når cellen exfolierer. Klinik

: Hvis Fe gives intravenøst, kan (plasma-)transferrin kapacitet bruges op (max. 0,2 mmol), og fri Fe kan føre til jernforgiftning. (svækket koagulation af blod => blødning => cirkulatorisk schok, osv.)

7.1.8. FORDØJELSE OG ABSORPTION AF KULHYDRATER 452. REDEGØRE FOR FØDENS KULHYDRATER OG DERES NEDBRYDNING TIL OLIGO- OG DISAKKARIDER

Kulhydrater udgør det væsentligste element i vores kost med hensyn til kalorieindtagelse (250-800 g dagligt). Dette til trods for at mennesket uden problemer kan klare sig uden kulhydrater. De vigtigste kulhydrater i vores kost er:

- Stivelse (brød, gryn, karofler) - 64% - polysakkarid; består af amylose (lineære kæder af Glukose (Glc); α1,4-bindinger) og amylopectin (en amylose der danner en forgrening

vha. α1,6-binding) - Sukrose (sukker) - 26%

- disakkarid; Glukose (Glc) og Fruktose (Fru); α1-β2-binding



- Laktose (mælk og mælkeprodukter) - 7% - disakkarid; Galaktose (Gal) og Glukose (Glc); -β1,4-binding

- Fruktose (frugt, honing) - < 3% - monosakkarid

Desuden indeholder føden store mængder cellulose, men mennesket kan ikke fordøje cellulose i modsætning til drøvtyggere bl.a. pga. β1,4-bindinger imellem Glc-molekyler. (Normalt fordøjelige (Glc-)kulhydrater har α1,4- eller α1,6-bindinger).

453. REDEGØRE FOR OLIGO- OG DISAKKARID-SPALTENDE ENZYMERS LOKALISATION OG FUNKTION α-amylase fra spytkirtlerne nedbryder α1,4-bindinger men ikke α1,6-bindinger. Nedbryder ca. 40 % men er ikke essentiel. Inaktiveres ved pH<4. Ventriklen nedbryder ikke kulhydrater, men pancreas amylase nedbryder hurtigt de resterende mængder stivelse til maltose (Glc-Glc), maltotriose (Glc-Glc-Glc) og α-limiteret dextrin (1 maltose og 1 maltose/maltriose bundet med α1,6-bindinger. Derefter nedbrydes disse oligosakkarider af oligosakkaraser i tarmens mikrovilli i duodenum og i jejunum. Det er

- laktase (= β-Galaktosidase; laktose Gal + Glc) - sukrase (= sukrose-α-Glukosidase; sukrose Glc + Fru) - isomaltase (= oligo-1,6-Glukosidase; bryder α1,6-bindinger i α-limiteret dextrin Glc + maltose/maltotriose) - maltase (= α-Glukosidase; maltose/maltotriose Glc) .

454. REDEGØRE FOR DE TRANSEPITELIALE TRANSPORT-MEKANISMER AF GLUKOSE, GALAKTOSE (HERUNDER SGLT-1 OG

GLUT-2) OG FRUKTOSE (HERUNDER GLUT-5 OG GLUT-2) VED SEKUNDÆR AKTIV COTRANSPORT OG FACILITERET TRANSPORT Kulhydrater absorberes væsentligst i duodenum og jejunum. Ca. 10 % passerer ufordøjet til colon, hvor det metaboliseres af bakteriefloraen. Glukose og galaktose optages ved sekundær aktiv transport, koblet med Na+-ioner, idet der findes et fælles (symport) carrier-protein (SGLT-1) for Na+ og glukose (og galaktose). Gkukose og galaktose kan altså hæmme hinandens transport over tarmepitelet. I den basolaterale membran foregår transporten af galaktose og glukose ved faceiliteret diffusion (uniport carrier – GLUT-2), drevet af de to molekylers koncentrationsgradient. Na+-transporten foregår ved Na+/K+-ATPasen. Fruktose har sin egen Na+-uafhængig carrier-protein (GLUT-5), der faciliterer transporten. Det formodes, at fruktose også bruger GLUT-2 i den basolaterale membran. Stoffet phlorrhizin hæmmer Na+-afhængig carrier-mekanisme i tarmepitelet og dermed glukose- og galaktosetransporten, men ikke fruktosetransporten.

455. REDEGØRE FOR KULHYDRAT-MALABSORPTIONSMEKANISMER, HERUNDER LAKTASEMANGEL HOS STØRSTEDELEN AF JORDENS BEFOLKNING OG FØLGERNE AF LAKTASEDEFICIT Laktosemalabsorption er den hyppigste disakkarase mangeltilstand. Den kongenitte form er sjælden, men hos ca. 3 % af danskerne (Afrika 70 %, Thailand op til 100 %) falder laktase aktiviteten støt fra 3-4 års alderen. Patofysiologi:

- laktose forbliver i tarmlumen mælkesyre produktion af bakterier (toksisk) øget osmolalitet i lumen væskeakkumulation i lumen distension øget peristaltik vandig (osmotisk) diaré

Symptomer:

- diaré - meteorisme - borborhygmi - kolik - flatus



Diagnose:

- laktose belastning og plasma måling (breath test)

Behandling: laktosefri kost (% mælk og mælkeprodukter) Af andre malabsorptioner kan nævnes: Sukrose/isomaltose malabsorption:

- sjælden (Grønland 10 %) - arvelig reccesiv lidelse. Debutterer med diaré, når barnet går fra modermælk til almindelig kost.

Glukose/Galaktose malabsorption: skyldes en missense mutation i SGLT-1.

7.1.9. FORDØJELSE OG ABSORPTION AF PROTEINER 456. REDEGØRE FOR NEDBRYDNINGEN AF FØDENS PROTEINER TIL OLIGOPEPTIDER OG AMINOSYRER

Det daglige behov for proteiner er ca. 1 g per. kg legemsvægt, hvilket sædvanligvis tilgodeses i en normal kost i industrilande. Ventriklen

Ved achlorhydri, hvor ventriklens proteinfordøjelse er stort set nul, kan tyndtarmen dog sagtens klare al proteinfordøjelse.

: Det lave pH bevirker, at proteinerne denatureres og pepsinogen (prod. af hovedcellerne) hydrolyseres til pepsin, der fordøjer ca. 15 % af det daglige proteinindtag.

Duodenum & Jejunum

144: Pankreas proteaserne (Trypsin, chymotrypsin, carboxypeptidase, elastase) er de vigtigste

elementer i proteinfordøjelsen (jvf 432. redegøre for pankreassekretets indhold af amylolytiske, … (s. )). Disse secerneres som proenzymer for at undgå selvdigestion af pankreas og aktiveres af enteropeptidase (jvf. 433. angive enteropeptidasens lokalisation og redegøre for enzymets funktion (s. 145)).

Herved reduceres proteinerne til en blanding af aminosyrer (40%) og oligopeptider (60%). I mikrovilli findes yderligere

- dipeptidyl aminopeptidaser (peptid(n) peptid(n-2) + dipeptid) - aminopeptidaser (peptid(n) peptid(n-1) + aminosyre) - dipeptidaser (dipeptider 2 aminosyrer)

Ca. 50 % af proteinmængden fordøjes og absorberes i duodenum. Efter absorption fra tarmlumen føres aminosyrerne med v. portae til leveren, hvor de dels udnyttes til proteinsysntese dels nedbrydes til slutprodukterne urea, CO2 og vand. Af de absorberede aminosyrer stammer kun ca. 50 % fra føden; resten stammer fra nedbrudt protein i fordøjelsessekreter og afstødte epitelceller. Langt hovedparten af fødens protein absorberes i tarmsystemet, idet kun ca. 1 % kommer til udskillelse med fæces, hvis proteinindhold hovedsagligt stammer fra tarmfloraen og nedbrudte epitelceller.

457. REDEGØRE I GROVE TRÆK FOR DEN TRANSEPITELIALE TRANSPORT AF AMINOSYRER VIA SPECIFIKKE TRANSPORTPROTEINER, HVORAF NOGLE ER KOBLET TIL NA+-GRADIENTEN, FOR BL.A. NEUTRALE, SURE OG BASISKE AMINOSYRER, SAMT FOR PROLIN OG HYDROKSYPROLIN Aminosyrer og små peptider (især indeholdende prolin eller hydroksyprolin) transporteres over enterocyt-membranen ved faciliteret transport. En stor del af denne transport sker ved (sekundær) aktiv transport, typisk i co-transport med Na+. Denne faciliterede transport udviser specificitet for aminosyre-sidegrupper. Der findes mindst 7 transportsystemer for L-aminosyrer:

- Neutrale m/korte eller polære sidekæder (Ser, Thr, Ala) - Neutrale m/aromatiske eller hydrofobe sidekæder (Phe, Tyr, Met, Val, Leu, Ile)



- β-aminosyrer (β-Ala, taurine) - basiske og cystein (Lys, Arg, Cys-Cys) - sure (Asp, Glu) - dipeptider (pept1) (Gly-sarcosine) - Iminosyre (prolin, hydroksyprolin)

Aminosyretransporten over den basolaterale membran foregår – som for glukoses vedkommende – ved faciliteret diffusion. Oligopeptider optages i jejunum end i ileum. Modsat optages aminosyrer bedre i ileum end i jejunum.

458. REDEGØRE FOR AT DI- OG TRIPEPTIDER I EN VIS UDSTRÆKNING KAN ABSORBERES OVER DEN LUMINALE MEMBRAN OG DEREFTER NEDBRYDES TIL AMINOSYRER VED HJÆLP AF ENTEROCYTTENS OLIGOPEPTIDASER Di- og tripeptider transporteres igennem børstesømmen (H+-symport), hvor oligopeptiderne spaltes i cytosolen (di- og tripeptidaser) og udskilles som aminosyrer basolateralt. H+ transporteres ud igen af en Na+/H+-antiport.

459. ANGIVE FOR AMINOSYRER-ABSORPTIONSSYGDOMME Der findes arvelige defekter i de specifikke transportere, men disse er oftest uden den helt store betydning da aminosyrerne også optages som oligopeptider. Det skal dog bemærkes at reabsorptionen af aminosyrer og glukose i nyrerne synes at foregår ved transportprocesser svarende til dem, der foregår i tarmen. Hos patienter med defekt i cystein transportsystem i tarmen er cysteinurea derfor også et symptom.

7.1.10. FORDØJELSE OG ABSORPTION AF FEDTSTOFFER 460. REDEGØRE FOR ABSORPTIONEN AF FEDTSTOFFER, DVS. BLA. TRIGLYCERIDER, FOSFOLIPIDER OG KOLESTEROLESTRE OG

DERES FORDØJELSESPRODUKTER, HERUNDER BETYDNINGEN AF EMULGERING, AF STABILISATORER AF EMULGERING AF PANKREASLIPASEN, AF CO-LIPASEN OG AF MICELLER, SAMT GALDESALTENES BETYDNING I MICELLEDANNELSEN Fedtstoffer udgør 20-50 % af kostens energiindhold. Kostens væsentligste lipid (25-160 g pr. dag) er triacylglycerol med et overvejende indhold af C16- og C18-fedtsyrer – såvel mættede som umættede (f.eks. palmitinsyre, stearinsyre, oliesyre og linolsyre). Triacylglycerol med mere kortkædede fedtsyrer hidrører hovedsagligt fra mælkefedt. Lipider undergår (stort set) ingen form for fordøjelse indtil de når duodenum. Fra ventriklen tømmes de til sidst (efter kulhydrater og proteiner; jvf. 410. redegøre for ventrikeltømningen … (s. 137)) i duodenum, hvor de spontant (pga. de hydrofobe egenskaber) danner store fedtdråber, hvor kun lipiderne i overfladen er tilgængelige for det vandopløselige lipasaenzym. Dette forhold giver en meget lang reaktionstid. Galden emulgerer derfor fedtet med galdesyrens polære del udaf og apolære del indad mod fedtdråberne. Emulgeringen bryder fedtdråberne op i mindre emulsionspartkler (diameter ≈ 1µm) med stor samlede overflade, der bedre kan påvirkes af enzymerne i duodenum. Frie lipider i duodenum hæmmer ventrikeltømning, så der ikke slippes mere fedt ud end galdeudskillelsen kan klare Pankreas-lipasen udøver sin enzymatiske effekt ved binding til lipidoverfladen af de mindre emulsionspartikler. I sig selv hæmmer galdesyrerne denne binding, men proteinet co-lipase, frigør galdesyre fra partikeloverfladen og forankrer lipasen til denne. Triacylglycerol spaltes til 2-monoacylglycerol og frie fedtsyrer, der sammen med galdesyrerne danner små negativt ladede, vandopløselige partikler, miceller3

143 (diameter ≈ 5 nm), så de kan passerer det ”uomrørte vandlag” (jvf. 427.

redegøre for ventriklens sekretion af mucus … (s. )). Desuden indeholder pankreas-saften:

- Lipid esterase; virker på cholesterolestre, monoacylglycerol mm. - Phospho Lipase A2; phospho lipider

3 kortkædede fedtsyrer med op til 10-12 kulstofatomer indgår ikke i micelledanelse



I modsætning til pankreas-lipasen, er disse to enzymers aktivitet afhængig af tilstedeværelsen af galdesyre. Micellerne – pga. en koncentrationsgradient – diffunderer til epitelcellernes overflade, hvor de fungerer som et slags lipiddepot, idet micellens lipider er i ligevægt med de (ret få) lipider, som er frit opløst i vandfasen. De frie lipider absorberes ved passiv diffusion af tarmepitelcellerne, hvorved ligevægten hele tiden forskydes mod de frie lipider. Dette sikrer at diffusion – der er betinget af en koncetrationsgradient – opretholdes. Kortkædede fedtsyrer, monoglycerider, cholsterol og lechitin transportres ved simpel diffusion igennem cellemembranen. For langkædede fedtsyrer findes et egentligt transportsystem.

461. REDEGØRE FOR FEDTSTOFFERNES RE-ESTERIFICERING I EPITELCELLERNE, DANNELSEN AF CHYLOMIKRONER, BETYDNINGEN AF APOPROTEINER OG TRANSPORTEN AF FEDTSTOFFER VIA LYMFEBANER OG VENA PORTAE SAMT ENDELIG OPTAGELSEN AF LIPIDERNE I FEDTVÆV EFTER HYDROLYSE KATALYSERET AF LIPOPROTEIN LIPASE I cytosolen bindes lipiderne til diverse carrier-proteiner for at forhindre at fedtdråber udfældes i epithelcellerne. Carrierne transporterer lipiderne fra cytosolen til ER. Her reesterficeres fedtsyrene til triacylglycerol, lysophospholipider til phospholipider og ligeledes cholesterol, omend en ikke ubetydelige fri cholesteoldel, forefindes. Phospholipiderne laver små dråber præchylomikroner der videretransporteres til Golgi apparatet og processeres til chylomikroner. Disse udskilles basalt ved exocytose. Når der ikke er fedt tilstede i tarmen dannes i stedet lipoproteiner VLDL. Serum lipoproteiner er som navnet siger komplekser af lipider og proteiner, kaldet apoproteiner (Apo; funktion: genkendelses ”sites” & cofaktorer for enzymer). Disse komplekser er under konstant omdannelse i plasmaet og kan inddels i 4 klasser (Protein – Lipid):

- (2 – 98) Chylomikroner (CM) - (10 – 90) Very Low Density Lipoproteins (VLDL) - (20 – 80) Low Density Lipoproteins (LDL) - (50 – 50) High Density Lipoproteins (HDL)

Lipoproteiner tjener dels til at gøre lipider (triacylglycerol & cholesterol) opløselige i det vandigt miljø, og dels sikre en effektiv transport af lipider til de væv, der skal optage dem. CM er de største lipoproteiner, men samtidig har de den laveste densitet, der skyldes et meget højt indhold af triacylglycerol og et procentvis lavt indhold af protein. CM(Apo-B) udskilles fra tarmen og via lymfebanen (ductus thoracicus) trænger chylomikronerne ind i blodbanen (v. brachiocephalica snst. ud for vinklen mellem v. jugularis int. og v. subclavia snst.), hvor den modtager apoproteiner (Apo-E og Apo-CII) fra HDL partikler (CMApo-B CMApo-B+E+CII). Lipoprotein-lipasen er et extracellulært enzym, der er bundet til overfladen af endothelcellerne i blodbanen, og den fides især i fedtvævet, musklerne og hjertet. Lipoproteinlipasen katalysere hydrolysen af triacylglycerol lipoproteiner til frie fedtsyrer og glycerol. Lipoprotein-lipasen syntetiseres i de væv hvor den findes og transporteres ud til endothelcellerne i blodbanen, når der er behov for den. CM(Apo-B+E+CII) cirkulerer i blodbanen og bliver gradvis mindre, efterhånden som triacylglycerol indhold bliver mindre. Endlig afgives et apoprotein (Apo-CII) til HDL partikler (CMApo-B+E+CII CMApo-B+E), og CMApo-B+E kaldes nu for en chylomikronrest. Levercellerne, der har overflade-receptorer til apoprotein B og E på samme partikel, optager chylomikronrest ved endocytose. Den optagne partikel nedbrydes derefter til sine bestanddele i lysosomerne, og der frigives aminosyrer, cholesterol og fedtsyrer.

462. REDEGØRE FOR, AT KORTKÆDEDE FEDE SYRER KAN ABSORBERES UDEN MICELDANNELSE, HYDROLYSE OG UDEN RE-ESTERIFICERING OG, AT DE ABSORBERES VIA VENA PORTAE



De kortkædede fedtsyrer (< C10 - C12) optages uden micelledannelse og overføres herfra uden yderligere behandling til v. portae, med hvilket de transporteres som frie (uesterificerede) syrer til leveren.

463. REDEGØRE FOR ABSORPTIONEN AF GALDESALTENE I TERMINALE ILEUM De galdesure salte, der frigøres – efterhånden som lipiderne absorberes – kan enten danne nye miceller eller transportes med tarmindholdet til den distale del af tyndtarmen, ileum, hvor de absorberes og føres med blodet tilbage til leveren. Dette betegnes det enterohepatiske galdesyrekredsløb.

464. BESKRIVE BETYDNINGEN FOR CHOLESTEROL-TRANSPORTEN AF VERY LOW DENSITY LIPOPROTEINS (VLDL), HIGH DENSITY LIPOPROTEINS (HDL), LOW DENSITY LIPOPROTEINS (LDL) OG RECEPTORERNE FOR LDL jvf. 461. redegøre for fedtstoffernes re-esterificering … (s. 155). VLDLApo-B syntetiseres i leveren og udskilles til blodbanen, hvor den modtager apoproteiner (Apo-E og Apo-CII) fra HDL partikler (VLDLApo-B VLDLApo-B+E+CII) og derved afgiver triacylglycerol, på samme måde som CM. Den skrumpede VLDLApo-B+E+CII, der nu kaldes for IDLApo-B+E+CII (intermediære Density Lipoprotein), afgiver apoproteiner (Apo-E + Apo- CII) til HDL partikler (IDLApo-B+E+CII IDLApo-B), og modtager cholesterolestre fra HDL vha. Cholesterolester transfer protein. Vi har nu en LDLApo-B. LDLApo-B har et højt indhold af cholesterol og cholesterolestre, og er så små at de kan forlade blodbanen og trænge ud i den extracellulære matrix, hvor de kan optages direkte i de celler, der har receptorer for dem. Hovedfunktionen for LDLApo-B er at levere cholesterol til de perifere væv, på hvis celleoverfladeer der sidder receptorer for apoprotein B. Antallet af receptorer for lipoproteiner afhænger af mængden af lipoprotein der er i cirkulation og af cellernes behov for f.eks. cholesterol. LDLApo-B optages ved endocytose og nedbrydes i de pågældende celler. HDL syntetiseres også i leveren og fjerner fri cholesterol fra de extrahepatiske væv ved esterificering. Dannelsen af cholesterolestre foregår vha. fosfatidylcholine: cholesterol acyltransferase (LCAT). Cholesterolestre kan videreføres til VLDL og LDL eller til leveren, hvor HDL nedbrydes og cholesterolen frigives. HDL fungerer også som reservoir for apoprotein C, som overføres til CM og VLDL.

465. ANGIVE FAKTORER AF BETYDNING FOR FORHOLDET MELLEM LDL OG HDL SAMT DEN KLINISKE BETYDNING HERAF Ved visse sygdomme ændres sammensætningen og mængden af lipoproteinerne i blodet. Undersøgelser har vist, at ved hjerte/kar-sygdomme er mængden af HDL lav mens mængden af LDL er øget. Den større HDL-værdi der ses hos kvinder i forhold til mænd (55 mg/ml mod 45 mg/ml) er måske forklaringen på den lavere hyppighed af hjerte/kar-sygdomme hos kvinder i forhold til mænd. Det ser ud til, at HDL-værdien er en bedre indikator for hjerte/kar-sygdomsrisikoen end blod-cholesterolværdien er. En forklaring på at høje HDL-værdier hos personer giver mindre frekvns af hjerte/kar-sydomme kan være, at HDL transportere overskud af cholesterol og forhindrer at dette aflejres på karvæggene. Cholesterolaflejringer på karvægge øger hastigheden af årefokalkningen.

466. ANGIVE SYMPTOMER VED OG BEHANDLING AF FEDTMALABSORPTION Mangelende galdesekretion fører til mangelende optagelse af fedt og fedtopløselige vitaminer fra tarmen. Calcium danner uopløselige salte med lange fedtsyrekæder, som akkumulerer i tarmlumen. Mens fedtstoffer udgør det største problem, bliver cabohydrater og proteiner også ”fanget” i fedtklumpen af delvis fordøjede føde. Dette kan føre til underernæring og dertil hørende problemer. Ved denne tilstand bliver fedtindholdet i fæces sygeligt forhøjet, hvilket betegnes steatoré. Under forhold med nedsat fedtabsorption ses også nedsat absorption af de fedtopløselige vitaminer, hvilket giver sig til kende ved vitamin K-mangel i form af blødninger, som følge af koagulationsforstyrrelser.

7.1.11. ABSORPTION AF ALKOHOL 467. REDEGØRE FOR ALKOHOL SOM NÆRINGSMIDDEL



En del af energibehovet kan også dækkes af alkohol (30 kJ/g), hvis forbrænding reguleres af leveren. Da leverens kapacitet for alkoholbrænding er begrænset (ca. 0,1 g/kg legemsvægt x time), og da alkohol har en giftvirkning på CNS, har det ingen større betydning som energikilde.

468. ABSORPTION AF ALKOHOL, HERUNDER AT KULDIOKSYD FREMMER VENTRIKELTØMNINGEN OG DERVED SKAFFER EN BETYDELIGT STØRRE OVERFLADE FOR BL.A. ALKOHOLS ABSORPTION Ethanol absorberes hurtigt fra tyndtarmen, langsommere fra ventriklen (20%). Absorptionen fremmes ved tilstedeværelsen af CO2, og hæmmes af fedt, der forsinker ventrikeltømningen. Alkohol fordeles frit i legemets vandfase (ca. 60 % af kropsvægten). Den fraktion af legemsvægten, hvori alkohol fordeler sig som i blodet, er af Widmark kaldt ”r” (Widmark faktor r). Den er i gennemsnit

- for mænd 0,68 (± 25%). - for kvinder 0,55 (lavere pga. større fedtmasse; etanol opløses vanskeligt i fedtvæv)

I urinen findes samme koncentration som i blodets vandfase. En ringe mængde elimineres som alkoholdamp med ekspirationsluften. Af en indtagen alkoholmængde vil langt størstedelen elimineres ved forbrænding i organismen. Omsætningens første trin foregår i leveren (og i ringe grad i nyrerne) og består i en partiel oxidation til acetaldehyd (enzym: alkoholdehydrogenase). Acetaldehyd oxideres videre til eddikesyre, der kan omsættes overalt i organismen. Alkoholdehydrogenasen mættes ved lave koncentrationer (> 0,1 promille), hvorfor alkoholelimineringen ved højere koncentrationer foregår med konstant hastighed, uafhængigt af koncentrationen. Det hertil svarende koncentrationsfald i blodet er af Widmark betegnet ”β” og er af størrelsen 0,15 promille pr. time (± 33%) for begge køn. Ved hjælp af de Widmarkske faktorer, legemsvægten og den indtagne mængde alkohol kan man udregne alkoholkoncentrationen i blodet på et senere tidspunkt. Omvendt kan man fra alkoholkoncentrationen på et vist tidspunkt regne tilbage til koncentrationerne på tidligere tidspunkter eller til den indtagne mængde alkohol (der extrapoleres til den initiale koncentration C0, som man vil have fået, såfremt alkoholen var indtaget på én gang og var absorberet og fordelt momemtant). Det gælder da at: Indtagen mængde alkohol = legemsvægt ⋅ r ⋅ C0

7.1.12. ABSORPTION AF VITAMINER 469. ANGIVE, AT MAN VED ABSORPTIONEN AF VITAMINER MÅ SKELNE MELLEM VANDOPLØSELIGE VITAMINER OG

FEDTOPLØSELIGE VITAMINER Vitaminer er ikke-energigivende stoffer, der er nødvendig for den normale funktion af organismen som helhed. En del af vitaminer er co-enzymer og virker på de kemiske processer under stofskiftet i cellerne. Andre har en mere specifik virkning på bestemte områder eller funktioner i organismen. De adskiller sig fra kroppens egne enzymer ved, at de ikke kan dannes i dyriske organismer, men derimod i planter. Desuden er de mer modstandsdygtige overfor variationer i temperatur og pH end enzymerne. Man inddeler vitaminer i 2 store grupper: De fedtopløselige vitaminer (A, D, E og K) absorberes uomdannede ved en passiv diffusionsproces i lighed med de

øvrige lipider.

00,20,40,60,8

11,2

0 1 2 3 4 5 6 7 8

prom

ille

i blo

d; o

/oo

[g/k

g]

Timer

Alkohol-omsætning

Mænd

Kvinder



De vandopløselige vitaminer

(B og C) menes at foregå ved en faciliteret carriermedieret transportproces.

Thiamin (vitamin B1)Kilde: fuldkornsprodukter (groft brød), bønner, magert kød, fisk.

:

Biokemiske virkning: Thiaminpyrofosfat er prostetisk gruppe i

- pyruvat dehydrogenase - α-ketoglutarat dehydrogenase - transketolase (pentosefosfat-pathway)

Klinik: Thiaminmangel kan medføre

- Wernicke-Korsakoff´s psykose - beri beri; nervelidelse, der viser sig i form af muskellammelser samt kredsløbs- og fordøjelsesforstyrrelser

Riboflavin (vitamin B2)Kilde: mælk, æg, fuldkornsprodukter (groft brød), bønner, magert kød, fisk

:

Biokemiske virkning: indbygges i to vigtige prostetiske grupper:

- FMN (Flavin-MonoNucleotide) - FAD (Flavin-Adenin-Nucleotide)

Klinik: B2-vitaminmangel (ariboflavinose) manifesterer sig ved

- Forskellige hudlidelser - kløe i øjenene (”sandpapirfornemmelser”) og indvækst af kar i cornea - diaré og tarmforstyrrelser

470. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF INTRINSIC FACTOR FOR ABSORPTIONEN AF VITAMIN B12, SAMT FOR TRANSPORTEN I

PLASMA AF VITAMIN B12 BUNDET TIL TRANSCOBALAMIN II B12-vitamin indeholder metallet cobolt og er nødvendig for hæmoglobindannelse samen med et andet B-vitamin, nemlig folinsyre. B12-vitamin kan kun absorberes fra tarmen, hvis det er bundet til ”intrinsic factor”, der er et protein, som udskilles af parietalcellerne i ventriklens hovedkirtler. B12-vitamin findes i dyriske proteiner samt i f.eks. skimmelsvamp. Folinsyre findes eksempelvis i spinat.

471. ANGIVE, AT NEDSA ABSORPTION AF B12 KAN GIVE PENICIØS ANÆMI (MEGALOBLASTÆR ANÆMI) Mangel på intrinsic factor, og dermed B12-vitamin, kan give blodmangel (perniciøs anæmi), som kan helbredes ved tilførsel af præparater af mave- eller duodenum-slimhinder.

472. REDEGØRE FOR SCHILLINGS TEST I OG II

473. ANGIVE, AT NEDSAT ABSORPTION AF FOLINSYRE OGSÅ KAN GIVE MEGABLASTÆR ANÆMI



8. LEGEMSVÆSKERNES FYSIOLOGI, NYRENS FUNKTION

8.1. LEGEMETS VÆSKEFASER

8.1.1. VOLUMINA OG SAMMENSÆTNING 474. ANGIVE STØRRELSEN AF TOTALVAND, INTRACELLULÆR VAND, EKSTRACELLULÆR VAND, PLAMAVAND OG

INTERSTITIELT VAND

Totalvand (60 % af 70 kg)

42 L

Intracellulært vand (36 % af 70 kg)

25 L

Ekstracellulært vand (24 % af 70

kg)

17 L

Plasmavand (4 % af 70 kg)

3 L Interstitielt vand (20 % af 70

kg)

14 L Gælder for normale, yngre voksne individer (legemsvægt 70 kg)

475. REDEGØRE FOR SAMMENHÆNGEN MELLEM DEN TOTALE VANDFASES RELATIVE STØRRELSE OG ALDER/KØN/VÆGT, SAMT ANGIVE STØRRELSESORDEN FOR DET RELATIVE VANDINDHOLD I FEDT- OG MUSKELVÆV Organismens procentiske vandindhold varierer med mængden af

- FM (Fedt Masse), som indeholder 10 – 15 % vand - FFM (Fedt Fri Masse), den øvrige ”magre” del, indeholder 70 – 75 % vand

Som følge af et større subkutant fedtlag hos kvinder udgør legemsvandet hos disse en mindre del af kropsvægten (55%) end hos mænd (60 %). Nyfødte indeholder betydeligt større mængder vand (op til 75 % af legemsvægten) end ældre mennesker, idet den totale vandfases relative størrelse falder med alderen.

476. ANGIVE OMTRENTLIG INDHOLD (MMOL/L) AF NATRIUM, KALIUM OG CALCIUM I ORGANISMEN jvf. 478. angive ekstracellulærvæskens, intracellulærvæskens … (s. 159).

477. ANGIVE EKSISTENSEN AF LET OG SVÆRT MOBILISERBARE DELMÆNGDER (POOLS) AF NATRIUM, KALIUM, CALCIUM OG MAGNESIUM Natrium

: total legemsindhold: 100 g (≈ 4,35 mol)

Kalium

: total legemsindhold: 150 g (≈ 3,5 - 4 mol)

Calcium 194: jvf. 572. redegøre for organismens kalcium- og fosfat-depoter og deres omsætning (s. ). Megnesium

: af legemets totale magnesium-indhold på ca. 26 g (1.300 mmol) findes ca. ½ i knoglerne (let mobiliserbare), mens det meste af den resterende del forekommer intracellulært (svært mobiliserbare), idet Mg2+ sammen med K+ udgør en vigtig intracellulær kation.

478. ANGIVE EKSTRACELLULÆRVÆSKENS, INTRACELLULÆRVÆSKENS OG PLASMAVANDFASENS SAMMENSÆTNING MED HENSYN TIL OSMOLARITET SAMT KONCENTRATION AF NATRIUM OG KALIUM

Plasma (mmol / liter)

Intracellulært (muskelcelle) (mmol / liter)

Extracellulært (mmol / liter)

Na+ 142,0 10,0 144,0 Cl- 104,0 5,0 110,0



HCO3- 24,0 10,0 24,0 urinstof 2,5 – 7,5 Glukose 5,0 K+ 4,0 – 5,0 155,0 4,0 – 5,0 Ca2+ 2,5 0,0001 2,5 Fosfat 2,0 100,0 2,0 Protein 1,0 45,0 0,25 Mg2+ 2,0 13,0 2,0

Plasmavand

litermosmol

plasmaNatosmolariteplasma 2841422][2 =⋅=⋅= +

: Det fremgår, at Na+ (og dets associerede anioner Cl- og HCO3-) yder det væsentligste bidrag til den samlede osmolaritet i plasma. Et groft skøn over osmolariteten i ECV kan derfor opnås ved at gange Na+-koncentrationen med en faktor 2.

Denne værdi er et godt skøn, idet normalværdien er 290 mosmol/l. Extracellulære vandfase

: Na+ er den vigtigste kation i den ECV, mens Cl- og HCO3- er de vigtigste anioner.

Intracellulære vandfase

: Som en konsekvens af Na+/K+-ATPase´ pumpeaktivitet er K+ den dominerende kation intracellulært, hvor [Na+] til gengæld er meget lav. De væsentligste anioner udgøres af fosfat, organiske anioner og protein.

479. ANGIVE KONCENTRATIONEN AF CALCIUM, KLORID, BIKARBONAT, FOSFAT OG PROTEIN I PLASMA jvf. 478. angive ekstracellulærvæskens, intracellulærvæskens og plasmavandfasens sammensætning … (s. 159).

480. REDEGØRE FOR PROTEINERNES BIDRAG TIL VÆSKEFASERNES OSMOTISKE KONCENTRATION Ionsammensætningen i plasma og ECV er stort set identisk. Den væsentligste forskel mellem de to kompartments er, at plasma indeholder betydelig mere protein. Proteinerne er de eneste molekyler, der ikke tvangsfrit kan passere kapillærvæggen (refleksions-koefficient (σ) ≈ 1). De er derfor også ene ansvarlig for opbygningen af et kolloidosmotisk tryk i forhold til kapillærvæggen. Dog skal det nævnes, at de til proteinerne associerede kationer bidrager med ca. 1/3 af det samlede kolloidosmotiske tryk. Små mængder proteiner passerer kapillærvæggen ([protin]ECV ≈ 40% af [protein]plasma), men føres tilbage til blodbanen via det lymfatiske system.

8.1.2. METODER, HVORMED MAN KAN MÅLE VÆSKEFASERNES VOLUMINA 481. REDEGØRE FOR INDIKATORFORTYNDINGSPRINCIPPET I ALMINDELIGHED HERUNDER FEJLKILDER

jvf. 211. redegøre for fortyndingsprincip … (s. 71) 212. angive forudsætninger og fejlkilder for metoden (s. 71)

482. ANGIVE EKSEMPLER PÅ INDIKATORSTOFFER, SOM KAN ANVENDES TIL MÅLING AF VÆSKEFASERS VOLUMEN jvf. 484. beskrive fremgangsmåder ved praktisk bestemmelse … (s. 160).

483. REDEGØRE FOR KRAV TIL INDIKATORSTOFFER FOR AT DISSE KAN ANVENDES TIL MÅLING AF DE FORSKELLIGE VÆSKEFASERS VOLUMEN jvf. 484. beskrive fremgangsmåder ved praktisk bestemmelse … (s. 160).

484. BESKRIVE FREMGANGSMÅDER VED PRAKTISK BESTEMMELSE AF VÆSKEFASERS VOLUMINA Bestemmelse af legemets totale vandindhold (TBW)

I praksis anvendes som regel isotopmærket vand, enten deuteriumoxid (D2O) eller tritiumoxid (3H2O). Disse forbindelser fordeler sig naturligvis jævnt i hele organismens vandfase. Som fejlkilde skal dog nævnes, at såvel deuterium som tritium kan udveksles med ikke-radioaktive hydrogenatomer i visse grupper (f.eks. aminogrupper), og at isotoperne kan indbygges langsomt i organiske stoffer, f.eks. fedtsyrer. Herved fjernes

: Som indikator ved måling af TBW kan flere stoffer anvendes: urinstof, ethanol og antipyrin. Det gælder dog for alle tre stoffer, at de til en vis grad udskilles til tarmen samt med urinen og nedbrydes ved metabolisk omdannelse.



isotoperne fra TBW, hvis volumen derved overvurderes, idet c (målt som radioaktivitet pr. ml; cpm/ml) bliver mindre.

Bestemmelse af extracellulære vandfase (ECV)

Ligesom for den totale vandfase eksisterer der flere indikatorkandidater, f.eks. Cl-, Br- og SCN- (thiocynat). Den mest almindeligt brugte er imidlertid polysakkaridet inulin (MW=5.000), der forekommer som oplagsnæring i rødderne hos visse kurvplanter, f.eks. køkkenurten skorzonérrod, og består af ca. 32 fruktose enheder i β-fruktosebinding.

: Kravet til en indikator må her være, at den fordeles jævnt i hele extracellulærfasen og ikke passerer ind i intracellulærrummet, samt at den ikke bindes til (plasma-)proteiner. Desuden må indikatoren naturligvis opfylde de generelle krav.

Inulin er egnet som indikator for extracellulærrummet pga. følgende forhold:

det kan ikke passere cellemembraner og forbliver derfor i extracellulærrummet, når det først er indgivet heri

det bindes ikke til proteinstoffer det er en uladet forbindelse og giver derfor ikke til anledning til nogen Donnan-effekt (påvirker således

ikke vands fordeling mellem extra- og intracellulærfasen) Der er dog visse bagdele forbundet med anvendelse af inulin:

÷ det elimineres meget hurtigt ved en udskillelse gennem nyrerne ÷ det fordeler sig langsomt i extracellulærrummet.

Disse forhold må tages i betragtning ved den praktiske udførelse af extracellulærrums-bestemmelsen med inulin som indikator. Bestemmelse af plasmaclearance for inulin

Metode 1: :

Før målingen skal der opnås en stabil tilstand, steady state, hvor [inulin]plasma samt udskillelseshastigheden er konstant. Inulin indgives i-v i form af en støddosis (”priming dose”) efterfulgt af en længerevarende infusion (5-12 timer) med konstant hastighed. Støddosis og infusionshastigheden afpasses efter hinanden. Efter en hvis tid opnås en nogenlunde konstant [inulin]plasma. Urinblæren tømmes fuldstændigt, og under fortsat konstant infusion opsamles urinen nu kvantitativt i t minutter. Mængden af inulin i den opsamlede urinportion måles og beregnes (Qin). Udskilleshastigheden kan bestemmes som: Qin/t. Midt i urinopsamlingsperioden udtages en blodprøve, og [inulin]plasma bestemmes. Den renale plasmaclearance for inulin kan nu opskrives vha. clearance-formlen, som den udskilte mængde inulin pr. tidsenhed divideret med plasmakoncentrationen:

GFRinulin

tQCplasma

inin ≈=

][

Metode 2: Idet inulin ikke metaboliseres i vævene og udelukkende udskilles gennem nyrerne, vil der efter en langtidsinfusion (timer) gælde, at udskillelseshastigheden for inulin kan sættes lig med den konstante infusionshastighed. Dvs. at såfremt der opnås steady state, er urinopsamlingen overflødig. Pin bestemmes ved blodprøve, og inulin-clearance bliver:

plasmain inulin

ighedusionshastC][

inf=

Bestemmelse af 51Cr-EDTA-clearanceSker på fuldstændig samme måde som for inulin ved metode 1. En fordel ved denne bestemmelse er at koncentrationen af 51Cr-EDTA (etylendiamin-tetra-acetat) kan måles ved tælletal pga. radioaktivitet.

:

Bestemmelse af intracellulærefasens volumen (ICV)

TBW og ECV kan også bestemmes på udtagne vævsstykker (biopsier), hvilket benyttes til beregning af intracellulære ionkoncentrationer. Dette foretages f.eks. ved først at indgive indikatorer for totalvand (3H2O) og extracellulærvand (inulin) og lade disse fordele sig i deres respektive fordelingsrum. Herefter måles koncentrationerne af indikatorerne samt den aktuelle ion (f.eks. Na+) i plasmas vandfase. Efter udtagelse af

: Der findes ingen indikator, som udelukkende fordeler sig i intracellulærfasen. Denne volumen bestemmes følgelig som differensen mellem TBW og ECV.



vævsstykket måles dettes totalindhold af 3H2O, inulin samt Na+, hvorefter dets extracellulære- og intracellulærevandfase beregnes efter de ovenfor omtalte pincipper. Da biopsiens totale Na+-indhold er summen af dens extracellulære og intracellulære Na+-indhold, kan den intracellulære Na+-koncentration bestemmes ud fra formlen:

( ) ( )ICVICVECVECVNa VNaVNan

total⋅+⋅= ++

+ ][][

nNa,tot = vævstrykkets totale Na+-indhold [Na+]ECV = koncentrationen af Na+ i extracellulærfasen [Na+]ICV = koncentrationen af Na+ i intracellulærfasen VECV = biopsiens extracellulærvolumen VICV = biopsiens intracellulærvolumen

8.1.3. TILFØJELSER OG TAB MED RELATION TIL LEGEMETS VÆSKEFASER 485. ANGIVE STØRRELSESORDENEN AF DEN NORMALE DAGLIGE INDTAGELSE AF VAND, NATRIUM, KALIUM OG CALCIUM

Vandbalancen (H2O): Saltbalancen (NaCl): Indtægter pr.døgn: - i drikke 1.200 ml - i mad 900 ml I alt 2.500 ml I alt (mad) 10,50 g

- oxydationsvand 400 ml

udgifter pr.døgn: - perspiratio insensibilis 500 ml - vandtab ved svedning 400 ml - svedtab 0,25 g - i fæces 100 ml - fæces 0,25 g - urin 1.500 ml I alt 2.500 ml I alt 10,50 g

- urin 10,00 g

486. ANGIVE STØRRELSESORDENEN AF VANDDANNELSE VED NORMALE ENERGIOMSÆTNING (OKSYDATIONSVAND)

Oxydationsvandet er det vand, der dannes ved forbrænding af næringsstofferne. Med et normalt stofskifte på 10,5 MJ pr. døgn, vil oxydationsvandet udgør ca. 400 ml.

487. ANGIVE STØRRELSESORDENEN AF DEN NORMALE DAGLIGE UDSKILLELSE AF VAND MED RESPIRATIONSLUFT, SVED, FÆCES OG URIN jvf. 485. angive størrelsesordenen af den normale daglige … (s. 162).

488. ANGIVE STØRRELSESORDENEN AF DEN DAGLIGE VAND- OG NATRIUMTRANSPORT OVER GASTROINTESTINALKANALENS SLIMHINDER jvf. 447. redegøre for de volumina af væske, der passerer de forskellige tarmafsnit … (s. 148).

489. BESKRIVE VARIATIONERNE VED SEKRETIONSHASTIGHEDEN AF NATRIUM- OG KALIUMKONCENTRATIONEN I SVED De ekkrine svedkirtler (glandulae sudoriferae) secernerer sved i endestykket med et indhold af Na+- og K+-ioner svarende til plasms (isosmotisk), men [NaCl] aftager i udførselsgangen ved aktiv tilbageresorption af Na+ med ledsagende diffusion af Cl-. Tilbageresorption stimuleres af aldosteron, sv.t. forholdene i nyrernes tubuli (↓ [Na+]sved => ↑ [K+]sved). Ved kraftig svedsekretion kan der imidlertid tabes meget betydelige mængder NaCl.

490. REDEGØRE FOR DE ÆNDRINGER, DER INDTRÆDER I VÆSKEFASERNES VOLUMEN OG SAMMENSÆTNING, NÅR MAN TÆNKER SIG EKSTRACELLULÆRVOLUMET ØGET MED EN I FORHOLD TIL PLASMA A) ISOSMOLÆR OPLØSNING (NATRIUM, GLUKOSE, BLOD) B) HYPEROSMOLÆR OPLØSNING (NATRIUM, GLUKOSE) C) HYPOOSMOLÆR OPLØSNING (NATRIUM, GLUKOSE) Isosmolær opløsning: såfremt en isoton NaCl-opløsning adderes til ECV, forbliver osmolariteten i ekstracellulærfasen

uændret, og der sker ingen osmotisk vandtransport over cellemembraner. Den eneste effekt er derfor et øget ECV (samt legemets totale vandfase).



Eksempler: hjertesvigt, nephrosis. Hyperosmolær opløsning

: hvis en hyperton NaCl-opløsning tilsættes ECV, stiger osmolariteten i ekstracellulærfasen. Den tilsatte mængde solutter forbliver i ECV, hvorfor en osmotisk vandtransport fra ICV finder sted for at opnå osmotisk ligevægt. Resultatet er derfor en stigning i ECV, der kvantitativt overstiger det tilsatte volumen, et fald i ICV, og en stigning i osmolariteten i begge kompartments.

Eksempler: infusion af hyperton opløsning (20 % humant albumin), adrenal (aldosteron) hyperaktivitet, steroid behandling, CNS læsioner.

Hyposmolær opløsning

: tilsætning af en hypoton NaCl-opløsning til ECV medfører et fald i osmolariteten i ekstracellulærvæsken. Der udløses en nettotransport af vand fra ECV til ICV, indtil der skabes en ny ligevægt. Denne er kendetegnet ved en ny – fælles – osmolaritet, som er lavere end udgangsværdien. Samtidig er der sket en stigning i både ECV og ICV (samt legemets totale vandfase).

Eksempler: excessive ADH sekretion, infusion af isotonisk glukose (5% glukose).

491. REDEGØRE FOR DE ÆNDRINGER, DER INDTRÆDER I VÆSKEFASERNES VOLUMEN OG SAMMENSÆTNING, NÅR EKSTRACELLULÆRVOLUMENET TÆNKES FORMINDSKET VED TAB AF EN I FORHOLD TIL PLASMA A) ISOSMOLÆR VÆSKE B) HYPEROSMOLÆR (F.EKS. ISOTONT TAB ERSTATTET M. VAND/GLUKOSEVAND) ELLER C) HYPOOSMOLÆR VÆSKE Isotonisk dehydrering

: tab af isotonisk Na+-holdig væske medfører ikke ændring af ekstracellulærvæskens osmolaritet, der udløses ikke sekundære, intracellulære volumen- eller koncentrationsændringer, og væsketabet sker udelukkende fra ECV. Den ekstracellulære Na+-koncentration er uændret. Ved store isotoniske væsketab optræder dog en stigning i ADH-koncentrationen og et fald i [NA+]plasma som følge af fortynding.

Eksempler: opkastning, diaré, blødning, brandsår, drænage af ascites og polyuri efter akut nyreinsufficiens. Hypertonisk dehydrering

: vandtabet er større end salttabet. Ekstracellulærvæskens osmolaritet øges, og der udløses en nettotransport af vand fra ICV til ECV. Ved den ny ligevægt er den fælles osmolaritet højere end udgangsværdien. Idet vandtabet finder sted fra hele organismens vandfase, benævnes den hypertoniske dehydrering også for universel dehydrering. I den nye ligevægtssituation er den ekstracellulære [Na+] højere end normalværdien.

Eksempler: excessiv svedproduktion, hyperventilation, hyperosmotisk diurese, diabetes insipidus, bevidstløse patienter.

Ændring Kompensation Ny ligevægt H2O salt osmolaritet H2O osmolarite

t H2O osmolaritet

ECV ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ ICV - - - ↓ ↑ ↓

Hypotonisk dehydrering

: nettotabet af Na+ medfører først en reduktion af den ekstracellulære osmolaritet, herefter vil den osmotiske gradient bevirke en nettovandtransport fra ECV til ICV, hvorved den intracellulære osmolaritet falder. Den nye ligevægtstilstand er karakteriseret ved universal hypoosmolaritet, intracellulære hydrering og ekstracellulære dehydrering.

Eksempler: store doser loop-diuretika, hypokalæmi.

Ændring Kompensation Ny ligevægt H2O salt osmolaritet H2O osmolarite

t H2O osmolaritet

ECV ↓ ↓ ↓ ↓ ↑ ↓ ↓ ICV - - - ↑ ↓ ↑

492. ANGIVE EKSEMPLER PÅ KLINISKE TILSTANDE, HVOR OVEN FOR ANFØRTE ÆNDRINGER OPTRÆDER (F.EKS. TAB AF STORE

MÆNGDER TYNDTARMSSEKRET)



jvf. 490. redegøre for de ændringer, der … (s. 162) 491. redegøre for de ændringer, der … (s. 163)

493. REDEGØRE FOR AT PLASMA-NATRIUMKONCENTRATIONEN SOM REGL KAN BRUGES TIL VURDERING AF VÆSKEFASERNES OSMOLÆRE KONCENTRATION Der kan ikke opbygges en hydrostatiske trykforskel over en cellemembran, dvs. de to hydrostatiske tryk på de to sider af membranen er identiske. Sammenholdes dette med membranens store vandpermeabilitet fremgår det, at samtlige organismens væskefaser udviser samme osmolaritet, dvs, ICV og ECV er i osmotisk ligevægt. Derfor er plasma osmolariteten samtidig et mål for osmolariteten i ECV og ICV.

494. REDEGØRE FOR ÆNDRINGER I HÆMATOKRITVÆRDI OG PLASMAPROTEINKONCENTRATIONEN I FORBINDELSE MED BLODTAB

8.2. NYRERNE

8.2.1. ANATOMI Renes, nyren:

- vægt: 150 g pr. organ - mål : 3 x 6 x 12 (tykkelse x bredde x længde); ren snst. > ren dxt. - farve: rødbrun - overflade: glat og blank; undertiden med spor af den føtale lapdeling - konsistens: fast elastisk - form: bønneformet m/ en for- og bagflade, en medial (konkav) og lateral (konveks) kant og en øvre og nedre

pol. Medialkanten indeholder hilum renale, begrænset af en forreste og bageste læbe og af en øvre og nedre kant; indhold i ant-post. retning: v.renalis – a.renalis – pelvis renalis.

- Sektionssnit: hilum renale fortsætter ind i sinus renale omgivet af ”vævsbræmme”, opdelt i medulla renalis, der

danner pyramides renalis, med baserne vendende ud mod barken og spidserne, papillae renales, ind mod sinus. Imellem pyramiderne ligger columnae renales, der udgøres af (juxta-medullære) corpuscula renalia, og er en del af cortex renalis. I cortex danner pars rectae tubuli proximales et distalis fine ”marvstråler”.

- lobus renalis: en pyramides renalis med omgivende cortex (hyppigst 8) - lobolus renalis: en marvstråle med tilhørende bark.

495. BESKRIVE DE ENKELTE KOMPONENTER I NEFRONET OG DISSES LOKALISATION I BARK OG MARV

Corpusculum renis (diameter: 200 µm) udgør den første, udvidede del af nephronet, og forekommer kun

Fra corpusculum renis afgår en tubulær del, der udgøres af tubulus proximalis – med en snoet del, pars convulata, og en lige del, pars recta – et tyndt segment, samt pars recta og pars convoluta af tubulus distalis.

i cortex. Det består af et kapillærnøgle, glomerulus, der omsluttes af den 2-laget Bowmanske kapsel.

Anatomisk definition af Henle-slyngen: pars recta proximale tubulus + det tynde segment + pars recta distale tubulus

496. BESKRIVE FORSKELLEN MELLEM ET SUPERFICIELT OG ET JUXTAMEDULLÆRT NEFRON Cortikale nephroners

corpusculum renis er lokaliseret til den ydre del af cortex. De har en kort Henle-slynge, der kun strækker sig et kort stykke ned i marven (yderzonen af medulla), og hvis tynde segment er kort eller helt mangler.

Juxta-medullære nephroners

(15 %) corpusculum renis er lokaliseret i den dybe del af cortex nær medulla. De har en lang Henle-slynge, der strækker sig helt ned i papilla renalis, og det tynde segment er langt.

497. BESKRIVE DET JUXTAGLOMERULÆRE APPARAT Den distale tubulus lægger sig i nær relation til ”sit eget” corpusculum renis ud for området mellem den afferente og efferente arteriole og danner her macula densa. Rummet mellem de 2 arterioler og macula densa udfyldes af de



såkaldte ekstraglomerulære mesangialceller, der sammen med specielle celler (juxtaglomerulære celler; de glatte muskelceller i tunica media er modificerede til afrundede, epitheloide celler) i dette stykke af den afferente arterioles væg og macula densa danner det juxtaglomerulære apparat.

498. BESKRIVE KARFORLØBET VAS AFFERENS TIL V. RENALIS Pars abdominalis aorta a. renalis deler sig i 5 segmentarterier (funktionelle endearterier) aa. interlobares aa. arcuatae aa. interlobularis vas afferens GLOMERULUS vas efferens … (1) eller (2) ... vv. arcuatae vv. interlobares v. renalis v. cava inferior (1): corticale corpuscula renalia: peritubulært kapillærnet v. interlobularis vv. arcuatae (2): juxta-medullære corpuscula renalia: descenderende vasa recta ascenderende vasa recta vv. arcuatae eller vv. interlobares

499. ANGIVE, AT NYREN ER SYMPATISK INNERVERET MED TRÅDE TIL SÅVEL BLODKAR SOM TUBULI Nervetrådene til renes kommer hovedsagligt fra plexus coliacus og er overvejende adrenerge, men desuden bidrager n. vagus med cholinerge fibre. Nervetrådene følger generelt de arterielle kar, som de forsyner med adrenerge fibre.

8.2.2. URINENS SAMMENSÆTNING 500. ANGIVE OMTRENTLIGE VÆRDIER FOR NORMAL DAGLIG RENAL UDSKILLELSE AF VAND, NATRIUM, KALIUM, URINSTOF

OG GLUKOSE

Koncentration i urin Daglig renal udskillelse Vand 1,5 Liter Na+ 50 – 130 mM 150 mmol K+ 20 – 70 mM 100 mmol Urinstof 200 – 400 mM 450 mmol Glukose ≈ 0 Negligeabel

501. ANGIVE INDEN FOR HVILKE GRÆNSER URINENS OSMOLARITET KAN VARIERE

Osmolaritet: antallet af osmol pr. liter opløsning. Normale variationsområde: 450 – 900 mosmol/liter Maksimal variationsområde: 50 – 1400 mosmol/liter

502. ANGIVE HVILKE SOLUTTER, DER BIDRAGER VÆSENTLIGST TIL URINENS OSMOTISKE KONCENTRATION Elektrolytter: Na+, Cl-, K+ og NH4+ Non-elektrolytter: Urinstof (udgør 40-50 % af den totale osmolaritet)

8.2.3. DEFINITIONER 503. DEFINERE ET STOFS RENALE PLASMACLEARANCE

Den renale plasmaclearance angiver det volumen arterielt plasma, der kan ”renses” for stoffet pr. tidsenhed ved blodets passage gennem nyrerne. Den renale plasmaclearance for stoffet ”x” (Cx) defineres som stoffets udskillelseshastighed (den stofmængde, der udskilles med urinen pr. tidsenhed) divideret med dets arterielle plasmakoncentration (mg stof pr. ml plasma).

x

xux P

UVentrationplasmakonc

prmængdeudskiltC ⋅==.min.

Cx = renale plasma clearance (ml/min) Ux = koncentrationen af stof ”x” i urinen (mmol/ml) VU = minutdiuresen (ml/min) Px = den gennemsnitlige koncentration af stof ”x” i plasma (mmol/ml)



504. DEFINERE BEGREBERNE OSMOLÆR CLEARANCE OG FRITVANDSCLEARANCE

Den osmolær clearence

osm

osmUosm P

UVC ⋅=

er det plasmavolumen, der indeholder det pr. tidsenhed (min) i urinen udskilt antal osmol. (Den diurese, der ville have gjort urinen isoosmolær med plasma).

Cosm = osmolære clearance (ml/min) VU = diuresen (ml/min) Uosm = urinens osmolaritet Posm = plasmas osmolaritet

Fritvandsclerance1) isosmotisk: plasma og urin har samme osmolaritet

: Følgende 3 forhold mellem urin og plasma kan tænkes:

2) hyposmotisk: urinen har en mindre osmolaritet end plasma (urinen kan således inddeles i en isosmotisk komponent + rent vand)

3) hyperosmotisk: urinen har en højere osmolaritet end plasma (urinen er koncentreret)

Den negative fritvandsclearance (TcH2O = -CH2O): det volumen H2O der skal tilsættes hyperosmotisk urin pr. minut for at gøre det isosmolær med plasma. Er et mål for nyrernes koncentreringsevne. Ses ved hyperosmolær diurese. Den positive fritvandsclearance (CH2O): det volumen H2O der skal fjernes fra hyposmotisk urin pr. minut for at gøre dette isosmolær med plasma. Er et mål for nyrernes fortyndingsevne. Ses ved hypoosmolær diurese.

osmUOH CVC ⋅= 2

505. DEFINERE EKSKRETIONS- OG REABSORPTIONSFRAKTION

Ekskretionsfraktion (FEx) defineres som den pr. minut udskilte mængde af ”x” som fraktion af den pr. minut glomerulært filtrerede mængde.

inulin

inulininulin

inulin

x

U

xx

x

Uxx P

VUGFRiC

CVGFRPU

GFRPVUFE

⋅===

⋅⋅

= det,

Hvis: FEx > 1: netto sekretion FEx < 1: netto reabsorprtion Rabsorptionsfraktion (FRx) defineres som den fraktion af den pr. minut glomerulært filtrerede mængde, der er blevet reabsorberet i et givet afsnit af nefronet.

inulin

xxx C

CFEFR −=−= 11

506. DEFINERE DEN TUBULÆRE PASSAGEFRAKTION

Passagefraktionen (Fpass): den fraktion af den udfiltrerede mængde pr. minut, som ”unddrager” sig reabsorption og således forbliver i tubulus = den fraktion af den pr. min glomerulært ultrafiltrerede mængde af stoffet, der passerer videre som ikke reabsorberet fra et explicit præciseret afsnit af nefronet:

( )( )Inulin

xPassx PTV

PTVF =

TV = koncentrationen i tubulusvæske P = koncentrationen i plasma

507. DEFINERE PLASMAEKSTRAKTIONSFRAKTION Ekstraktionsfraktion (Ex) defineres som den fraktion af den pr. minut til nyren med plasma tilførte mængde af stoffet, som fjernes fra blodet (plasma) under passagen gennem nyren. (Den fraktion af en given substans, som fjernes fra plasma ved en enkelt passage gennem nyrerne)



( )RPFC

PPP

RPFPVUE x

a

va

x

Uxx

x

xx =−

=⋅⋅

=

RPF = renale plasmaflow Pax = koncentration af stof ”x” i arterielt plasma Pvx = koncentrationen af stof ”x” i venøst plasma

508. DEFINERE FILTRATIONSFRAKTIONEN Filtrationsfraktion (FF) defineres som den fraktion af det renale plasmaflow, som filtreres ud i Bowmans rum.

RPFGFRFF =

8.2.4. STOFTRANSPORTEN I NYRERNE SOM HELHED 509. ANGIVE, AT URINENS DANNELSE FINDER STED VED TUBULÆR VIDEREBEHANDLING AF ET GLOMERULÆRT

ULTRAFILTRAT AF PLASMA Urinens dannelse foregår ved to delprocesser: 1) Glomerulær filtration: Under blodets passage gennem glomeruluskapillærerne sker en ultrafiltration gennem en

semipermeabel membran, hvorved der filtreres plasmavand og lavmolekylære stoffer fra blodbanen ud i hulrummet i den Bowman´ske kapsel, mens større proteiner (kolloider) og andre højmolekylære stoffer forbliver i blodet.

2) Tubulær modifikation: Det dannede ultrafiltrat, præurin, strømmer fra kapselrummet til det tubulære system og videre gennem dette frem til nyrebækkenet (pelvis renalis). Herunder ændres ultrafiltratets volumen og sammensætning, idet nogle stoffer transporteres fra tubulusvæsken tilbage til blodbanen (peritubulære kapillærer og vasa recta), hvilket betegnes tubulær reabsorption, mens andre stoffer transporteres den modsatte vej – fra blodbanen til tubulusvæsken – hvilket betegnes tubulær sekretion.

510. REDEGØRE FOR DET GLOMERULÆRE ULTRAFILTRATS SAMMENSÆTNING I FORHOLD TIL PLASMA

Det dannede ultrafiltrat er karakteriseret ved: at være næsten proteinfrit (proteiner reabsorberes under passage gennem tubuli) at være stort set isoosmolært med plasma at indeholde lavmolekylære stoffer (fx Na+ og Cl-) i næsten samme koncentration som plasma

Glomerulusmembranen udøver en selektiv barrierefunktion, hvor et molekyles størrelse, ladning og molekylære konfiguration afgør, i hvor høj grad det filtreres blod til Bowmanns væske. • Størrelse: generelt gælder, at kun små molekyler (f.eks. Na+ og glukose) filtreres frit. For stigende molekylstørrelse

aftager filtrerbarheden, og store molekyler (molvægt > 100.000) filtreres ikke. Alle molekyler med en radius < 18 Å filtreres frit, for stigende molekyl-radius aftager filtrerbarheden for at nå 0 ved en radius på ca. 42 Å (for uladede molekyler). For radii i området 36-42 Å vil kun elektrisk neutrale molekyler blive filtreret.

• Ladning: Negativt ladede molekyler filtreres med lavere hastighed end neutrale molekyler af tilsvarende

molekylestørrelse. For molekyler med radii i området 18-36 Å vil der generelt gælde om filtrerbarheden, at den ved en given radius er:

kationisk molekyle > neutralt molekyle > anionisk molekyle. • Molekylets konfiguration: f.eks. hvor rigidt eller fleksibelt den kemiske struktur tillader molekylet at være. I

forhold til molekylets størrelse og ladning spiller den molekylære rumlige struktur dog kun en meget beskeden rolle.

En filtrerbarhed på 1 vil sige, at stoffet er frit filtrerbart og dermed filtreres med samme hastighed som vand. En filtrerbarhed på 0,03 betyder, at stoffet filtreres med en hastighed på kun 3% af vands.

SUBSTANS MOLEKYLEVÆGT (G/MOL) RADIUS (Å) FILTRERBARHED Vand 18 1,0 1,0 Natrium 23 1,4 1,0 Glukose 180 3,6 1,0



Inulin 5.500 14,8 1,0 Myoglobin 17.000 19,5 0,75 Hæmoglobin 68.000 32,5 0,03 Albumin 69.000 35,5 0,0005 > 100.000 ≥ 42,0 0

511. DEFINERE BEGREBERNE TUBULÆR REABSORPTION OG TUBULÆR SEKRETION

Tubulær reabsorption

: transport fra tubulusvæsken til peritubulære kapillærer og vasa recta.

Tubulær sekretion

: transport fra blodbanen til tubulusvæsken.

512. ANGIVE, AT SÅVEL REABSORPTION SOM SEKRETION KAN VÆRE AKTIVE ELLER PASSIVE PROCESSER Både reabsorptions- og sekretionsprocesserne indbefatter aktive (energikrævende) og passive transportmekanismer, hvor de passive processer kan have karakter af simpel diffusion eller faciliteret (carriermedieret) diffusion. Nyrernes O2-forbrug er i betydelig grad knyttet til energiproduktion i forbindelse med aktiv reabsorption af Na+ og dertil knyttede ioner.

513. REDEGØRE FOR, HVAD MAN KAN VURDERE UD FRA KENDSKABET TIL ET STOFS RENALE PLASMA CLEARANCE OG EKSKRETIONSFRAKTION Et stofs ekskretionsfraktion kan bruges til at vurdere, om det pågældende stof undergår netto tubulær absorption eller sekretion. Såfremt den udskilte mængde pr. minut overstiger den filtrerede, bliver FEx > 1, og der er tale om netto sekretion. Omvendt hvis den udskilte mængde pr. minut er mindre end den filtrerede, bliver FEx < 1, og der er tale om netto reabsorption.

514. REDEGØRE FOR, AT INULIN- OG ENDOGEN KREATININ-CLEARANCE KAN ANVENDES SOM MÅL FOR DEN GLOMERULÆRE FILTRATIONSHASTIGHED GFR kan bestemmes, som den renale plasmaclearance for et indikatorstof, der opfylder følgende betingelser:

1) Stoffet skal være frit filtrerbart gennem glomerulusmembranen; dvs. stoffet og opløsningsmidlet (vand) skal kunne passere membranen med samme lethed (membranmodstanden skal være identisk for stof og vand).

2) Stoffet må ikke være proteinbundet i plasma (eller, såfremt stoffet er proteinbundet, må koncentrationen af den ubundne del af stoffet kunne måles).

3) Stoffet må hverken reabsorberes eller secerneres i det tubulære system. Dermed vil der gælde, at stoffet udskilles i urinen med samme hastighed, som den hvormed det filtreres. Inulin-clearance

: Inulin bindes ikke til plasmaproteiner, har en diameter på 30 Å, og er uladet. Det filtreres derfor frit over glomerulusmembranen. Desuden undergår det hverken reabsorption eller sekretion, hvorfor den udskilte mængde pr. min altid vil være lig den ultrafiltrerede. Inulin bliver desuden hverken syntetiseret eller nedbrudt i kroppen (negligeable mængder secerneres til galden). Inulin opfylder altså alle de stillede betingelser.

Endogen kreatinin-clearance

: Kan anvendes som et indirekte mål for GFR. I steady state vil udskillelseshastigheden og dannelseshastigheden af kreatinin være identiske, hvorfor: CKr = (dannelseshastighed)Kr / PKr.

Fejlkilder: hvis både dannelseshastighedKr og PKr falder vil CKr være konstant, selvom GFR vil være faldet. Usikkerhed:

- et proteinholdigt måltid vil akut øge kreatinin udskillelseshastigheden: at kreatinin-dannelsen er konstant er således kun en tilnærmelse.

- kreatinin undergår sekretion (og i mindre grad reabsorption) i tubuli: opfylder ikke kravene til et indikatorstof for GFR.

- der er tekniske problemer ved nøjagtig måling af kreatinins koncentration. - den isolerede bestemmelse af PKr giver kun et øjebliksbillede og tager ikke højde for diætens betydning for

PKr døgnets 24 timer. - døgnopsamling af urin tager højde for døgnvariationerne, denne varierer dog fra dag til dag.



515. REDEGØRE FOR, HVILKE PRINCIPELLE KRAV, MAN MÅ STILLE TIL ET STOF, FOR AT DETS CLEARANCE KAN TAGES SOM MÅL FOR DEN GLOMERULÆRE FILTRATIONSHASTIGHED jvf. 514. redegøre for, at inulin- og endogen … (s. 168).

516. REDEGØRE FOR DEN PRAKTISKE FREMGANGSMÅDE VED BESTEMMELSE AF PLASMACLEARANCE FOR INULIN OG 51CR-EDTA jvf. 484. beskrive fremgangsmåder ved praktisk bestemmelse af væskefasers volumina (s. 160).

517. ANGIVE STØRRELSEN AF DEN GLOMERULÆRE FILTRATIONSHASTIGHED (GFR), DENS FYSIOLOGISKE VARIATIONSBREDDE, OG DENS VARIATION MED ALDEREN Som standardtal for GFR i nyrerne som helhed benyttes hos normale, voksne personer 180 liter/døgn eller 125 ml/min. Hos unge kvinder er tallet ca. 10 % lavere (110 ml/min) og for begge køn er GFR aftagende med alderen. Det normale variationsområde for GFR: 70 – 140 ml/min.

518. ANGIVE SAMMENHÆNGEN MELLEM ET STOFS ELIMINATIONSKONSTANT (K), HALVERINGSTID (T½), PLASMA CLEARANCE (CX), OG FORDELINGSVOLUMEN (VD) Idet der forudsættes, at plasmakoncentrationen falder exponentielt, og at stoffet udelukkende udskilles renalt:

d

x

indikatord VC

VGFR

Tk ===

,½

2ln

519. DEFINERE BEGREBERNE TMAX OG RENAL TÆRSKEL

Tmax

: den øvre grænse hvormed tubulusepithelet kan transportere et stof der udviser Michaelis-Menten kinetik (f.eks. glukose).

Renal tærskel

: den plasmakoncentration, ved hvilken urinen fra at være glukosefri begynder at indeholde glukose, som tegn på, at nyrerne ikke længere formår at reabsorbere den filtrerede glukose fuldstændigt.

520. REDEGØRE FOR, HVORLEDES INULIN, GLUKOSE OG PARAAMINOHIPPURSYRE BEHANDLES I NYRERNE, HERUNDER FOR SAMMENHÆNGEN MELLEM ARTERIEL PLASMAKONCENTRTION OG FILTRERET, TRANSTUBULÆRT TRANSPORTERET OG UDSKILT MÆNGDER PER TIDSENHED

Glukose

Ved plasmakoncentrationer på omkring 10 mM begynder der at optræde glukose i urinen (koncentrationstærskel). Ved plasma glukosekoncentrationer på ca. 20 mM er reabsorptionshastigheden maximal og konstant ca. 1,7 mmol/min (mætningstærskel, Tmax).

: Filtreres frit over glomerulusmembranen, så derfor [glukose]ultrafiltrat = [glukose]plasma. Filtrationshastigheden stiger proportionalt med plasmakoncentrationen. Undergår aktiv reabsorption i tubuli: reabsorberes næsten fuldstændigt i første halvdel af de proximale tubuli.

0

1

2

3

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Tran

spor

thas

tighe

d (m

mol

/min

)

plasma-Glukose (mmol/l)

Glukose-titrering

Filtrationshas.

Reabsorptionshas.

Udskillelseshas.

Tm



Reabsorptionen foregår ved sekundær aktiv transport koblet til transporten af Na+-ionen over den luminale membran, mens passagen over den basolaterale membran foregår ved fasciliteret transport.

PAH (paraaminohippursyre)

er et legemsfremmed stof. Efter indgift bindes ca. 20% til plasmaproteiner, hvorfor kun 80% er frit filtrerbart over glomerulusmembranen. Da filtrationsfraktionen udgør 1/5 vil (80%⋅1/5 =) 16% af det til nyrerne kommende PAH blive filtreret. I de proximale tubuli sker der herefter en betydelig sekretion af PAH fra blodbanen til tubulusvæsken, hvorved passagefraktionen for PAH stiger til ≈ 5 for enden af den proximale tubulus. Blodet afgiver derfor betydelige mængder PAH langs de proximale tubuli, herved forskydes ligevægten mellem frit og bundet PAH i plasma mod den frie fraktion, og koncentrationen af proteinbundet PAH falder derfor. Derved kan nyren næsten fuldstændigt fjerne PAH fra det gennemstrømmende blod. PAH er derfor velegnet som indikatorstof ved bestemmelse af nyrens gennemblødning. Filtrationen stiger ved øget plasmakoncentration. Ved [PAH]plasma = 1 mM når sekretionsbidraget et maximum (Tmax) og ved [PAH]plasma > 1 mM vil udskillelseshastigheden være proportional med plasmakoncentration.

521. REDEGØRE FOR CLEARANCE SOM FUNKTION AF PLASMAKONCENTRATIONEN FOR DE ANFØRTE TRE STOFFER

Inulin

: Eftersom filtrationshastigheden for inulin er proportional med [inulin]plasma, udskillelseshastigheden er lig med filtrationshastigheden og clearance er forholdet mellem udskillelseshastighed og plasmakoncentrationen, fremgår det umiddelbart, at clearance for inulin er konstant og uafhængig af plasmakoncentrationen.

Glukose

Clearance kan beregnes som:

: I begyndelsen er nyren i stand til at tilbageholde al glukose, svarende til en clearance på 0. For stigende [glukose]plasma nås den renale tærskel, hvorefer nyren begynder at ”lække” glukose til urinen - clearance begynder at stige. For stigende glukosekoncentrationer bliver reabsorptionen af glukose tiltagende insufficient i forhold til det stigende glukosetilbud, hvorfor nyren i praksis ”renser” et stigende volumen plasma for glukose. Ved høje [glukose]plasma er reabsorptionen mættet og konstant. Herefter kan udskillelseshastigheden, der jo er for glukose er forskellen mellem filtrations- og reabsorptionshastigheden, udtrykt ved: GFR⋅Pgl – Tmax.

glukoseglukose

glukoseglukose P

TGFRP

TPGFRC maxmax −=

−⋅=

0

0,2

0,4

0,6

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Tran

spor

thas

tighe

d (m

mol

/min

)

plasma-PAH (mmol/l)

PAH´s behandling i nyrerne

Filtrationshas.

Reabsorptionshas.

Udskillelseshas.

Tm

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30 40 50

Cx

[ml/m

in]

Px [mM]

Clearance og plasmakoncentration

Inulin

Glukose

PAH

Urinstof



Heraf fremgår det, at når Pglukose ∞, vil Cglukose GFR (≈ Cinulin). PAH

: Når man betragter kurven for PAH-clearance er det vigtigt at erindre, at sekretionsmekanismen allerede er mættet ved en [PAH]plasma på ca. 1mM, hvorfor størstedelen af kurveforløbet illustrerer denne situation. Ved meget lave [PAH]plasma (< 0,25 mM) vil nyren meget effektivt ”cleare” blodet for PAH, idet 90% af den til nyren tilbudte PAH mængde kommer til udskillelse. Ved [PAH]plasma på ca. 1 mM eller derover vil den pr. min tubulært secernerede PAH mængde være konstant. Ved [PAH]plasma over dette niveau vil udskillelseshastigheden, der jo for PAH kan udtrykkes ved filtreret plus secerneret mængde pr. min kunne beregnes som: Tmax + GFR ⋅ PPAH ⋅ fPAH. Plasmaclearance kan ved mættet sekretion udtrykkes som:

GFRPT

PPGFRTC

PAHPAH

PAHPAH +=

⋅+= maxmax

(ved mætningsgrænsen for sekretion af PAH vil ligevægten mellem frit og proteinbundet PAH være forskudt mod den frie fraktion, hvorfor fPAH er ca. 1). Heraf følger at når PPAH ∞, vil CPAH GFR (≈ Cin).

8.2.5. NYRERNES HYDRO- OG HÆMODYNAMIK 522. REDEGØRE FOR DE KRÆFTER, DER ER BESTEMMENDE FOR DEN GLOMERULÆRE FILTRATIONSHASTIGHED

( )gcproxgcFufF PPKGFRPnettoKGFR π−−⋅=⇔⋅=

Den glomerulære filtrationshastighed er således bestemt af:

- det hydrostatiske tryk i glomerulus kapillærerne, Pgc ≈ 50 mmHg - det gennemsnitlige kolloid-osmotiske tryk, πgc ≈ 25 mmHg - trykket i Bowmanns kapsel, PBow = Pprox ≈ 15 mmHg - filtrationskoefficienten, Kf

523. DEFINERE DET GLOMERULÆRE PROPULSIONSTRYK OG NETTOFILTRATIONSTRYKKET

Det tryk, som står til rådighed for væskestrømningen gennem glomerulusmembranen samt nyrekanalens fulde længde kaldes det glomerulære propulsionstryk (filtrationstryk). Det er givet ved

gcgcuf PPtrykotiskkolloidosmtrykehydrauliskstrykpropulsion

π−=−=

Nettofiltrationstrykket kan opfattes som et trykfald over glomerulusmembranen

gcproxgcproxufuf PPPPPnetto π−−=−=

524. ANGIVE, AT STØRSTEPARTEN AF DEN HYDRODYNAMISKE MODSTAND I NEFRONET ER LOKALISERET DISTALT FOR DEN PROKSIMALE TUBULUS Væsentlige modstande mod væskestrømning er placeret to steder i nefronet: Henles slynge (25%) og samlerørene (70%). De proximale og distale convolute tubuli yder ikke noget nævneværdigt bidrag til den samlede strømningsmodstand. 5 % af den totale modstand er lokaliseret til glomerulusmembranen.

525. REDEGØRE FOR DE FAKTORER, DER BESTEMMER DET HYDROSTATISKE TRYK I DE PROKSIMALE TUBULI Pprox vil være afhængig af:

1) Puf = Pgc - πgc. En stigning i denne størrelse vil umiddelbart medføre en omtrent lige så stor stigning i Pprox (kun 5% af modstanden er lokaliseret til grænsen mellem glomerulus kapillærer og proximale tubulus (glomerulusmembranen)).

2) Ændringer i den proximale reabsorption. Et fald i den absolutte proximale reabsorptionshastighed (APR) vil som følge af modstandsfordelingen i nefronet føre til en umiddelbar stigning i Pprox.



3) Ændringer i den del af den hydrodynamiske modstand, som er lokaliseret distalt for den proximale tubulus, vil – i teorien – kunne ændre Pprox.

526. BESKRIVE I HOVEDTRÆK DEN TUBULO-GLOMERULÆRE FEED-BACK MEKANISME

Den vigtigste opgave for TGF er at fastholde salt- og vandtilløbet til Henles slynge på et stabilt, lavt niveau. Herved kan de distale nefronafsnit udføre deres opgave optimalt, nemlig at regulere dels salt- og vandudskillelsen. TGF regulerer via ændring af de renale vaskulære modstande og den proximale reabsorptionshastighed flere vigtige variable i nyren: RBF, GFR, Pgc, Pprox og flow ind i Henles slynge. Tilbagekoblingssløjfen består af: Henles slynge → macula densa (det juxtaglomerulære apparat) → afferete/efferente arteriole → glomerulus kapillæret → proximale tubulus → Henles slynge. Feed-back mekanismen aktiveres ved stigning i flow ind i Henles slynge ⇒ stigning i NaCl-koncentration i tubulusvæsken ud for macula densa ⇒ højere transporthastighed af NaCl ind i macula densa cellerne (via Na, K, 2Cl cotransportøren) ⇒ stimulus for TGF. Aktivering af TGF-mekanismen medfører:

1) afferent arteriole-konstriktion 2) fald i renin sekretion fra de juxtaglomerulære celler (i den afferente arteriole) ⇒ fald i den lokale angiotensin II

koncentration ⇒ a) efferent arteriole dilatation b) stimulation af den proksimale reabsorption

Virkningen på afferente og efferente arteriole påvirker begge glomeruluskapillærets tryk i samme retning: Pgc ↓. Ligeledes vil Pprox reduceres pga. Pgc↓ og stigning i proximale reabsorptionshastighed.

527. ANGIVE FAKTORER, SOM HÆMMER/FREMMER FRIGØRELSEN AF RENIN Faktorer, der fremmer sekretionenaf renin:

- Baroreceptor mekanismen: et fald i det renale perfusionstryk (= arterietrykket) stimulerer sekretionen. N.B. det er flow i karret, shear stress, der medierer svaret!

- Macula Densa mekanismen: Et fald i NaCl koncentrationen ved macula densa vil give en stigning i renin sekretionen og vice versa.

- Sympatisk nerveaktivitet og katakolaminer: elektrisk stimulation af de renale nerver, samt stimulation af β-adrenerge receptorer i de afferente arterioler med f.eks. isoprenalin, vil øge renin sekreion.

Faktorer der hæmmer renin frigørelsen:

- En øgning i det renale perfusionstryk giver et fald i sekretionen - stigning i NaCl koncentrationen ud for macula densa



- Renal denervering og β-blokade med propanolol vil nedsætte sekretionen. Desuden har en lang række faktorer, herunder neurotransmittere og lokale hormoner, indvirkning på renin frigørelsen.

528. ANGIVE RENINS HOVEDVIRKNING

Renins hovedopgave er at indgå i Renin-Angiotensin Systemet (RAS). I leveren syntetiseres det såkaldte renin-substrat α2-globulinet angiotensinogen. Renin er i stand til at spalte et decapeptid fra angiotensinogen. Decapeptidet angiotensin I (ANG I) har ingen fysiologisk effekt. Det omdannes til et aktivt stof ved at miste to terminale aminosyrer, en proces, der katalyseres af angiotensin converting enzyme (ACE), der især produceres i endothelet i lungerne og nyrerne. Denne konvertering til et fysiologisk virksomt stof, angiotensin II (ANG II), der altså er et octapeptid, finder sted i lungerne for det i blodet cirkulerende ANG I’s vedkommende, men også i nyrerne og andre organer. Sammenfattende sker der ud fra angiotensinogen en dannelse af ANG I, der videre omdannes til ANG II, en proces der katalyseres af to enzymer, hhv. renin og ACE. Sekretionen af renin er det hastighedsbegrænsende trin for hele processen.

529. ANGIVE ANGIOTENSIN II´S RENALE OG EXTRARENALE VIRKNINGER Angiotensin II’s renale virkninger:

- Konstriktion af den efferente arteriole (stabiliserer Pgc og GFR) - Lav [ANG II] (<10-11 M) øger den proximale reabsorption. Høj [ANG II] har en inhibitorisk effekt på den

proximale vand og natrium reabsorption. [ANG II] i tubulusvæsken er ca. 10-8 M. - øger natrium tilbageholdelsen (potent antinatriuretisk hormon!). Da ANG II hæmmer den proximale

reabsorption må dette ske distalt i nefronet. - Er i stand til at modificere sensitiviteten i TGF mekanismen (øger macula densa’s følsomhed for Cl-)

Angiotensin II’s ekstrarenale virkninger:

- Stimulerer sekretion af aldosteron fra binyrebarkens zona glomerulosa (øget aldosteron ⇒ natrium retinerende og kaliuretisk effekt)

- Er en særdeles potent vasokonstriktor med virkning på perifere arterioler (undtagen i skeletmuskulatur og lunger, der har nedsat sensitivitet for aldosteron). Deltager via sin akutte vasokonstriktive effekt i korttids-reguleringen af blodtrykket, specielt i situationer med akut volumen depletion eller kredsløbskollaps.

- Stimulerer tørstcentret i hypothalamus.



- Stimulerer ADH frigørelse fra neurohypofysen (antidiuretisk effekt).

530. ANGIVE, AT DEN PROKSIMALE REABSORPTIONSHASTIGHED ER UNDER INDFLYDELSE AF SÅVEL NEURALE SOM HUMORALE FAKTORER Humorale faktorer

: Angiotensin II hæmmer den proximale reabsorption, Jvf. TGF-mekanisme. Det er vist at også parathyroideahormon (PTH) kan hæmme den proximale reabsorption.

Neurale faktorer

: Aktivering af de efferente sympatiske nervetråde, som de proximale tubuli er forsynet med, vil medføre en beskeden øgning i proximale reabsorption. Inhibition har den modsatte effekt.

531. REDEGØRE FOR METODER TIL MÅLING AF NYRERNES GENNEMBLØDNING Bestemmelse af RBF ved anvendelse af PAH (vigtigste metode)

: PAH underkastes aktiv tubulær sekretion i proximale tubulus med begrænset kapacitet. Ved en [PAH]plasma på over 1mM mættes PAH-sekretionen; den er nu maximal og kan ikke øges yderligere, hvorfor udskillelseshastigheden for stigende PAH koncentration øges parallelt med filtrationshastigheden. For lave [PAH]plasma, hvor sekretionsmekanismen endnu ikke er mættet, vil nyren være i stand til at rense blodet næsten fuldstændigt for PAH i løbet af en enkelt passage.

Den praktiske fremgangsmåde: 1) PAH infunderes intravenøst med en hastighed, som giver en konstant lav [PAH]plasma, hvorved

sekretionshastigheden er lavere end Tmax (dvs. < 0,25 mM). Steady-state opnås efter ca. 1 times infusion med konstant hastighed. Infusionen fortsættes under de følgende målinger.

2) koncentrationen af PAH i urinen måles, f.eks. UPAH = 125 mM 3) diuresens størrelse måles, f.eks. VU = 1,1 ml/min 4) udskillelseshastigheden for PAH beregnes, UPAH⋅VU = 0,14 mmol/min 5) PAH koncentrationen i arterielt plasma måles, f.eks. PPAH = 0,25 mM 6) hvis 1 liter plasma, der strømmer gennem nyren, bidrager med 0,25 mmol PAH til urinen, er det muligt at

beregne hvor mange liter plasma, der har passeret nyren for at udskille 0,14 mmol PAH:

minmin 560,0

25,014,0 l

lmmol

mmolRPF ==

7) RBF kan nu beregnes:

minmin 1020

55,0560

55,01ml

mlRPFHct

RPFRBF ===−

=

Denne metode er ikke ideel fordi: - ekstraktionen af PAH varierer fra individ til individ (gennemsnit: 90%; variationsområde: 81-100%). - farmaka kan konkurrere med PAH om tubulær sekretion ⇒ nedsat ekstraktion - ekstraktionen er afhængig af [PAH]plasma - desuden flere andre grunde.

Det eksakte renale plasmaflow:

Ved samtidig måling af koncentrationen af PAH i renal arteriel- og venøs plasma, kan den nøjagtige ekstraktionsgrad, og dermed det ”sande” renale plasmaflow, beregnes. Arterie-koncentration = koncentration i en perifer venøs blodprøve Vene-koncentration = koncentration i nyrevene (ved kateterisering)

( ) ( )

( ) ( ) UXVxx

VxUXax

VURPFPvRPFPaRPFPvVURPFPaoutputinput

⋅=⋅−⋅⇔⋅+⋅=⋅⇔=

da RPFa ≈RPFV: ( )Xx

UXUXXx PVPa

VURPFVUPVPaRPF−⋅

=⇔⋅=−⋅

og derfor er Hct

RPFRBF−

=1

532. ANGIVE STØRRELSEN AF NYRERNES GENNEMBLØDNING OG PERFUSIONSKOEFFICIENT

Hos normale, voksne, hvilende personer er RBF fundet at være ca. 1,2 liter/min, hvilket svarer til godt 20 % af hjertes samlede minutvolumen i hvile. For nyren som helhed er perfussionskoefficienten på ca. 4 ml/(g nyre x min).



533. ANGIVE, AT NYREMARVENS PERFUSIONSKOEFFICIENT ER MINDRE END BARKENS

Omkring 90 % af den totale nyregennemblødning perfunderer nyrecortex. Nyremarven udgør omkring 30 % af nyrevægten, men modtager altså kun i størrelsesordenen 8-15 % af den samlede gennemblødning, hvilket giver en perfusionskoefficient på 1-2 ml/(g marvvæv x min). For marvens inderzone (papillen) er gennemblødningen endnu ringere, formentlige en faktor 10 mindre end i yderzonen.

534. ANGIVE STØRRELSESORDENEN AF NYRERNES UDNYTNING (A-V KONCENTRATIONSFORSKEL FOR O2) Nyren modtager 20 % af minutvolumen men bruger kun 7 % af kroppens iltforbrug. Nyrernes O2-optagelseshastighed overgås i den hvilende organisme kun af hjertets. Pga. den store perfusionskoefficient ligger nyrernes O2-udnytning imidlertid væsentlig lavere end organismens som helhed. Af arterieblodets ca. 200 ml O2/l optages kun ca. 15 ml under passages gennem nyrerne. En arterio-venøs koncentrationsforskel for O2 på 15 ml O2 pr. liter blod er organismens laveste udnytning. Nyren har en særdeles effektiv autoregulation i området 80 – 200 mmHg.

535. ANGIVE HVILKEN PROCES, DER ER ÅRSAGEN TIL HOVEDPARTEN AF NYRERNES ILTFORBRUG Hovedparten af O2-forbruget i nyrerne er knyttet til den aktive, transepitheliale Na+-transport formidlet af Na+/K+-ATPasen i tubulusepithelets basolaterale cellemembran. Nyrernes opgave er ultrafiltration af blodet og en efterfølgende tilbagereabsorption af hovedparten af salt og vand, og det er her Na+-transporten kommer ind i billedet. Adskillige studier har påvist en linære sammenhæng mellem nyrernes O2-forbrugshastighed og den tubulære Na+-reabsorptionshastighed. For hvert mol O2 forbrugt bliver der reabsorberet 28-30 mol Na+ i nyrerne som helhed. Nyrernes basale behov, når ionpumpninger gøres inaktive, ligger på 1/7 – ¼ af det normale forbrug.

8.2.6. PROKSIMALE STOFTRANSPORT 536. ANGIVE, AT I PROKSIMALE TUBULI REABSORBERES CA. ¾ AF ULTRAFILTRATETS VOLUMEN VED ISOSMOTISK TRANSPORT

I hele den proksimale tubulus reabsorberes ca. 70 % af den udfilterede vandmængde. Mens den glomerulære filtration er relativt non-selektiv, er den tubulære reabsorption særdeles selektiv. Karakteristisk for reabsorptionen er at den, som følge af en meget stor vandpermeabilitet, er isosmotisk, dvs. den samlede osmotiske koncentration i tubulusvæsken er lig med plasmas osmotiske koncentration.

537. ANGIVE, PÅ HVILKE PUNKTER SAMMENSÆTNINGEN AF TUBULUSVÆSKEN VED UDLØBET FRA DE PROKSIMALE TUBULI AFVIGER VÆSENTLIGT FRA SAMMENSÆTNINGEN AF DET GLOMERULÆRE ULTRAFILTRAT For enden af pars convoluta, proksimale tubulus har tubulusvæsken ændret sammensætning i forhold til det glomerulære ultrafiltrat. Således er tubulusvæsken næsten renset for glukose, men 2/3 af HCO3- er reabsorberet. Omvendt er Cl- koncentration steget med ca. 20 %, mens urinstof koncentration er steget med 50 %. I den tidligste del af proksimale tubulus ledsages Na+ reabsorptionen fortrinsvis af: HCO3-, glukose og aminosyrer. Som følge af manglende Cl-- og urinstof-transport opbygges en transepithelial koncentrationsgradient, der efterhånden vil medføre en passiv reabsorption af disse stoffer. I sidste del af proksimale tubulus vil Na+ reabsorptionen derfor fortrinsvis ledsages af Cl-. Den ujævne transport i de forskellige dele af proksimale tubulus kaldes: aksial heterogenitet.

538. REDEGØRE FOR DE PROKSIMALE TUBULIS ROLLE VED OSMOTISK DIURESE Osmotisk diurese defineres som øget diurese fremkaldt af en ekstra mængde ikke reabsorberede solutter i tubulus-lumen. Under normale omstændigheder reabsorberes nogenlunde proportionale mængder af solutter og vand (isosmotisk reabsorption). Men ved en større mængde aktive solutter, der unddrager sig reabsorption i (proksimale) tubuli, vil også en større mængde vand unddrage sig reabsorption. Osmotiske diurese forekommer ved to tilstande:

Øget plasmakoncentration af et frit filtrerbart, ikke reabsorberbart aktivt stof, som f.eks. mannitol, sukrose, sulfat. Mannitol anvendes i klinikken som osmotisk diuretikum.



Hvis plasmakoncentration af et reabsorberbart stof øges så meget, at reabsoptionen bliver utilstrækkelig – og udskillelseshastigheden derefter vokser proportionalt med plasmakoncentration. (Glukoseuri ved Diabetes Mellitus).

539. ANGIVE EKSEMPLER PÅ ELEKTROGENE OG ELEKTRONEUTRALE SEKUNDÆRT AKTIVE TRANSPORT OVER DEN LUMINALE

CELLEMEMBRAN I DET PROKSIMALE TUBULUSEPITEL Elektroneutral transport

: Transporten ændrer ikke det luminale membranpotentiale. Drivkraften er Na+-ionens luminal-til-intracellulære koncentrationsforskel (lumen 140 mM; intracellulært 10-20 mM). Den maksimalt mulige koncentrationsgradient for co-substratet bliver ca. en faktor 7.

Eksempel: Luminale Na+/H+-antiport. Elektrogen transport

: co-substratet er uladet. Herved føres en positiv ladning ind i cellen. Drivkraften er den kemiske gradient for Na+ og den luminale-til-intracellulære elektriske potentialforskel (ca. 70 mV). Den maksimalt mulige koncentrationsgradient for co-substratet kan blive en faktor 100!

Eksempel: Luminale Na+/glukose-symport, Na+/uladede aminosyrer-symport, mono- og di-carboxylater (binder mere end én Na+-ion).

540. ANGIVE, HVORLEDES ORGANISKE ANIONER SECERNERES I PROKSIMALE TUBULI

Organiske syreanioner er ofte proteinbundet i plasma. På trods af det kan organsike syre alligevel have en ganske høj ekskretionsfraktion, fordi der sker en tubulær sekretion af stoffet. Paraaminohippursyre (PAH) har en ekstraktionsfraktion på 0.9, selvom 20 % af PAH er proteinbundet i plasma. Mekanismen for sekretion består i en sekundært aktiv symporter i basolaterale mambran, der transporterer Na+ og anionen ind i cellen. Transporten over den luminale membran sker vha. en anion/anion-antiporter, der udveksler både uorganiske og organiske anioner. Denne proksimale tubulære sekretion finder sted dels for fremmede stoffer og dels for naturligt forekommende stoffer: Sekretion af fremmede stoffer: penicillin, probenecid, salicylat, diuretika (tiazider, loop-diuretika). Sekretion af egen stoffer: glukuroniserede og sulfaterede omdannelsesprodukter fra steroidhormonerne, et nedbrydningsprodukt fra serotonin.

541. REDEGØRE FOR, AT LITHIUM-CLEARANCE KAN ANVENDES SOM MÅL FOR STRØMNINGSHASTIGHEDEN AF VÆSKE UD F DE PROKSIMALE TUBULI Clearance for lithium er et mål for flow for enden af de proksimale tubuli, dvs. hvor mange ml tubulusvæske, der forlader proksimale tubuli pr minut for at fortsætte i Henles slynge. Li+-ionen filtreres frit over glomerulusmembranen. I proksimale tubulus behandles ionen fuldstændig analogt med Na+, dvs. isosmotisk reabsorption. I de distale nefronafsnit undergår Li+ hverken reabsorption eller sekretion. Mængden af lithium, der forlader proksimale tubulus kan derfor sættes lig mængden af Li+, der udskilles i urinen pr min:

ULiproxLi VUVTF ⋅=⋅ PrPr , Pr: Pars recta, TF: koncentrationen i tubulusvæsken Da TFLiPr pga. isoosmotisk reabsorption i proksimale tubulus er lig med Li-koncentrationen i plasma:

LiLi

ULiproxULiproxLi C

PVUVVUVP =⋅

=⇔⋅=⋅

PrPr

8.2.7. DISTAL STOFTRANSPORT 542. REDEGØRE FOR PRINCIPPERNE I KONCENTRERINGSMEKANISMEN, HERUNDER FOR BETYDNINGEN AF HENLES SLYNGE

OG NYREMARVENS SÆRLIGE FORHOLD MED HENSYN TIL GENNEMBLØDNING OG OSMOTISK KONCENTRATION Både Henles slynge og vasa recta udgør hårnåleformede strukturer, hvor de to ben i slyngen tilsammen danner et modstrømssystem. Den indstrømmende væske, der løber i retning mod papillen, løber tæt opad og parallelt med den udstrømmende væske; der er altså tale om to parallelle, modsatrettede strømme.



Den såkaldte modstrømsforstærkning (”counter current multiplication”) finder sted i Henles slynge, hvorved en beskeden osmotisk gradient over tubulusepithelet multipliceres op til en betragtelig osmotisk gradient fra den corticomedullære overgang mod papilspidsen:

1. Udgangssituationen: Henles slynge er fra starten fyldt med isosmotisk væske (300 mosm/l), samme osmolaritet hersker overalt i interstitset.

2. NaCl reabsorberes aktivt fra tykke ascenderende segment uden medfølgende vand. Herved gøres interstitset hyperosmolært i forhold til tubulusvæsken. Enkelteffekten sørger for at etablere en forskel på 200 mOsm, på ethvert horisontalt niveau. Derved falder osmolariteten i lumen fra 300 til 200 mOsm, mens den stiger i interstitset fra 300 til 400 mOsm. Tynde descenderende segment har en høj H2O permeabilitet, hvorved vand vil strømme fra lumen til interstitset indtil der indtræder osmotisk ligevægt. Tubulusvæsken opnår derved samme osmolaritet som interstitset, altså 400 mosm/l. Teoretisk ville denne vandtransport fortynde lidt af den opnåede hyperosmolaritet i interstitset, men det sker ikke, idet enkelteffekten blot vil fortsætte med at pumpe NaCl indtil steady state er opnået.

3. Næste ”strømningstrin” bringer isosmotisk væske fra proximale tubulus ind i det descenderende segment, hvorved hyposmotisk væske samtidig forlader Henles slynge og strømmer ind i distale convolute tubulus.

4. Punkt 2 gentages, idet enkelteffekten atter sørger for at skabe en tværgående gradient mellem tubuluslumen i tykke ascenderende segment og interstits på 200 mosm/l på ethvert niveau.

Jo længere Henles slynge, jo højere interstits-osmolaritet kan opnås ved papilspidsen. Mennesket har en maximal osmolaritet på 1200-1400 mOsm. Navnet ”modstrømsforstærkning” skyldes dels, at der er tale om to modsat rettede strømme (i descenderende og ascenderende ben), og dels, at enkelteffekten forstærkes op – den langsgående gradient er langt større end den tværgående enkelteffekt. Bearbejdningen i Henles slynge er en forudsætning for koncentreringen af urinen i samlerørene. Marvens nyrekapillærer – vasa recta tjener et helt andet formål, de opretholder marvens hyperosmolaritet og forhindrer tab af osmotisk aktive partikler fra nyremarven til det gennemstrømmende blod. Dette sker vha. den såkaldte modstrømsudveksling (”counter-current exchange”): Det blod, der strømmer ind i marven, vil passere områder med stigende osmolaritet. Det vil gradvist afgive vand til interstitialrummet og modtage NaCl og urinstof derfra. Herved opkoncentreres væsken i karret, mens interstitialrummet fortyndes (en rent passiv mekanisme: diffusion og osmotisk vandtransport). Under den videre passage af blodet gennem det ascenderende ben (udadgående retning) vil det passere gennem områder med aftagende osmolaritet og som følge deraf opsuge vand og afgive NaCl og urinstof til interstitialrummet. Koncentreringsmekanismen:

1. Væsken der forlader proximale tubulus, er isosmotisk med plasma. NaCl er det væsentligste osmotisk aktive stof.

2. Descenderende tynde Henleben har en høj permeabilitet for vand, hvorfor vand reabsorberes under væskens passage ned i den hyperosmotiske medulla. For de lange slyngers vedkommende er væskens osmolaritet ved ombøjningen lig osmolariteten i det omgivende interstits, altså ca. 1200 mOsm. Størstedelen af osmolariteten i tubulusvæsken kan tilskrives NaCl, selv om koncentrationen af urinstof også er stigende, dels pga. vandreabsorption, og dels pga. den passive sekretion.

3. Tynde ascenderende segment er impermeabelt for vand, og har en NaCl-permeabilitet, der overgår urinstofs. Ved indgangen til til tynde ascenderende segment er NaCl ansvarlig for 1000 mosm/l af tubulusvæskens samlede osmolaritet, mens NaCl kun kan tilskrives 600 mosm/l af den interstitielle osmolaritet. De kemiske gradienter vil derfor tilskynde til en passiv uddiffusion af NaCl og inddiffusion af urinstof. Målt i mOsm vil uddiffusionen være størst, og marvens inderzone tilføres somotisk aktive partikler. Der skabes en langsgående gradient i inderzonen.

4. Tykke ascenderende segment er impermeabelt for vand. Aktiv reabsorption af NaCl fortynder tubulusvæsken i en sådan grad, at den er hyposmotisk i forhold til plasma ved indløbet til distale nefron (ca. 100-150 mOsm). Den aktive reabsorption – enkelteffekten – er grundlaget for en langsgående osmotisk gradient i yderzonen. Denne fortsætter ind i inderzonen helt til papilspidsen pga. urinstofs medvirken.

5. Ved indløbet til distale convolute tubulus vil væsken være hyposmotisk i forhold til interstits og plasma. I distale convolute tubulus reabsorberes en betydelig vandmængde (ca. 4% af ultrafiltratet). Vandtransporten finder sted pga. en osmolaritetsgradient mellem tubulusvæske og interstits (tubulusvæske, tidlige distale tubulus: 100 mosm/l, interstits 300 mosm/l). Denne vandreabsorption overstiger reabsorptionen af NaCl,



hvorfor tubulusvæsken får stigende osmolaritet og veed indgangen til samlerørene er isosmotisk med plasma. Tubulusvæskens osmolaritet må nu overvejende skyldes urinstof (og i mindre grad NaCl, kreatinin mv.).

6. I samlerørene sker der i cortikale afsnit samt i marvens yderzone en reabsorption af vand, der er afhængig af tilstedeværelsen af ADH. Herved koncentreres præurinen. Samtidig ses en opkoncentrering af urinstof. I inderzonen øger ADH reabsorptionen af vand, hvorved der sker en yderligere opkoncentrering. I inderzonen er samlerørene permeable for urinstof (og ADH øger permeabiliteten), hvorfor urinstof diffunderer ud i interstitset. Ca. 50% af det med tubulusvæsken kommende urinstof reabsorberes, heraf secerneres de 4/5 til de tynde Henle slynger, mens resten føres bort via vasa recta.

7. Urinen har nu (maximal antidiurese) en osmolaritet på 1200 mosm/l. Urinstof findes i høj koncentration i urinen.

543. REDEGØRE FOR REABSORPTION AF NACL I HENLES-SLYNGENS TYKKE ASCENDERENDE SEGMENT

Tubuluscellerne er basolateralt forsynet med en Na+-K+ ATPase, medens den luminale cellemembran indeholder en Na+-K+-2Cl--symporter. Na+-K+ ATPasen opretholder til stadighed en lav intracellulær Na+ koncentration, der muliggør en reabsorption over den luminale cellemembran af 1Na+, 1K+ og 2 Cl- ioner samtidig, altså en elektrisk neutral transport. Den basolaterale primært aktive Na+-K+ pumpe udgør således grundlaget for den sekundært aktive luminale symport-mekanisme. K+ og Cl- vil nu forlade cellerne gennem deres respektive konduktive ionkanaler. For Cl-’s vedkommende kan dette kun finde sted basolateralt, hvorved chlorid er transporteret fra lumen til interstits. For K+ ionen gælder derimod, at konduktansen er stor i hele cellemembranen, hvorfor K+ recirkulerer – både luminalt og basolateralt. I det tykke ascenderende segment finder der formentlig også en paracellulær transport sted. Det transepitheliale potentiale er lumenpositivt og øges ved øget reabsorption. For Na+ vil den elektrokemiske gradient pege i reabsorptiv retning, hvorfor en del af Na+-reabsorptionen i dette segment kan tænkes at forløbe passivt og paracellulært.

544. REDEGØRE FOR REABSORPTION AF NACL I DISTALE TUBULI Den distale convolute tubuli inddeles med fordel i en tidlig og en sen del, idet den tidlige del har egenskaber tilfælles med Henles tykke ascenderende segment, mens den sene del mere minder om samlerørene. Det tidlige segment reabsorberer NaCl og er impermeabel for vand. Na+ og Cl- passerer den luminale cellemembran via NaCl symporter (sekundær aktiv transport), hvorefter Na+ forlader cellen via den basolaterale Na+-K+-pumpe, mens Cl- benytter konduktive ionkanaler. Analogt med tykke ascenderende segment er tidlige del af distale tubulus altså i stand til at reabsorbere solutter uden vand, hvorved tubulusvæsken fortyndes. Det sene segment består af to typer celler: Indskudsceller: secernerer H+ Hovedceller: reabsorberer Na+ + vand og secernerer K+ Na+ kan passere fra lumen og ind i cellen via en luminalt lokaliseret konduktiv Na+-kanal. Na+-K+ ATPasen i den basolaterale membran sørger for at opretholde en lav Na+ koncentration og en høj K+ koncentration intracellulært.

545. REDEGØRE FOR URINSTOFS BETYDNING FOR OPRETHOLDELSEN AF EN OSMOTISK GRADIENT MOD PAPILSPIDSEN I INDRE MARVZONE Permeabiliteten for urinstof er meget lav i distale convolute tubuli, corticale samlerør samt ydre medullære samlerør. I disse afsnit vil der ske en opkoncentrering af urinstof som følge af vandreabsorption. Til gengæld er permeabiliteten meget stor i de indre meullære samlerør, hvor der vil ske en passiv reabsorption til interstitset som følge af den kemiske gradient (reabsorptionen er afhængig af flowhastigheden i de medullære samlerør og dermed af diuresen; reabsorptionen er maksimal ved lav diurese og aftager ved stigende diureser. Minimal reabsorption fås ved diurese ≥ 4 ml/min). Permeabiliteten for urinstof er moderat høj i descenderende og tynde ascenderende segment af Henles slynge, hvorfor der i disse afsnit vil ske en passiv sekretion af urinstof drevet af den kemiske gradient. Urinstof diffunderer ind i Henles tynde ben og føres dermed tilbage til distale tubulus og samlerør, idet Henles tykke ascenderende segment er impermeabelt for urinstof. Herved opstår et intrarenalt urinstof-kredsløb, som bidrager til opretholdelsen af nyremarvens hyperosmolaritet (dette er energibesparende da urinstoftransporten foregår ved passiv transport).

546. REDEGØRE FOR VASOPRESSINS RENALE VIRKNINGER ADH: jvf. 596. redegøre for vasopressin og oxytocins relation til celletyper … (s. 203)



Stimulus for frigivelse: - forøget osmolaritet i plasma - ved stimulation af volumenreceptorer (lavtryksreceptorer) i de centrale vener (mindre vigtigt)

ADH’s vigtigste angrebspunkt i nyrerne er samlerørene, hvor det øger permeabiliteten for vand i epithelets luminale membran (er således altafgørende for den endelige koncentrering af urinen). Mekanisme:

- ADH bindes til V2-receptorer i basolaterale cellemembran på hovedcellerne - V2-receptoren er koblet til adenylat cyklase ⇒ øget cAMP koncentration - cAMP aktiverer en protein kinase A - den cAMP afhængige protein kinase bevirker indsættelse af vesikler indeholdende vandkanaler (aquaporin-2) i

apikale cellemembran. - herved øges permeabiliteten for vand i luminale membran

547. REDEGØRE FOR ALDOSTERON-PÅVIRKELIGE KATIONTRANSPORTER I DE DISTALE TUBULUSSEGMENTER

Aldosteron er et steroidhormon der dannes i binyrebarkens zona glomerulosa. Stimulus for frigivelse:

- stigning i plasmakoncentrationen af hhv. angiotensin II og kalium - en hvis plasmakoncentration af ACTH er nødvendig for at ovennævnte faktorer kan stimulere frigivelse af

aldosteron (tonisk rolle). Angrebspunkt for aldosteron er sene segment af distale tubulus og samlerørene. Virkning:

- øger reabsorptionen af natrium i hovedcellerne - øger sekretionen af kalium i hovedcellerne - øger sekretionen af hydrogenioner fra indskudscellerne

Mekanisme: Aldosteron passerer frit cellemembranen og bindes til en cytoplasmatisk receptor. Hormon-receptor komplekset transporteres ind i cellekernen og bindes til specifikke promotor-regioner. Herved initeres transkription af mRNA, der i cytoplasma translateres til de respektive proteiner, der alle deltager i Na+ reabsorptionen. De dannede proteiner menes at påvirke Na+-reabsorptionen på tre niveauer:

1) Den apikale membrans permeabilitet for Na+ øges, muligvis ved at antallet af amilorid-følsomme konduktive Na+-kanaler øges.

2) Den oxidative phosphorylering i tubuluscellernes mitochondrier øges. Den dannede ATP stimulerer den basolaterale Na+/K+-pumpe.

3) Den basolaterale Na+/K+-pumpe øger sin enzymatiske aktivitet, der rekrutteres færdigdannede, men tidligere inaktive Na+/K+-pumper, og desuden syntetiseres nye pumper via en aktivering af det kodende gen.

8.2.8. NYRERNES REGULATORISKE FUNKTION 548. REDEGØRE FOR ÆNDRINGER I DIURESENS STØRRELSE UNDER VARIERENDE FYSIOLOGISKE FORHOLD (F.EKS. TØRST,

VANDBELASTNING, ISOTON EKSTRACELLULÆR VOLUMENEKSPANSION) Tørst

: Væskemangel vil medføre vandretention, antidiurese, betinget af ADH, der bevirker en øget vandpermeabilitet i samlerørene. Ved maximale plasmakoncentrationer af ADH (maksimal antidiurese) udskilles så lidt som ½ liter urin pr. døgn med en urin osmolaritet på op mod 1200-1400 mosm/l. I den indre medullære zone af samlerørene vil ADH desuden øge permeabiliteten for urinstof og derved fremme reabsorptionen. Under antidiurese vil urinstof derfor recirkulere (herved bevares den medullære hyperosmolaritet).

Vandbelastning: Ved nedsat ADH koncentration i blodet vil den ringe vandpermeabilitet bevirke en beskeden vandreabsorption. Distale tubulus vil, ved lavt ADH-niveau, levere en hyposmotisk tubulusvæske til samlerørene. Reabsorptionen af salte ned gennem samlerørene vil fortynde tubulusvæsken yderligere. Resultatet bliver



dannelse af en stor mængde fortyndet (hyposmolær) urin, en tilstand, der betegnes vanddiurese. Diabetes insupidus er en sjælden sygdom med totalt fravær af ADH, hvor patientens diurese i ekstreme tilfælde kan komme op på 30 l/døgn, og urinosmolariteten kan være under 50 mosm/l. Ved vanddiurese vil en stor mængde urinstof frem for at recirkulære blive udskilt i urinen, hvorved den medullære osmotiske gradient reduceres betragteligt.

Isoton ekstracellulær volumenekspansionDespopoulos: Trykdiurese: når blodtrykket stiger, vil autoregulation forhindre en stigning i RPF i cortex. I medulla

derimod er autoregulationen mindre effektiv; det medullære blodflow øges og udvasker koncentrationsgradienten i medulla. Dette reducerer den maximale urin osmolaritet og fører til diurese. Da et stort ECV øger blodtrykket, skabende trykdiurese der vil nedbringe ECV til normalt niveau, spiller trykdiurese en rolle i langtidsreguleringen af blodtrykket.

:

Finn Michael Karlsen: En stigning i blodtrykket fra 80-180 mmHg vil pga. det myogene respons og TGF mekanismen

kun øge RBF og GFR med få procent. Diuresen (og saltudkillelsen) vil ved den samme blodtrykændring stige markant, dette fænomen benævnes trykdiurese (=tryknatriurese).

549. REDEGØRE FOR, HVORLEDES ORGANISMEN NORMALT OPRETHOLDER EKSTRACELLULÆRVÆSKNS SAMMENSÆTNING,

SPECIELT MED HENSYN TIL OSMOLARITET OG KONCENTRATION AF NA+ OG K+ Organismens regulering af osmolaritet:



Normalt ligger plasmas osmolalitet på ca. 290 mosm/kg plasmavand. Dette niveau opretholdes ved følgende mekanisme: vand underskud vand overskud plasma osmolaritet↑ atrietryk↓ atrietryk↑ plasma osmolaritet↓ Tørst ADH Vand reabsorption↑ Vand reabsorption↓ (Nyren) (Nyren) urin-volumen nedsat urin-volumen øget (antidiurese) (diurese) salt overskud salt underskud plasma volumen↑ plasma volumen↓ Angiotensin II Aldosteron Renin Renin Na+ reabsorption↑ Vand reabsorption↓



Ved indtagelse af store mængder NaCl (saltoverskud) vil aldosteronsekretionen falde og NaCl udskillelsen øges, mens omvendt saltunderskud fører til øget aldosteron sekretion og dermed øget reabsorption af NaCl i distale tubuli og samlerør. Den øgede reabsorption af NaCl følges af vand, hvorfor [Na+]plasma forbliver uændret, hvorimod ekstracellulærfasens volumen øges. Ekstracellulærfasens volumen vil derfor, indenfor snævre grænser, følge aldosterons sekretionshastighed. En stigning i [K+]plasma stimulerer aldosteronsekretionen, hvorved [aldosteron]plasma øges. Derefter øges reabsorptionen af Na+ og sekretionen i distale tubulus og cortikale samlerør. Denne stigning i K+ ekskretionen reducerer [K+]plasma tilbage mod normalværiden.

550. REDEGØRE FOR NYRENS ROLLE I SYRE/BASE-STOFSKIFTET Organismen råder over tre primære systemer til at regulere pH, nemlig: 1) fysisk-kemisk bufring, der omgående vil bufre et syre- eller baseoverskud og derved minimere pH-ændringen. 2) den respiratoriske komponent, der er ansvarlig for at fjerne CO2 (og dermed kulsyre H2CO3) fra ekstracellulær

væsken. 3) den langsomt virkende renale komponent, der kan udskille enten sur eller basisk urin og desuden erstatte de

tab, der er sket i buffersystemerne. Nyren er ansvarlig for den endelige korrektion af syre-base-belastninger, idet den fjerner overskud af ikke-flygtig syre eller base. Desuden vil nyren kompensere for respiratorisk fremkaldte afvigelser i syre-base-status. Grundtrækkene i nyrens syre-base behandling er følgende: daglig filtreres store mængder bikarbonat. Såfremt en del af dette udskilles med urinen, påføres organismen et basetab. Samtidig secerneres store mængder H+ af tubuluscellerne ud i lumen, hvorved organismen mister syre. Såfremt H+ sekretionen overstiger den mængde HCO3-, der filtreres, finder der et netto tab af syre sted fra ekstracellulærfasen. Hvis omvendt der filtreres mere HCO3- end der secerneres H+, udsættes kroppen for et base tab. Der produceres dagligt 80 mmol ikke-flygtig syre. Ikke-flygtig hentyder til, at der ikke er tale om kulsyre, og at syren derfor ikke kan udskilles via lungerne. Nyren er ansvarlig for ekskretionen af denne syremængde. En anden hovedopgave for nyren er at undgå bikarbonat-tab i urinen. Dagligt filtreres således GFR⋅PHCO3- = 180 l/døgn ⋅ 24 mmol/l = 4320 mmol HCO3-, og nyren formår at reabsorbere det hele, hvorved kroppens vigtigste buffersystem bevares. Nyren har altså to opgaver: udskillelse af ikke-flygtig syre svarende til det daglige syreoverskud, og reabsorption af det filtrerede bikarbonat. Den centrale proces for begge opgaver er sekretion af H+. Idet bikarbonat ionen må reagere med H+ for at danne kulsyre, før den kan reabsorberes, skal der alene til denne opgave dagligt secerneres 4320 mmol H+. Desuden må yderligere 80 mmol H+ secerneres og senere udskilles for at skaffe kroppen af med det daglige overskud af ikke flygtige syrer (afhængig af kostens sammensætning). I alt skal der, under normale forhold, dagligt secerneres 4400 mmol H+ ud i tubuluslumen. Ved alkalose reagerer nyren ved ikke at reabsorbere hele den filtrerede HCO3- mængde, hvorved bikarbonat tabes i urinen. Dette tab af HCO3- svarer til et tilskud af H+ til ekstracellulærfasen. Ved acidose reabsorberer nyren al bikarbonaten; desuden dannes ny bikarbonat, som tilføres ekstracellulær væsken. Herved reduceres den ekstracellulære H+ koncentration. Nyren har således tre mekanismer til at reagere pH i ekstracellulær væsken:

1. sekretion af H+ 2. reabsorption af den filtrerede HCO3- 3. produktion af ny HCO3-.

Nyrens kompensatoriske mekanismer er langsomme og får således først effekt efter timer til dage. Kun en lille del af H+ overskuddet kan udskilles direkte som H+ (urins minimale pH er 4,5, hvilket svarer til [H+]=10-

4,5 = 0,03 mmol/l. Der sker i stedet en bufring af H+ i tubulusvæsken: 1) den kvantitativt væsentligste buffer i tubulusvæsken er ammonium ion/ammoniak systemet:



NH4+ ↔ NH3 + H+ Ammonium ioner syntetiseres ud fra glutamin. Glutamin metaboliseres i de proximale tubuluscellers

mitochondrier. Herved dannes to NH4+ og to HCO3- ioner. HCO3- passerer over i blodbanen. NH4 vil i cellen være i ligevægt med NH3, og sidstnævnte kan nemt passere cellemembranen og diffundere ud i lumen. I lumen forenes NH3 med H+, hvorved NH4+ er gendannet. Desuden sker der en sekretion af NH4+ ud i lumen via en Na+/NH4+ antiport. Resultatet bliver, at for hvert molekyle glutamin, der metaboliseres, passerer to NH4+ ioner fra proximale tubulus og videre til udskillelse i urinen, mens to HCO3- passerer over i de peritubulære kapillærer. Derved dannes nyt bikarbonat. Fra proximale tubulus passerer NH4+ videre i Henles slynge. En del af denne NH4+ reabsorberes atter i tykke ascenderende segment. Herfra passerer NH4+ ud i det medullære interstits, hvor det vil være i ligevægt med NH3. I samlerørene diffunderer NH3 passivt ud i lumen. I dette segment er pH lavt, og da pK for reaktionen NH4+ ↔ NH3 + H+ er 9,2, vil NH3 straks optage H+ og danne NH4+. Samlerørenes luminale membran er ikke permeabel for NH4+, hvorfor de dannede ammonium ioner er fanget i lumen og elimineres i urinen. Denne proces kaldes ”non-ionisk diffusion and trapping”: et stof passerer en membran i sin uladede form, men danner på den anden side af membranen sin ladede form, der ikke kan passere.

2) det andet buffersystem udgøres af primært/sekundært phosphat:

H2PO4 ↔ HPO4- + H+ H+ secerneres af tubuluscellerne. Så længe der er overskud af HCO3-, vil den secernerede H+ reagere med

bikarbonat. Efterhånden som bikarbonaten reabsorberes, vil H+ reagere med de øvrige buffere. Ovenstående reaktion forskydes da mod venstre, og syren kan nu udskilles i urinen som NaH2PO4. Bemærk, at hver gang en secerneret H+ ion reagerer med et andet buffersystem end bikarbonat, tilføres blodbanen HCO3-. Bikarbonat dannes som før inde i tubuluscellen og passerer over basolaterale membran til blodbanen, men i dette tilfælde ikke for at erstatte filtreret bikarbonat.

Under normale omstændigheder reabsorberes en stor del af den filtrerede phosphat, hvorfor dens deltagelse i den omtalte bufring er beskeden. Det er derfor nødvendigt med to buffersystemer.

551. ANGIVE VIRKNINGEN AF MUSKELARBEJDE PÅ DEN RENALE GENNEMBLØDNING, FILTRATIONSHASTIGHED SAMT SALT- OG VANDUDSKILLELSE Muskelarbejde medfører et fald i den renale gennemblødning, GFR samt salt- og vandudskillelsen. Dette er formentlig medieret dels af sympaticus-aktivering, dels af en aktivering af renin-angiotensin systemet og dels af den dehydrering, der ofte ledsager muskelarbejde.

552. REDEGØRE FOR, HVILKEN ROLLE NYRERNE KAN HAVE I ØDEMERS PATOGENESE Nyren spiller en central rolle i ødemers patogenese, idet salt- og vandretension i nyrerne er grundlaget for den interstitelle væskeophobning. Øget hydrostatisk tryk ses typisk ved hjerteinsufficiens. Pga. det lave minutvolumen er det hydrostatiske tryk på venesiden af hjertet øget, dette forhøjede tryk forplanter sig til kapillærerne. Resultatet bliver øget væsketransport fra kapillær til interstits. Pga. aktivering af renin-angiotensin-aldosteron systemet fås Na+-retention i nyrerne, hvorved grundlaget er skabt for et generaliseret ødem. Ved nefrotisk sygdom er glomerulusmembranen i nyrerne ”utæt” overfor protein, hvorfor store mængder protein tabes i urinen. Plasma protein koncentrationen, og dermed det kolloidosmotiske tryk, falder. Herved øges det gennemsnitlige nettoultrafiltrations tryk over kapillærvæggen, mere væske forlader karbanen og hober sig op i interstitset. Desuden vil nyrerne søge at retinere Na+ og vand, hvilket yderligere vil bidrage til nedsættelsen af det kolloidosmotiske tryk i plasma. Ved levercirrhose aftager produktionen af plasmaproteiner i leveren. Resultatet er endnu engang fald i plasmas kolloidosmotiske tryk, hvorved basis for generaliseret ødem er skabt. Samtidig udvikles ofte portal hypotension og ascites, dvs. væskeophobning i abdominalhulen. En lang række lidelser kan medføre generaliserede ødemer, men som det fremgår af ovenstående, er de tre vigtigste årsager hjerte-, nyre- og leverlidelser. Ved enhver ødem-tilstand spiller nyren imidlertid en afgørende rolle, idet salt- og vandretention er en forudsætning for den interstitielle væskeophobning.



8.2.9. NEDRE URINVEJE OG BLÆREFUNKTION 553. REDEGØRE FOR VANDLADNINGENS MEKANISME

Vesica urinaria, urinblæren: - Kapacitet: 400 – 500 ml - Farve: grårød - Form: tetraeder (tom), kugleformet (fyldt)

Urinblærens væg består af 5 lag, hvor tunica muscularis hovedsagligt består af glat muskulatur, m. detrusor vesica. Den normale blæres elastiske egenskaber (compliance) betyder, at trykket i blæren i fyldningsfasen forbliver lavt. Op til et blærevolumen på 300-400 ml vil trykket således ligge næsten konstant (5-10 mmHg), og først ved et volumen over dette vil det intravesikale tryk begynde at stige. Ved blærens udmunding til urethra, sidder to sfinkter, hvor den indre består af en fortsættelse af væggens glatte muskulatur (autonomt innerverede) og den ydre består af tværstribet muskulatur (somatisk innerverede). Sidstnævnte kan hindre tømning, selv når den autonome kontrol forsøger at få vandladningen i gang. Miktionen er en simpel spinalrefleks, der er under viljestyret kontrol. Tidspunktet for udløsningen af refleksen bestemmes af urinmængden i blæren (normalt ved 200-250 ml) og egen vilje, idet den ydre sfinkter er tonisk kontraheret og afslappes kun under vandladning. I øvrigt inhiberes de parasympatiske fibre til blæren af cortex cerebri og centre i hjernestammen. Hos små børn er vandladning hovedsagligt styret af rygmarvsrefleksen. Blærevæggen indeholder strækfølsomme sanseceller, som sender sensoriske impulser til sacraldelen af medulla spinalis og påvirker aktiviteten i de parasympatiske fibre til de glatte muskelceller i blærevæggen. Ved tiltagende fyldning bliver disse kontraktioner mere frekvente og af større styrke. Kontraktionerne vil ikke resultere i miktion før denne initieres fra cortex og pons. Når blæren er fyldt i den grad, at den skal tømmes, sker der via cortex og det pontine miktionscenter en initiering af miktionen ved stimulation af parasympatikus. De parasympatiske postganglionære neuroner stimulerer cholinerge receptorer, hvorved m. detrusor vesicae kontraheres. Samtidig relakseres den tværstribede m. sphincter urethrae (”rhabdosphincteren”) via nedsat aktivitet i de somatiske nerver, og sympatikus hæmmes medførende relaksation af den interne sphincter. Denne koordination mellem parasympatikus-aktivering, somatisk inhibition og sympatikus-inhibition sker på pontint niveau. Når tømningsprocessen først er startet, understøttes den af en positiv feedback: sansecellerne i urethra stimuleres af den turbulente urinstrøm, og det øger reflektorisk aktiviteten i de parasympatiske fibre til blæremuskulaturen. Trykket i blæren (40-60 mmHg) og tyngdekraften presser urinen ud af kroppen via urethra. Miktionen kan dog afbrydes voluntært undervejs via de descenderende baner fra cortex cerebri til den periutherale sphincter. En normal detrusorkontraktion er en forudsætning for en sufficient åbning af blærehals og urethra og dermed miktionen. Normalt vil urinblæren tømmes fuldstændigt ved hver vandladning. Tilbageblivende urin (residualurin), der f.eks. optræder ved prostatahypertrofi, vil ofte give anledning til urinvejsinfektioner. Spinalblære

er en tilstand, hvor vandladningsrefleksen er intakt, men hvor den viljestyrede kontrol ikke længere fungerer. Dette ses ved en tværsnitslæsion af medulla spinalis.



9. ENDOKRINOLOGI

9.1.1. ALMEN ENDOKRINOLOGI 554. DEFINERE HORMON-BEGREBET

En kemisk substans, der secerneres til vævsvæskerne af en celle eller gruppe af celler, og som har en fysiologisk kontrollerende effekt på andre celler i kroppen.

555. DEFINERE ENDOKRIN VERSUS PARAKRIN, AUTOKRIN OG NEUROENDOKRIN REGULERING Endokrin regulering

: hormonsignalet virker langt væk via blodbanen.

Parakrin regulering

: lokale hormoner, som når frem til målcellerne via interstitielvæsken. Seretonin, histamin, og eikosanoider er eksempler på stoffer, der virker som lokale hormoner. Man siger, at disse hormoner har parakrin virkning, idet de påvirker celler, der ligger ved siden af (para) den endokrine celle.

Autokrin regulering

: den endokrine celle er selv målcelle for det hormon, den producerer og udskiller. I ventriklen og tarmkanalen er auto- og parakrin regulering almindelig.

Neuroendokrin regulering

: hormonsignalet stammer fra et neuron og efter frigivelse fra axonet virker det langt væk via blodbanen.

556. ANGIVE I HOVEDTRÆK HORMONERNES KEMI, HERUNDER PEPTIDHORMONER, STEROIDHORMONER, MODIFICEREDE AMINOSYSRER, PROTEINER, ANDRE

DANNELSESSTED/ FRIGØRELSESSTED

PEPTIDER (PROTEINER)

STEROIDER

MODIFICEREDE AMINOSYRER

HYPOTALAMUS

Releasing/inhibiting hormoner: GnRH, TRH, CRH, GHRH, GHIH (somatostatin)

PIF (dopamin)

HYPOFYSE ADENOHYPOFYSE: NEUROHYPOFYSE:

LH, FSH, TSH, GH, PRL, ACTH, β-LPH, β-END, MSH Vasopressin (ADH), Oxytocin

GLD. THYREOIDEA Calcitonin T3, T4 GLD. PARATHYREOIDEA PTH (parathyreoideahormon) BINYRE MARV: BARK:

Aldosteron, Kortisol

Adrenalin (80%), Noradrenalin (20%)

GONADER

Relaxin, Inhibin Østrogen, Progesteron, Testosteron

PLACENTA hCG (humant chorion gonadotropin) Østrogen, Progesteron MAVE-TARM

Gastrin, Cholecystokinin, Sekretin, Glucagon, VIP, GIP, Subst. P

PANKREAS Insulin, Glukagon, Somatostatin NYRE Renin (angiotensin) 1,25 (OH)2-D3 LEVER Somatomediner HJERTE ANP (atrial natriuretisk peptid)

557. REDEGØRE FOR GENERELLE TRÆK AF HORMONERNES SEKRETIONSMEKNISME: REGULERING AF GEN-EKSPRESSION,

POSTTRANSLATIONELLE MODIFIKATIONER, TARGETING, EXOCYTOSE, REGULERING AF SEKRETIONEN, HERUNDER NEGATIV OG POSITIV FEED-BACK Peptidsyntese: DNA transkriperes til messenger RNA i cellekernen. m-RNA transporteres til ER, der syntetiserer et

preprohormon. Den N-terminale del (signal peptidet) spaltes fra, dannende et prohormon, der transporteres til Golgi-apparatet. Prohormonet sikrer at peptidet opnår den rigtige tertiære struktur. I Golgi oplagres prohormonet i sekretoriske granula ofte sammen med enzymer, der kan omdanne prohormonet til det ”rigtige” hormon.



Ved relevante stimuli, der kan være nervøse, andre hormoner, lokale fysiske eller kemiske faktorer, øges den intracellulære [Ca2+] og de sekretoriske granula bevæges af mikrofilamenter til cellemembranen. Her frigives hormonet via porer eller gap junctions.

558. REDEGØRE FOR GENERELLE TRÆK AF HORMONERNES VIRKNINGSMEKANISMER: RECEPTORTYPER, RECEPTORKINETIK

(SCATCHARD-ANALYSE), G-PROTEINER, ”SECOND MESSENGERS”, PROTEINKINASER, DNA-BINDING PROTEINS, RESPONSE ELEMENT, INTRACELLULÆRE RECEPTORSYSTEMER Hormoner kan udøve deres effekt gennem en påvirkning af:

Membraner Enzymer Gener

Herigennem opnås dybtgående indflydelse på fundamentale cellulære processer:

Intermediære stofskifte Iontransporter Mineralstofskifte Membrantransporter i almindelighed

Hormonreceptorer

Der er en tærskelværdi for hormonresponset, og man ser en sigmoid dosis/respons kurve.

er store proteiner, der sidder på cellemembranen (peptidhormoner, katekolaminer) eller intracellulært (steroider, thyroideahormoner). Binding af hormonet starter en kaskade af processer der forstærker/modulerer responset.

”Second messengers

Hormonet er first messenger hormonet virker på celleoverfladen hormon/receptor-komplekset producerer en second messenger second messengeren påvirker cellens funktion

”: cAMP, Inositolphosphat, cGMP, Ca2+, Diacylglycerol.

G-proteiner

Binder GDP, men når hormonet kobles til receptoren erstattes dette med GTP hvorved en konformationsændring induceres, der frigør β+γ subunits. Dette påvirker (stimulerer eller hæmmer) et effektormolekyle f.eks.:

: Membranbundet protein bestående af 3 subunits (α,β,γ).

Adenylat cyklase Phosphodiesterase Guanincyklase Åbning af ion kanaler Phospholipase A2 Phosphatidylinisitol

Til sidst hydrolyseres GTP til GDP og α-subunit kobles sammen med β+γ subunits igen. Phosphatidylinositol

omdannes af phospholipase C - aktiveret af G-protein - til diacylglycerol (DAG) og inositoltriphosfat (IP3). IP3 frigør bundet Ca2+ i ER:, formodentlige ved at danne en kanal. DAG aktiverer Protein Kinase C. Desuden frigøres prostaglandiner fra diacylglycerol der modulerer responset.

cAMP kaskade1) Adenylat cyklasen aktiveres af G-proteinet, hvorved ATP hydrolyseres til cAMP.

:

2) Dette aktiverer en Protein Kinase A (der består af en regulatorisk og en katalytisk subunit). Den katalytiske unit frigøres og aktiverer diverse metaboliske processer ved at phosphorylere disse kinaser.

559. DEFINERE HORMONFØLSOMHED (TÆRSKELVÆRDI, POTENS, MAKSIMAL EFFEKT)

Tærskelværdi

: den minimale hormonkoncentration, der kan fremkalde en effekt.

Maksimal effekt

: den effekt, der opnås ved hormon (substrat)-mætning.

Hormonfølsomhed

: den hormonkoncentration der giver ½ x (maksimal effekt); er en indeks for sensitiviteten (potens).



Følgende faktorer sænker den maksimale effekt, men sensiviteten er upåvirket. - færre funktionelle mål-celler - færre receptorer pr. celle - mindre [hormon-aktiverede enzym] - forøgelse af en non-kompetetiv inhibitor

Følgende faktorer sænker sensitiviteten, mens maksimal effekt er uændret.

- fald i antal eller affinitet af hormonreceptorer - forøgelse af hormonets nedbrydningshastighed - forøgelse af antagonist hormoner

560. REDEGØRE FOR HOVEDTRÆK AF HORMONERNES TRANSPORT I BLODBANEN, PLASMAPROTEINBINDING, OMSÆTNING,

HERUNDER MCR-ELIMINATION Transport

: I plasma vil hormoner enten cirkulerer som frie molekyler (katekolaminer, peptidhormoner) eller være bundet til et plasma-protein/-globulin (steroider, thyroideahormoner). Alt andet lige, vil en højere bindingsaffinitet give højere halveringstid for [hormon]plasma.

MCR-elimaination 188: jvf. 562. redegøre for generelle metoder til vurdering … (s. ).

561. REDEGØRE FOR MÅLEMETODER I ENDOKRINOLOGIEN: BIOLOGISKE METODER, KEMISKE METODER, IMMUNOLOGISKE METODER, HERUNDER RADIOIMMUNANALYSE; VURDERING AF DISSE METODERS EGNETHED Hormoner kan måles ved 3 principielt forskellige metoder, ved:

- Fysisk-kemisk måling - Biologisk styrkebestemmelse (bio-assay) - Immunologiske metode f.eks. radioimmunassay (RIA)

Fysisk-kemisk måling

: Da de hormonsekretioner, der normalt forekommer, er meget små (ofte 10-9 – 10-12 mol/l), er det sjældent muligt ved hjælp af fysisk-kemiske metoder at måle disse stoffer, og man er derfor henvist til enten bioassay eller immunologiske metoder – ofte RIA. Med indførelsen af HPLC-teknikken (High Pressure Liquid Chromatography; højtryks-væskekromatografi) har man dog fået en meget følsom fysisk-kemisk metode i hænde.

Biologisk styrkebestemmelse (bio-assay)

En særlig form for bio-assay er det såkaldte radio-receptorassay, hvor man udnytter det forhold, at et hormons biologiske effekt formidles gennem binding til en hormonspecifikt receptor. I analysen registreres binding af radioaktivt mærket hormon til denne receptor, som er oprenset fra vævsmateriale (en ”receptor-præparation”). Analyseprincippet er i øvrigt analogt med princippet i radioimmunoassay.

beror på det forhold, at hormoner har en biologisk egenskab, som kan kvantificeres, f.eks. en muskelkontraherende effekt, der kan registreres i en isometrisk opstilling, eller en blodtryksstimulertende effekt, som f.eks. kan registreres vha. et intravaskulært placeret kateter. Ofte udføres bioassay ved en såkaldt 4-punktsanalyse, hvor man registrerer effekten af to forskellige doser af en standard og sammenligner dette med effekten af den ukendte prøve givet i to doser.

Radioimmunoassay (RIA)

: Princippet i metoden er en kompetitiv protein-bindingsteknik, hvor man registrerer bindingen af et radioaktivt mærket hormon (”tracer”) til et specifikt antistof. Ved tilstedeværelsen af ikke-radioaktivt mærket hormon (f.eks. en ”kold” standard eller hormon i en blodprøve) vil det ikke-mærkede hormon fortrænge ”traceren” fra antistoffet, og radioaktiviteten af antistof-hormonkomplekset vil mindskes i en grad, der afhænger af koncentrationen af ”koldt” hormon i prøven. Ved sammenligning med binding af kendte standarder af ikke-mærket hormon kan en blodprøves hormonkoncentration bestemmes.

En fejlkilde ved RIA er, at antistoffet er mindre specifikt for hormonet end receptoren. Dette kan medfører, at man overvurderer den faktiske [hormon]blod, og derfor ikke opdager en nedsat hormonkoncentration hos patienten. Denne fejlkilde kan dog elimineres ved brug af en ”receptor-præparation” fra det pågældende vævsmateriale. En anden fejlkilde er, at RIA-teknikken vil ikke altid skelne mellem hormoner fra samme kirtel (to steroider fra cortex i glandula suprarenalis), mellem et peptid og dettes prohormon eller mellem et hormon og dets produkt (kirtler med autoinhibition).



562. REDEGØRE FOR GENERELLE METODER TIL VURDERING AF ET ENDOKRINT SYSTEM: MÅLING AF SEKRETIONSHASTIGHED, OMSÆTNINGSHASTIGHED (METABOLIC CLEARANCE RATE), HALVERINGSTID, HASTIGHEDSKONSTANT FOR ELIMINATION, MÅLING AF PLASMA KONCENTRATION, MÅLING AF UDSKILLELSESHASTIGHED, FUNKTIONSTESTS (STIMULATIONS- OG SUPPRESSIONS-TESTS) Sekretionshastighed

: ved at lægge et kateter i arterien til kirtlen og et kateter i venen fra kirtlen er man i stand til at måle hormonkoncentration (mol/liter) hhv. til og fra kirtlen og gennemblødningen (liter/minut). sekretionen bliver

( ) [ ] [ ] [ ]minminmolliter

litermol

venearterie VCCratesekretions =⋅=⋅−=

Denne metode bruges kun i forsknings øjemed, og er ikke velegnet til klinisk brug. Et venekateter kan dog bruges til at lokalisere et bestemt sted på kirtlen, hvis der er tale om ujævn hormonproduktion (gl. parathyroidea).

Omsætningshastighed

: irreversibel fjernelse af hormon er resultat af celleoptagelse, metabolisk nedbrydning og ekskretion i urin og galde. Summen af alle processer er udtrykt i begrebet Metabolisk Clearance Rate (MCR):

utclearedml

plasmaaffjernet

MCRml

mgut

mg

minmin ==

Plasma koncentration

: hvis plasmaclearence for en hormon er konstant, kan en blodprøve give et sikker bud på produktions raten, idet

Produktionsrate = plasmakoncentration ⋅ metabolisk clearance rate Det ses, at plasmakoncentrationen er ligefrem proportional med produktions rate. Man skal blot huske at tage flere blodprøver, før man konkluderer noget, fordi mange kitler secernere hormoner i ”bølger”.

Måling af udskillelseshastighed

hormon

hormonUhormon P

UVentrationplasmakonc

prmængdeudskiltC ⋅==.min.

:

Chormon = renale plasma clearance (ml/min) Uhormon = koncentrationen af ”hormon” i urinen (mmol/ml) VU = minutdiuresen (ml/min) Phormon = den gennemsnitlige koncentration af ”hormon” i plasma (mmol/ml)

hormonhormonU

hormon

hormon

hormonU

hormon

hormonhormon

hormon

hormon

CMCRUVsrateproduktion

CMCR

PUV

PsrateproduktionCMCR

CPsrateproduktion

MCRPsrateproduktion

⋅⋅=

⇔⋅⋅

=⇔⋅=

⇔⋅=

Hvis (MCR/C) er konstant, så kan ekskretionen i urinen tages som udtryk for produktionsrate, idet urinekskretionen vil stige proportionale med produktionsraten.



9.1.2. DEN ENDOKRINE PANKREAS

563. REDEGØRE FOR DE LANGERHANSKE ØERS ORGANISATION, MIKROVASKULATUR, CELLETYPER, HORMONPRODUKTION

(INSULIN, GLUKAGON, SOMATOSTATIN, PANKREATISK POLYPEPTID) Opdaget i 1869 af Paul Langerhans. Der findes ca. 1 million spredt i pancreas, med en samlet vægt på 1 g. Deles op i 4 typer:

α-celler (20 %): Glukagon



β-celler (70 %): Insulin δ-celler (10 %): Somatostatin PP-celler (lidt): Pancreatisk Polypeptid.

β-cellerne ligger som centeret i de langerhanske øer. Udenom ligger, som en kappe, α-cellerne og δ-cellerne kun i kontakt med de øvrige endokrine celler. Kontakten består af gap junctions, desuden udøves parakrin kommunikation. Arterierne løber ind til β-cellerne hvor de danner fenestrede kapillærer og løber derefter ud til de øvrige endokrine pancreasceller. De langerhanske øer er rigt nervøst innerverede med såvel sympatiske som parasympatiske fibre. Desuden findes der også peptiderge nerver (neurokrin sekretion).

564. BESKRIVE KLINISKE TILSTANDE MED FORSTYRRELSER I ØERNES ENDOKRINE FUNKTION Sukkersyge, diabetes mellitus er en sygdom, hvor organismen er præget af absolut eller funktionel mangel på insulin – og relativ hypersekretion af glukagon. Non Insulin-Dependent Diabetes Mellitus (NIDDM)

med funktionel insulinmangel. Vævenes følsomhed for insulin er nedsat, mens insulinsekretion kan være normal eller (oftest) nedsat. Sygedommen kan skyldes en defekt i insulinreceptoren (meget sjældent) eller en endnu ikke kendt ”post receptor”-defekt. Ses ofte i forbindelse med fedme og stigende alder.

Insulin-Dependent Diabetes Mellitus (IDDM)

med absolut insulinmangel. Produktion af insulin er ophørt pga. sygdom i β-cellerne. Denne type diabetes skyldes oftest destruktion af β-cellerne forvoldt af organismens egne antistoffer (autoimmun sygdom).

- INSULIN 565. REDEGØRE FOR BIOSYNTESE I HOVEDTRÆK; INSULINSEKRETIONEN, SEKRETIONENS REGULERING, INKRETINHORMONER;

C-PEPTID-SEKRETONEN, HERUNDER ANVENDELSE TIL BESTEMMELSE AF INSULINSEKRETIONSHASTIGHED Insulin (peptidhormon, MW=6.000) dannes i β-cellerne. Består af 2 kæder en α-kæde og en β-kæde holdt sammen af disulfidbroer. Bliver syntetiseret som pre-proinsulin. Transkriptionen og translationen er under kontrol af [Glukose]plasma, således at tærsklen for syntese er mindre end for sekretion. Herved sikres en vis basal insulinsyntese selv ved relativt lave [Glukose]plasma. I ER spaltes signalpeptidet fra, dannende proinsulin, bestående af α-kæden, β-kæden, og et forbindelsesstykke C-peptidet (Connecting Peptide). C-peptidets opgave er at sikre sig en korrekt foldning af insulinet. I cellens Golgiapparat fraspaltes C-peptid, og et sekretgranula (insulin + C-peptid) frigives til cytosol. Ved exocytose frigives derfor insulin og C-peptid i ækvimolære mængder til blodbanen. Kontrol af insulinsekretion

: Under fastende [Glukose]plasma (3 - 4,5 mM) er insulinsekretionen minimal. Efter indgift af f.eks. intravenøs glukose stiger insulinsekretionen bifasisk: først ses en kraftig peak (frigivelse af præformerede insulingranula), hvorefter insulinindholdet i blodet falder for atter at stige til en længerevarende top (de novo syntese fra β-cellerne).

Aminosyre indtagelse har en supraadditiv effekt med glukose på insulinsekretionen. Alene øger de dog ikke insulinsekretionen ret meget. Gastrin, Cholecystokinin, sekretin og GIP øger insulinsekretionen. Kan virke så hurtigt ved fødeindtagelse at insulinsekretionen stiger før kulhydraterne optages medførende postbrandial hypoglycæmi. Glukagon, væksthormon, Kortisol, progesteron og østrogen virker også stimulerende på insulinsekretionen. Sekretion i store mængder kan udtrætte β-cellerne. Diabetes ses ved akromegali og cushing´s syndrom.

566. REDEGØRE FOR INSULINS VIRKNING: INSULIN-RECEPTOREN, STRUKTUR, FUNKTION OG SIGNALERING I HOVEDTRÆK; INSULINVIRKNINGEN PÅ KULHYDRATMETABOLISMEN, LIPIDOMSÆTNINGEN OG PROTEINOMSÆTNINGEN Insulin-receptoren: Insulin binder til en inulinreceptor (MW=300.000). Denne består af 2 α-kæder og 2 β-kæder

(tyrosin-specifikke protein-kinaser). Insulinet binder til α-kæderne, hvorved β-kæderne (proteinkinaserne) fosforyleres, som så fosforylerer mange andre enzymer i cytoplasmaet. Inden for sekunder efter at insulin har



bundet sig til receptoren, bliver cellemembranen stærkt permeabel for glukose, formodentligt via et glucosetransport protein (GLUT-4). Endvidere øges permeabiliteten for aminosyrer, K+, PO42- og Mg2+. Insulin/receptor-komplekset bliver optaget ved endocytose, og receptoren bliver enten nedbrudt, gemt eller recyclet. Kun 5 % af receptorerne skal besættes for at opnå fuld effekt.

Insulins virkninger

: Insulinets hovedvirkningssteder er lever, muskler og fedtvæv.

• Leveren er kroppens glukosetermostat. Leveren fjerner glukose ved højt [glukose]plasma, og frigiver glukose ved lavt [glukose]plasma. Dette er vigtigt da hjernen er afhængig af en konstant glukose tilførsel. Under kort faste dannes glukose ved glykogenolyse og glukoneogenese. Inden for 24 timer er glykogendepoterne tømte, hvorefter ketonstoffer bliver brugt.

- Insulin hæmmer lever fosforylase der nedbryder glykogen, og stimulerer glucokinase der fosforylerer glukose, hvorefter glukosen ikke kan trænge ud af cellen igen. Hvis der er mere glukose end leveren kan omsætte til glykogen, omdannes det overskydende til frie fedtsyrer. Overskydende fedt bliver til pyruvat og derefter til acetyl-CoA der er substrat for fedtsyre syntesen. I leveren bliver de koblet som triglycerider og transporteret rundt.

• Insulin stimulerer perifert i karrene lipoprotein lipase der fraspalter de frie fedtsyrer (Chylomikroner, VLDL),

således at de kan optages direkte i fedtvævet. Insulin hæmmer fedtcellernes lipase, således at frigivelsen af frie fedtsyrer mindskes. Insulin stimulerer aminosyretransporten ind i cellerne, øger proteinnydannelsen ved at øge traansskriptionen og translationen. Insulin hæmmer katabolismen af proteiner, dvs. altovervejende anabolt.

• Muskelvæv er under hvile ikke særligt afhængig af glukose, men af fedtsyrer. Dette skyldes at cellemembranen er relativt impermeabel for glukose. Under arbejde bliver cellemembranen permeabel (insulinafhængig GLUT-4) og glukose bruges som energi. Efter glukoseholdigt måltid, frigives insulin der også basalt øger muskelcellernes permeabilitet for glukose. Hvis musklen ikke arbejder og bruger glukose, opbevares dette i musklen som glykogen. Dette kan bruges også ved anaerobt arbejde hvor glykogenet omdannes til laktat uden oxygen. I hjernen er glukose permeabelt selv uden insulin. Hjernen bruger glukose som overvejende energikilde hvorfor det er vigtigt at holde et vist basalt niveau. Insulin virker synergistisk på vækst med væksthormon og begge er nødvendige for normal vækst..

- GLUKAGON

567. REDEGØRE FOR BIOSYNTESE I HOVEDTRÆK, HERUNDER DEN DIFFERENTIELLE PROCESSERING AF PROGLUKAGON; SEKRETION, REGULERING AF SEKRETION; VIRKNING PÅ KULHYDRAT-, LIPID- OG PROTEINOMSÆTNING Biosyntese

: Glukagon er et enkeltstrenget polypeptid (29 aminosyrer; MW = 3.485), som syntetiseres i α-cellerne i de langerhanske øer som pre-proglukagon. I pancreas bliver pre-proglukagon til glukagon, mens det samme stof i tarmen bliver til glycentin (indeholder glukagon) + GLP-1 + GLP-2.

Sekretion

: Cirkulerer ubundet i plasma, og har derfor en kort halveringstid (T½ ≈ 6 min).

Virkninger- Kulhydrat:

: Virker lige modsat insulin.

- kraftigt hyperglycæmisk i leveren ved at øge glykogenolyse og gluconeogenese. - Kan fordoble [Glukose]plasma på få minutter.

- Lipid: - Øger i mindre grad fedtcellernes lipase aktivitet, og frigør dermed frie fedt syre hvorved ketogenesen øges.

- Protein: - Øger omdannelsen af aminosyrer til glukose.

568. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF FORHOLDET MELLEM INSULIN OG GLUKAGON

HORMONE EL. SUBSTRAT VELFORSYNEDE

TILSTAND POSTABSORPTIV

(12 TIMER) FASTENDE (3 DAGE)

LANGVARIG FASTE (5 UGER)

Insulin µU / mL 40 15 8 6 Glukagon pg / mL 80 100 150 120



Insulin / Glukagon ratio

µU / pg 0,50 0,15 0,05 0,05

Glukose mM 6,10 4,80 3,80 3,60 Fedt syre mM 0,14 0,60 1,20 1,40 Acetoacetat mM 0,04 0,05 0,40 1,30 β-Hydroxybutyrat mM 0,03 0,10 1,40 6,00 Laktat mM 2,50 0,70 0,70 0,60 Pyruvat mM 0,25 0,06 0,04 0,03 Alanin mM 0,80 0,30 0,30 0,10 ATP mM 313,00 290,00 380,00 537,00

Insulin/glukagon-ratioen er i den velforsynede tilstand høj (op til 0,50), og organismen er derfor i en anabolisk tilstand, hvor (glukogen- og fedt-) depoterne opbygges. Ved (langvarig) faste er insulin/glukagon-ratioen lav (med et minimum på 0,05); katabolisk tilstand. Der ses øget lipolyse, proteolyse og glukoneogenese. Styringen af insulin-/glukagon-ratio afpasses i forhold til niveauet af energigivende metabolitter i blod-plasma.

569. REDEGØRE FOR KONSEKVENSERNE AF TILFØRSEL OG ELIMINATION AF GLUKOSE (OPTAGELSE I MAVETARMKANAL, PRODUKTION I ORGANISMEN (GLYKOGENOLYSE, GLUKONEOGENESE), OBLIGATORISK GLUKOSEOMSÆTNING (CNS; ERYTHROCYTTER); DEPONERING I VÆV; FORBRÆNDING; RENALE TAB)

570. REDEGØRE FOR METODER TIL VURDERING AF GLUKOSEOMSÆTNING (GLUKOSEBELASTNINGER, ORALE/INTRAVENØSE; KVANTITATIV MÅLING AF GLUKOSEOMSÆTNING V. KATHETERISATION OG ISOTOPMETODER)

571. REDEGØRE FOR ORGANISMENS REAKTION PÅ TILFØRSEL AF GLUKOSE OG FOR DENS REAKTION PÅ FALDENDE GLUKOSE Hypoglycæmi

: Ved et [Glukose]plasma fald til 3 mM sker der en frigørelse af en række hormoner. Primært øges glukagon sekretionen (hos diabetikere fungerer dette ikke godt pga. destruktion af de langerhanske øer), derefter adrenalin/noradrenalin sekretionen fra binyrerne. Til sidst kortisol og væksthormon.

Symptomer: bleghed, rysten på hænder, sved, hurtig puls (katekolaminfrigørelse), træthed, bevidsthedssvækkelse, kramper, neurologiske udfald. Behandling: Saft. Hvis bevidsthedssvækket af pårørende glukagon. Koncentreret sukkeropløsning. Årsag: Insulin overdosering, Insulinom, Alkohol (hæmmet glukoneogenese ved alkoholindtagelse. Ses især hos fastende samt børn). Hyperglycæmi

Glukose trænger rimeligt nemt ud i interstitialvæsken, og ved hjælp af en speciel glukose transport protein GLUT 2 i β-cellernes cellemembran holdes den intracellulære glukose koncentration identisk med den ekstracellulære. Inde i cellen virker glukosen som substrat for glukokinase hvis produkter virker som en slags ”second messenger” i insulinfrigørelsen. Disse lukker ATP afhængig K+-kanaler, hvorved β-cellen depolariseres, og lukker op for spændingsafhængige Ca2+ kanaler. Ca2+ aktiverer mikrotubuli der transporterer sekretoriske vesikler indeholdende insulin til cellemembranen hvor de secerneres ved exocytose.

: Insulinsekretionen reagerer inden for et minut på ændringer i [Glukose]plasma.





9.1.3. HORMONAL REGULERING AF KALCIUM- OG FOSFAT-STOFSKIFTET 572. REDEGØRE FOR ORGANISMENS KALCIUM- OG FOSFAT-DEPOTER OG DERES OMSÆTNING

LEGEMSINDHOLD TOTAL PR. KG LEGEMSVÆGT KNOGLEVÆV INTRACELLULÆRT EXTRACELLULÆRT

Ca2+ 1.300 g (≈ 32,4 mol) 463 mmol 99 % 1 % 0,10 % CalciumDepoter: Langt størstedelen (ca. 99 %) findes i knoglerne. Her findes calcium deponeret i to former:

:

- En hurtigt udskiftelig form, som udgør en meget lille del af knogle-calcium. Der kan hurtigt ske forskydninger mellem Ca2+ i hurtigt udskiftelig form og Ca2+ i extracellulærvæsken, hvilket har betydning for regulation af [Ca2+]plasma. Denne bevægelse af Ca2+ ind og ud af den hurtigt udskiftelig form andrager flere gram calcium (ca. 500 mmol) i døgnet.

- Den langsomt udskiftelig form udgør en ”stabil” calciumfraktion, som vanskeligt udveksles med extracellulærvæskens Ca2+-ioner. Denne del af knogle-calcium har betydning for knoglernes konstante remodellering. Samspillet mllem knogleresorption og –formation udspiller sig således inden for denne fraktion, hvor udveksling med extracellulært Ca2+ kun beløber sig til 0,3 g (7,5 mmol) pr. døgn. Knoglevævetes calcium udskiftes på denne måde hele livet igennem: hos børn ca. 100 % og hos voksne ca. 20 % om året.

Omsætning: Der er 3 organsystemer, der er vigtige for Ca2+-omsætningen: tarmkanalen, knoglerne og nyrerne.

Nettoabsorptionen fra tarmen vil normalt afbalancere udskillelsen gennem nyrerne, mens Ca2+-bevægelserne ud og ind af knoglevævet vil være af samme størrelsesorden (se s. 8-2 i ”documenta physiologica”).

Fosfat

: Fosfat-stofskiftet er tæt knyttede til Ca2+, men er nær så reguleret.

573. ANGIVE KONCENTRATIONER AF KALCIUM I FORSKELLIGE VÆV OG VÆSKEFASER jvf. 476. angive omtrentlig indhold (mmol/l) af natrium, … (s.159)



574. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF EN REGULERET , EKSTRACELLULÆR KALCIUM KONCENTRATION, HERUNDER PROTEINBINDING AF CA2+ I PLASMA, BETYDNING AF ÆNDRINGER; HYPOKALCÆMISK TETANI; BETYDNINGEN AF PH FOR PLASMA-CA2+ I plasma findes Calcium i:

- Diffusibel form (53 %): - Frit, ioniseret Ca2+ (47 %) - Kompleksbundet Ca2+ (6 %) – bundet til bla. citrat og bikarbonat

- Non-diffusibel form (47 %) – proteinbundet - Albumin (37 %) - Globulin (10 %)

Frit ioniseret Ca2+ (frie Ca2+-ioner) udgør den vigtigste pool, idet denne fraktion har stor betydning for mange fysiologiske processer, såsom

- Muskelkontraktion - Nervefunktion - Neuromuskulær transmission - Normal hjertefunktion - Blodets koagulation - Frigørelse af hormoner og neurotransmittere - Hormonernes virkningsmekanisme - Knogledannelse

Hypokalcæmisk tetani

: Ved nedsat [Ca2+]plasma (hypocalcæmi) øges irritabiliteten af nervefibre. I lettere tilfælde sænkes tærsklen for elektriske og mekaniske stimuli, mens der i sværer tilfælde opstår spontane impulser. I motoriske nervefibre kan sidstnævnte forhold medfører, at der opstår tetaniske muskelkontraktioner, selv om den nedsatte [Ca2+] hæmmer den neuromuskulære transmission (mængden af frigjort acetylkolin pr. impuls reduceres).

pH og [Ca2+]plasma

: Ved en stigning af pH, f.eks. ved hyperventilation, øges ionisering (dissocieringen) af plasmaets proteiner (som er Buffer Baser, og derfor bliver frigjort ved nedsat [H+] !), og de kan følgelig binde mere Ca2+. Den non-diffusible fraktion af Ca2+ stiger derfor, mens koncentrationen af frit, ioniseret Ca2+ falder, medførende muskelkramper. Behandling i det her tilfælde vil være genånding af ekspirationsluften (f.eks. ved opsamling i en pose, hvorved pH sænkes i blodet.

575. REDEGØRE FOR KNOGLEVÆVETS DYNAMIK: OSTEOBLASTER, OSTEOCYTTER OG OSTEOCLASTER; KNOGLERNES REMODELLERING; BETYDNING AF ALKALISK FOSFOTASE OG OSTEOCALCIN SOM MARKØRER FOR KNOGLEDANNELSE Knoglevæv er opbygget af celler indlejret i en grundsubstans (matrix), som dels består af organisk materiale (kollagent bindevæv, glykoproteiner, sure mucopolysakkarider) og dels uorganisk materiale, der udgøres af komplekse Ca2+-salte af fosfat, arrangeret i små stavformede krystaller, der er sammensat tilnærmelsesvist som hydroxyapatit (Ca10(PO4)6(OH)2). I dette krystalgitter kan Ca2+ og OH- dog erstattes med henholdsvis Mg2+ og F-. I knoglevævet skelner man mellem 3 hovedtype af celler:

- Osteoklaster-

; nedbryder knoglevæv (og derved frigør Ca2+) Osteoblaster

- ; opbygger knoglevævet (dannelse og mineralisering af organsisk matrix)

Osteocytter

; sen stadie af osteoblaster

Remodellering 194: jvf. 572. redegøre for organismens kalcium … (s. ) Osteocalcin

: er et ikke-kollagent protein, der produceres af osteoblasterne, og hvis produktion stimuleres af 1,25(OH)2D3. Det binder sig til hydroxyapatit og har muligvis betydning for calcifikationsprocessen. Noget af det nysecernerede osteocalcin når over i blodbanen, og koncentrationen af den i blodplasma kan derfor anvendes klinisk som udtryk for graden af knogledannelse. Osteocalcin forekommer kun i knoglevæv og er således specifikt for dette.

- VITAMIN D



576. REDEGØRE FOR STRUKTUR, FORSTADIER, BIOSYNTESE, REGULERING AF PRODUKTION, VIRKNINGSMEKANISME, HERUNDER DANNELSE AF CALBINDIN-D, VIRKNINGER PÅ KALCIUM-ABSORPTION, -REABSORPTION OG -MOBILISERING Biosyntese - D2: dannes ud fra Ultra Violette stråler i planter (tilføres derfor kun med føden)

: - D3: dannes ud fra Ultra Violette stråler el. tilføres med føden: fisk, lever, mælk.

Vitamin D har meget lidt biologisk aktivitet men skal hydroxyleres for at virke.

( )( )322

323

)(25,125,125)(

)(25,125,125)(7

DOHcalciferolholedihydroxycollecalciferhydroxychoDerolErgocalcifErgosterol

DOHcalciferolholedihydroxycollecalciferhydroxychoDferolcholecalcilesteroldehydrochonyreleverUV

nyreleverUV

− →− →→

− →− →→−

Vitamin D 25-hydroxylerers i leveren og 1-hydroxyleres i nyren. D2 og D3 har de samme biologiske effekter hos mennesket. Stimulatorer til 1-hydroxyleringen (den hastighedsbestemmende proces) i nyren er:

- parathyroideahormon (PTH stimuleres selv af lav [Ca2+]) - nedsat fosfat koncentration i plasma - prolaktin og østrogen

Virkninger

1) fremmer Ca2+ reabsorptionen fra tarmen (ved at stimulerer en Ca2+-aktiveret ATPase) : 1,25(OH)2D3 er den kraftigst virkende metabolit og har næsten al aktivitet.

2) mobiliserer Ca2+ fra knoglerne 3) fremmer Ca2+-reabsorption i nyrerne

(Bemærk rækkefølgen !) Desuden

phosphat reabsorptionen fra tarmen phosphatmobiliseringen fra knoglerne

Dvs. Vitamin D (1,25(OH)2D3) forøger plasmakoncentration af calcium og phosphat. Klinik:

- D-vitamin mangel gør at osteoblasterne producerer blødt osteoid med skøre knogler til følge – (rachitis/osteomalaci)

- Vitamin D forgiftning => hypercalcæmi med udfældning af Calcium i bløde væv. Muskelsvaghed, ledsmerter. - PARATHYREOIDEAHORMON (PTH)

577. REDEGØRE FOR SYNTESE, SEKRETION OG RELATION TIL CA2+ Dette enkeltkædet polypeptid (MW=9.000; 84 aminosyrer), dannes i hovedceller, glandulae parathyreoidea (total: 130 mg). Det er 4 kirtler (5x3 mm), 2 superiores (4. branchiebue) og 2 inferiores (3. branchibue). Pga. deres vandring i fosterstadiet kan de være beliggende hvor som helst fra hals til thorax, men almindeligvis i relation til gld. Thyroidea. Biosyntesen foregår ved posttranslatoriske spaltninger (såvel i kirtlen som i blodbanen):

præ-pro-PTH (115 aminosyrer) pro-PTH (90 aminos.) PTH (84 aminosyrer) En nedsat [Ca2+]plasma og/eller forøget [fosfat]plasma => stimulation af PTH dannelsen En forhøjet [Ca2+]plasma => hæmning af PTH dannelsen

578. REDEGØRE FOR VIRKNINGER PÅ KNOGLE, NYRE OG MAVE-TARMKANAL Virkninger på knogle:

øger osteoklastaktiviteten samt knogleomsætningen => mobilisering af Ca2+ fra knoglerne

Virkninger på nyre: fremmer Ca2+-reabsorption i nyrerne (via cAMP) hæmmer phosphat reabsorptionen i nyrerne => [fosfat]plasma falder



Virkning på Mave-tarm kanalen: indirekte via stimulation af 1-hydroxyleringen i nyren => øget dannelse af 1,25(OH)2D3

- CALCITONIN

579. REDEGØRE FOR CELLULÆR OPRINDELSE, STRUKTUR, BIOSYNTESE HERUNDER RELATION TIL CALCITONIN-GEN-RELATERET PEPTID; SYNTESE OG SEKRETION; RELATION TIL KONCENTRATIONEN AF KALCIUM I PLASMA; VIRKNINGER Calcitonin er et Polypeptid (MW=3.400; 32 aminosyrer), der produceres af parafollikulære celler (5. branchiebue; corpus ultimobranchiale) i gld. Thyroidea. Calcitonin sænker [Ca2+]plasma og [PO42-]plasma ved at

- hæmmer osteoklasterne (formentlige via cAMP), hvilket nedsætter knogleresorption - stimulerer osteoblaster => øger calcifikation

Calcitonin er udviklet fra neuralt ektodermalt væv. Dette ses også ved, at den primær transkription, der lægges til grund for dannelse af calcitonin i C-celler, syntetiserer en helt anden peptid i andre celler (CNS og thyreoidea): Calcitonin Gene Releated Peptide (CGRP). CGRP findes i plasma og er en potent vasodilatator og har en inotrop effekt på hjertet.

580. REDEGØRE FOR SAMSPILLET MELLEM PÅ DEN ENE SIDE PLASMA-KALCIUM OG –FOSFAT OG PÅ DEN ANDEN SIDE VITAMIN D, PTH OG CALCITONIN Sammenfattende kan det siges, at to hormoner (PTH og 1,25(OH)2D3) øger Ca2+-koncentrationen i plasma, mens ét hormon (calcitonin) nedsætter denne.

581. BESKRIVE KNOGLESYGDOMMENE: OSTEOPOROSE, OSTEOMALACI, ENGELSK SYGE (RACHITIS) OG DERES RELATION TIL DEN HORMONALE REGULERING AF CALCIUM- OG FOSFAT-STOFSKIFTET Osteoporose

225

(knogleskørhed) er en tilstand, hvor knoglevævets sammensætning er normal, men mængden af knoglevæv er reduceret med deraf følgende øget risiko for brud. Skelettetes styrke er alvorligt svækket, selv små ydre påvirkninger eller bare kroppens egen vægt kan forårsage brud. Osteoporosen rammer først og fremmest kvinder pga. det postmenopausale knogletab (jvf. 641. beskrive hormonelle forhold i hovedtræk (s. )).

Engelsk syge (rachitis)

: ved mangel på Vitamin D3 kan organismen ikke producere 1,25(OH)2D3, og det medfører reduceret Ca2+-absorption fra tarmen og lav [Ca2+]plasma. Når dette sker hos børn, reduceres aflejringer af calciumsalte i grundsubstansen i knoglevævet. Knoglevævets mekaniske styrke reduceres, og de knogler som bærer legemsvægten, deformeres, fordi de ikke er forkalkede. Dette medfører hjulbenethed, og at knoglerne lettere brækker. Engelsk syge er meget sjælden i skandinavien.

Osteomalaci

: hos voksne fører mangel på vitamin D3 til, at skelettet tappes for calcium, fordi sekretionen af PTH stiger på grund af den lave [Ca2+]plasma. En speciel form for osteomalaci forekommer hos patienter med nyresvigt. Da nyrerne er ødelagte, kan de ikke 1-hydroxylerer, selvom organismen har tilstrækkelige lagre af vitamin D3.

Ostitis deformans (Pagets knoglesygdom)

: der er en øget osteoklastaktivitet med udbredt knogleresorption og heraf følgende kompensatorisk nydannelse af dårligt organiseret nyt knoglevæv.

Ostitis fibrosa cystica generalisata (von Recklinghausens sygdom

: [Ca2+]plasma er forhøjet, og knoglerne bliver skøre som følge af afkalkning og erstatning med bindevæv.

Hyper-parathyreoidisme- hyperplasi eller tumor i en eller flere gll. Parathyroideae (Primær Hyperparathyreoidisme)

kan forkomme pga.

- langvarig hypocalcæmi => hyperplasi af gll. Parathyroidea (Sekundær Hyperparathyreoidisme) Symptomer:

Stigende [Ca2+]plasma (og en nedsat [PO42-]plasma) konfusion Nyresten pga. øget renal udskillelse af Ca2+; calciumsaltene aflejres i nyrevævet => nyrerne ødelægges Knoglesmerter pga. øget nedbrydning.



Muskelsvaghed. Hypoparathyreoidisme

- atrofi eller uheldig gl. thyreoideakirurgi, hvor mindst 3 gll. Parathyreoidea er fjernet : kan forkomme pga.

- autoimmun betændelse Symptomer:

nedsat [Ca2+]plasma => hypocalcæmisk tetani (jvf. 574. redegøre for betydningen af en … (s. 195)) nedsat 1,25(OH)2D3 (og en forøget [PO42-]plasma)

Behandling: den akutte behandling består i tilførsel af calcium, så muskelkramper i respirationsmuskler (=> respirationsstop) undgås. På længere sigt vil tilførsel af vitamin D3 (1,25(OH)2D3 ) normalisere [Ca2+]plasma.

9.1.4. HYPOTHALAMUS OG HYPOFYSE - HYPOTHALAMUS

582. REDEGØRE FOR RELATIONEN TIL HJERNEN Hypothalamus er en del af mellemhjernen (diencephalon). Hypothalamus indeholder centre, der er vigtige for bevarelsen af kroppens indre miljø (homeostase); centre for appetit-, temperatur-, vand/saltbalance- og stofskifte-regulering. Endvidere påvirker hypothalamus aktiviteten i det autonome nervesystem. Hypothalamaus modtager afferente fibre fra thalamus, det retikulære aktiverende system, amygdala, olfaktorius og hippocampus.

583. REDEGØRE FOR RELATIONEN TIL HYPOFYSEN: NEURALE FORBINDELSER; EMINENTIA MEDIANA; PORTAL CIRKULATION Hypofysen (glandula pituitaria; 12 x 8 mm, 0,5 g) er en endokrin kirtel, som ligger i sella turacica, os sphenoidale. Den består af en forreste del, adenohypofysen (pars tuberalis, -intermedia et -distalis), og en bageste del, neurohypofysen (pars nervosa og neuralstilken). Neurohypofysen er i virkeligheden strukturelt en del af hypothalamus, idet det dannes ved nedvækst af et divertikulum (infundibulum) fra gulvet i diencephalon. Fra infundibulum udvikles også hypofysestilken. Fra hypothalamus (tuber cinerum) afgår hypofysestilken, og adenohypofysen står derved i direkte karforbindelse med hypothalamus gennem vv. portales hypophysiales. Disse drænerer et primært kapillærnet i det område af hypofysetilhæftningen, der kaldes eminentia mediana. Her er kapillærerne i nær kontakt med nerveender tilhørende hypothalamiske neuroner, som danner og afgiver nogle hypofysiotrope hormoner (releasing og inhiberende faktorer), der regulere hypofyseforlappens hormonsekretion.

584. REDEGØRE I HOVEDTRÆK FOR STRUKTUR OG FUNKTION AF DE HYPOTHALAMISKE HYPOFYSIOTROPE HORMONER: CORTICOTROPIN-RELEASING HORMONE (CRH), THYREOTROPIN-RELEASING HORMONE (TRH), VÆKSTHORMON-RELEASING HORMON (GRH), VÆKSTHORMON-HÆMMENDE HORMON (GIH, SOMATOSTATIN), LUTEINISERENDE HORMON RELEASING HORMON (LHRH= GONADOTROPIN RELEASING HORMONE, GNRH), PROLAKTIN-INHIBERENDE HORMON (PIH) CRH (corticotropin-releasing hormone): Struktur

: 41 aminosyrer. Syntetiseres i nucleus paraventricularis. Secerneres rytmisk ca. 3 timer pr. puls

Funktion

: øger ACTH frigivelsen (via G-protein og cAMP) fra hypofysen samt β-endorphin og α-MSH. ser ud til ved smerte at stimulerer endogene opioder, der måske kan virke cancerfremkaldende ved at hæmme immunsystemet

Stimulation

: stress, aktivering af immunsystemet, hypoglycæmi, shock, kulde, frygt og smerte

Hæmning

: kortisol

TRH (thyrotropin-releasing hormon): Struktur: tripeptid (MW=362); syntetiseres flere steder i hjernen og fungerer også som neurotransmitter. TRH genet

koder for 6 kopier af prepro TRH, der spaltes til TRH ved proteolyse.



Funktion

: Øger TSH frigivelsen (via G-protein IP3, DIAG og Ca2+ kanaler) fra hypofysen. Har desuden en prolaktinstimulerende effekt.

Stimulation

: østrogen. Hypothyroidisme øger ikke TRH frigivelsen.

Hæmning

: sig selv (down regulering) samt T3. Selv ved manifest hyperthyreodisme kun 50 % hæmning.

GRH (væksthormon-releasing hormon): Struktur

: findes i 3 molekylære former; 37, 40 og 44 aminosyrer, hvor de to største former er lige potente og biologisk mest aktive.

Funktion

: stimulerer sekretionen af GH.

Regulation

: af såvel frigørende som hæmmende hormoner fra hypothalamus.

Somatostatin, (væksthormon-inhibiting hormon; GIH): Struktur

: tetradekapeptid (14 aminosyrer). Findes udbredt i CNS og er påvist i store del af mave-tarmkanalen.

Funktion

Virker via et inhibitorisk G-protein og hæmmer cAMP og Ca2+.

: Multipotent hormoninhibitor. Hæmmer sekretionen af GH og TSH fra hypofysen, samt GRHs frigivelse fra hypothalamus. Hæmmer endvidere insulin og glukagon fra pancreas og gastrin fra ventriklen.

GnRH (gonadotropin-releasing hormone; LHRH): Struktur

: dekapeptid (10 aminosyrer), der er modificerede i såvel den N- som den C-terminale ende, hvor der findes henholdsvis en pyroglutamyl- og en lysinamid-rest.

Funktion

: stimulerer både LH- og FSH-frigørelsen, idet effekten dog er størst på LH-sekretionen (LHRH).

PIH (prolaktin-inhibiting hormone): Struktur

: Flere forskellige. Dopamin er den vigtigste.

Funktion

: Hæmmer sekretion af prolaktin. Har en tonisk virkning på hypofysen.

Stimulation

: overskæring af hypofysestilken øger prolaktin sekretion.

- HYPOFYSENS HORMONER: FORLAPPEN 585. REDEGØRE I HOVEDTRÆK FOR STRUKTUR, SEKRETION OG VIRKNINGER AF THYREOIDEA-STIMULERENDE HORMON

(THYREOTROPIN, TSH), ADRENOCORTIKOTROPT HORMON (CORTICOTROPIN, ACTH), LUTEINISERENDE HORMON (LH), FOLLIKEL-STIMULERENDE HORMON (FSH), PROLAKTIN OG VÆKSTHORMON Thyreotropin; TSH: 205 jvf. 603. redegøre for regulering af thyreoideahormonsekretion … (s. ) Corticotropin; ACTH: Struktur

: Enkeltstrenget peptid (MW = 4.500; 39 aminosyrer), dannes ud fra pro-opiomelanocortin (POMC) sammen med β-LPH; (har ingen kendt funktion. Omdannes til β-endophorin). De første 24 Aminosyrer besidder biologiske aktivitet.

Sekretion:

Har døgnsvingninger med en top et par timer før personen vågner. Pulsatorisk: ca. hver 20. minut. T½ = 15 min. Findes ubundet i plasma. (Svingningerne forsvinder ved bevidstløshed, blindhed, konstant mørke eller lys ??)

Funktion- Virker stimulerende på de steroidproducerende områder i binyrebarken (især glukokortikoider).

:

- Indeholder MSH sekvenser (pga. af POMC) hvorfor det også øger pigmentering.



- Hæmmer CRH frigivelse (short loop negativt feedback) - Testes klinisk ved indgift af en kortisolsyntese-hæmmer, hvor et normalt individ responderer med en stigning i

ACTH.

Stimulation

: CRH, ADH, AII og ”stress”.

Hæmning

: kortisol, der blokerer bl.a. CRH´s virkning.

Luteiniserende hormon; LH: Struktur

: Glykoprotein (MW = 28.000). Består af en α-unit identisk med FSH, TSH og hCG samt en unik β-unit. Bindes til membranreceptor der via G-protein benytter cAMP.

Sekretion

: Secerneres pulsatorisk: 1 time. T½ = 1 time. Cirkulerer frit i plasma hvorfor det udskilles renalt (udnyttes ved graviditetstest).

Funktion- kvinden: stimulerer thecacellerne i ovariet, follikelmodning, , ovulation, dannelse af corpus luteum,

østrogen- og progesteronsekretion

: LH regulerer udvikling, vækst, pubertet og reproduktion.

- manden: stimulerer Leydigske celler i testes (testosteron producerende).

Stimulation

: GnRH; LH sekretionen kan reguleres uafhængigt af FSH sekretionen på ukendt vis, trods fælles GnRH.

Hæmning

: Østrogen og androgen. Akut progesteron stimulerer LH, men kronisk progesteronindgift hæmmer LH (udnyttes af p-piller).

Follikel-stimulerende hormon; FSH: Struktur

: Glycoprotein (MW=33.000). Består af en α-unit identisk med LH, TSH og hCG samt en unik β-unit. Bindes til membranreceptor der via G-protein bruger cAMP.

Sekretion

: FSH sekretionen kan reguleres uafhængigt af LH sekretionen på ukendt vis trods fælles GnRH. Varierer med menstruationscyklus, men derudover er der pulsatorisk frigivelse: ca. 1 gang i timen. T½ = 3 timer. Cirkulerer frit i plasma hvorfor det udskilles renalt (udnyttes ved graviditetstest).

Funktion- kvinden: vækst af follikler, inducerer sammen med LH ovulation

: FSH regulerer udvikling, vækst, pubertet og reproduktion

- manden: Stimulerer sædproducerende epithel i testis

Stimulation

: GnRH og activin.

Hæmning

: Østrogen, follistatin og androgener hæmmer gnRHs virkning på FSH. FSH sekretion hæmmes af inhibin der produceres i sertoliecellerne i testis samt granulosacellerne i ovarierne.

Prolaktin: Struktur

: Enkeltkædet protein (MW = 23.000)

Sekretion

: Secerneres hovedsageligt om natten hos ikke-lakterende.

Funktion

: Deltager i brystudviklingen i puberteten, og væksten under graviditeten. Er ansvarlig for mælkedannelsen. Hæmmer GnRH.

Stimulation

: ved amning, bryststimulation og mekanisk stimulation af cervix uteri. TRH virker som releasing faktor.

Hæmning

: fysisk og emotionel stress.

Væksthormon: 201 jvf. 589. redegøre i hovedtræk for væksthormonets struktur og biosyntese … (s. )



- HYPOFYSENS HORMONER: MELLEMLAPPEN 586. REDEGØRE FOR MELANOTROPINERS RELATION TIL CELLETYPER

Melanocytstimulerende hormon (melanotropin, MSH) er et polypeptid, der forekommer i 3 former: α-MSH, β-MSH og γ-MSH. β-MSH og γ-MSH er til dato ikke påvist i hypofysen hos mennesket. α-MSH dannes i pars intermedia, adenohypofyse i føtallivet hos mennesket, mens der i voksenalder kun er påvist et forstadium med ringe melanocytstimulerende effekt i hypofysen og ingen eller kun minimale mængder af α-MSH i cirkulerende blod.

587. REDEGØRE FOR SYNTESE AF PROPIOMELANOCORTICOTROPIN OG DETS DIFFERENTIELLE PROCESSERING I FORLAP OG MELLEMLAP Corticotrope celler syntetiserer glykoprotein pro-opiomelanocortin (POMC). Pars distalis, adenohypofyse

: POMC kløves posttranslatorisk i de corticotrope celler til ACTH og såkaldt beta-lipoprotein (β-LPH), der også er et polypeptid. β-LPH har ingen kendt funktion.

Pars intermedia, adenohypofyse

: MSH bliver ligesom ACTH også deriveret fra forstadiet POMC, der blot undergår andre posttranslationelle kløvninger i cellerne i mellemlappen.

588. REDEGØRE FOR BETYDNING AF MELANOTROPINER FOR PIGMENTERING Tilførsel af MSH til mennesker har en stimulerende effekt på melanocytternes melanindannelse, idet der allerede inden for et døgn ses øget pigmentering. De meget små mængder af cirkulerende α-MSH menes dog ikke at have fysiologisk betydning. Imidlertid produceres MSH af melanocytterne selv, og selv om MSH ikke har nogen funktion som cirkulerende hormon, er det tænkeligt, at det stimulerer melanocytterne ved parakrin eller autokrin virkning. ACTH har en del af sin aminosyresekvens fælles med MSH (jvf. 587. redegøre for syntese af propiomelanocorticotropin… (s. 201)), og derfor en betydelig melanocytstimulerende aktivitet!

589. REDEGØRE I HOVEDTRÆK FOR VÆKSTHORMONETS STRUKTUR OG BIOSYNTESE; SEKRETION, HYPOTHALAMISK REGULERING (GRH OG SOMATOSTATIN), FOREKOMST I CIRKULATIONEN; VIRKNINGER SAMT VIRKNINGSMEKANISME Struktur/Biosyntese

: enkeltstrenget polypeptid (MW = 22.000; 191 aminosyrer). Har strukturelt homologi med og overlappende virkninger med prolaktin.

Sekretion

: secerneres pulsativt med ca. 2 timers intervaller oven i en basal sekretion.

Regulation- Stimulation:

:

- GRH fra hypothalamus - Mangel på energikilder; hypoglycæmi, faste, muskelarbejde - Fysisk og psykisk stress; operation - Aminosyrer; f.eks. arginin - TSH, basal kortisol, prostaglandiner, α-adrenerg stimulation, glukagon

- Hæmning: - somatostatin (GIH) fra hypothalamus - frie fedtsyre (fedme), hyperglycæmi - adrenerge og dopaminerge antagonister; β-stimulation - GH, somatomediner, graviditet og høje kortisolniveauer (store mængder glukokorticoider til børn

⇒ vækstretardering)

Virkningsmekanisme:

: Binder til en membranreceptor. virker formodentlig ikke via kendte second-messenger systemer. Benytter insulin-lignende vækstfaktor-I (IGF-I) også kaldet somatomediner.

- Anabolisk: fremmer aminosyreoptagelsen, DNA-transkriptionen og mRNA-translation i cellerne => øget proteinsyntese

Virkninger:

- Øger knoglevækst ved en effekt på epifyseskiverne (chondrogenesen og ossifikationen)



- Giver hypertrofi og hyperplasi af indre organer. - Diabetogen (anti-insulin) effekt: nedsætter glukoseoptagelsen og vævets insulinfølsomhed, og øger

glykogenolyse => øget [glukose]plasma - Ketogen effekt: nedsætter proteinkatabolismen og øger lipolyse (især ved lave insulinkoncentrationer hvor

sukker ikke kan komme ind i cellerne) => ketonstoffer i leveren - Er nødvendig for normal β-celle funktion i pankreas og insulindannelse - Fremmer Renin-Angiotensin-Systemet og dermed øger ekstracellulærvæsken - Øger calciumabsorptionen og mindsker natrium-, kalium- og fosfatudskillelsen i nyrerne

590. REDEGØRE FOR VÆKSTHORMONRECEPTOREN, BETYDNINGEN AF SOMATOMEDINERNE, IGF-1 OG REGULERING AF

VÆKST: ERNÆRINGENS BETYDNING, VÆKSTPERIODER, HORMONALE EFFEKTER (THYREOIDEA-HORMON, VÆKSTHORMON, KØNSHORMONER, INSULIN) Somatomediner

identisk med Insulinlike Growth Factors (IGF) :

ligner proinsulin Dannes i leveren efter GH stimulation. Medierer på en eller anden måde GH responset Hæmmes af faste, insulinmangel og østrogener

Væksthormon har især betydning for knoglevæksten i de tidlige leveår. Dette sker ved et samspil med thyreoidea-hormoner. Omkring puberteten er væksten mindre afhængig af væksthormon og stimuleres hovedsagligt af kønshormonerne, der initialt stimulerer væksten, men efter nogen tid bevirker lukning af epifyseskiver og dermed vækststandsning.

591. BESKRIVE DVÆRGVÆKST, HYPOFYSÆR KÆMPEVÆKST, AKROMEGALI Overproduktion af væksthormon i barnealderen fører til kæmpevækst, mens overproduktion i voksenalderen, når epifyseskiverne er lukkede, og længdevækst derfor ikke længere mulig, fører til akromegali

. Akromegali skyldes hyppigst et adenom (godartet svulst) udgået fra væksthormon-producerende celler i adenohypofysen.

Før puberteten Klinisk tegn på øget væksthormon produktion:

- Meget høje individer med lange arme

Efter puberteten - Kraftig, ofte deform knoglevækst => Brede fingre, tæer, hænder og fødder - Forstørret kranium m/stor næse, underkæbe og tunge - Vækst af indre organer - Diabetes Mellitus

Patienter dør oftest af hjertekar sygdom eller infektioner. Underproduktion af væksthormon medfører nedsat længdevækst, dværgvækst

. Dette ses også ved nedsat aktivitet af cirkulerende somatomedin (receptordefekter) eller mangelende vævsfølsomhed.

”Hypofysære dværge

207

” (hvor lidelsen skyldes væksthormon defekter) er kendetegnet ved, at deres legemsproportioner svarer til den kronologiske alder indtil puberteten, mens de som voksne er præget af ungdommelige træk, da de ikke modnes kønsmæssigt. Deres intellekt er veludviklet, hvilket står i modsætning til forholdene hos ”hypothyreoidea dværge”, som er svært mentalt retarderede og i øvrigt præget af barnlige legemsproportioner (jvf. 607. redegøre i hovedtræk for gld. Thyreoideas klinik … (s. )).

592. BESKRIVE EFFEKTERNE AF MISBRUG AF VÆKSTHORMON

Væksthormons anabole virkning har medført, at dette hormon har været anvendt af idrætsfolk for at øge muskelmassen. Væksthormon regnes derfor blandt dopingsmidlerne, og brug i denne sammenhæng er forbudt. En sådan anvendelse kan også have uheldige virkninger på organismen, f.eks. udvikling af diabetes mellitus – type II, ved langvarig misbrug.



593. REDEGØRE I HOVEDTRÆK FOR GONADOTROPINER (FSH, LH) OG PROLACTINS STRUKTUR, RECEPTORER OG VIRKNINGER (FOLLIKELUDVIKLING, LUTEINISERING, VIRKNING PÅ SERTOLI OG LEYDIG CELLER, SPERMATOGENESE; VIRKNING PÅ OVARIECYKLUS OG MÆLKESEKRETION)

594. BESKRIVE SEKRETION AF PROLAKTIN VED STRESS, GRAVIDITET, DIEGIVNING Ud over de fysiologiske stimuli (svangerskab og amning) øger stresspåvirkning, muskelarbejde og forskellige neurofarmaka (dopaminantagonister) prolaktins sekretion, mens den hæmmes af Dopaminagonister (f.eks. bromokriptin), der virker ligesom organismens eget PRL-IH

595. BESKRIVE FØLGER AF HYPERPROLACTINÆMI OG RELATIONEN TIL IMPOTENS OG AMENORRÉ Hypofysesvulsterne, som udgør ca. 20 % af alle intrakranielle svulster, er næsten altid godartede. Da de er vanskeligt tilgængelige, er de ikke lette at fjerne kirurgisk. Efterhånden som de vokser kan de trykke på synsnerven, som ligger nær hypofysen. Det kan medføre synsforstyrrelser. Prolaktinproducerende hypofysesvulster (prolactinomer) fører hos kvinder til en unormal mælkeproduktion (galactorrhoe) og ophør af menstruationsblødningerne (amenorrhoe). Hos begge køn ses en undertrykkelse af gonadefunktionen; impotens og nedsat seksuallyst. - HYPOFYSENS HORMONER: BAGLAPPEN

596. REDEGØRE FOR VASOPRESSIN OG OXYTOCINS RELATION TIL CELLETYPER Disse hormoner, som udgøres af vasopressin (det antidiuretiske hormon, ADH) og oxytocin, er nonapeptider (9 amoinosyrer) bestående af en seksleddet ring samt en ”hale” på 3 aminosyrer. De to hormoner adskiller sig kun fra hinanden i 3- og 8-stillingen. Hormonerne dannes i neuroner beliggende i hypothalamuskernerne nucleus supraopticus (ADH) og nucleus paraventricularis (Oxytocin). Disse neuroners axoner passerer gennem hypofysestilken (tractus hypothalamo-hypophysialis) ned i baglappen, hvor nerveterminalerne findes. De to hormoner transporteres ved anterograd axoplasmatisk transport fra perikarya i de to hypothalamiske kerner til pars nervosa, hvor de oplagres (Herring-legemer), indtil de secerneres ved exocytose til blodbanen. ADH dannes som et længere polypeptid-forstadium, hvori også sekvensen af neurofysin indgår. Neurofysin har ingen kendt hormonvirkning. Oxytocin dannes ligesom ADH også fra et forstadium, og frigiver også et neurofysin-molekyle. Det er forskelligt fra ”ADH-neurofysin”.

597. REDEGØRE FOR BIOSYNTESE, NEURONAL TRANSPORT OG SEKRETION jvf. 596. redegøre for vasopressin og oxytocins relation til celletyper (s. 203).

598. REDEGØRE FOR VIRKNINGER AF VASOPRESSIN; VASOPRESSIN-RECEPTORER PÅ GLAT MUSKULATUR OG NYRETUBULI; STYRING AF SEKRETION; OSMOTISK STIMULATION, BETYDNINGEN AF PLASMAVOLUMEN OG BLODTRYK ADH har betydning for organismens væskebalance, idet hormonet øger tilbageresorptionen af vand i nyrernes samlerør, hvorved urinproduktionen nedsættes (antidiurese). Ved forøget osmolaritet i plasma stimuleres osmoreceptorer i hypothalamus, hvilket udløser en frigørelse af ADH fra neurohypofysen. Endvidere påvirkes ADH-sekretion formentlig ved stimulation af volumenreceptorer i de centrale vener, idet en øget centralt blodvolumen med forhøjet CVP (centralt venetryk) synes at hæmme afgiften af ADH. Ud over effekten på nyrerne virker ADH også karkontraherende og øger derved blodtrykket – ”vasopressor”-effekt. Det anføres ofte, at den sidstnævnte effekt kun ses ved ADH-koncentrationer, som optræder ved ekstreme situationer. Nyere undersøgelser tyder dog på, at også fysiologiske koncentrationer af hormonet kan have denne virkning – i hvert fald på hudkar.

599. REDEGØRE FOR RELATIONEN MELLEM HYPERSEKRETION OG DIABETES INSIPIDUS Store variationer i urinens osmolaritet skyldes normalt forudgående ændringer i [ADH]plasma. Diabetes insipidus er en sygdom karakteriseret ved mangelfuld koncentreringsevne i nyrerne, således at kraftig vanddiurese (fortyndet urin) produceres trods forhøjet osmolaritet i plasma. Urinvolumen kan overstige 20 liter pr. døgn. Årsagen til diabetes



insipidus er mangelende virkning af ADH. Dette kan blandt andet skyldes, at ADH ikke produceres i hypothalamus, eller at frigørelsen fra hypofysens baglap er defekt. Diabetes insipidus behandles enten med injektion af ADH eller med en ADH-analog, der kan gives i tabletform eller intranasalt ved brug af næsespray eller pipette. Ved hypersekretionen af ADH kan døgndiuresen falde til ca. 0,5 liter og urinosmolariteten stiger til ca. 1400 mosmol/l (kraftig antidiurese), hvilket også vil være gældende for osmolariteten i nyrepapillens spids.

600. REDEGØRE FOR OXYTOCINS VIRKNING PÅ MÆLKE-EJEKTION OG UTERIN-MUSKULATUR Oxytocin fremkalder kontraktioner i den gravide, uterus, specielt omkring fødselstidspunkt (ve-aktiviteten), hvor de glatte muskelceller i uterus indeholder et stærkt forøget antal oxytocin-receptorer som følge af østrogenpåvirkning og derfor er stærkt følsomme for oxytocin. Endvidere formidler oxytocin den såkaldte mælkenedløbsrefleks som reaktion på sensorisk stimulation af papilla mammae. Hormonet fremkalder i mamma kontraktion af de myo-epitheliale celler omkring kirtelalveolerne og udførselsgangene.

9.1.5. GLD. THYREOIDEA OG JOD-STOFSKIFTET Gld. thyroidea (vægt: 20–25 g, 2x4x6 cm) er udviklet fra 1. branchiebues epithel. Placeret på forsiden af trachea, hvor den danner lobus dxt. et snst. (forbundet ved isthmus), som igen er delt op i irregulære lobuli. Parenkymet består af follikler, der er irregulært kugleformede (diameter 50 µm – 1 mm). Folliklernes højde ændrer sig i takt med deres sekretoriske aktivitet. Høje follikelceller ses ved høj sekretorisk aktivitet og lavt follikelepithel ses ved lav sekretorisk aktivitet. Endvidere ses spredte celler der ligger parafollikulært uden direkte kontakt til lumen. Dette er C-celler udviklet fra APUD celler . disse producerer Calcitonin og deltager i regulationen af Ca2+.

601. REDEGØRE FOR SYNTESEN AF THYROXIN OG TRIJODTHYRONIN, REVERS T3; BETYDNING AF THYROGLOBULIN jvf. 602. redegøre for jod-stofskiftet, jodkoncentreringsmekanismen … (s. 204)

602. REDEGØRE FOR JOD-STOFSKIFTET, JODKONCENTRERINGSMEKANISMEN, PEROXIDASEREAKTIONEN, ENDOCYTOSE AF KOLLOID, DEJODERING (DEIODINASEN) Den daglige jodoptagelse fra føden varierer betydeligt i verden afhængig af jodindhold i jordbund og drikkevand, samt den kulturelt betingede kostsammensætning. Danmark, som er et relativt jodfattigt område, udgør den gennemsnitlige jodoptagelse fra kosten ca. 80 µg pr. dag. Under stady-state betingelser udskilles samme mænde med urinen og fæces hver dag.

HII

vævHI

IthyroideaI

I

ECVI

%5,2%5,12

)(%15

%5)(%20

%80

)(%100 (I = jodid =>urin , HI = hormon jodid=>fæces)

Bemærk, at 20% af den daglig indtagelse af jodid optages af Gld. Thyroidea og 15% bruges til hormonsyntese. Thyroideacellerne optager jodid fra blodbanen mod en koncentrations- og en elektrokemisk-gradient (thyroideacellerne har et membranpotential på –50 mV (indsiden negativ)). Den såkaldte ”iodfælde” kræver energi i form af sekundær aktiv transport, formodentlig er der tale om en energikrævende Na+/I-cotransporter. Den Hæmmes af visse anioner (ClO4-, SCN-, NO3-). Denne transportmekanisme findes også i andre væv men kun thyrocytter kan binde iod til tyrosinmolekyler. Iodakkumulering i thyrocytterne er det første og hastighedsbestemmende step i thyroideahormonsyntesen. I- transporteres igennem thyrocytten og derefter igennem den apikale membran ud i lumen, hvor I- oxideres til I2 af en thyreoideaperoxidase med H2O2 som elektronacceptor. Efter oxidationen bindes jodid i løbet af få sekunder til 3-stillingen i en tyrosinrest på thyreosinglobulinmolekyler.



Thyroglobulin

: Tyrosin i follikellumen findes ikke som frie aminosyrer men indbygget i et protein thyroglobulin (MW =670.000). Thyroglobulin produceres i thyrocytternes ru ER. Bliver heftigt glykosyleret og transporteres via Golgi i subapikale granula til den luminale cellemembran, hvor det secerneres. 50 % af thyrocytternes proteinsyntese udgøres af thyroglobulin. Thyroglobulin er rigt på tyrosin aminosyrer.

Iodering af Tyrosin (thyreoideaperoxidase) leder til forstadierne monoiodotyrosin (MIT) og diiodotyrosin (DIT). DIT reagerer med en anden DIT eller MIT (oxidativ kondensering) førende til syntese af throglobulinbundet T4 resp. T3:

DIT + DIT => L-3, 5, 3´, 5´-tetraiodothyronin: L-Thyroxin el. T4 (90 %) MIT + DIT => L-3, 5, 3´-triiodothyronin: T3 (10 %) MIT + DIT => L-3, 3´,5´-triiodothyronin: reverse T3 (< 1 %; metabolisk inaktiv)

Denne sammenkobling foregår normalt mellem tætsiddende jodtyrosylradikaler på overfladen af thyreoglobulinmolekylet. De færdige hormoner oplagres således peptidbundet til thyreoglobulinmolekylet i folliklernes kolloid. Ved frigørelse af T4 og T3 fra folliklen til blodbanen optages noget kolloid (pinocytose; kolloid-dråber), som smelter sammen med lysosomer i cellen (fagolysosom). Proteolytiske enzymer bryder peptidbinding mellem de færdige hormoner og thyreoglobulinmolekylet, hvorefter T4 eller T3 secerneres til blodbanen. DIT og MIT , som også frigøres ved ovennævnte hydrolyse, undergår dejodering (enzym: deiodinase), så I- kan blive frigjort og genbrugt.

603. REDEGØRE FOR REGULERING AF THYREOIDEAHORMONSEKRETION, TSH, STRUKTUR, AKTIVITET, EFFEKTER PÅ THYROIDEA, FEEDBACK-REGULERING Hypofysehormon TSH er den vigtigste stimulator af thyrocytterne, uden effekt på C-cellerne. Thyreoideahormoner udøver en negativ feedback-virkning på TSH, hvis normale sekretion formentlig hovedsagligt reguleres ad denne vej. Thyreoideahormoner udøver også en negativ feedback-virkning på TRH-sekretionen fra hypothalamus, men denne virkning spiller næppe nogen større rolle under normale omstændigheder. Thyreotropin; TSH: Struktur

: Glykoprotein består af 4 subunits; 2 α-kæder og 2 β-kæder. Produceres i pars distalis, adenohypofyse. β-kæder er ansvarlig for den biologiske aktivitet. α-kæderne er identiske med LH, FSH, hCG. Biologisk T½ = 1 time.

Sekretion

: Kommer i pulsbølger ca. 6 pr. dag. Højst aktivitet ved midnat, men ikke relateret til søvn/vågen cyklus.

Funktion♦ ”Minut” effekt af TSH:

: Virker på thyroidea epithelcellernes overflade formodentlig via et Gs-protein og cAMP, IP3 og Ca2+.

- ↑ jodoptagelsen fra blodbanen (via cAMP); endocytose af kolloid; proteolyse af thyreoglobulin; frigørelsen af T4 eller T3 til blodbanen.

- ↑ glukose oxidation => NAPH => oxidation af I- til I2

♦ ”Timer til dage” effekt af TSH: - (↑DNA, RNA, protein => ↑cellestørrelse; ↑celleantal; follikeldannelse) - Kronisk høje TSH levels giver vækst af gl. thyroidea (struma). Bedste indikator for thyroideafunktion

(screening).

Stimulation- TRH (Thyroiotropin Releasing Hormone)

:

- fald i thyreoideahormoner => stigning i [TSH]

Hæmning

: Forøgelse i den frie [T3] udøver den endelig effekt ved at hæmme TSH frigørelsen. T4 har ingen effekt.



604. REDEGØRE FOR TRANSPORTEN I PLASMA, HERUNDER PROTEINBUNDET JOD VERSUS FRIT THYREOIDEAHORMON (MÅLING), BETYDNINGEN AF ALBUMIN, PREALBUMIN OG TBG (THYROXIN-BINDENDE GLOBULIN), ÆNDRINGER I BINDING I blodbanen cirkulerer T4 og T3 dels som frie hormoner (T4=0,03%, T3= 0,3%) dels bundet til tre bærerproteiner. Albumin, præalbumin (TBPA) og det specifikke thyroxinbindende globulin (TBG). 3% er dog også bundet til lipoproteiner. TBG (MW=63.000) syntetiseres i leveren. Et molekyle TBG kan binde et molekyle T4. 70 – 80 % af T4 og T3 er bundet til TBG. Albumin og TBPA har lavere affinitet, men højere kapacitet forv T4 og T3. Betydning af TBG (albumin, TBPA):

- udgør et cirkulerende reservoir af T4 med bufferegenskaber, der modvirker akutte ændringer i glandula thyreoidea´s funktion (1 uge efter fjernesle af gld. Thyreoidea => [T4] kun faldet med 50%)

- binding af thyreoideahormoner formindsker tabet af jod gennem urinen

( )

( ) [ ][ ] [ ]

( ) [ ][ ] [ ]

( ) [ ] [ ] [ ]TBGKTBGTT

TBGKTBGTT

TbunTfri

TTBGTBGT

K

TBGTTBGT

ligevægt

ligevægt

ligevægt

⋅⋅∗=

⋅=

∗=

⋅∗

=

⋅↔+

14

1det

3

2

1

44

4

4

4

4

4

4

44

- midlertidig fald i fri T4 => venstreforskydning af ligevægten (forminds. af bundet T4 (3)) - midlertidig stigning i T4 => højreforskydning af ligevægten (forøgels. af bundet T4 (3)) - permenant fald i … (mætningskinetik) - fald i [TBG] => [T4] forøget (3)

605. REDEGØRE FOR METABOLISME AF THYREOIDEAHORMON, HALVERINGSTID, DEIODINASER

T3 (udgør kun 10% af sekretion!) er det aktive hormon; ca. 5 gange så aktivt som T4. Ved iodmangel produceres der dog relativt mere T3. I det perifere væv (især lever og til en vis grad nyre) omsættes T4 til T3. Bindingsprocenten for T3 er lidt mindre end bindingsprocenten for T4, hvorfor halveringstid er kortere for T3 end for T4, hvis halveringstid er så lang som 6-7 dage. Den lavere grad af proteinbinding for T3 bevirker endvidere, at T3 er hurtigere virkende end T4. Ved nedbrydning af T4 og T3 sker der først en frasplaltning af jodatomer (dejodering), senere deamineres molekylet, og endelig sker der en decarboxylering. I leveren kobles en mindre del af T4 til T3 til sulfat eller glukuronsyre, og disse konjugater udskilles med galden til tarmen. Her sker en hydrolyse, og størstedelen af hormonerne reabsorberes til blodbanen og føres tilbage til leveren (enterohepatisk kredsløb). Kun en ringe del udskilles med fæces.

606. REDEGØRE FOR EFFEKTEN AF THYREOIDEAHORMONER, VIRKNINGSMEKANISMEN, DEN KALORIGENE VIRKNING, VIRKNINGER PÅ NERVESYSTEMET, VIRKNINGER PÅ HJERTE- OG KREDSLØB, SKELETMUSKULATUR, KATEKOLAMINER, KULHYDRAT-, PROTEIN OG KOLESTEROL-METABOLISME OG PÅ VÆKST OG UDVIKLING T3 binder til et kerneprotein og danner et kompleks der binder sig til et regulatorisk element på DNA og påvirker transkriptionen. Desuden virker T3 også på receptorer i cellemembran, ribosomer og mitochondrier og påvirker således også translationen. Thyroideahormoners generelle virkninger:

Øger stofskiftet (sukker-, fedt- og proteinmetabolismen øges) Øger iltoptagelse Øger varme produktionen



Nervesystemet

: I fosterstadiet er hjernens udvikling afhængigt af TH (Thyroidea Hormoner). Fosteret begynder at producere TH i 11-12 uge. Maternelt TSH passerer dårligt over placenta; hyposekretion medfører intellektuel retardering (kretinere). Det autonome nervesystem katekolaminrespons forstærkes af TH.

Hypofysen

: T3 feedback hæmmer TSH og til dels TRH.

Kredsløbet

: TH sensitiviteten af β-receptorer. Øger systoliske tryk og nedsætter diastolisk tryk. Øger arrytmitendensen. Ved myxødem ses ofte hjertesvigt.

Tarm

: TH øger tarmmotiliteten. Ved myxødem ses reflux pga. afslappet sfinkter.

Nyre

: TH øger RBF og GFR.

Kønsorganer

: TH er nødvendig for menstruationscyklus, spermieproduktion, og graviditet.

Knogler

: TH er nødvendig for ossifikation og hårdannelse.

607. REDEGØRE I HOVEDTRÆK FOR GLD. THYREOIDEAS KLINIK: UNDERSØGELSEMETODER BASERET PÅ FYSIOLOGISKE PRINCIPPER, HYPER- OG HYPOTHYREOIDISME, MYXØDEM, KRETINISME, STRUMA, JODMANGEL, ANTITHYREOID BEHANDLING; (MIS)BRUG AF THYREOIDHORMON I BEHANDLING AF OVERVÆGT Kretinere

Symptomer: langvarig fysiologisk ikterus. Nedsat vækst, obstipation, stor øjenafstand, bred næse, tør hud, sparsom behåring, stor tunge, forsinket tandudvikling, stor mave, bevarer en babys kropsrelationer. Hvis behandling ikke iværksættes straks efter fødslen kommer der mental retardering.

: 1 af 5000 nyfødte har hypothyroidisme. Der testes ved at måle TSH på nyfødte.

Struma

Endemisk struma: ses i områder med lavt iodindhold i omgivelserne og dermed i kosten (Schweitz). I Danmark tilsætter man iod til saltet.

: Struma er en tilstand med en abnormal stor gl. Thyroidea.

Sporadisk struma: delvist ukendt men mutationer i thyreoglobulin samt synteseenzymer ses. Virus og muligvis stress kan give struma.

Autoimmun struma: hvor der dannes antistoffer mod TSH receptoren, hvilket aktiverer denne medførende ukontrolleret vækst af thyroidea.

Hamburger thyroiditis: billige burgere hvor man havde supplerert med store mængder hakket okseskjoldbruskkirtler.

cancer Hyperthyreose/Thyreotoxicose

vægttab :

tachykardi sveden rastløshed muskeltab emotionel labilitet struma tryksymptomer fra trachea arrytmier exophthalamus (forøgelse af bindevævets grundsubstans i det retrobulbære bindevæv)

Antithyroide behandling

Methimazol, Carbimazol: Hæmmere af thyroideaperoxidasen :

Iod: kan i større mængder initialt hæmme thyroideafunktionen kortvarigt. I131: bruges oftest hos ældre til at ødelægge thyroidea væv kontrolleret. Operation kan komme på tale.



Gld. Thyreoideas funktionstilstand kan bedømmes ved at undersøge dens evne til at optage radioaktivt jod (eller technetium). Mens en hyperaktiv gld. Thyreoidea vil optage store mængder radioaktivt stof meget hurtigt, vil en hypoaktiv kirtel optage langt mindre mængder af det radioaktive stof. Funktionstilstanden i hypothalamus-hypofysethyreoidea kan endvidere undersøges ved stimulationsprøver, hvor enten TSH eller TRH injiceres (TSH- eller TRH-stimulationstest).

9.1.6. BINYRERNE - BARKEN

608. REDEGØRE FOR STRUKTUR I RELATION TIL PRODUKTION AF DE FORSKELLIGE STEROIDHORMONER Binyrerne, glandulae suprarenales (1 x 3 x 5 cm), er parrede retroperitoneale organer placeret lige over nyrerne. De vejer ca. 6 – 10 g tilsammen og består af to forskellige endokrine systemer. En cortex (90%) af mesenchymal oprindelse der producerer corticosteroidhormoner, og en medulla (10%) af neuroektodermal oprindelse der producerer katekolamin hormoner. Cortex suprarenales kan inddeles i 3 zoner: Zona glomerulosa

- Mineralcorticoider (vigtigst er aldosteron), der primært virker ind på udskillelsen af natrium og kalium i nyrerne

: Lige under binyrens kapsel. Består af runde eller hesteskoformede celler.

Zona fasiculata

- Glukocorticoider (vigtigst er kortisol), der primært påvirker kulhydrat- og proteinstofskiftet : Næste lag med karakteristiske lange paraleller søjler af polygonale celler.

Zona reticularis

- små mængder af androgener (dehydroepiandrosteron og androstenedion) samt minimale mængder af østrogen

: Med irregulært arrangerede små celler indeholdende lipofuscinpigment

609. REDEGØRE FOR DE VIGTIGSTE PRODUKTER: MINERALCORTICOIDET ALDOSTERON, GLUCOCORTICOIDERNE

CORTISOL/CORTICOSTERON; ANDROGENERNE DEHYDROEPIANDROSTERON/ANDROSTERONE jvf. 608. redegøre for struktur i relation til produktion (s. 208).

610. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF BINYRERNES KØNSHORMONSEKRETION (VIRILISERING, ADRENOGENITALT SYNDROM, PSEUDOPUBERTAS PRÆCOX) jvf. 612. redegøre i hovedtræk for enzymdefekternes kliniske betydning (s. 209).

611. REDEGØRE FOR STRUKTUR OG BIOSYNTESE I HOVEDTRÆK, HERUNDER DE INVOLVEREDE NØGLEENZYMER; REGULERING AF BIOSYNTES OG SEKRETION, ACTH´S OG ANGIOTENSIN II´S ROLLE

( )

ALDOSTERONm

ØSTRADIOLKORTISOLronkortikostekgm

NTESTOSTEROksoldeoxykortikosterondeoxykortikgm

ndosteronandroropianpregesteroOHnprogestero

kkgmndosterondehydropianpregnenoloOHnpregnenolo

kgmlcholestero

kkg

kk

5

754

643

,5222

111

1111

)(17

,,)(17

,,

433

43

↓

↓↓↓

−−↓↓↓

→− →

↓↓↓

→−→

↓

α

α

Grundskelettet i steroidhormoner er forbindelsen cyclopentanoperhydrophenantren, der også danner grundskellet i cholesterol, galdesalte og vitamin D. Forskellen mellem de forskellige steroidproducerende vævs produkter skyldes mere kvantitative end kvalitative forskelle i de involverede enzymer.



Den hastighedsbegrænsende trin i biosyntesen af steroider er omdannelsen af cholesterol til pregnenolon (enzym: 20,22-desmolase i mitochondrier). Stimulation af reaktionen:

- ACTH i binyrebark - LH i gonaderne

En isomerase flytter en dobbeltbinding og oxiderer 3-OH til progesteron. Glukocorticoider og kønshormoner 17-hydroxyleres. Både mineral- og glukocorticoiderne 21- og 11-hydroxyleres. Glukocorticoider (C21-steroid; kortisol)

210

: cholesterol transporteres ind i cellen via endocytose, ind i mitochondrie (reaktion g1), til ER (reaktion g2, g3, g4), tilbage til mitochondrie (reaktion g5) og ud af cellen kommer så kortisol. Kortisol bliver ikke oplagrede i cellen, så en akut mangel kræver aktivering af hele den syntetiske sekvens (jvf. 614. redegøre for virkningen af binyrebarkhormoner … (s. ).

Mineralkortikoider (C21-steroid; aldosteron)

: reaktion m5 og (m1)stimuleres af angiotensin II.

Androgener (C19-steroid; Testosteron)

:

Østrogener (C18-steroid; Østradiol)

:

612. REDEGØRE I HOVEDTRÆK FOR ENZYMDEFEKTERNES KLINISKE BETYDNING Medfødte enzymdefekter i steroidsyntesen (”inborn errors of metabolism”) medfører et syndrom (symptomkompleks), der betegnes kongenital adrenal hyperplasi (medfødt forstørrelse af binyrebarken). Hyperplasi skyldes øget ACTH sekretion fra hypofysen. Steroid forstadier, som ophobes ”bag” enzymblokaden omdannes via bevarede enzymreaktioner til androgener, hvorfor tilstanden er præget af virilisering

(forandringer af kvindens præg i mandlig retning). Jo tidligere i syntesen enzymdefekten optræder, jo alvorligere bliver sygdommen, og et barn, der fødes med en enzymdefekt, som blokerer for omdannelsen af cholesterol til pregnenolon, vil ikke kunne overleve.

Adrenogenitale syndrom

: patienter er kvinder med dobbelt X kromosombesætning og normale ovarier, men som følge af hypertrofi af de føtale binyrevæv dannes der så meget androgent hormon, at der indtræder en udtalt maskulinisering med udtalt hypertrofi af clitoris og sammensmeltning af labia majora til scrotum (Pseudohermafroditisme: de sekundære kønskarakterer er ikke i overensstemmelse med kromosomfordelingen).

613. REDEGØRE I HOVEDTRÆK FOR TRANSPORT, OMSÆTNING OG UDSKILLELSE AF BINYRBARKHORMONERNE, HERUNDER FOR TRANSCORTIN, BETYDNINGEN AF KONCENTRATIONEN AF FRIT HORMON; OMSÆTNING OG EKSKRETION; KONJUGERING, 17-KETOSTEROIDER Transport

: I blodet er de fleste steroidhormoner bundet delvist til proteiner.

Transcortin

: ca. 75 % af kortisol bundet til det specifikke bindingsprotein transcortin (også kaldet Corticosteroid-Bindende Globulin CBG), mens ca. 15 % er bundet til albumin, der har ringere affinitet, men betydelig kapacitet. Resten (10 %) cirkulerer frit.

Den betydelig proteinbinding bevirker en relativ lang halveringstid (T½=50-90 minutter) for kortisol. Transcortin dannelsen

- stimuleres af: østrogen (graviditet, p-piller => ↑[transcortin]plasma - hæmmes af: lever- , nyresygdomme => ↓[transcortin]plasma

Disse tilstande er som regel uden betydning for koncentration af frit kortisol, idet denne – ligesom for thyroideahormonernes vedkommende – opretholdes på et konstant niveau ved forskydninger af forholdet mellem frit og bundet hormon (jvf. 604. redegøre for transporten i plasma, … (s. 206). Aldosteron bindes til et specifikt aldosteronbindende globulin, transcortin og albumin. Bindingen er svagere end for kortisol og halveringstiden er derfor kortere (T½ =20 minutter). Metabolisme

- (C21-) tetrahydrokortisol (reduktionsprodukt med 4 (OH)) : Kortisol metaboliseres i leveren, hvor den omdannes til enten

- (C21-) kortison (oxidation af 11-OH gruppen til en ketogruppe)



- (C17-) 17-ketosteroid (sidekædefrapaltning (C20-21 fraspaltes)) Disse produkter kojugeres i leveren (C21- med glukuronsyre, C17- med sulfat), og det nu letopløselige konjugerede produkt, udskilles dels med urinen og dels med galden til tarmen, hvorfra det indgår i det enterohepatiske kredsløb. Denne genoptagelse af kortisolderivater har formentlig et ret beskedent omfang. Aldosteron reduceres ligesom kortisol til en tetrahydroforbindelse i leveren og udskilles efter kobling til glukuronsyre gennem nyren.

614. REDEGØRE FOR VIRKNINGEN AF BINYREBARKHORMONER: VIRKNINGSMEKANISME, VIRKNING PÅ KULHYDRAT-, PROTEIN- OG FEDTSTOFSKIFTE, ANTIDIABETISK VIRKNING, PERMISSIV VIRKNING; VIRKNING PÅ KAR, CENTRALNERVESYSTEM, VÆSKEBALANCE, BLOD; RELATION TIL STRESS Virkningsmekanisme

- mineralcorticoider

: steroidhomonerne bindes ligesom thyroideahormonerne til intracellulære receptorperoteiner, der regulerer transkriptionen. Der findes receptorer til

- glucocorticoider - progesteron - androgener - østrogener - Vitamin D (1,25(OH)2D3)

Glucocorticoid-receptor, type II findes i næsten alle væv, mens mineralcorticoid-receptoren er mindre udbredt. Receptoren findes i cytoplasma og har en bindingsplads til steroidmolekylet og en til DNA molekyle. Så snart steroid er bundet til receptoren translokeres den til kernen, hvor den binder sig til DNA specifikke sekvenser, hvorved transkriptionen af visse gener øges og andre hæmmes. Det dannede mRNA transporteres til ribosomerne, hvor proteinsyntesen finder sted. For glukocorticoiders vedkommende må man skelne mellem

- fysiologiske virkninger: ses ved små, normalt forekommende hormonkoncentrationer i plasma - farmalogiske virkninger: ses ved høje plasmakoncentrationer efter indgift af større (farmakologiske) doser

Virkninger af kortisol er forsinket og indtræder først timer efter dets frigørelse. Dette skyldes at kortisol virkning er betinget af nydannelse af proteiner, der må akkumuleres i tilstrækkeligt omfang for at der indtræder en virkning. Kortisol har overordnet set en kompleks (fysiologisk) betydning for det intermediære stofskifte samt for resistensen mod ”stress”. Kulhydratstofskiftet

♦ diabetogen (sukkersygefrembringende effekt) :

- øget glukose-6-phosphatase aktivitet i leveren => ↑ [glukose]plasma - øget aflejring af glykogen (glykogenese) => ↑ [glukose]plasma - øget omdannelse af aminosyrer til glucose (gluconeogenese) => ↑ [glukose]plasma - formindsker den perifere udnytning af glucose => ↑ [glukose]plasma

Proteinstofskiftet

♦ katabolisk (nedbrydende) effekt :

- hæmning af proteinsyntese og øget nedbrydning => aminosyrer - fremmer deamineringsprocesser i leveren: aminosyrer => glukose

Kortisoloverskud fører til insulinresistens via en postreceptor virkning. [glukose]plasma kan altså kun holdes på et normalt niveau ved at secernerer mere insulin (der er ”insulin mangel” = dibetogen effekt). Fedtstofskiftet

♦ ketogen (øget ketonstofdannelse) effekt :

- øget lipolyse => ↑ [frie fedtsyre]plasma



Kortisol sikrer, at der er tilstrækkeligt med glukose til hjernens forbrug, samtidig med at lipolysen øges, så der spares glukoseforbrug i perifere væv. Desuden

♦ Nyre: kortisol har en vis mineralokortikoid virkning :

- natriumretention og hypokalcæmisk alkalose - øger GFR

♦ CNS: dæmper sanseindtryk som smag-, lugte-sans og hørelsen. Ved store mængder => psykoser. ♦ Hjerte og kredsløb: vasokonstriktion af arterioler

- positiv inotrop virkning - frigørelse af katekolaminer fra binyremarven - øget noradrenalin fra sympatikus

♦ Fedt: har betydning for fedtfordeling - fedtet omlejres i abdominal regionen, bagtil i nakkeregionen og i ansigtet - fedtet forsvinder fra ekstremiteterne

♦ Bindevæv: hæmmer kollagensyntesen, med udtynding af hud og karvægge ♦ Knogler: den totale knoglemængde nedsættes

- hæmmer osteoblaster - stimulerer osteoklaster

Når organismen udsættes for belastende påvirkninger, det være sig af fysisk eller psykisk art, stimuleres sekretion af ACTH og følgelig også sekretion af glukokortikoider. En sådan tilstand kan betegnes med det noget vage udtryk ”stress”. I denne situation aktiveres endvidere det sympatoadrenale system (det sympatiske nervesystem + binyremarven) og der frigøres katekolaminer (især noradrenalin og adrenalin) til blodbanen. Små mængder glukokortikoider er nødvendige for, at katekolaminer kan udøve ders blodtrykstimulerende effekt på kredsløbet og lipolytiske effekt på fedtomsætningen (de frie fedtsyrer er en betydingsfuld energikilde i sådanne faresituationer). Denne vigtige betydning af glukokortikoider for en optimal effekt af katekolaminer betegnes en permissiv virkning. Dette svarer nærmest til co-faktoreffekt” da steroiderne ikke i sig selv kan fremkalde de nævnte virkninger. Permissiv virkning

♦ Fedt: afgørende betydning for at fedtmobilisationen (lipolysen) via katekolaminer kan finde sted på normal vis.

:

♦ Kredsløb: små mængder kortisol er nødvendig for, at katekolaminer kan udøve deres blodtrykstimulerende effekt

615. REDEGØRE I HOVEDTRÆK FOR DE FARMAKOLOGISKE VIRKNINGER AF GLUKOCORTICOIDER: CUSHINGS SYNDROM,

ANTI-INFLAMMATORISKE OG ANTI-ALLERGISKE VIRKNINGER; ATROFI OG OSTEOPOROSE De farmakologiske virkninger af glukokortikoider udnyttes hyppigt ved behandling af patienter, men vil ofte være ledsaget af bivirkninger som følge af en langvarig behandling eller høj dosering. Til nogle af de vigtigste farmakologiske virkninger af glukokorticoider hører: Antiinflammatoriske effekt

- hæmmer prostaglandin, leukotrien og interleukin-1 og interleukin-2 dannelsen : herved forstås deres evne til at hæmme den inflammatoriske proces

- leukocytaktivering hæmmes herved undgås udsivning fra kapillærer, idet glukokortokoidern tætner disse og mindsker ødemdannelse. Antiallergisk effekt

- hindres histaminfrigørelsen fra mastceller : herved

- nedsættes lymfocyt dannelsen Hæmatologiske virkninger

- stimulerer granulocyt-, thrombocyt- og erythrocytdannelsen :

Pga. glukokortikoidernes proteinnedbrydende effekt ses hæmning af bindevævdannelse med sårheling til følge.



Cushings syndrom

- hyppigst pga.: ACTH overproduktion fra et adenom i adenohypofysen

: det kliniske billede, der fremkommer, når organismen gennem længere tid udsættes for en ufysiologisk høj kocentration af frit kortisol eller andre glukokortikoider.

- mindre hyppigst pga.: ektopisk produktion af ACTH (lungecancer) - sjældent: overproduktion af CRH - ses endvidere pga. ACTH uafhængig binyrefunktion (adenom, cancer) samt iatrogent pga. farmakologisk

glukokorticoid symptomer:

- fedtaflejring på - ansigt (”fuldmåne”-ansigt / ”tomatansigt”) - nakke (”bull´s neck”) - overkrop

- slanke ekstremiteter - forhøjet blodtryk - nedsat glukosetolerans / klinisk diabetes - psykiske symptomer; irritabilitet, depression, psykose - hos kvinder: udvikling af barba

616. BESKRIVE ADDISONS SYGE OG ANGIVE PATOGENESE

Ved Mb. addisons sker der en ødelæggelse af binyrebarken enten pga. primær atrofi som følge af autoimmune påvirkning (hyppigst) eller sekundært pga. f.eks. tuberkolose eller cancer. Dette fører til binyrebarkinsufficiens med gradvist indsættende symptomer i form af

- vægttab (findes hos alle- kronisk træthed

)

- muskelsvaghed - hypotension - kvalme, opkastning evt. diaré - hypoglykæmi - hyperkaliæmi og hyponatriemi - nedsat GFR - karakteristiske brunlige hud- og slimhindepigmenteringer (pga. øget sekretion af ACTH, der har

melanotrop effekt). Patienterne kan ubelastede klare sig rimelig godt, men ved udsættelse for selv moderate stresspåvirkninger, f.eks. infektion, kan der ske en pludselig forværring, en Addison-krise, med excessivt tab af salt og vand, der fører til nedsat væske- og blodvolumen og til sidst chok, alt sammen som følge af mangelfuld aldosteron-sekretion. Behandles ved substitution med glukokorticoider og små mængder mineralcorticosteroider. Ubehandlet fører dette til døden i løbet af få dage eller højst et par uger.

617. REDEGØRE FOR SEKRETION AF ALDOSTERON, BETYDNING AF ACTH, ANGIOTENSIN/RENIN SYSTEMET, VIRKNING AF ELEKTROLYTTER

618. REDEGØRE FOR VIRKNINGERNE AF MINERALCORTICOIDERNE, HERUNDER REABSORPTION AF NA+, EKSKRETION AF K+, VIRKNINGSMEKANISME (NYSYNTESE AF NA+-PUMPER), VIRKNING PÅ INTRACELLULÆRT NA+ jvf. 547. redegøre for aldosteron-påvirkelige kationtransporter i de distale tubulussegmenter (s. 179). - MARVEN

619. REDEGØRE FOR STRUKTUR, HORMONER, HOVEDTRÆK AF DERES BIOSYNTESE INKLUSIVE DE VIGTIGSTE ENZYMER Marven udgør ca. 10 % (ca. 1g) af binyren, og indeholder kromaffine celler og sympatiske ganglieceller , der kan forekomme enkeltvis eller i små grupper. Sidstnævnte findes i medulla pga. dens udvikling fra crista neuralis, hvorfra de er vandret ned til binyrebarkanlægget i 7. uge. I binyrmarven dannes adrenalin (80%) og noradrenalin (20%).



Adrenalin (binyremarven) Noradrenalin (sympaticus)

β1-recptorer på myocardiet

second-messenger: cAMP

Katekolaminer dannes ved hydroxylering og decarboxylering af aminosyrerne fenylalanin og tyrosin, idet enzymet tyrosinhydroxylase er det hastighedsbegrænsende enzym. Tyrosin transporteres ind i de katekolaminerge neuroners terminaler ved en særlig koncentreringsmekanisme og omdannes her til dopa, der ved decarboxylering videreomdannes til dopamin. Herefter optages dopamin i de synaptiske vesikler, hvor de ved hjælp af enzymet dopamin β-hydroxylase omdannes til noradrenalin, som ved metylering kan omdannes til adrenalin, hvilket dog hovedsageligt finder sted i binyremarven.

AdrenalininNoradrenal

inNoradrenalDopaDOPATyroinPhenylalanetransferas

ehydroxylasasedecarboxylehydroxylastyroehydroxylas

→

→ → → → minsin sin

620. REDEGØRE FOR REGULERING AF SEKRETION, RELATION TIL SYMPATIKUS; DESUDEN FOREKOMST I CIRKULATIONEN,

HALVERINGSTID, OMSÆTNING, UDSKILLELSE Regulation af adrenalinsekretionen sker udelukkende via innervationen med præganglionære sympatiske tråde, som danner cholinerge synapser med de kromaffine celler. I de sympatiske transmittervesikler oplagres noradrenalin (og kun lidt adrenalin) sammen med ATP og chromogranin, et bindingsprotein. Ved frigivelse afgives alle substanser i samme forhold som det, hvori de fandtes i vesiklerne. En del af det frigjorte noradrenalin genoptages i den præsynaptiske nerveende, hvor det enten nedbrydes eller opbevares med henblik på senere frigørelse. Katekolaminer nedbrydes enzymatisk til inaktive produkter ved metylering og oxydering. Metyleringsprocessen foregår hovedsageligt i målorganernes celler og katalyseres af enzymet katekol-O-metyltransferase (COMT), der benytter S-adenosylmethionin (SAM) som metyldonor. Den oxidative nedbrydning katalyseres af enzymer monoaminoxidase (MAO), der bl.a. findes i de sympatiske nerveterminalers mitokondrier. Ved lave koncentrationer af katekolaminer i hjernen (visse psykiatriske lidelser) kan man anvende ”MAO-hæmmere”, som bl.a. hæmmer den enzymatiske oxydering af ketekolaminer.

621. REDEGØRE FOR VIRKNINGER AF CIRKULERENDE KATECHOLAMINER PÅ STOFSKIFTET (LIPOLYSE, KETOGENESE, GLYKOGENOLYSE, GLUKONEOGENESE), ANDRE ENDOKRINE KIRTLER (INSULIN, GLUKAGON), KREDSLØBET, ENERGIOMSÆTNINGEN Adrenalin, som er den dominerende katekolamin fra binyremarven, har en række forskelligartede virkninger. Stofskifte

- Lipolyse: stimulation => ↑ [frie fedtsyre]plasma :

- Ketogenese: stimulation => ↑ [frie fedtsyre]plasma - Glykogenolyse: stimulation => ↑ [glukose]plasma - Glukoneogenese: stimulation => ↑ [glukose]plasma

Endokrine kirtler

- Insulinfrigivelsen: hæmmer => ↓ [insulin]plasma :

- Glukagonfrigivelsen: stimulation => ↑ [glukagon]plasma Binyremarven er en integreret organ, hvis funktion er at deltage i ”fight and flight” reaktioner. Den basale ide er at øge [glukose]plasma, ved bl.a. at hæmme perifere udnyttelse for at hjernen i en krisesituation kan modtage tilstrækkeligt substrat. Kredsløbet

:



Voltage gated Ca2+-kanaler Fosforylering af regulatorisk protein: Phospholamban

Ca2+-influx Ca2+-ATPase aktivitet (Sarcoplasmatisk Reticulum)

Ca2+ indhold af SR Ca2+ fjernelse (cytosol)

Ca2+ frigørelse via ion-gated Ca2+-kanaler

kraftigere kontraktion

Positiv inotrop effekt Positiv chronotrop effekt

varighed af kontraktion

Ca2+/troponin bindingstid

Energiomsætningen

: Thermogen effekt.

622. REDEGØRE I HOVEDTRÆK FOR RECEPTORERNE: ALFA-1, ALFA-2, BETA-1 OG BETA-2 (OG BETA-3) Virkningerne af katekolaminer (noradrenalin og adrenalin) kan inddeles i to kategorier på basis af følsomheden over for receptorblokerende og receptorstimulerende farmaka. Dette skyldes eksistensen af to hovedtyper af adrenerge receptorer (katekolaminreceptorer): α- og β-receptorer. α-receptorer: Noradrenalin = Adrenalin β-receptorer: Adrenalin > Noradrenalin Noradrenalin og adrenalin er omtrent lige potente over for α-receptorer, mens adrenalin generelt virker kraftigere end noradrenalin på β-receptorer (β2). Der findes både α- og β-receptorer i de fleste organer. Under fysiologiske omstændigheder afhænger den resulterende effekt af en sympatisk stimulation derfor af hvilken receptortype, der dominerer i det pågældende organ.

Forekomst Mekanisme α1-receptorer Postsynaptisk membran;

Inositol triphosphat (Ca2+ & cGMP)

α2- receptorer Præsynaptisk membran; G-protein; hæmning af Adenylat cyklase

β1- receptorer Hovedsagligt hjertemus. Generelt stimulation β2- receptorer Glat musulatur; Generelt en hæmning

Se B&L (3. Udgave): Tabel 15-1 (s. 250)

623. REDEGØRE FOR TILSTANDE MED ØGET SEKRETION AF KATECHOLAMINER: STÅENDE STILLING, MUSKELARBEJDE, STRESS, TUMORER (FÆOKROMOCYTOM), KREDSØBSSHOCK (SAMSPIL MED SYMPATICUS) Sekretionen af katekolaminer stimuleres af:

- traumaer - smerte - hypovolæmi - høj temperatur - hypoglycæmi - muskelarbejde - emotionel opfattelse af fare

Desuden stimuleres sekretion af

- ACTH - kortisol



Fæokromocytom

: en katekolaminproducerende svulst i binyremarven betegnes fæokromocytom. Dette fører til pludselige anfald af hovedpine, sveden, bleghed og stærkt forhøjet blodtryk, evt. permanent blodtryksforhøjelse. Ubehandlet fører sgdommen til døden, men tilstanden kan helbredes ved kirurgisk fjernelse af svulsten.

9.1.7. REPRODUKTIONSENDOKRINOLOGI - TESTIKELFUNKTIONEN Testis, testiklen:

- vægt: 10 – 15 g pr. organ - mål : 2 x 3 x 4 (tykkelse x bredde x længde) - farve: blåhvid - overflade: glat, blank og spejlende - konsistens: fast og elastisk (efter ejakulation er de blødere)

624. REDEGØRE FOR SPERMATOGENESE, HORMONAL REGULERING AF SPERMATOGENESE; SEMENS SAMMENSÆTNING,

BETYDNING AF PROSTAGLANDIN-INDHOLDET; EREKTIONS- OG EJAKULATIONSMEKANISME Testis er de mandlige primære kønsorganer. De har to overordnet funktioner

- produktion af kønsceller (gameter; spermatozoer) - produktion af hormoner (androgener; testosteron)

De mandelige kønsceller kaldes spermatozoer (sædceller), og dannelsen af disse betegnes spermatogenese

. Kønsceller udvikles fra de primitive kimepithel celler, som undergår en reduktionsdeling, hvorfor kønsceller er haploide: indeholder kun det ene kromosom af hvert kromosompar – dvs. 22 ”almindelige” (autosomer) og 1 kønskromosom. Halvdelen af de mandlige kønsceller indeholder kønskromosom X og den anden halvdel kønskromosom Y.

Testis er opbygget af snoede sædkanaler (tubuli seminiferi contorti), langs hvis væg spermatozoerne dannes. Ved denne proces omdannes primitive hanlige kønsceller (spermatogonier) til de modne spermatozoer, hvilket tager ca. 70 døgn og foregår i dybe folder på overfladen (det adluminalt rum) af de såkaldte Sertolie-celler. Sertolie-celler er glykogenholdige og har følgende funktioner:

- spermatogenese: - beskyttelse, ernæring og mekaniske støtte til spermatogene celler - fagocyterer overskydende cytoplasma, der frigøres ved spermiogenesen

- dannelse af blod-testis barrieren (basalt og adluminalt rum) - produktion af:

- østrogener - Androgen-Bindende Protein (ABP); binder testosteron - Inhibin; hæmmer produktion af FSH - Müllersk Inhiberende Substans (MIS) i føtallivet; regression af Müllerske gange => udvik. i

maskulin retning Sertolie-cellernes udvikling stimuleres af hypofysegonadotropin FSH (og testosteron). I interstitiet, der omgiver tubuli semineferi ligger interstitielle celler (Leydigske celler). Udvikling af disse celler, der danner testosteron, stimuleres af hypofysegonadotropinet LH. Testosteron har betydning for udvikling af spermatozoer. Spematogenesen er afhængig af både FSH og testosteron. Erektions- og ejakulationsmekanismen

: Erektion kommer i stand ved, at den glatte muskulatur i aa. helicinae (fra a. profunda penis) og i bindevævs-trabeklerne afslappes. Dette medfører en stærkst forøget blodtilstrømning til kavernerne. Når disse fyldes, fremkalder trykforøgelsen kompression af de perifere, tyndvæggede, postkavernøse venoler ( v. dorsalis penis profunda et superficialis). Herved hæmmes blodafløbet meget betydeligt, og trykket stiger yderligere i kavernerne, hvorfor penis svulmer og bliver stiv.

Den mandlige orgasme manifesterer sig ved rytmiske kontraktioner af pars compressor urethrae, m. bulbospongious, hvorved ejakulatet presses ud (ejakulation

- Første portion: overvejende prostatasekret; tyndtflydende og mælkeagtig ). Et ejakulat (3-4 ml) består af 3 portioner:



- Anden portion: hovedparten af normale spermatozoer - Tredje portion: sekretet fra vesicula seminales

Semens samensætning

- 300 – 400 millioner spermatozoer (100 millioner/ml) :

- sekret fra vesicula seminalis - fruktose; udnyttes af spermatozoer som energikilde - prostaglandiner - aminosyrer, K+-ioner - flaviner; giver kraftigt fluorescens i UV-lys (udnyttes ved påvisning af spermapletter)

- sekret fra prostata - enzym: sur fosfatase - citronsyre og prostataspecifikt antigen (PSA) => ejakulatet flydende - zink; stabiliserer kromatin i spermatozohovederne - IgA

- sekret fra glandulae bulbourethrales - klar, viskøs; smørende effekt

Ved en spermatozotal (< 20 millioner/ml) ses mandlig sterilitet. Betydningen af prostaglandiner

er ikke ganske kendt. De stimulerer kontraktion af glat muskulatur i de kvindelige kønsorganer og kan formentlig herved fremme transporten af sæd.

625. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN I TESTIKELFUNKTION AF ABP (ANDROGEN-BINDING PROTEIN), INHIBIN, STEROID FEED-BACK Androgen-Binding Protein (ABP)

: produceres af Sertolie-celler og binder testosteron. Der er ikke nogen påviselig effekt af ABP på transport og akkumulation af androgener i tubuli seminiferi, og dets virkning er muligvis snarere at nedregulere koncentrationen af frit testosteron i mikromiljøet omkring de spermatogenetiske celler.

Inhibin

: produceres af Sertolie-celler og hæmmer produktionen af FSH, ved en feedback mekanisme. Da sædproduktionen som omtalt ovenfor afhænger af FSH, frembyder inhibin (eller analoger heraf) gennem sin selektiv hæmning af FSH en potentiel mulighed for et mandligt antikonceptionsmiddel, der ikke påvirker androgenproduktionen.

626. BESKRIVE KRYPTORKISME, HYPOGONADISME, TESTIKULÆR FEMINISATION, VIRKNING AF TIDLIG KASTRATION, ANABOLE STEROIDER OG MISBRUG Kryptorchismus el. rententio testis

Når testis (dobbeltsidigt) er retinerede i abdomen, indtræder der sterilitet pga. nekrose af det spermiogene epitel; den lave temperatur i scrotum (2–3 °C under den gennemsnitlige legemestemperatur) synes at være en forudsætning for spermiedannelse. Det intrestitielle væv (Leydigske celler) er derimod ubeskadiget, således man ikke finder ledsagende endokrine forstyrrelser.

: manglende nedsænkning af testis (descensus testis) i scrotum. Ca. 10 % af nyfødte drengebørn har et mangelende decensus. Imidlertid sker denne som regel spontant i løbet af nogle år, men i mangel heraf kan man korrigere for dette enten kirurgisk eller ved hormonal behandling (med LH eller GnRH), hvilket bør gøres før puberteten.

Hypogonadisme

: nedsat testisfunktion. Kan manifestere sig som nedsat eller mangelende spermatozoproduktion (sterilitet) eller nedsat hormonproduktion. Såfremt det sidste forekommer i voksenalderen, sker der gradvist regression af de sekundære kønskarakterer: musklerne svækkes, skægvæksten mindskes og den seksuelle lyst mindskes (men ophører ikke). Ejakulation er sjælden, men kan forekomme.

Tidlig kastration: hvis en dreng mister testiklerne inden puberteten og hormonproduktion er mangelfuld, bliver han en eunuk. Som følge af den utilstrækkelig testosteronproduktion har disse patienter en mangelende eller forsinket lukning af epifyseskiver, hvorfor knoglevæksten fortsætter, og personerne bliver højere end normale, men slankere med spinkel knoglebygning. Mangelende udvikling af de sekundære mandlige kønskarakterer giver betydeligt svagere muskler, og kønsorganerne udvikler sig ikke ved puberteten. Stemmen er lys (kastratsanger) og skægvækst forekommer ikke.



Fysioloisk kastraktion: hypofysen kan ikke danne normale mængder GnRH (Fröhlich syndrom). Ofte associeret med

abnorm lyst til at spise pga. mangelende short feedback til hypothalamus. Testikulær feminisation

: testosteron og dens derivater binder alle til samme type steroid-receptor. Ved mangel af genet, der syntetiserer den specifikke receptor for testosteron, kan testosteron ikke virke efter hensigten. De mandlige sekundære kønskarakter mangler fuldstændig hos disse patienter.

Anabole steroider

De almindelig bivirkninger hos kvinder er:

: den anabole, muskelopbyggende virkning, som testosteron besidder, har medført, at idrætsudøvere af begge køn benytter testosteron eller testosteronlignende forbindelser (anabole steroider) for at forbedre præstationsniveauet. I de anabole steroider har man ved kemisk modifikationer søgt at øge den anaboliske og mindske den androgene effekt – det sidste ofte uden større held. Da testosteron og anabole steroider anvendes i ufysiologiske, høje doser, medfører doping en betydelig sundhedsfare for misbrugeren.

- udvikling af en dyb stemme - skægvækst - ophør af menstruation (amenoré) - ufrugtbarhed (sterilitet)

hos mænd indtræder:

- psykiske forandringer, som irritation og aggression - reduceret spermatozoproduktion og infertilitet

De høje [testosteron]plasma eller anabole steroider undertrykker hypofysens produktion af GnRH og FSH/LH er infertilitet en bivirkning hos begge køn. Langvarigt brug medfører risiko for leverskader og kræftudvikling.

627. REDEGØRE FOR TESTOSTERONS BIOSYNTESE I HOVEDTRÆK; SEKRETION, TRANSPORT OG OMSÆTNING; VIRKNINGER: SEKUNDÆR KØNSKARAKTERER, ANABOLISKE EFFEKTER, GAMETOGENESEN, VIRKNINGSMEKANISME; ØSTROGEN PRODUKTION, BETYDNINGEN AF AROMATASE Biosyntese og sekretion

208: androgener dannes ved normal steroidsyntese (jvf. 611. redegøre for struktur og

biosyntese… (s. )), blot mangler testisvævet 21- og 11-hydroxylaser. I visse væv (f.eks. prostata) omdannes testosteron til dihydrotestosteron ved reduktion af dobbeltbinding i A-ringen. Syntesen stimuleres af LH, som via cAMP fremmer dannelsen af cholesterol fra cholesterolestre og omdannelsen af cholesterol til pregnenolon gennem aktivering af proteinkinaser i de Leydigske celler.

Transport og omsætning

- 65 %: Testosteron(-estradiol)-Bindende-Globulin (TeBG) : i plasma cirkulerer langt størstedelen af testosteron bundet til

- 33 %: Albumin + andre proteiner - 1-2 %: Frit testosteron

En mindre del af det cirkulerende testosteron omdannes til østrogen, men størstedelen omdannes i leveren til 17-ketosteroider, som efter kobling til sulfat eller glukoronsyre udskilles med urinen. 17-ketosteroider i urinen stammer hos mænd fra

- binyrerne (ca. 2/3) - testis (ca. 1/3)

En del af de konjugerede testosteron-metabolitter, indgår i det enterohepatiske kredsløb. Virkningsmekanisme

: i mange væv skal testosteron (T) omdannes til dihydrotestosteron (DHT) eller Østradiol/Østron (Ø) for at kunne udøve nogen effekt.

Østrogen produktion

: både Østradiol og østron (aromatisering af testosteron; enzym: aromatase) produceres i betydelige mængder hos mænd, men kun en lille fraktion af den daglige produktion stammer fra testis, som resultat af LH påvirkning. Størstedelen stammer fra testosteron og androstenedione. Omdannelsen sker i lever og fedtvæv.



Virkninger- Ekstragenitale sekundære kønskarakterer

Androgenernes hovedvirkninger er:

- (T) Dybt stemmeleje - (T) Mandlige kropsbygning; brede skuldre, smalle hofter, kraftig udv. af skeletmuskulatur - (DHT) Skægvækst - (DHT) Kropsbehåring i en ”trekant”, hvor spidsen vender opad og fortsætter i abdomens midtlinie

- Metaboliske effekter - (T) Anboliske effekter på proteiner - (T) Lukning af epifyseskiverne

- Gametogenesen - (T) + (DHT) + (Ø) Dannelse af spermatozoer i samarbejde med FSH

- Feedback-hæmning af LH-frigørelsen - OVARIEFUNKTIONEN

628. REDEGØRE FOR OVARIERNES CYKLUS/MENSTRUATIONSCYKLUS; OOGENESEN; DEN UTERINE CYKLUS; STRUKTUR AF ENDOMETRIET, HERUNDER CYKLISKE ÆNDRINGER, CERVIX´, VAGINAS OG BRYSTERNES CYKLUS OvarierOvarium, æggestokken:

:

- vægt: 12 – 15 g tilsammen - mål : 1 x 2 x 3 (tykkelse x bredde x længde) - farve: grårød - overflade: uregelmæssigt puklet hos den kønsmodne kvinde. Efter klimakteriet: glat - konsistens: fast

Ovaria er parrede kvindelige primære kønsorganer placeret i bækkenet i relation til æggelederen (tuba uterina). De består af en cortex ovarii, der indeholder folliklerne (m/oocyter) og en medulla ovarii, der indeholder: hilumceller (homologe med Leydig-celler i testes), løst bindevæv, blodkar, lymfekar og nerver. Ovaria har to funktioner:

1) lokalt at forårsag udvikling af oocyten og ovulation (ægløsning) 2) systemisk at påvirke andre organer, og derved udvikle og vedligeholde sekundære kønskarakterer:

- i føtallivet udvikling af genitale sekundære kønskarakterer (de accessoriske kønsorganer) - i (og efter) puberteten udvikling / vedligholdelse af ekstragenitale sekundære kønskarakterer

Ovariefollikler

: ovariefollikler består af en oocyt og et omgivende epithellag.

Primordiale follikler- oocytten er 35 µm; kromatinet i nucleus (ca. 15 µm) er fint trådet med perifere klumper (profase)

: udgør størstedelen og findes indlejrede i cortex ovarii lige under tunica albuginea.

Primære follikler

- omgives af flerlaget cylindrisk epithel (granulosaceller) : synker dybere ind i cortex; omgivende stromaceller danner et koncentrisk lag: theca folliculi

- oocyten adskilles af granulosaceller af et glykoprotein, der danner zona pellucida Sekundære follikler

- oocytten når sin endelig størerelse på 125 µm : 15 – 20 mm i diameter

- der ses et halvmåneformet, væskefyldt hulrum, det follikulære antrum m/liquor folliculi - granulosacellerne danner æghøjen, cumulus oophorus - theca folliculi differentierer til en indre theca interna og en ydre theca externa

Oogenesen

er udviklingen – i ovariet og i tubae uterina – fra de umodne oogonier, over en række mellemstadier, primære og sekundære oocyter, til den fuldt udviklede ovum.

Oogonier uddifferentieres fra primordale kimceller (4. føtaluge) i den endodermale væg af blommesækken, hvorfra de vandrer til ovarieanlægget (6. føtaluge). De differentierer til oogonier, der undergår livlig proliferation ved mitotiske delinger (8 – 20 føtaluge).



Oogonie differentierer til en primær oocyt og påbegynder den 1. meiotiske deling i ovarie

1. meiotiske deling afsluttes umiddelbart inden ovulation, og der dannes en sekundær oocyt og en såkaldt 1. pollegeme med en ringe mængde cytoplasma. Det 1. pollegeme ligger i det perivitelline rum (imellem plasmalemma og zona pellucida), og går hurtigt til grunde.

, så en overkrydsning af kromosomer kan finde sted. Oocyten gennemfører ikke celledelingen, men standser i profasen (”dictyotén-stadium” af meiosen), indtil den follikel, hvori den er lejret, begynder at vokse og modne (umiddelbart inden ovulation). Denne undertrykkelse af meoisen, i nogle tilfælde i op mod 50 år, fremkaldes af lokale faktorer betegnet oocyt-meiose-inhibitorer (OMIs).

Den sekundær oocyt påbegynder 2. meiotiske deling i tuba uterina

Afslutningen af den 2. meiotiske deling med dannelse af det 2. pollegeme finder kun sted i tilfælde af fertilisation.

, men standser i metafasen. Undertrykkelsen af meiosen fremkaldes af et proteinkompleks syntetiseret af oocytten selv; cytostatisk faktor (CSF).

Den uterine cyklusUterus, livmoderen:

:

- vægt: nullipara: 40 – 50 g. Multipara: 60 – 70 g - mål : 2½ x 5 x 8 (tykkelse x bredde x længde) - farve: grårød - overflade: glat, blank (stort set peritoneumbeklædt) - konsistens: fast og elastisk

Uterus er et pæreformet organ i det lille bækken. Funktion er at modtage det berugtede æg og virke som et supportivt miljø for fosterets vækst. Har et muskellag (myometrie) og en slimhinde (endometrie). Endometrie opdeles i 2 zoner:

- stratum basale: består af cellerigt stroma, der fungerer som regenerationszonen for stratum functionale. Forsynes af basalarterierne.

- stratum functionale: udgør den luminale del af endometrie; afstødes ved hver menstruation og er sæde for de cykliske forandringer i endometriet. Forsynes af spiralarterierne.

Endometrie gennemløber 3 stadier i menstruationscyklus:

- (dag: 1 – 5) menstruation - (dag: 5 – 14) proliferations fase - (dag: 14 – 28) sekretions fase

Menstruation

: blødning fra uterus med afstødning af et til nidation forberedt endometrium (stratum functionale). Varer hos de fleste kvinder 2 – 6 døgn.

Menstruationscyklus

Samspillet mellem hypothalamus, hypofyse, ovarie og livmoder deler menstruationscyklus op i 3 faser:

: Menstruationscyklus udviser en periodicitet på 28 dage (hvis graviditet ikke indtræffer), og defineres som perioden fra 1. dag i en menstruation til næste menstruations 1. dag.

- (dag: 1 – 14) follikulære fase - (dag: – 14) ovulatoriske fase - (dag: 14 – 28) luteale fase



FOLLIKULÆRE FASE (1 – 14)

Uge 1: HORMONELLE ÆNDRINGERI forbindelse med corpus luteums tilgrundgåen i den sidste del af den forrige luteale fase falder dets progesteron- og østrogensekretion.

:

- Østradiol: 0,03 (µg/l) - Progesteron: 1,0 (µg/l)

På grund af den derved mindskede negativ feedback-hæmning af hypothalamus og adenohypofysen ses en forøget sekretion af GnRH fra hypothalamus samt LH og specielt FSH fra adenohypofysen. VIRKNINGER

- OVARIE: :



- FSH stimulerer væksten af sekundære follikler > 2 mm. Der sker en rekruttering => dannelse af en mindre kohorte4

- follikelcellerne begynder under påvirkning af gonadotropinerne at producerer østradiol i stigende mængder

(omkring 3 follikler). Resterende undergår atresi.

- UTERUS: - Med corpus luteums tilgrundgåen, og i slutningen af en menustrationsperiode bortfalder dets

hormonproduktion og dermed den hormonale stimulation (progesteron) af endometriet. Dette bevirker, at spiralarterierne kontraherer sig, og der opstår iskæmi. Vævet nekrotisere, hvorved der frigøres en antikoagulerende subtans. Da arterierne kort efter dilateres, brister det nekrotiske væv, og der opstår følgelig en blødning (menstruationsblødningen). Denne blødning ophører, når endometriet påny kontraherer sig.

Uge 2: HORMONELLE ÆNDRINGER

- Østradiol: 0,10 (µg/l) :

- Progesteron: 1,0 (µg/l) = konstant Østradiol begynder at udøve negativ feedback, således at FSH-sekretionen begynder at falde i takt med stigning i østradiol koncentration. VIRKNINGER

- OVARIE: :

- gonadotropiner får oocytten til at modnes. FSH virker eksklusivt på granulosacellerne i folliklerne og stimulerer folliklens vækst og østradiolproduktion. Initialt vokser flere follikler men hen mod midten af menstruationscyklus vokser en af folliklerne (den dominante; største antal FSH receptorer) fra de andre i kohorten og akkumlere væske dannende en Graafsk follikel. På dette tidspunkt stiger folliklens østradiol-produktion ganske betydelig, op til 0,15 (µg/l), og såfremt dette fastholdes i en vis længere tid (ca. 36 timer), stimuleres nu sekretion af FSH og især LH i hypofysen samt muligvis GnRH i hypothalamus (positiv feedback).

- TUBAE UTERINA: - Østradiol medfører hypertrofi og nydannelse af de ciliebeklædte (infundibulum og ampulla) og

sekretoriske (isthmus og pars uterina) celler. - UTERUS:

- Endemetriet (stratum functionale) tiltager hurtigt i tykkelse (1 – 3 mm). Dette sker under påvirkning af østradiol, og der dannes ligeforløbende, lange kirtler, som kun afgiver sparsomme mængder af et vandigt slimsekret, der gør at spermierne bedre kan trænge igennem. Østrogen øger også hyppigheden af spontane myometriekontraktioner. Dette skyldes dels en effekt på membranpotentialet (større frekvens af aktionspotentialer), dels en øget følsomhed for oxytocin (receptorforøgelse).

- VAGINASLIMHINDEN: - bliver tyndtflydende, cellefattig og alkalisk.

OVULATORISKE FASE (14)

Uge 3 & 4: HORMONELLE ÆNDRINGER

Progesteron (?) i et samspil med LH og FSH, starter ovulation, idet den 25 mm stor follikel brister, og oocyten frigøres i bughulen. 2. meiotiske deling påbegyndes, men løber kun til ende, såfremt oocyten befrugtes (12-18 timer efter ovulationen).

:

VIRKNINGER

- TUBA UTERINA: :

- Ægget opfanges af æggelederen (fimbria ovarica opnår kontakten med corona radiata), og såfremt der i ampulla sker fertilisation, vil zygoten fortsætte gennem tuba uterina til uterus, hvor det vil slå sig

4 Kohorte: normalt påbegyndes hvert døgn modning af en lille gruppe primordialfollikler (ca. 15 for kvinder i 20-års alderen). Det leder frem til ovulation af én Graafsk follikel efter ca. 60 døgn.



ned (implanteres) i endometriet og give anledning til dannelsen af placenta. Såfremt ægget ikke befrugtes, vil det i løbet af få dage gå til grunde og blive nedbrudt.

LUTEALE FASE (14 – 28)

HORMONELLE ÆNDRINGER

Den bristede Graafske follikel omdannes til et gult legeme, corpus luteum. Dettes granulosa-luteinceller og theca-luteinceller producerer østradiol og progesteron med en moderat forhøjet sekretionshastighed, hvilket nu via negativ feedback hæmmer FSH- og LH-sekretionen i hypofysen og muligvis GnRH-frigørelsen i hypothalamus, for at forhindre en ny ovulation at finde sted.

:

Hvis fertilisation ikke sker degenererer corpus luteum menstruationis (10 mm) til et corpus albicans. Hvis befrugtning finder sted omdannes corpus luteum til corpus luteum graviditatis (2-3 cm), der også producerer relaxin. VIRKNINGER

- TUBA UTERINA: :

- progesteron medfører atrofi af de ciliebeklædte (infundibulum og ampulla) og sekretoriske (isthmus og pars uterina) celler.

- UTERUS: - progesteron og østradiol øger aktiviteten af endometriets slimkirtler: kirtlerne udvides, bliver

slyngede og afgiver rigelige mængder slimet sekret (gør nidation af zygoten nemmere) - progesteron hæmmer hyppigheden af myometriekontraktioner (nedregulering af oxytocinreceptorer)

- VAGINASLIMHINDEN: - progeteron gør vaginalsekret tyktflydende, cellerigt og surt

- MAMMAE: - Progesteron medfører udviklingen af kirtelceller i mmamae

629. REDEGØRE FOR HORMONALE ÆNDRINGER I FORBINDELSE MED MENSTRUATIONSCYKLUS (PROGESTERON, ØSTRADIOL,

INHIBIN, LH, FSH) jvf. 628. redegøre for ovariernes cyklus … (s. 214).

630. REDEGØRE FOR ØSTROGENERNES BIOSYNTESE I HOVEDTRÆK, SAMSPILLET MELLEM THECA INTERNA OG

GRANULOSACELLER; VIRKNINGER PÅ GENITALIA, BRYSTER, ADFÆRD, SEKUNDÆR KØNSKARAKTERER, VAND OG SALT, METABOLISME Biosyntese og sekretion

208: Østrogener følger den normale biosyntese for steroidhormoner (jvf. 611. redegøre for

struktur og biosyntese… (s. )), dog mangler ovariet, ligesom testis 21- og 11 hydroxylaser. Syntesevejen presses over mod dehydroepiandrosteron og videre mod testosteron, der ved aromatisering af A-ringen omdannes til 17β-østradiol. Østrogener er de eneste steroidhormoner med en umættet, aromatisk A-ring.

Folliklernes østrogensyntese foregår ved et samspil mellem theca interna- og granulosacellerne, idet granulosacellerne kun kan syntetiserer det færdige østradiol, såfremt de forsynes med de androgene forstadier fra theca interna-cellerne.

→↓↓

←←

→↓

→→

−−

ØstradiolFSH

Østradiol

ionAndrostendionAndrostendLH

lcholesteroæskeFollikelkvcellerGranulosacellerThecaBlodbanen

LH stimulerer dannelsen af androgener i theca interna-cellerne (via LH-receptorerne og adenylatcyklase/cAMP), mens FSH stimulerer aromatase i granulosacellerne (via FSH-receptorerne og adenylatcyklase/cAMP). Man mener, at det i granulosacellerne dannede østradiol secerneres til follikelvæsken, mens det i thecacellerne dannede østradiol afgives til blodbanen. Østradiol er det vigtigste østrogen hormon, men i blodbanen står det i ligevægt med østron. Virkninger: Østrogener påvirker de kvindelige genitalia og har betydning for



- Genitale sekundære kønskarakterer - Oogenesen

- Ekstragenitale sekundære kønskarakterer - Mammakirtler, specielt udførselsgangsystemet. - Feminine kropsbygning; smalle skuldre, brede hofter - Kropsbehåring i en ”trekant” med basis opad

- Metaboliske effekter - Syntese af bindingsproteiner for thyreoidea (TBG), binyrebarkhormoner (CBG, ...) =>

proteinanabolske effekt - Lukning af epifyseskiverne

- Nyre: Øger tibageholdelsen af salt og vand i kroppen Progesteron har ligesom østrogen en effekt på de kvindelige kønsorganer og på de ekstragenitale sekundære kønskarakterer. Der er enkelte områder, hvor den har modsatte effekt af østrogener (jvf. 628. redegøre for ovariernes cyklus/menstruationscyklus … (s. 218)). Bryster

: De kvindelige bryster udvikles ved puberteten stimuleret af østrogen fra den begyndende menstruationscyklus. Under graviditet vokser brystet yderligere pga. østrogen produceret i placenta med vækst af gangsystemet, øget forgrening, samt deponering af fedtvæv i stromaet. Udvikling af sekretoriske lobuli kræver også progesteron (udover prolaktin).

631. REDEGØRE FOR PROGESTERONS BIOSYNTESE I HOVEDTRÆK, VIRKNINGER PÅ UTERUS, BRYST OG FEED-BACK PÅ HYPOTHALAMUS/HYPOFYSE jvf. 630. redegøre for østrogenernes biosyntese i hovedtræk … (s. 222).

632. REDEGØRE FOR STYRINGEN AF OVARIEFUNKTIONEN, HYPOTHALAMISK KONTROL, FEEBACK; EFFEKTEN AF EXCESSIV FYSISK TRÆNING, ANOREXIA NERVOSA. Styring af ovariefunktion

:

Excessiv fysisk træning 223: jvf. 634. beskrive hovedtræk af de kvindelige kønsorganers endokrine klinik … (s. ). Anorexia nervosa 223: jvf. 634. beskrive hovedtræk af de kvindelige kønsorganers endokrine klinik … (s. ).

633. REDEGØRE FOR ANTIKONCEPTION, MEKANISK OG HORMONAL (SYNTETISKE ØSTROGENER OG GESTAGENER) Ved behandling af kvinder med østrogen og progesteron undertrykkes sekretionen af FSH og LH, og den præovulatoriske gonadotropin-frigørelse samt ovulationen udebliver. Desuden bevirker progesteron dannelsen af en meget viskøs slim i uterus og vagina, hvilket hæmmer spermatozoernes fremtrængen, og endelig hæmmer denne hormonbehandling æggets implantation i endometriet. Disse forhold udnyttes i antikonceptionsøjemed, idet der anvendes syntetiske østrogener og gestagener (stoffer med progesteronvirkning), som kan modstå den enzymatiske nedbrydning i leveren og derfor gives peroralt. Ved peroralt, hormonal antikonception anvendes dels præparater, der både indeholder østrogen og gestagen (kombinationspræparater og flerfasepræparater), og dels præparater, der kun indeholder getagen (minipiller). Ved anvendelse af den første type præparater holdes 1 uges pause (dag 21-28), mens minipiller indtages hver dag uden pause. P-piller af kombinationstypen indeholder den samme mængde østrogen og getagen i samtlige tabletter gennem hele cyklus, mens flerfasepræparater indeholder en større getagenmængde i sidste halvdel af cyklus, hvorved den normale sekretionsrytme for progesteron efterlignes. P-piller kan opdeles efter deres indhold af østrogen i

- præparater med 50 µg østrogen - lavdosispræparater med < 50 µg østrogen

634. BESKRIVE HOVEDTRÆK AF DE KVINDELIGE KØNSORGANERS ENDOKRINE KLINIK: ANOVULATORISKE CYKLER,

AMENORRÉ, BLØDNINGSFORSTYRRELSER, HORMONELT BETINGET STERILITET Amenoré: udeblivelse af de regelmæssige menstruationsblødninger. Der skelnes mellem primær og sekundær amenoré:



- Primær

: hvis menustrationsblødninger ikke er begyndt, inden kvinden fylder 17 år. Dette er ofte tegn på alvorlige forstyrrelser eller misdannelser i ovarer, uterus eller det endokrine apparat.

- Sekundær

216

: hvis menustrationsblødninger er udeblevet i 6 måneder eller mere hos kvinder, der tidligere har haft regelmæssige menstruationer. Det almindeligste årsag til dette er alvorlige fysiske eller psykiske påvirkninger. Kan f.eks. udløses af langvarig og kraftig afmagring (anorexia nervosa) og ses også hyppigt hos kvinder, som gennemgår hård fysisk træning (jf. 627 Beskrive kryptorkisme, hypogon... (s. ).

- GRAVIDITET, BEFRUGTNING OG IMPLANTATION

635. REDEGØRE FOR BETYDNINGEN AF HUMANT CHORION GONADOTROPIN (HCG), CORPUS LUTEUM, SEKRETIONEN AF HUMAN CHORION SOMATOMAMMOTROPIN (HCS)(CGP/HPL) OG PRODUKTION AF STEROIDHORMONER I DEN FOETO-PLACENTARE ENHED Fertilisering

: Fertilisering betyder dannelsen af et nyt og unikt individ. For at spermatozoerne kan fertilisere oocytten må de have opholdt sig et par timer i kvinden hvilket fjerner glycoproteiner fra spermiens hoved, og åbner for receptorer der kan svare på oocytens signaler. De hurtigste spermatozoer vil indenfor 15 min. have nået ovarierne, formodentlig pga. muskel-kontraktioner stimuleret af prostaglandiner i seminalvæsken (fra vesicula seminalis). Spermiets hoved (akrosomet) indeholder bl.a. hyaloronidase der frigives ved sammensmeltning med oocytten, og hjælper til med penetrationen af granulosacellerne og zona pellucida. Dette udløser formodentlig en elektrisk depolarisering der gør at kun én spermie penetrerer en oocyt.

Nidation

Cytotropho- og syncytiotrofoblasten invaderer uterus og danner placenta. Disse fungerer som en placentær hypothalamus hypofyse akse og producerer store mængder releasing factors og trofiske hormoner.

: Blastocysten implanteres i endometriet ved hjælp af proteolytiske enzymer. Dette går oftest galt i 70 % af tilfældene og ender som skjult abort (menstruation).

Allered inden nidationen producerede blastocysten små mængder hCG (humant chorion gonadotropin) og efter implantationen producerer syncytiotrofoblasten store mængder der væsentligst secerneres til det maternele kredsløb. Dette stimulerer corpus luteum graviditatis, der vokser sig større og secernerer østrogen og progesteron, hvilket igen får endometriet til at svulme. Hvis corpus luteum degenererer (f.eks. pga. manglende hCG) i op til 12 uge kan dette føre til spontan abort. I øvrigt danner placenta humant chorionsomatomammotropin (hCS) også kaldet humant placentærtlactogen (hPL), som dels har effekt på mammakirtler, dels har en vækstfremmende virkning (væksthormon-effekt) på det voksende foster. Mens østrogen- og progesteronsekretionen stiger jævnt gennem hele svangerskabet, secerneres hCG i store mængder i begyndelsen af graviditeten – med maksimum ca. 50 dage efter befrugtningen. Herefter falder sekretionshastigheden hurtigt igen og holder sig på et lavt niveau gennem resten af svangerskabet.

636. REDEGØRE FOR GRAVIDITETSDIAGNOSEN Den tidlige dannelse af ”graviditetshormonet” sammenholdt med dets mangelende dannelse hos ikke-gravide kvinder danner basis for den tidlig diagnose af svangerskabet, idet hCG kan påvises i blodet allerede 6 dage efter æggets befrugtning (ved en følsom radioimmunologisk metode) og i urinen ca. 14 dage efter befrugtningen. - FØDSEL OG DIEGIVNING

637. REDEGØRE FOR HORMONALE FORHOLD, HERUNDER REGULERING AF OXYTOCIN-RECEPTOR-KONCENTRATION I MYOMETRIUM UNDER GRAVIDITET Graviditeten varer ca. 270 dage regnet fra befrugtningstidspunktet. I slutningen af grviditeten optræder irregulære kontraktioner i uterus med en stigende frekvens som følge af en øget følsomhed for det myometrie-kontraherende hormon, oxytocin, idet antallet af receptorer for dette hormon på myometriemuskulaturen øges. Dette forklares ved at faldende progesteronsekretion fra placenta i slutningen af graviditeten, idet progesteron nedsætter antallet af oxytocinreceptorer (mens østrogen øger antallet). Oxytocin rolle i fødsels forløbet er ikke afklaret. Det står imidlertid klart, at fødslens igangsættelse ikke skyldes oxytocin, men at stimuli fra vagina og uterus under fødslen fremkalder en reflektorisk sekretion af oxytocin, hvilket øger uterusmuskulaturen. Denne positive feedback-virkning er med til at fremme fødselsakten.



638. BESKRIVE RELAXINS STRUKTUR OG HOVEDVIRKNINGER - PUBERTET

639. REDEGØRE FOR HORMONELLE FORHOLD I HOVEDTRÆK Drenge:

- LH: - Udvikling af Leydigske celler => testosteron

- TESTOSTERON: - Vesicula seminalis: stimulering af epithelet - Prostata: hyperplasi af epithel => dannelse af alveoler - Testis: spermatogonier: ”hvilestadium” proliferation ved mitotiske delinger

Piger: - LH:

- Ovarie: ovulaion

Acne

: i puberteten får både drenge og piger hyppigt acne (filipenser, bumser) i huden, særligt i ansigtet. Det skyldes den øgede produktion af kønshormoner (både androgener og østrogener), som stimulerer talgkirtlerne i huden. Den øgede talgproduktion kan medfører tilstopning af talgkirtlernes udførselsgange. Det fremmer bakteriel nedbrydning af talgen med dannlse af lokalirriterende talgprodukter. Disse talgprodukter udløser betændelsesreaktioner omkring udførselsgangene, så huden bliver rød, øm og hæver.

Menarche

Ovariefolliklert findes i et antal af 6 millioner i føtallivet. Imidlertid går de fleste til grunde i løbet af føtallivet, således at der ”kun” er 1 – 2 millioner ved fødslen. I løbet af barndommen degenerer yderligere et stort antal ægceller, og omkring puberteten er der ca. 300.000 ægceller tilbage i de to ovarier. Der er således et betydeligt overskud af ægceller, idet der i løbet af en kvindes fertile (kønsmodne) periode (15 – 45 år) kun frigøres i alt ca. 500 ægceller ved de månedlige ægløsninger.

: tidspunkt hvor menstruationern begynder (11 – 16 års alderen). Initieres af at hypofysen 1 – 2 år inden menarchen, begynder at producere mere FSH og LH.

- MENOPAUSE

640. ANGIVE HORMONELLE FORHOLD I HOVEDTRÆK, HERUNDER SUBSTITUTIONSTERAPI Menopausen defineres som det tidspunkt i kvindens liv, hvor ægløsning og menstruationsblødning ophører. Dette finder normalt sted mellem det 45. og 55. leveår, og gennemsnitligt i det 51. år. Klimakteriet betegner den periode, hvor ovariefunktionen gradvist aftager, normalt 45-50 års alderen, og det tager omtrent 5 år, før ovariefunktionen helt ophører, og menopausen er et faktum. Menopausen indtræder, når der ikke er flere ægceller tilbage, østrogen sekretionen fra ovarierne falder, idet de fleste af folliklerne er degenerede. Når antallet af FSH + LH følsomme follikler falder under en kritisk masse, kan østrogen-mængden ikke hæmme FSH eller LH, og ej heller provokerer LH peaken, der giver ovulation. Herved bliver de resterende follikler atretiske og østrogenproduktionen i ovariet falder til 0. LH og FSH-sekretionen fortsætter livet ud. De fysiske forandringer i klimakteriet skyldes hovedsagligt nedgang i østrogenproduktionen. Det medfører

- reduktion af mammakirtler og uterus størrelse - slimhinden i vagina og urinrøret atrofierer - almindelige gener er

- hedeture med sved og rødme af huden - angst, depression og forskellige nervøse plager

- POSTMENOPAUSE

641. BESKRIVE HORMONELLE FORHOLD I HOVEDTRÆK Normalt taber kvinder efter 40-års alderen 6-8 % af knoglemassen hvert tiår. Hos alle kvinder sker der efter menopausen en ændring i knoglemetabolismen, som fører til øget tab af knoglevæv. Dette tab er ikke jævnt fordelt mellem skelettets forskellige knogler, men rammer især ryghvirvler og de lange rørknoglers ledhoveder.



Meget tyder på, at det postmenopausale knogletab hovedsagligt skyldes reduceret nydannelse af knoglevæv på grund af ovariernes produktion af østrogen.

9.1.8. NYRER, HJERTE, BLODKAR OG CORPUS PINEALE RENIN-SYSTEMET

642. BESKRIVE ANGIOTENSIOGEN-RENIN-ANGIOTENSIN I-ANGIOTENSIN II-ALDOSTERON-SYSTEMET, INKLUSIVE CONVERTING ENZYME

643. ANGIVE STRUKTUREN AF ANGIOTENSIN II

644. ANGIVE VIRKNINGEN AF ANGIOTENSINOGEN II, HERUNDER AT-RECEPTORER

645. REDEGØRE FOR DET JUXTAGLOMERULÆRE APPARAT SAMT REGULERINGEN AF RENINSEKRETIONEN, HERUNDER SYSTEMETS BETYDNING FOR KLINISK HYPERTENSION



- ERYTHROPOIETIN

646. REDEGØRE FOR STRUKTUR OG FUNKTION, SEKRETION OG SEKRETIONSKONTROL Erythrocytdannelsen (erythropoiesen) foregår i knoglemarven, hvor det tager 7–10 dage at danne den færdige erythrocyt. Erythrocytdannelsen er afhængig af flere faktorer, bl.a. protein, jern, B12-vitamin og folinsyre og påvirkes endvidere af ilttensionen (dvs. ilttrykket), således at nedsat ilttransport i blodet (lav pO2 og lav Hgb) stimulerer erythrocytdannelsen. Frigørelsen stimuleres endvidere via nyrernes sympatiske nerver ved aktivering af β-receptorer. Ved lavt ilttryk ved højdeklima dannes flere røde blodlegemer end normalt, polycytæmi. Glykoprotein erythropoietin (EPO) spiller en vigtig rolle for dannelsen af erythrocytter. Hovedparten (ca. 85 %) af EPO dannes i endothelcellerne i nyrebarkens peritubulære kapillærer, mens resten (ca. 15 %) dannes i leveren. EPO binder sig til receptorer på stamceller i den røde knoglemarv (medulla ossium rubra) og stimulere disse til at udvikle sig til erythrocytter. - ATRIALT NATRIURETISK PEPTID, ANP

647. BESKRIVE HJERTET SOM ET ENDOKRINT ORGAN

648. REDEGØRE FOR STRUKTUR I HOVEDTRÆK, VIRKNINGER OG ANP-RECEPTORER Atrialt Natriuretisk Peptid (ANP) (28 aminosyrer) dannes i cardiocytter i hjertets atrier. ANP bevirker en forøgelse af Na+-udskillelsen gennem nyrerne, muligvis bl.a. via en hæmning af aldosteronsekretionen. Herved reduceres extracellulærvolumen gennem den samtidige forøgelse af vandudskillelsen. Peptidet har også en udtalt vasodilaterende virkning, men dets nøje fysiologiske betydning er endnu ikke afklaret. - CORPUS PINEALE, MELATONIN

649. REDEGØRE FOR STRUKTUR, SEKRETION, VIRKNING Corpus pineale eller epifysen (8 x 4 mm; 150 mg) er et affladet koglelignende organ (koglekirtlen), der er tilhæftet loftet i den 3. ventrikel. Dens hovedprodukt er hormonet melatonin (5-methoxy-N-acetyltryptamin), der er et derivat af serotonin og forekommer i store mængder i pattedyrs corpus pineale. Syntesen af melatonin katalyseres af enzymet arylalkylamin-N-acetyltransferase (AANAT), der omdanner serotonin til N-acetylserotonin, som herefter af et andet enzym (hydroxyindole-O-methyltransferase (HIOMT)) konverteres til melatonin. Det begrænsende trin udgøres af AANAT, som stimuleres af bl.a. den sympatiske innervation af kirtlen (efter binding af noradrenalin til de beta-adrenerge receptorer på pinealocytterne). Sekretionen af melatonin er rytmisk sv.t. den almindelige 24 timers døgncyklus af lys og mørke, betegnet den cirkadiane cyklus eller rytme. Melatonins virkninger udøves ved binding til membranbundne melatonin-receptorer (G-protein-koblede). Melatonin påvirker reproduktionscyklus hos dyrearter, men der har ikke kunnet påvises virkning af melatonin på menneskets reproduktionsfunktioner selv efter adskillige ugers indgift af hormonet. Melatonin er desuden vist at påvirke immuneapparatet, men denne virkning afventer yderligere dokumentation. - ENDOTHELIN FRA ENDOTHELET

650. ANGIVE HOVEDTRÆK AF STRUKTUR, SAMT HOVEDVIRKNINGER jvf. 160. definere begrebet kartonus (s. 53).

stud.med. Shahid Qamar Manan Panum Instituttet, Forår 1999

www.manan.dk

Documents

Kompendium i Fysiologi - manan.dk - fra student til …€™s Fysiologi Kompendium manan.dk 2 227− side af - 3.1.13. Abnorm respiration og respirationsinsufficiens_____ 107 3.1.14