🧬 Kimia Respiratore

Modul Interaktiv për Mësim - Shkëmbimi i Gazeve, Hemoglobina dhe Ekuilibri Acid-Bazë

đŸ« Kimia e ShkĂ«mbimit tĂ« Gazeve

💹 ShkĂ«mbimi Alveolar-Kapilar

Alveola
↑ O₂ ↓
Membrana
↓ CO₂ ↑
Gjaku Kapilar

Koncepti Kryesor: Gradientët e Presionit Pjesor

Oksigjeni diffuzon nga presioni i lartĂ« pjesor nĂ« alveola (PAO₂ ≈ 100 mmHg) nĂ« presionin mĂ« tĂ« ulĂ«t nĂ« gjakun venoz (PvO₂ ≈ 40 mmHg). CO₂ diffuzon nĂ« drejtimin e kundĂ«rt.

📊 Gjurmuesi i Koncentrimit

PAO₂ Alveolar
100
mmHg
PaO₂ Arterial
40
mmHg
PACO₂ Alveolar
40
mmHg
PvCO₂ Venoz
46
mmHg

đŸŽ›ïž Parametrat e Diffuzionit

Shkalla Respiratore 12
Volumi Tidal 500
Prodhimi Kardiak 5.0

Raporti V/Q (Ventilacion/Perfuzion)

Raporti aktual V/Q: 0.84 (Diapazoni normal: 0.8-1.0)

✓ ShkĂ«mbim optimal i gazeve

đŸ©ž Hemoglobina dhe Transporti i Oksigjenit

📈 Kurbat e Dissociimit tĂ« Oksigjenit-HemoglobinĂ«

Kuptimi i Kurvës

Kurva nĂ« formĂ« S reflekton lidhjen kooperative - ndĂ«rsa O₂ lidhet me njĂ« grup heme, afiniteti i grupeve tĂ« tjera heme rritet. P₅₀ Ă«shtĂ« PO₂ ku Hb Ă«shtĂ« 50% e ngopur.

🧬 Struktura e HemoglobinĂ«s

Ngopja e Hemoglobinës
97%
O₂ i Lidhur
3.9
molekula
Vlera P₅₀
26.6
mmHg

đŸŽ›ïž Modifikuesit e KurvĂ«s (Efekti Bohr & tĂ« TjerĂ«)

pH (Efekti Bohr) 7.4

↓ pH zhvendos kurvĂ«n nĂ« TË DJATHTË (↓ afiniteti pĂ«r O₂)

Temperatura (°C) 37

↑ Temperatura zhvendos kurvĂ«n nĂ« TË DJATHTË

2,3-BPG (mM) 5.0

↑ 2,3-BPG zhvendos kurvĂ«n nĂ« TË DJATHTË

PCO₂ (mmHg) 40
PO₂ (mmHg) 100

Rëndësia Klinike

Kushte normale: DorĂ«zimi optimal i O₂ nĂ« indet. Kurva Ă«shtĂ« pozicionuar pĂ«r lidhje efikase nĂ« mushkĂ«ri dhe çlirim nĂ« indet.

💹 Mekanizmat e Transportit tĂ« CO₂

📊 RrugĂ«t e Transportit tĂ« CO₂

7%
I Tretur në Plazmë
23%
Karbaminohemoglobinë
70%
Bikarbonat (HCO₃⁻)

⚗ Reaksioni i AnhidrazĂ«s Karbonike

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ Hâș + HCO₃⁻ Enzim: Anhidraza Karbonike (CA)

Pse ka Rëndësi

Anhidraza karbonike pĂ«rshpejton kĂ«tĂ« reaksion me 10,000×! Pa tĂ«, transporti i CO₂ do tĂ« ishte shumĂ« i dĂ«mtuar. Reaksioni ndodh nĂ« QKG, duke lejuar konvertimin e shpejtĂ« tĂ« CO₂ nĂ« bikarbonat pĂ«r transport.

Shpejtësia e Reaksionit
10⁶
s⁻Âč
Km (CO₂)
12
mM
Numri i Rikthimeve
10⁎
/enzim/s

🔄 Simulimi i Transportit tĂ« CO₂

Indet (Prodhimi)

Prodhimi i CO₂ 200
PCO₂ i Indeve 46

PĂ«rpunimi i QKG

HCO₃⁻ i Formuar
140
mL/min
Hâș i Liruar
140
mM/min

Mushkëritë (Eliminimi)

Ventilacioni Alveolar 4.2
PCO₂ i Ekspiruar 28

⚗ Sistemi i Buferit tĂ« Bikarbonatit

📐 Ekuacioni Henderson-Hasselbalch

pH = 6.1 + log( 24 / (0.03 × 40) )
pH i Llogaritur
7.40
[HCO₃⁻]
24
mEq/L
[H₂CO₃]
1.2
mM
Raporti HCO₃⁻/H₂CO₃
20:1

Ekuacioni i Buferit

Sistemi i buferit tĂ« bikarbonatit mban pH e gjakut nĂ« 7.35-7.45. Raporti normal HCO₃⁻/H₂CO₃ Ă«shtĂ« 20:1, i cili mban pH nĂ« 7.4.

đŸŽ›ïž Kalkulatori Interaktiv i pH

Koncentrimi i HCO₃⁻ (mEq/L) 24
PCO₂ (mmHg) 40
7.40
Aktual
7.0 7.2 7.35 7.4 7.45 7.6 7.8
✓ pH Normal

📈 Vizualizimi i Kapacitetit tĂ« Buferit

Fuqia e Buferimit

Sistemi i bikarbonatit Ă«shtĂ« mĂ« efektiv nĂ« pH 6.1 (pKa). NĂ« pH normal tĂ« gjakut (7.4), Ă«shtĂ« ende shumĂ« efektiv pĂ«r shkak tĂ« rezervuarit tĂ« madh tĂ« HCO₃⁻ dhe rregullimit tĂ« shpejtĂ« pĂ«rmes frymĂ«marrjes.

⚖ Ekuilibri Acid-BazĂ«

đŸ„ Çrregullimet Acid-BazĂ«

pH
7.40
PCO₂
40
mmHg
HCO₃⁻
24
mEq/L

Normal

pH i gjakut mbahet brenda diapazonit të ngushtë 7.35-7.45. Të dy sistemet respiratore dhe renale punojnë së bashku për të mbajtur homeostazën acid-bazë.

🔄 Mekanizmat e Kompensimit

Kompensimi Respirator

I shpejtĂ« (minuta): Ndryshimet nĂ« ventilacion rregullojnĂ« PCO₂ pĂ«r tĂ« kompensuar çrregullimet metabolike.

Kompensimi Renal

I ngadaltĂ« (orĂ«-ditĂ«): VezĂ«t rregullojnĂ« riabsorbimin e HCO₃⁻ dhe sekrecionin e Hâș.

📊 Diagrami Komprehensiv Acid-BazĂ«

Leximi i Diagramit

Diagrami i Davenport tregon marrĂ«dhĂ«nien midis pH, HCO₃⁻ dhe PCO₂. Çdo pikĂ« pĂ«rfaqĂ«son njĂ« gjendje specifike acid-bazĂ«. Kompensimi lĂ«viz pikĂ«n pĂ«rgjatĂ« vijave tĂ« pritura drejt pH normal.

🔬 Kimia e Avancuar Respiratore

📊 Analiza e KurbĂ«s sĂ« Dissociimit

Kurba e dissociimit tĂ« hemoglobinĂ«s ndjek ekuacionin e Hill-it: S = (PO₂)ⁿ / (P₅₀ⁿ + PO₂ⁿ), ku n (koeficienti i Hill-it) ≈ 2.7-3.0 tregon bashkĂ«punimin pozitiv midis nĂ«n NjĂ«sive tĂ« hemoglobinĂ«s.

S = (PO₂)n / (P₅₀n + PO₂n)
Koeficienti i Hill-it (n) 2.8
Temperatura (°C) 37
P₅₀ (me temperaturĂ«)
26.6
mmHg
Bashkëpunimi
I Lartë

💡 RĂ«ndĂ«sia Fiziologjike

Koeficienti i Hill-it > 1 tregon bashkĂ«punim pozitiv - lidhja e O₂ nĂ« njĂ« nĂ«n NjĂ«si rrit afinitetin e nĂ«n NjĂ«sive tĂ« tjera. Kjo lejon ngopjen e shpejtĂ« nĂ« mushkĂ«ri dhe çlirimin efikas nĂ« indet.

🧬 Efekti i 2,3-BPG

2,3-bisfosfoglicerati (2,3-BPG) Ă«shtĂ« njĂ« pĂ«rbĂ«rje organik qĂ« lidhet me hemoglobinĂ«n dhe ul afinitetin e saj pĂ«r O₂. Nivelet rriten nĂ« hipoksi kronike, anemia, dhe nĂ« lartĂ«si.

Hb + 2,3-BPG ⇌ Hb-BPG (afinitet i ulĂ«t pĂ«r O₂)
Koncentrimi 2,3-BPG (mM) 5.0
PO₂ nĂ« Inde (mmHg) 40
Ngopja e O₂ nĂ« Inde
75
%

⚠ RĂ«ndĂ«sia Klinike

NĂ« anemia, nivelet e 2,3-BPG rriten pĂ«r tĂ« kompensuar reduktimin e hemoglobinĂ«s totale. NĂ« depot e gjakut, nivelet e ulĂ«ta tĂ« 2,3-BPG çojnĂ« nĂ« afinitet mĂ« tĂ« lartĂ« pĂ«r O₂, duke e bĂ«rĂ« transfuzionin mĂ« pak efektiv.

🔄 Zhvendosja e Klorurit (Efekti Hamburger)

Zhvendosja e klorurit (Hamburger effect) Ă«shtĂ« njĂ« mekanizĂ«m elektroneutral qĂ« ndodh nĂ« QKG pĂ«r tĂ« balancuar ngarkesĂ«n elektrike gjatĂ« transportit tĂ« CO₂.

HCO₃⁻ (jashtĂ«) + Cl⁻ (brenda) ⇌ HCO₃⁻ (brenda) + Cl⁻ (jashtĂ«)

Gjaku Arterial

  • ‱ [Cl⁻] = 100 mEq/L
  • ‱ [HCO₃⁻] = 24 mEq/L
  • ‱ HCO₃⁻/Cl⁻ = 0.24

Gjaku Venoz

  • ‱ [Cl⁻] = 107 mEq/L
  • ‱ [HCO₃⁻] = 28 mEq/L
  • ‱ HCO₃⁻/Cl⁻ = 0.26

💡 Mekanizmi

Kur CO₂ konvertohet nĂ« HCO₃⁻ nĂ« QKG, HCO₃⁻ del nga qeliza dhe Cl⁻ hyn brenda pĂ«r tĂ« ruajtur elektroneutralitetin. Kjo rrit [Cl⁻] nĂ« gjakun venoz krahasuar me gjakun arterial.

📈 FaktorĂ«t qĂ« NdryshojnĂ« KurvĂ«n

ShumĂ« faktorĂ« ndikojnĂ« nĂ« pozicionin e kurvĂ«s sĂ« dissociimit. KĂ«to ndryshime janĂ« kritike pĂ«r optimizimin e transportit tĂ« O₂ nĂ« kushte tĂ« ndryshme fiziologjike.

Faktori Ndryshimi Efekti
↓ pH (Efekti Bohr) P₅₀ ↑ 1.5 mmHg/0.1 pH Djathtas
↑ TemperaturĂ« P₅₀ ↑ 5-7%/°C Djathtas
↑ 2,3-BPG P₅₀ ↑ 0.5 mmHg/mM Djathtas
↑ PCO₂ P₅₀ ↑ 0.1 mmHg/mmHg Djathtas
↑ pH (Alkaloza) P₅₀ ↓ 1.5 mmHg/0.1 pH Majtas

💹 Transporti Detajuar i CO₂

CO₂ transportohet nĂ« tre forma kryesore: i tretur (7%), si karbaminohemoglobinĂ« (23%), dhe si bikarbonat (70%). ShpejtĂ«sia e konvertimit Ă«shtĂ« kritike pĂ«r efikasitetin.

CO₂ i Tretur
0.3
mM/L
Carbamino-Hb
1.0
mM/L
HCO₃⁻
24
mM/L
Total CO₂
25.3
mM/L

⚗ Krahasimi i Sistemeve tĂ« Buferit

Gjaku ka tre sisteme bufer kryesore që punojnë së bashku për të mbajtur pH-në: sistemi i bikarbonatit (53%), proteina/hemoglobina (35%), dhe fosfatet (2%).

💡 Pse Bikarbonati Ă«shtĂ« Dominant

Sistemi i bikarbonatit Ă«shtĂ« buferi mĂ« i fuqishĂ«m sepse: (1) ka rezervuar tĂ« madh (HCO₃⁻), (2) PCO₂ mund tĂ« rregullohet shpejt nga mushkĂ«ritĂ«, (3) pKa (6.1) Ă«shtĂ« pranĂ« pH-sĂ« sĂ« gjakut (7.4).

📚 Referenca dhe Konstante Kimike

📖 Tabela e Konstanteve Kimike

đŸ©ž Hemoglobina

  • ‱ Peso molekulare: 64,500 Da
  • ‱ P₅₀ normal: 26.6 mmHg
  • ‱ n (Hill): 2.7-3.0
  • ‱ O₂ pĂ«r Hb: 4 molekula
  • ‱ Konc. nĂ« gjak: 150 g/L

⚗ Sistemi i Buferit

  • ‱ pKa (H₂CO₃/HCO₃⁻): 6.1
  • ‱ [HCO₃⁻] normal: 24 mEq/L
  • ‱ Raporti HCO₃⁻/H₂CO₃: 20:1
  • ‱ Kapaciteti bufer: 0.03 M
  • ‱ α (CO₂): 0.03 mM/mmHg

💹 Gazet nĂ« Gjak

  • ‱ k (Henry O₂): 0.0013 mL/mmHg
  • ‱ k (Henry CO₂): 0.030 mL/mmHg
  • ‱ O₂ i tretur: 0.3 mL/100mL
  • ‱ CO₂ i tretur: 2.6 mL/100mL
  • ‱ N₂ i tretur: 0.9 mL/100mL

🔬 Enzimat

  • ‱ Anhidraza karbonike: 10⁶ s⁻Âč
  • ‱ Km (CA): 12 mM CO₂
  • ‱ [CA] nĂ« QKG: 1-2 g/L
  • ‱ 2,3-BPG normal: 4.5-5.5 mM
  • ‱ Cl⁻ arterial: 100 mEq/L