Solunum Gazlarının Taşınması – Vurgun Nedir?

İnsanda solunum gazları, kandaki alyuvarda bulunan solunum pig­menti olan hemoglobin yardımıyla taşınır. Bir alyuvar yaklaşık 250 milyon hemoglobin molekülü içerir. Bu pigment, kanın oksijen taşıma ka­pasitesini arttırır ve solunum gazları ile tersinir (çift yönlü tepkime) bir şekilde bileşik oluşturur.

Oksijenin alyuvarlarda hemoglobin pigmenti ile taşınma miktarı, kanın plazma kısmında çözünmüş olarak taşınan oksijen miktarından 30 ile 100 kat daha fazladır. Vücudun doku hüc­relerinde hücresel solunum tepkimeleriyle kullanımı sonucu karbondi­oksit açığa çıkar. Karbondioksitin doku hücrelerinden uzaklaştırılması da hemoglobin pigmenti yardımıyla gerçekleşir.

Alyuvarların yapısında bulunan protein yapılı hemoglobin molekülü, merkezinde bir demir atomu taşıyan hem adlı kofaktöre sahip dört alt birimden ve globülin proteininden oluşmuştur. Hem grubu kana kırmızı rengini verir. Her demir atomu bir molekül oksijen bağlar. Bu sayede bir hemoglobin molekülü, dört molekül O2 taşır. Dolayısıyla bir alyuvar yaklaşık 1 milyar O2 taşıyabilir. Hemoglobin molekülü, oksijeni tersinir olarak bağladığından akciğerlerden aldığı oksijeni vücudun diğer nok­talarında bırakabilir.

Hemoglobin yapısı ve hemoglobine oksijen bağlanması
Hemoglobin yapısı ve hemoglobine oksijen bağlanması
Bilgi Notu                                                           

Kofaktör: Bir enzimin aktifliği için gerekli olan, proteine gevşek ya da sı­kıca bağlı olan, bir metal iyonu (aktivatör) gibi protein olmayan maddedir.

Oksijen taşınmasının temeli, akciğer alveollerinde yüksek miktarda bulunan oksijenin, kılcal damarlara geçmesi ve böylelikle hücrelere taşınmasına dayanır. Oksijenin %97’si alyuvarlarda bulunan hemoglo­bine bağlanarak taşınır. Kalan %3’ü plazma sıvısında çözünmüş ola­rak taşınır. Hemoglobinin oksijen bağlaması veya serbest bırakması, oksijenin kısmi basıncına bağlıdır.

Oksijenin kısmi basıncının yüksek olduğu yerlerde, akciğer alveol kılcallarında, hemoglobin molekülü O2 bağlar (Görsel 1. Durum). Oksijen basıncının düştüğü yerlerde, doku kılcallarında hemoglobin O2‘in çoğunu serbest bırakır (Görsel 3. durum). Ortam pH’sinin düşmesi de hemoglobinin O2‘e olan ilgisini azaltarak oksijeni serbest bırakmasını sağlar (Bohr etkisi) (Gör­sel 3. durum).

Bilgi Notu

Bohr etkisi: Hemoglobinin oksijenle birleşme hızı, ortamın sıcaklığı, oksi­jenin kısmi basıncı ve kan pH değeri­ne bağlı olarak değişir. Kanda CO2‘in kısmi basıncının artması kan pH değe­rini düşürür. Bu durum hemoglobinin bağlı olduğu O2 moleküllerinin bıra­kılmasına yol açar. Düşük pH, hemog­lobinin oksijene ilgisini azalttığı için bu etkiye “Bohr etkisi” denir.

! Karbonmonoksit (CO) gazı; doğalgaz, gaz yağı, benzin, tüp gazı, kömür ve odun gibi yapısında “karbon” bulunan yakıtların yanma­sı veya tam olarak yanmaması sonucu açığa çıkar. Hemoglobine oksijenden 200 kat daha hızlı bağlanır. Bağlanma reaksiyonu geri dönüşümsüzdür. Bu yüzden CO hemoglobine bağlandıkça vücutta oksijen azalır, zehirlenme meydana gelir. Tatsız, renksiz, kokusuz olduğu için farkedilmez.
Oksijenin akciğerden dokulara taşınması
Oksijenin akciğerden dokulara taşınması
  1. Oksijen, alveollerden akciğer kılcal damarlarına geçer. Hemoglobin, oksijen oranının yüksek olduğu akciğer kılcallarında, oksijenle bağ­lanarak oksihemoglobin (HbO2) oluşturur.
  2. Oksijen, alyuvarlarda oksihemoglobin hâlinde taşınır. Oksihemoglobinli kan, akciğer toplardamarıyla kalbe gelerek buradan tüm vücuda pompalanır.
  3. Doku kılcallarına gelindiğinde, oksijen oranının düşük olduğu yerde ayrılma eğiliminde olduğundan hemoglobin, oksijenden ayrılır. Ser­best kalan O2, önce doku sıvısına buradan da hücrelere geçer.

Yükseklere çıkıldıkça atmosfer basıncı düşer. Deniz seviyesinde 760 mmHg olan atmosfer basıncı, 3000 m’de 523 mmHg’ya, 15000 m’de 87 mmHg’ya kadar düşer. Atmosfer basıncının düşmesiyle orantılı ola­rak oksijen kısmî basıncı (PO2) da azalır. Havada hâlâ %21 O2 olduğundan solunan PO2, deniz seviyesinde 159 mmHg (0,21×760) iken 15000 m yükseklikte sadece 18 mmHg olur.

Hızla yüksek irtifaya çıkan kişilerde akut dağ hastalığı görülebilir. Baş ağrısı, hâlsizlik, bulantı, kusma şeklinde belirti verir. Bu kişilere oksijen verilmez veya bu kişi­ler daha düşük irtifaya taşınmazlarsa ölebilirler. Aynı zamanda bu gibi durumlarda beyin ödemi veya akciğer ödemi görülebilir. Yükseklere çıkan kişilerde böbreklerden salınan eritropoietin hormonu etkisiyle alyuvar sayısı arttırılır. Böylece hücrelere daha çok oksijen taşınması sağlanarak bu duruma adaptasyon gerçekleştirilir.

Bilgi Notu

Akut dağ hastalığı: Günümüzde birçok yerli, And Dağları ve Himala- yalarda 3500 m irtifada yaşamakta­dır. Peru’da bulunan And Dağlarında bir grup 5100 m’de yaşayıp 5700 m yükseklikteki maden ocaklarında ça­lışmaktadır. Bu yerlilerin orada doğup büyümeleri, bulunduğu yüksekliğe uyum göstermelerini sağlamıştır. Bu kişilerin göğüs çapları genişler, geri kalan vücut kısımları daha küçük ka­lır. Kalpleri alçak irtifada yaşayanlara göre daha geniştir. Bu bölgelerde ya­şayan insanlar yüksek irtifaya adapte olduklarından akut dağ hastalığına ya­kalanmazlar.

Vurgun Nedir? Vurgun, daha çok denizlere dalan kişilerde görülen bir durumdur. Ör­neğin, dalgıcın sırtındaki tüpten soluduğu azot gazı, basıncın etkisiyle sıvılaşır. Dalgıç su üzerine çıkması gereken süreyi kısa tutarak aniden su yüzeyine dönerse dalgıcın hücre içi ya da hücre dışı vücut sıvıların­da çok miktarda azot kabarcıkları oluşur.

Bu gaz kabarcıklarının, kan damarlarını tıkamasıyla bacak ve kolların eklem yerlerinde ağrı, baş dönmesi, felç gibi belirtiler görülür. Vurguna yakalanan kişilerin %2’lik bir kısmında kabarcıkların akciğer kılcallarını tıkamasıyla boğulma de­nilen ciddi nefes darlıkları görülebilir. Dalgıç, yüzeye yavaşça çıkarsa erimiş azot, vurgun oluşmasını önlemeye yetecek hızla akciğerlerden soluk verme ile atılır.

Karbondioksit Taşınması

Karbondioksit taşınmasında temel amaç, CO2‘in dokulardan uzaklaştı­rılması ve kan pH’sinin dengelenmesidir. Solunum yapan hücrelerin ar­tık maddesi olarak oluşan CO2, önce difüzyonla doku sıvısına buradan da doku kılcal damarlarına geçer. CO2‘in doku kılcallarından akciğere taşınması üç yolla gerçekleşir:

Yaklaşık olarak %7’si kan plazmasında çözünmüş olarak, %23’ü alyuvarlarda bulunan hemoglobine bağla­nıp karbaminohemoglobin (HbCO2) oluşturarak, %70 kadarı ise kan plazmasında bikarbonat iyonları (HCO3) şeklinde akciğerlere taşınır.

  1. Vücut dokularında üretilen CO2 doku sıvısına oradan kılcal da­marlara difüzyonla geçer.
  2. Alyuvara giren CO2‘in %23’ü hemoglobine bağlanarak karbaminohemoglobin (HbCO2) oluşturur. (Hb+CO2 HbCO2)
  3. Alyuvarlara giren CO2, alyuvar­daki karbonik anhidraz enzi­mi yardımıyla H2O ile birleşerek karbonik asiti (H2CO3) oluştu­rur.
  4. Kararsız olan H2CO3, HCO3 (bi­karbonat) ve H+ iyonuna dönü­şür. (H2CO3 ► HCO3+ H+)
  5. Hemoglobin, karbonik asitten gelen H+ iyonlarının çoğunu bağlayarak kanın asitleşmesini engeller. (Hb+H+ ► HbH+)
  6. HCO3 iyonları kan plazması ile akciğerlere kadar taşınır.
  7. Akciğer kılcallarında HCO3plazmadan alyuvarlara difüze olur ve hemoglobinden ayrılan H+ iyonu ile birleşerek H2CO3‘i oluşturur.
  8. H2CO3 alyuvardaki karbonik anhidraz enzimi aracılığıyla H2O ve CO2‘e dönüşür.
  9. CO2, alyuvardan kan plazması­na oradan da alveol boşluğuna geçer.
  10. CO2 nefes vermeyle dışarı atılır.
Karbondioksidin dokulardan akciğere taşınması
Karbondioksidin dokulardan akciğere taşınması

Solunum Sistemi

  1. Solunum Sistemi Organları
  2. Soluk Alıp Verme Mekanizması
  3. Solunum Gazlarının Taşınması
  4. Solunum Sistemi Rahatsızlıkları ve Sağlığının Korunması

Yorum yapın