Akciğer ve Dokularda Gazların Değişimi ve Taşınması

Akciğer ve Dokularda Gazların Değişimi ve Taşınması Prof.Dr.Fadıl ÖZYENER Fizyoloji Anabilim Dalı

Tartışma konuları: Eksternal ve internal solunum Oksijenin kanda taşınması Karbondioksidin kanda taşınması Ventilasyon perfüzyon oranı

Ventilasyon/perfüzyon (ύ A /Ǿ)

Atmosfer havası toplam basıncı (P) = 760 mmhg = 1atm 4

Dalton Yasası 5

Patm= 760 mmhg %79 N PN 2 =0.79 x 760 =597 mmhg %21 O 2 PO 2 = 0.21 x 760 = 159mmHg %0.04 CO 2 PCO 2 =0.0004 x760= 0.3mmHg % 0.4 H 2 O PH 2 O = 0.004 x 760 = 3mmHg 6

Bir eriyikteki gaz düzeyi = P gaz x gaz solubilitesi (erirlik katsayısı) Henry Yasası 7

Eksternal/Dış solunum Alveoller ile kapiller kan arasında gaz değişimi dış solunum olarak tanımlanır.

Dış solunum - O 2

Dış solunum - CO 2

İnternal/İç solunum Kapiller kan ile dokular arasında gerçekleşen gaz değişimi iç solunum olarak tanımlanır.

iç solunum - O 2

Vücut sistemik dolaşımı iki fizyolojik olay haricinde pulmoner kapiller alanda oksijenlenmesini tamamlar. PaO 2 < PAO 2

iç solunum - CO 2

Normal PO 2 ve PCO 2

Oksijenin Kanda Taşınması

Akciğerlerden dokulara taşınan oksijenin %97 si eritrosit içinde hemoglobinle kimyasal bileşik halindedir. %3 ü ise plazma ve hücre sıvısında çözünmüş durumda taşınır (P a O 2 nı oluşturur).

tense = T relaxed = R

Fetal hemoglobin (hb F) de 2,3 DPG polipeptid zincirleri ile zayıf bağlandığı için O 2 ne ilgi daha fazladır.

% doygunluk (satürasyon) % doygunluk = hb ne bağlı O 2 x 100 olası en yüksek bağlanma (Olası En Yüksek Bağlanma, OEYB = hb düzeyi = kanın oksijen taşıma kapasitesi)

arteriyel kanda hemoglobin doygunluğu Dinlenim durumunda, arteriyel kanda hemoglobin %98 oranında doymuştur. Toplam O 2 içeriği ~20 ml.dl -1 dir. Bu miktarın 0.3 ml si çözünmüş olarak plazmada, 19.7ml si ise hb ne bağlı olarak taşınır.

venöz kanda hemoglobin doygunluğu Venöz kanda hemoglobin %75 oranında doymuştur ve toplam O 2 içeriği ~15.2 ml.dl -1 dir. Bu miktarın 0.12 ml.dl -1 si çözünmüş olarak plazmada, 15.1 ml.dl -1 si hb e bağlı olarak taşınır.

Kanın toplam O 2 içeriğinin hesaplanması 1gr hb 1.34 ml O 2 bağlar (kan Hb düzeyi ~15gr.dl -1 ) + kandaki erimiş O 2 (15x0.98) X 1.34 = 19.7 -> 19.7 + 0.30 = 20 ml.dl -1 (15x0.75) X 1.34 = 15.1 -> 15.1 + 0.12 = 15.2 ml.dl -1 (Arter ve venler arasında O 2 farkı = Ca-vO 2 )

Hemoglobin-O 2 disosiyasyon eğrisi PO 2 ile hemoglobinin O 2 taşıma gücü (% doygunluğu) arasındaki ilişkiyi gösteren eğri hemoglobin- O 2 (HbO 2 ) disosiyasyon eğrisi olarak adlandırılır.

HbO 2 ayrışma/bağlanma eğrisi

Hb doygunluğu (yüksek PO 2 de)

Hb doygunluğu (düşük PO 2 de)

O 2 -Hb dissosiyasyon eğrisini etkileyenler

Egzersizde O 2 -Hb eğrisinin sağa kayması Egzersiz yapan kaslarda CO 2 ve asidik ürünlerin oluşumu Kas kapillerlerinde H + düzeyinin çoğalması Kas ısısında yükselme

Bohr etkisi Kanda PCO 2 ve H + düzeyinin azalmasının akciğerlerde hb nin O 2 lenmesini arttırmasıdır.

Dinlenim durumunda 1 dak.da kaç ml O 2 kullanılır? arteryel kan venöz kan Çözünmüş O 2 0.30 ml.dl -1 0.12 ml.dl -1 Hb de bağlı O 2 19.7ml.dl -1 15.1 ml.dl -1 Toplam 20 ml.dl -1 15.22 ml.dl -1 (5000 x 5) 100 = 250 ml

Karbondioksidin Kanda Taşınması

Bikarbonat iyonu halinde (%70) Hb ne bağlı olarak (%23) Plazmada erimiş halde (%7)

Bikarbonat iyonu halinde Alyuvarlarda CO 2 ve H 2 O nun karbonik anhidrazın (CA) etkisi altında geri dönüşümlü birleşmeleri sonucu H 2 CO 3 üzerinden oluşan HCO 3- şeklinde taşınır.

Hb ne bağlı olarak CO 2 hb le karbaminohemoglobin [HbCO 2 ] bileşiğini oluşturmak üzere (geri dönüşümlü) birleşir. PCO 2 nin doku kapillerlerine göre daha düşük olduğu alveollerde hb CO 2 i kolayca bırakır.

Klor kayması Doku kapillerinde eritrosit içinde oluşan HCO 3-, taşıyıcı bir protein aracılığı ile plazmaya geçirilirken aynı miktarda Cl - iyonuda diğer yönde taşınır. Pulmoner kapillerlerde olay ters yönde gerçekleşir (tersine klor kayması).

H + iyonları Deoksihb nin H + affinitesi oksihb den çok daha fazladır. Dokuda oluşan deoksihb H + iyonlarının büyük çoğunluğunu bağlar (HbH).

HbH sayesinde: Arteriyel ph 7.41 Venöz ph 7.37

Haldane etkisi Dokularda, hemoglobinin O 2 doygunluğunun (HbO 2 miktarının) azalması ile kanda CO 2 taşıma yeteneğinin artmasıdır.

Dinlenim durumunda 1 dak.da kaç ml CO 2 üretilir? arteriyel kan % venöz kan % HCO 3- halinde 89.3 87.5 Karbomino-hbde 5.2 6.7 Çözünmüş CO 2 5.5 5.8 Toplam 46-50 ml.dl -1 50-54 ml.dl -1 (5000 x 4) 100 = 200 ml

Vücuttaki Gaz Derişimleri

Alveoler Gaz Derişimini etkileyen unsurlar V A hızı sabit olduğunda: Ölü boşluk havası ile karışma Havanın alveolllere ulaştığında vücut sıcaklığı ve nemine eşitlenmesi Pulmoner kapillerden O 2 ve CO 2 değişiminin hızı

Ventilasyon/perfüzyon oranı (ύ A /Ǿ) Normal bir gaz değişimi için yeterli sayıda alveolun düzenli olarak ventile ve perfüze olması gereklidir.

V A (alveoler vent.)/ Ǿ (perfüzyon) V A normal iken Ǿ da normal ise, V A /Ǿ normaldir. (4/5 = 0.8)

V A (alveoler vent) 0 Ǿ (perfüzyon) normalse, 0/5 = 0

Fizyolojik şant

Yeterli V A oluyorken, Ǿ ise 0 olduğunda, 4/0 =

Anatomik şant

Respiratuvar değişim oranı (RER, R) Ağızdan atılan CO 2 miktarının, alınan O 2 düzeyine oranlanmasına respiratuvar değişim oranı denir. (VCO 2 /VO 2 ) Normalde 0.825 kabul edilen bu oran metabolizma değişiklikleri hakkında bilgi verir (örn: khlar için 1.0, yağlar için 0.7).

RQ (respitory quotient) Kaslarda üretilen CO 2 miktarının, kandan alınan O 2 düzeyine oranlanması respiratuvar kotasyon denir.

Alv ventilasyon (l/dak) 2.0 2.0 4.0 Akc kan akışı (l/dak) 2.5 2.5 5.0 Vent/perf oranı 0.8 0.8 0.8 Karmavenöz O 2 doyg (%) 75.0 75.0 75.0 Arteriyel O 2 doyg (%) 97.4 97.4 97.4 Karmavenöz O 2 P (mmhg) 40.0 40.0 40.0 Alv O 2 basıncı (mmhg) 104.0 104.0 104.0 Artriol O 2 P (mmhg) 104.0 104.0 104.0 3.2 0.8 4.0 2.5 2.5 5.0 1.3 0.3 0.8 75.0 75.0 75.0 98.2 91.7 95.0 40.0 40.0 40.0 116.0 66.0 106.0 116.0 66.0 84.0

Ya ümitsizsiniz. Ya da ümit sizsiniz. Ya çaresizsiniz. Ya da çare sizsiniz. Behçet Necatigil

Kaynaklar: Review of Medical Physiology, Ed. Ganong WF, 23 rd Ed., 2011. Berne & Levy Physiology, Eds: Koeppen BN and Stanton BA; 6 th Ed., 2010 Vander İnsan Fizyolojisi, Eds: Widmaier EP, Raff H ve Strang KT; Çev Ed: Demirgören S, 2010. Respiratory Physiology: The essantials, Ed: West JB., 8 th Ed., 2008 Textbook of Medical Physiology. Eds: Guyton AC., Hall JE, Elsevier Saunders, 11 th Ed., 2006. Principles of Anatomy and Physiology.Eds:Tortora G.J & Grabowski, 9 th Ed John Wiley & Sons Inc., 2000