Akciğer ve Dokularda Gazların Değişimi ve Taşınması
Transkript
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 (ύA/Ǿ) Atmosfer havası toplam basıncı (P) = 760 mmHg = 1atm 4 Dalton Yasası 5 Patm= 760 mmHg %79 N PN2 =0.79 x 760 =597 mmHg %21 O2 PO2 = 0.21 x 760 = 159mmHg %0.04 CO2 PCO2 =0.0004 x760= 0.3mmHg % 0.4 H2O PH2O = 0.004 x 760 = 3mmHg 6 Bir eriyikteki gaz düzeyi = Pgaz x gaz solubilitesi (erirlik katsayısı) Henry Yasası 7 Eksternal/Dış solunum Alveoller ile kapiller kan arasında gaz değişimi dış solunum olarak tanımlanır. Dış solunum - O2 Dış solunum - CO2 İnternal/İç solunum Kapiller kan ile dokular arasında gerçekleşen gaz değişimi iç solunum olarak tanımlanır. iç solunum - O2 Vücut sistemik dolaşımı iki fizyolojik olay haricinde pulmoner kapiller alanda oksijenlenmesini tamamlar. PaO2 < PAO2 iç solunum - CO2 Normal PO2 ve PCO2 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 (PaO2’nı oluşturur). tense = T relaxed = R Fetal hemoglobin (hb F)’ de 2,3 DPG polipeptid zincirleri ile zayıf bağlandığı için O2’ne ilgi daha fazladır. % doygunluk (satürasyon) % doygunluk = hb’ne bağlı O2 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 O2 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 O2 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 O2 içeriğinin hesaplanması 1gr hb 1.34 ml O2 bağlar (kan Hb düzeyi ~15gr.dl-1) + kandaki erimiş O2 (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 O2 farkı = Ca-vO2) Hemoglobin-O2 disosiyasyon eğrisi PO2 ile hemoglobinin O2 taşıma gücü (% doygunluğu) arasındaki ilişkiyi gösteren eğri “hemoglobinO2 (HbO2) disosiyasyon eğrisi” olarak adlandırılır. HbO2 ayrışma/bağlanma eğrisi Hb doygunluğu (yüksek PO2’de) Hb doygunluğu (düşük PO2’de) O2-Hb dissosiyasyon eğrisini etkileyenler Egzersizde O2-Hb eğrisinin sağa kayması Egzersiz yapan kaslarda CO2 ve asidik ürünlerin oluşumu Kas kapillerlerinde H+ düzeyinin çoğalması Kas ısısında yükselme “Bohr etkisi” Kanda PCO2 ve H+ düzeyinin azalmasının akciğerlerde hb’nin O2’lenmesini arttırmasıdır. Dinlenim durumunda 1 dak.da kaç ml O2 kullanılır? Çözünmüş O2 Hb’de bağlı O2 Toplam arteryel kan venöz kan 0.30 ml.dl-1 19.7ml.dl-1 20 ml.dl-1 0.12 ml.dl-1 15.1 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 CO2 ve H2O’nun karbonik anhidrazın (CA) etkisi altında geri dönüşümlü birleşmeleri sonucu H2CO3 üzerinden oluşan HCO3- şeklinde taşınır. Hb’ne bağlı olarak CO2 hb’le karbaminohemoglobin [HbCO2] bileşiğini oluşturmak üzere (geri dönüşümlü) birleşir. PCO2’nin doku kapillerlerine göre daha düşük olduğu alveollerde hb CO2’i kolayca bırakır. Klor “kayması” Doku kapillerinde eritrosit içinde oluşan HCO3-, taşıyıcı bir protein aracılığı ile plazmaya geçirilirken aynı miktarda Cliyonuda 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 O2 doygunluğunun (HbO2 miktarının) azalması ile kanda CO2 taşıma yeteneğinin artmasıdır. Dinlenim durumunda 1 dak.da kaç ml CO2 üretilir? arteriyel kan % venöz kan % HCO3- halinde 89.3 87.5 Karbomino-hbde 5.2 6.7 Çözünmüş CO2 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 VA hızı sabit olduğunda: Ölü boşluk havası ile karışma Havanın alveolllere ulaştığında vücut sıcaklığı ve nemine eşitlenmesi Pulmoner kapillerden O2 ve CO2 değişiminin hızı Ventilasyon/perfüzyon oranı (ύA/Ǿ) Normal bir gaz değişimi için yeterli sayıda alveolun düzenli olarak ventile ve perfüze olması gereklidir. VA (alveoler vent.)/ Ǿ (perfüzyon) VA normal iken Ǿ da normal ise, VA/Ǿ normaldir. (4/5 = 0.8) VA (alveoler vent) 0 Ǿ (perfüzyon) normalse, 0/5 = 0 Fizyolojik şant Yeterli VA oluyorken, Ǿ ise 0 olduğunda, 4/0 = Anatomik şant Respiratuvar değişim oranı (RER, R) Ağızdan atılan CO2 miktarının, alınan O2 düzeyine oranlanmasına respiratuvar değişim oranı denir. (VCO2/VO2) 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 CO2 miktarının, kandan alınan O2 düzeyine oranlanması respiratuvar kotasyon denir. Alv ventilasyon (l/dak) Akc kan akışı (l/dak) Vent/perf oranı 2.0 2.0 2.5 2.5 0.8 0.8 4.0 5.0 0.8 3.2 2.5 1.3 0.8 2.5 0.3 4.0 5.0 0.8 Karmavenöz O2 doyg (%) 75.0 75.0 Arteriyel O2 doyg (%) 97.4 97.4 Karmavenöz O2 P (mmHg) 40.0 40.0 75.0 97.4 40.0 75.0 98.2 40.0 75.0 91.7 40.0 75.0 95.0 40.0 Alv O2 basıncı (mmHg) 104.0 104.0 Artriol O2 P (mmHg) 104.0 104.0 104.0 104.0 116.0 66.0 116.0 66.0 106.0 84.0 Ya ümitsizsiniz. Ya da ümit sizsiniz. Ya çaresizsiniz. Ya da çare sizsiniz. Behçet Necatigil Kaynaklar: Review of Medical Physiology, Ed. Ganong WF, 23rd Ed., 2011. Berne & Levy Physiology, Eds: Koeppen BN and Stanton BA; 6th 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., 8th Ed., 2008 Textbook of Medical Physiology. Eds: Guyton AC., Hall JE, Elsevier Saunders, 11th Ed., 2006. Principles of Anatomy and Physiology.Eds:Tortora G.J & Grabowski, 9th Ed John Wiley & Sons Inc., 2000