solunum sistemi fizyolojisi
advertisement
EGZERSĠZDE SOLUNUM SĠSTEMĠ DEĞĠġĠKLĠKLERĠ DOÇ.DR.MĠTAT KOZ Doç.Dr. M.KOZ Doç.Dr. M.KOZ Solunumun amacı... • Dokulara oksijen sağlamak ve karbondioksiti uzaklaĢtırmak. • Kan asiditesinin kontrolü • Ağız yoluyla iletiĢim Doç.Dr. M.KOZ Solunum • Pulmoner ventilasyon-alveoler ventilasyon • Akciğerlerde ve dokularda solunum gazlarının değiĢimi ve kanda taĢınması • Solunumun kontrolü Doç.Dr. M.KOZ Pulmoner ventilasyon • Havanın pulmoner yani akciğer sistemine alınıp verilmesine ventilasyon denir – Ġnspirasyon-nefes alma – Ekspirasyon –nefes verme Doç.Dr. M.KOZ Solunum dakika hacmi dakika ventilasyon • Bir dakikada solunum yollarına giren yeni hava miktarıdır(VE). • Soluk hacmi (TV)ile soluk frekansının (f)çarpımıyla bulunur. • VE=TV X f Doç.Dr. M.KOZ Dinlenimde ventilasyon • Solunum hacmi 500 ml, • Soluk frekansı dakikada 12 • Solumun dakika hacmi=500*12=6lt/dk Doç.Dr. M.KOZ Egzersizde ventilasyon artar… • Egzersizde ventilasyon artıĢı çalıĢan kaslarda O2 tüketimi ve CO2 üretiminin artması ile orantılıdır. • ArtıĢ O2 kullanımından ziyade CO2 üretimi tarafından düzenlenir. • Antrene bireyler aynı iĢ yükü yada oksijen kullanımındaki egzersizler sırasında antrenmansız bireylere göre daha düĢük dakika ventilasyona gereksinim duyarlar. • Bu düĢük ventilatuvar yanıt özellikle dayanıklılık sporcularında gözlenmektedir. • Nedeni periferik kemoreseptörler ve genetik faktörler olduğu düĢünülmektedir. Doç.Dr. M.KOZ • ġiddetli egzersizde solunum frekansı 35-45 e ulaĢır, olimpiyat sporcularında 60-76 yükseldiği saptanmıĢtır. • Soluk volümü 2 lt nin üzerine çıkabilir. • Sonuç olarak ventilasyon bir egzersizde 100 lt nin üzerine kolaylıkla çıkabilir . • Bu dinlenim değerlerinin 17 katıdır • Ġyi kondüsyonlu dayanıklılık sporcularında bu rakam erkeklerde 180, kadınlarda 130 litreye çıkabilir. • Bu değerler dinlenim değerlerinin 25-30 katıdır. Doç.Dr. M.KOZ Egzersizde ventilasyon artıĢı… • Ventilasyon değiĢiklikleri yalnızca egzersiz sırasında değil, egzersizin baĢlamasından önce ve bitiminden sonra da farklılıklar gösterir. Doç.Dr. M.KOZ Ventilasyon artıĢı; Egzersizden önce • Ventilasyon artıĢı egzersizden hemen önce baĢlar. • Bu artıĢın nedeninin serebral korteksten yani beyin kabuğundan çıkan uyarılar olduğu sanılmaktadır. Doç.Dr. M.KOZ Ventilasyon artıĢı; Egzersiz sırasında • • • • • • Egzersizin baĢlamasıyla ventilasyonda iki ana değiĢiklik oluĢur. Ġlk birkaç sn de hızlı artıĢ gözlenir (kas ve eklem reseptörlerinden gelen uyarılar), Bu hızlı artıĢı yavaĢ artıĢ takip eder Eğer yüklenme maksimal Ģiddetin altında ise(submaksimal) artıĢ kararlı düzeye (steady state) ulaĢana dek devam eder. Maksimal egzersizlerde kararlı düzey oluĢmayıp ventilasyon artıĢı egzersiz sonlandırılıncaya kadar devam eder. Bu değiĢikliklerden baĢlıca egzersiz sırasında üretilen CO2 olmak üzere kimyasal uyarılar sorumludur. Doç.Dr. M.KOZ Ventilasyon artıĢı; Egzersiz sonrasında • Egzersiz bitirilince ventilasyonda da hızlı bir düĢüĢ görülür, • Bu kas ve eklem reseptörlerindeki motor aktivitelerin kesilmesi nedeniyledir. • Ani düĢüĢün ardından yavaĢ ve dereceli bir düĢüĢ olur. Doç.Dr. M.KOZ Sıcak ortamda uzun süreli egzersiz • Submaksimal iĢ yüklerinde (laktat eĢiğinin altında); – Ortam ısısının ve neminin düĢük olduğu koĢullarda dakika ventilasyonu sabit kalırken, – Sıcak ve nemli ortamda egzersiz süresiyle iliĢkili olarak giderek yükselir. • Nedeni ısı kaybının zorlaĢması nedeniyle vücut ısısının yükselmesi, bununda doğrudan solunum kontrol merkezini uyarmasıdır. Doç.Dr. M.KOZ Alveoler ventilasyon • Akciğerlerde gaz değiĢimin gerçekleĢtiği bölgelere yeni havanın ulaĢma hızına alveoler ventilasyon denir. • Gaz değiĢimi; alveoller, alveol keseleri, alveol kanalları ve respiratuvar bronĢiyollerdir. • Ġnspire edilen soluk hacmindeki hava terminal bronĢiyollere kadar solunum yollarını doldurur. • Ġnspire edilen havanın çok küçük bir bölümü alveollere ulaĢtırılır. Doç.Dr. M.KOZ Ölü boĢluk • Solunum havasının bir kısmı gaz değiĢiminin yapıldığı bölgeler ulaĢmaz, burun, farinks, trakea, bronĢ ve bronĢiyoller gibi gaz değiĢiminin olmadığı bölgelerde kalır. • Bu bölgelerde kalan havaya gaz değiĢimine katılmadığı için ölü boĢluk havası denir. • Ölü boĢluk hacmi 150 ml kadardır. Doç.Dr. M.KOZ Alveoler ventilasyon hızı • Dakikada alveollere ve öteki bitiĢik gaz değiĢim alanlarına giren yeni hava miktarıdır. • Soluk hacminden ölü boĢluk hacminin çıkartılmasından bulunur. • (500-350)*12=4200 ml dir. • Dinlenimde alınan havanın % 70 i alveoler ventilasyona katılırken % 30 u ölü boĢluktadır. • Alveoler ventilasyon akciğerlerde CO2 ve O2 konsantrasyonlarını belirleyen önemli bir faktördür. Doç.Dr. M.KOZ Alveoler ventilasyon ve egzersiz • Orta Ģiddetteki bir egzersizde ölü boĢluk hacmi 2 katına çıksa dahi soluk hacminde artma olacağından solunum pek fazla etkilenmez. • Örn: SH=1,6 lt, ÖB=0,3 lt, f=25 ise – Alveolar ventilasyon = (1,6 – 0,3) x 25 • = 32,5 lt/dk • Bu 40 litrelik havanın yaklaĢık % 80 inin alveolar ventilasyona katıldığını göstermektedir. Doç.Dr. M.KOZ Akciğer hacim ve kapasiteleri Spirometri ? • Akciğer ventilasyonunun incelenmesinde akciğerlere giren ve çıkan hava miktarlarının kaydedilmesidir. Spirometre ? • Spirometri iĢlemini yapan cihazlar. Spirogram ? • Spirometre ile elde edilen akciğer hacim ve değiĢikliklerini gösteren diyagram. Doç.Dr. M.KOZ Akciğer hacimleri.. • Statik akciğer hacimleri – – – – Soluk hacmi (tidal volüm) Ġnspirasyon yedek hacmi Ekspirasyon yedek hacmi Artık (rezidüel) volüm • Dinamik akciğer hacimleri – Zorlu ekspirasyon hacmi 1 – Maksimum istemli ventilasyon Doç.Dr. M.KOZ Soluk hacmi (tidal volüm) • Her normal solunum hareketi ile akciğerlere alınan veya akciğerlerden çıkarılan hava miktarıdır. • Miktarı ortalama genç insanlarda 500 ml kadardır. Doç.Dr. M.KOZ Ġnspirasyon yedek hacmi • Normal soluk hacminin üzerine alınabilen fazladan soluk hacmidir. • Genel olarak 3000 ml civarındadır. Doç.Dr. M.KOZ Ekspirasyon yedek hacmi • Normal bir ekspirasyon hareketinden sonra, zorlu bir ekspirasyonla fazladan çıkarılabilen hava miktarıdır. • Değeri yaklaĢık 1100 ml civarındadır. Doç.Dr. M.KOZ Artık (rezidüel) volüm • En zorlu bir ekspirasyondan sonra bile akciğerlerde kalan hava hacmidir • Değeri yaklaĢık 1200 ml kadardır. Doç.Dr. M.KOZ Akciğer kapasiteleri • Solunum döngüsündeki olaylar tanımlanırken bazen akciğer hacimlerinin iki yada daha fazlasının bir arada ifade edilmesi gerekebilir. • Bu tür kombinasyonlar akciğer kapasiteleri olarak tanımlanır. Doç.Dr. M.KOZ Akciğer kapasiteleri • • • • Ġnspirasyon kapasitesi Fonksiyonel artık kapasite Vital kapasite Total akciğer kapasitesi Doç.Dr. M.KOZ Ġnspirasyon kapasitesi • Soluk hacmi ile isnpirasyon yedek hacminin toplamına eĢittir • Değeri yaklaĢık 3000+500=3500 ml dir. Doç.Dr. M.KOZ Fonksiyonel artık kapasite • Ekspirasyon yedek hacmi ile artık hacmin toplamına eĢittir. • Bu normal bir ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava miktarıdır. • Değeri yaklaĢık 1100+1200=3100 ml dir. Doç.Dr. M.KOZ Vital kapasite • Ġnspirasyon yedek hacmi, soluk hacmi ve ekspirasyon yedek hacimlerinin toplamına eĢittir. • Akciğerlere girip çıkan maksimum hava miktarının göstergesidir. • Değeri 3000+500+1100=4600 ml Doç.Dr. M.KOZ Total akciğer kapasitesi • Akciğerlerin mümkün olan en büyük inspirasyon hareketi sonrasında akciğerlerde bulunan maksimum hava miktarıdır. • Vital kapasiteye artık volümün ilavesiyle bulunur. • Değeri 4600+1200=5800 ml dir. Doç.Dr. M.KOZ Sporcu-akciğer kapasiteleri ? • Bazı sporcular daha büyük akciğer kapasitelerine sahiptir. • Bunun genetik bir özellik olduğu ve vücut boyutundan kaynaklandığı düĢünülür. • Bir maratoncu aynı boyutlardaki normal bir insana göre benzer vital kapasiteye sahiptir. • Yüzme, su topu ve dalma ile uğraĢan sporcularda torasik kafese suyun baskısı nedeniyle ek bir dirençle karĢılaĢtıklarından vital kapasiteleri artmıĢtır. • Bu inspirasyon kapasitesinin artması ve artık volümün azalmasındandır. Doç.Dr. M.KOZ Cinsiyet farkı ? • Tüm akciğer hacim ve kapasiteleri, kadınlarda erkeklerinkinden % 20-25 daha düĢüktür. • Ġri ve atletik kiĢilerde küçük ve zayıf kiĢilerden daha yüksektir. • Sonuç olarak akciğer kapasite ve hacimlerindeki farklılıklar vücut yapısıyla ilgili olup sporcu olan ve olmayanlar arasında genel bir fark yoktur. Doç.Dr. M.KOZ Zorlu vital kapasitesi ve zorlu ekspirasyon hacmi • Dinamik akciğer volümleridir. • Akciğer fonksiyonlarının değerlendirilmesinde kullanılan testlerden birsidir. • Zamana karĢı akciğerlerden çıkartılan hava miktarını tanımlamak için kullanılır. • Bunun için ekspirasyonun birinci saniyesinde çıkartılan hava miktarını ölçülür ve buna FEV1 denir. • FEV1 in zorlu vital kapasiteye (FEV1/FVC) oranı yaklaĢık % 80 kadardır. • Solunum yolunda herhangi bir obstruksiyon olduğunda bu değer düĢer. Doç.Dr. M.KOZ Maksimum istemli ventilasyon • Bir dakikada alınabilecek maksimum hava miktarıdır. • KiĢi 15 sn süresince hızlı ve derin soluk alıp verir. • Bu süre içerisinde alabildiği hava miktarı 4 ile çarpılarak maksimum hava miktarı saptanır. Doç.Dr. M.KOZ Egzersiz sırasında akciğer hacim ve kapasiteleri • Egzersiz sırasında dakika ventilasyondaki artıĢları sağlamak için soluk volümü artar. • Buna bağlı olarak ta inspirasyon yedek hacmi ve ekspirasyon yedek hacminde azalmalar olur. • Artan akciğer kan akımı nedeniyle total akciğer kapasitesi ve vital kapasitede azalma olur. • Sonuç olarak artık hacim ve fonksiyonel artık kapasite bir miktar artar. Doç.Dr. M.KOZ Ventilasyon için oksijen kullanımı • Dinlenimde ekspirasyon pasiftir, bu nedenle gerekli oksijen miktarı minimaldir (total oksijenin % 1-2 sinden az) • Egzersizde soluk hacmi ve frekansı artar. • ġiddetli egzersizler sırasında solunum kasları vücudun total oksijen gereksiniminin % 8-10 unu alırlar. Doç.Dr. M.KOZ Sigara-ventilasyon-performans • Kronik sigara içenlerde artan hava yolu direnci nedeniyle solunum kaslarının gereksinim duyduğu oksijen miktarı artar. • ġiddetli bir egzersiz esnasında sigara içenlerde ventilasyonun oksijen maliyeti içmeyenlere göre iki kat daha fazladır. • Bu egzersizden 1 saat önce birkaç sigara içilmesi halinde de geçerlidir. • Günde 20-30 sigara içenlerde bu farklılık yaklaĢık 4 katıdır. Doç.Dr. M.KOZ • Sigara içen birisi egzersizden 24 saat öncesine kadar hiç içmemiĢse, ventilasyonun oksijen maliyeti %25 düĢer, ancak içmeyenlere göre hala % 60 fazlalık vardır. • Sonuç olarak sigara performansı olumsuz etkiler, her Ģeye rağmen içiliyorsa da egzersiz öncesi içilmemelidir. Doç.Dr. M.KOZ Ventilasyon aerobik performansı sınırlar mı ? • YaĢlı bireylerde düĢük akciğer ventilasyon oranının maksimal oksijen alımını sınırlayabilmektedir. • Ancak üst düzey dayanıklılık sporcuları dıĢında sağlıklı genç bireylerde deniz seviyesindeki egzersizlerde ventilasyon aerobik performansı sınırlamaz • Neden ? Doç.Dr. M.KOZ Ventilasyon aerobik performans iliĢkisi-1 • Ventilasyon artıĢı kardiyak output artıĢından daha fazladır. • KO 5-6 kat artarken ( 5 lt/dk dan 25-30 lt/dkya), VE 32 kez (6 lt/dk dan 190 lt/dk ya)artar. • Ventilasyondaki artma yeteneği kalbin kan pompalamasındaki artıĢ yeteneğinden daha fazladır. Doç.Dr. M.KOZ Ventilasyon aerobik performans iliĢkisi-2 • Egzersiz sırasında ventilasyonun oksijen kullanıma oranı da artar. • ġöyle ki dinlenimde ventilasyon 6 lt iken dokuların kullandığı oksijen 0,25 lt dir. • Dinlenimde VE/VO2 =6/0,25=24. • Maksimal bir egzersizde bu değer 190/5 ile 38 e yükselir. • O halde ventilasyondaki artma yeteneği oksidadif metabolizmadaki artma yeteneğinden daha büyüktür. Doç.Dr. M.KOZ Ventilasyon aerobik performans iliĢkisi-3 • Egzersiz sırasında ventilasyonda gözlenen artıĢ hiçbir zaman maksimum istemli ventilasyonda gözlenen artıĢın üzerine çıkmaz. • Bir sporcu zorlu bir egzersizin sonunda maksimum istemli ventilasyon testi yapacak olursa MVV her zaman daha yüksek değerdedir. • Bu bize maksimal bir egzersizde bile akciğerlerin bir miktar daha ventilasyon yapabileceklerini gösterir. Doç.Dr. M.KOZ Ventilasyon aerobik performans iliĢkisi-4 • Akciğerlerdeki alveollerin gaz değiĢim yüzeyi çok büyüktür, yaklaĢık 50-100 m2 dir. • ġiddetli bir egzersizde kalbin pompaladığı kanın yalnızca 0,5 litrelik bir kısmı solunum sistemindedir. • Yarım litrelik bir sıvının tenis kortunun bir yarısı geniĢliğindeki yüzeye yayıldığını varsayarsak akciğerlerin difüzyon yüzeyinin ne denli büyük olduğunu anlayabiliriz. Doç.Dr. M.KOZ Elit dayanıklılık sporcularında ventilasyon aerobik performansı sınırlar mı ? Doç.Dr. M.KOZ • Çok yüksek egzersiz Ģiddetlerinde solunum sisteminin kanı yeterince oksijenize edemediği gösterilmiĢtir. • Üst düzey dayanıklılık sporcularının % 40-50 sinde gözlenen bu duruma egzersizle oluĢan hipoksemi denir. • Yüksek egzersiz Ģiddetlerinde artan dakika kalp atımı nedeniyle kanın akciğerlerden geçiĢ süresi kısalmasına bağlı olduğu düĢünülmektedir. Doç.Dr. M.KOZ Gaz değiĢimi; Solunum membranlarında Oksijen ve Karbondioksit değiĢimi • Gaz değiĢimi basınç/konsantrasyon farkına ve gazların eriyebilirlik derecelerine göre difüzyon ile gerçekleĢir. • Atmosfer havasından alveollere Oksijen • Alveollerden atmosfere ise CO2 geçer. Doç.Dr. M.KOZ Parsiyel basınç-difüzyon hızı • Bir hava karıĢımı oluĢturan gazların her birinin tek baĢına oluĢturdukları basınca parsiyel basınç denir ve gazın difüzyonu parsiyel basınç ile doğru orantılıdır. Doç.Dr. M.KOZ Gazların parsiyel basınçları Atmosfer havası Gazın adı Yüzdesi Basıncı Oksijen % 20.8 159 mmHg Nitrojen (azot) % 79 597 mmHg Karbondioksit Ve diğerleri Su % 0.04 0.3 mmHg % 0.50 3.7 mmHg Toplam 100 760 Doç.Dr. M.KOZ Solunum yollarındaki havanın parsiyel basıncı • Solunum yollarına giren kuru hava alveollere ulaĢmadan önce nemlendirilir. • 37 C de su buharı basıncı 47 mmHg dır. • Alveollerdeki basınç 760 mmHg dan daha yüksek olamayacağı için su buharı, isnpirasyon yollarındaki diğer tüm gazları seyreltir. Doç.Dr. M.KOZ Solunum Yollarındaki Gazların Parsiyel Basınçları Gazın adı Yüzdesi Basıncı Oksijen % 19,67 149 mmHg Nitrojen (azot) % 74 564 mmHg Karbondioksit Ve diğerleri Su % 0.03 0.4 mmHg % 6,20 47 mmHg Toplam 100 760 Doç.Dr. M.KOZ Alveol havasındaki gazların basınçları • Alveollerdeki artık volüm nedeniyle her soluk alıĢveriĢte yeni gelen hava ile alveolde bulunan eski hava karıĢır. Özelliklede CO2 miktarının artması diğer gazları seyreltir. • Yer değiĢtiren eski alveol havasının miktarı total alveol havasının 1/7 si kadardır. • Bu nedenle tüm alveol havasının yenilenmesi için bir çok soluğa ihtiyaç vardır. • Alveol havasının bu Ģekilde yavaĢ değiĢimi solunumun kontrolünde önemlidir. Doç.Dr. M.KOZ Alveol havasındaki gazların parsiyel basınçları Gazın adı Yüzdesi Basıncı Oksijen % 13,6 104 mmHg Nitrojen (azot) % 79.4 596 mmHg Karbondioksit Ve diğerleri Su % 5,3 40 mmHg % 6,2 47 mmHg Toplam 100 760 Doç.Dr. M.KOZ Eskpirasyon havası • Alveol havası ile ölü boĢluk havasının karıĢımıdır. • Ölü boĢluk havasının oranı ile alveolar havanın oranı eskpirasyon havasındaki gazların miktarını belirler. Doç.Dr. M.KOZ Ekspirasyon havasındaki gazların parsiyel basınçları Gazın adı Yüzdesi Basıncı Oksijen % 15,7 120 mmHg Nitrojen (azot) % 74.5 566 mmHg Karbondioksit Ve diğerleri Su % 3,6 27 mmHg % 6,2 47 mmHg Toplam 100 760 Doç.Dr. M.KOZ Akciğer ve dokularda gaz değiĢtokuĢu • O2 ve CO2 basın farklarına bağlı olarak yer değiĢtirirler • Difüzyon..... Doç.Dr. M.KOZ Alveol,kan ve dokulardaki oksijen ve karbondioksit basınçları Alveolü çevereleyen venöz kanda; PO2 40 mmHg, PCO2 45 mmHg Doç.Dr. M.KOZ Oksijen difüzyonu akciğerlerde • 104 mmHg dan 40 mmHg ya doğru gaz difüzyonu olur. • Fark 64 mmHg dır Doç.Dr. M.KOZ ALVEOL PO2 104 mmHg Arteriyel uç PO2 40= mmHg Venöz uç PO2=104 mmHg Doç.Dr. M.KOZ Oksijenin kapillerlerden dokuya geçiĢi • Kanın bir bölümü alveoler kapillerleden geçmez ve akciğerlerden gelen temiz kan ile karıĢır. • Böylece arteriyel kanın PO2 si 104 den 95 mmHg ya düĢer • Oksijen doku hücreleri tarafından sürekli kullanılmaktadır. • Bu nedenle dokuda hücre içi O2 si kapillerdeki O2 den düĢüktür. • Hücre içi PO2 si 5-40 mmHg arasında değiĢir, ortalama 23 mmHg dır. • Kan PO2 si kapillerlere geldiğinde hızla 40 mmHg ya düĢer. • Kapillerin giriĢi ile çıkıĢı arasındaki bu farka arteriyovenöz oksijen farkı denir Doç.Dr. M.KOZ DOKU PO2 23 mmHg Arteriyel uç PO2 =95 mmHg Venöz uç PO2=40 mmHg Doç.Dr. M.KOZ Karbondioksitin difüzyonu • Oksijen dokular tarafından kullanılır, sonuçta hücre içi CO2 miktarı artar. • Böylece CO2 dokudan kapillerlere difüze olur. • Hücre içi PCO2 45, arteriyel kan PCO2 si ise 40 mmHg dır. 5 mmHg lık farkla difüzyon olur. • Pulmoner kapillerlere giren kanda PCO2 45 mmHg, alveol havasında PCO2 40 mmHg dır. 5 mmHg lık farkla difüzyon olur. Doç.Dr. M.KOZ DOKU PCO2 =45 mmHg Arteriyel uç PCO2 = 40 mmHg Venöz uç PCO2=45 mmHg Doç.Dr. M.KOZ ALVEOL PCO2= 40 mmHg Arteriyel uç PO2 = 45 mmHg Venöz uç PCO2=40 mmHg Doç.Dr. M.KOZ Egzersiz sırasında difüzyon kapasitesi • ġiddetli egzersizlerde kas dokusunda PO2 3 mmHg ya kadar düĢerken, PCO2 90 mmHg ya kadar yükselebilir. • Egzersiz sırasında akciğerlerde ve dokuda gaz değiĢ tokuĢu geniĢleyen geçiĢ yüzeyi nedeniyle artar. • Difüzyon kapasitesi, 1 dk da 1 mmHg farkında difüzyona uğrayan gaz volümüdür. • Sporcular antrene olmayanlara göre hem egzersiz hem de dinlenimde daha yüksek difüzyon kapasitesine sahiptirler. • Bu özellikle dayanıklılık sporcuları için geçerlidir. Doç.Dr. M.KOZ Gazların taĢınması • O2 nin taĢınması • CO2 nin taĢınması Doç.Dr. M.KOZ Kanda oksijenin taĢınması • Akciğerden kana geçen oksijenin % 97 si hemoglobine bağlı olarak taĢınır. • % 3 ise plazmada ve hücrede (eritrositlerde) çözünmüĢ durumda taĢınır Doç.Dr. M.KOZ Oksijenin hemoglobinle bağlanması • Oksijenin hemoglobinle bağlanması geri dönüĢümlü bir bağlanmadır. • Akciğer de yüksek bir afinite ile birbirlerine bağlanırken, dokuda ise birbirlerinden ayrıĢırlar. Doç.Dr. M.KOZ Hb nin % saturasyonu • Hemoglobinin oksijenle bağlanan yüzdesi hemoglobinin % saturasyonu olarak adlandırılır . • Normalde 100 mmHg lık PO2 de hemoglobinin oksijen saturasyonu % 98 dir. Doç.Dr. M.KOZ Oksijen hemoglobin ayrıĢma eğrisi • Oksijenle hemoglobin arasındaki iliĢki oksijen hemoglobin ayrıĢma eğrisi ile ifade edilir. • Eğri sağa kaydığında oksijen hemoglobinden ayrılırken, sola kaydığında ise bağlanma artar. • Oksijen parsiyel basıncının düĢmesi halinde hemoglobin saturasyonu da düĢer. Ancak PO2 nin 60 mmHG nın altına düĢene kadar hemohlobin % saturasyonunda ciddi bir azalma olmaz. • Alveoler PO2 60 mmHg iken Hb % saturasyonu 90 dır. Doç.Dr. M.KOZ Hemoglobinle birleĢen maksimum oksijen miktarı... • • • • • • • • • • 100 ml kan 15 gr hb içerir 1 gr hb 1,34 ml oksijen bağlayabilir. Hb O2 ile % 100 doyduğunda 20 ml oksijen bağlar. Ancak Hb % 97 doyduğundan 100 ml kan 19,4 ml oksijen bağlar. Ġlaveten 0,3 ml de kanda çözünmüĢ halde taĢınır. Sonuçta 100 ml kanda taĢınan O2 miktarı yaklaĢık 20 ml kabul edilir. Doku kapillerlerinden geçerken bu miktar azalır ortalama 15 ml ye düĢer (PO2 40 mmHg, Hb % 75 doymuĢ) Normal koĢullarda 100 ml kan ile dokulara yaklaĢık 5 ml oksijen taĢınır. Buna arteriyo venöz oksijen farkı denir. ġiddetli egzersizler sırasında dokuda PO2 15 mmHg ya düĢer. Bu sırada 100 ml venöz kan yalnızca 5 ml O2 içerir. Bu arteriyovenöz O2 farkının 15 ml ye çıktığını gösterir Doç.Dr. M.KOZ Oksijen hemoglobin ayrıĢma eğrisini etkileyen faktörler ve oksijen taĢınmasındaki önemleri • Eğriyi sağa kaydıran faktörler; – – – – Hidrojen iyon artıĢı CO2 artıĢı Isı artıĢı DPG artıĢı(anaerobik glikoliz sırasında artar) Doç.Dr. M.KOZ Doç.Dr. M.KOZ Doç.Dr. M.KOZ Egzersizde eğri.... • Egzersizde eğri birkaç faktörün etkisiyle sağa kayar ve sonuçta dokuya daha fazla oksijen bırakılır. Bunlar; – CO2 üretiminin artması, – Ortamın asitleĢmesi – Isı artıĢı, Doç.Dr. M.KOZ Akciğerlerde eğri.. • Dokuda eğriyi sağa kaydıran faktörlerin tam tersi akciğerlerde etkilidir. • Sonuçta akciğerlerde hemoglobin ile oksijen birbirine bağlanır. Doç.Dr. M.KOZ Karbondioksitin kanda taĢınması 1. Karbondioksitin çözünmüĢ olarak taĢınması 2. Bikarbonat iyonu Ģeklinde taĢınması 3. Hemoglobin ve plazma proteinlerine bağlı olarak karbomino bileĢikleri halinde taĢınması Doç.Dr. M.KOZ CO2 taĢınması • 100 ml kanda ortalama 4 ml karbondioksit dokulardan akciğerlere taĢınır. • Bunun büyük bir bölümü bikarbonat iyonu halinde taĢınr- % 70 • YaklaĢık % 5-7 lik bir bölümde kanda çözünmüĢ olarak taĢınır. • CO2 de hemoglobine bağlanabilir, hem de çok daha hızlı bir Ģekilde, oksijenden 250 kat daha hızlı. • Ancak CO2 nin basıncının düĢük olması Hb bağlı CO2 miktarını çok sınırlandırır. • YaklaĢık olarak CO2 nin % 23 bu Ģekilde taĢınır. Doç.Dr. M.KOZ CO2 nin bikarbonat iyonu (HCO3) Ģeklinde taĢınması • Kanda çözünen CO2 eritrositlerin içine difüze olur ve orada su ile reaksiyona girerek karbonik asiti oluĢturur. • Bu reaksiyonu karbonik anhidraz enzimi katalizler. • Karbonik asit bikarbonat ve hidrojen iyonlarına ayrılır. • Hidrojen iyonlarının çoğunluğu hemoglobinle birleĢir. • Bikarbonat iyonları da eritrositlerden plazmaya geçerek klor iyonları ile yer değiĢtirir. • Akciğerlerde bu reksiyonların tersi iĢlemlerle tekrar CO2 ve su oluĢur. Doç.Dr. M.KOZ Solunumun kontrolü • Solunumun hızı ve derinliği vücudun metabolik gereksinimlerine göre ayarlanır • Solunum, sinir sitemi tarafından alveoler ventilasyon hızı ayarlanarak PO2 ve PCO2 basınçları çok değiĢse bile sabit tutulur. • Bu iĢlevler merkezi sinir siteminde bulunan solunum merkezi tarafından yapılır. Doç.Dr. M.KOZ Solunum merkezi • • Solunum merkezi beyin sapında bulunur. Burada soluk alma (isnpirasyon) ve verme (ekspirasyon) ile ilgili solunum merkezleri bulunmaktadır. Doç.Dr. M.KOZ Solunumun düzenlenmesi • Solunum merkezlerine direkt ve indirekt olarak kimyasal ve sinirsel yollarla uyarılar gelmektedir. • Solunum merkezini etkileyen faktörler Ģunlardır; – Akciğerlerdeki gerilme reseptörlerinden gelen uyarılar, – Eklem kas ve tendonlardaki proprioreseptörlerden gelen uyarılar, – Kandaki H iyonu ve CO2 artıĢı, – Aort kavsi ve karotid arterlerde bulunan kimyasal reseptörlerden (bu reseptörler kandaki PCO2, PO2 ve PH değiĢikliklerine duyarlıdır) gelen uyarılar. – Deri ve vücut ısısında meydana gelen değiĢiklikler, – Hormonal (örneğin epinefrin) ve sinirsel faktörler – Üst beyin merkezlerinden gelen uyarılar Doç.Dr. M.KOZ Asit-baz dengesinin sağlanmasında solunumun rolü • Yoğun kas aktivitesi laktat ve H iyon konsantrasyonu üretiminde ve birikmesinde artıĢa yol açar. Asidozis • Bu artıĢ kas enerji metabolizmasını bozar. • Solunum sistemi bu asidozis oluĢumunu engelleyen birkaç tampon sisteminden birisidir ve özellikle egzersizde ve hemen sonrasında kritik önemi vardır. Doç.Dr. M.KOZ • Laktik asit ve karbonik asit gibi asitler ortama hidrojen iyonu (H+) salarlar. • H+ iyonlarının birikmesine izin verilmez. • Tampon sistemi-tamponlama – H+ + tampon -----> H-tampon • Dinlenim koĢullarında vücut sıvıları bikarbonat, fosfat ve protein gibi bazlara daha fazla oranda sahiptir – pH Kasta 7,1, arter kanında 7,4 arasında değiĢir. – Kan pH sınırları 6,9-7,5 tir Doç.Dr. M.KOZ • H+ normalin üzerine çıkarsa ki bu düĢük pH dır ve asidoz olarak isimlendirilir, • H+ normalin altına inerse alkaloz olarak isimlendirilir. • pH çok dar sınırlar içinde tutulur. – Kimyasal tamponlar, – Solunum sistemi – Börekler Doç.Dr. M.KOZ Kimyasal tamponlar • • • • Bikarbonat ( HCO3-)*** Fosfatlar Proteinler Hemoglobin Doç.Dr. M.KOZ • HCO3- + H+-- > karbonik asit-- > CO2 + su • Laktik asit pH yı 7,4 ten 7 ye düĢürdüğünde mevcut bikarbonatın % 60 kullanılır. • Bu kimyasal tamponlar oluĢan asitlerin oluĢtukları bölgeden dıĢarı atılacakları bölgelere (akciğerler ve böbrekler) taĢıma iĢlevi yaparlar . • Kanda serbest H+ artıĢı solunum merkezlerini uyarır. Doç.Dr. M.KOZ
