1. Kan Gazlarının Taşınması
Prof. Dr. Nazan Dolu
Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi
Fizyoloji AD
dolu@erciyes.edu.tr
03/04/12 1

2. 102
102
95
03/04/12 5-40 mmHg≈23 2

3. 03/04/12 3

4. Primer Gaz transport mekanizması
03/04/12 4

5. 102
90
97
3
03/04/12 5

6. Kanda O2 taşınması
• % 97 eritrosit içinde
hemoglobin ile %3
kimyasal bileşik
halinde, % 97
• %3 plazmada ve hücre
sıvısında çözünmüş
durumda taşınır.
• Pulmoner kapillerlerde
PO2 yüksektir, Oksijen
Hb’e bağlanır.
• Doku kapillerlerinde
olduğu gibi PO2 düşük
ise, Oksijen Hb’den
ayrılır.
03/04/12 6

7. 03/04/12 7

8. 1 litre arteriyel kan içeriği
• 3 ml çözünmüş O2
• 197 ml Hb’e bağlı O2
• Toplam 200 ml O2
03/04/12 8

9. Çözünmüş O2
• Çözünmüş O2’i;
– O2’nin plazmada eriyebilirliği
– O2’nin plazma parsiyel basıncı (Henry yasası)
belirler.
Çözünmüş O2 içeriği=
Çözünürlük katsayısı (0,00304 ml O2/dl.torr) x Oksijen basıncı (torr)
• 100 ml kanda 0.3 ml O2 çözünür.
• 0.3 yüzde hacim olarak ifade edilir.
• Yüzde hacim: Her 100 ml kanda ml cinsinden O2 demektir
03/04/12 9

10. Çözünmüş O2
• PaO2 100 mmHg iken
100 ml plazmada 0.3 ml
O2 çözünmüştür (0.3
yüzde hacim olarak ifade
edilir).
• Venöz kanda 0,12 ml/dl
• Taşınan miktar = 0,18 ml/
dl
• Egzersizde düşer (~%1,5)
• Yoğun O2 soluma
→çözünmüş O2
artışı→oksijen
zehirlenmesi
03/04/12 10

11. Oksijenin Hb ile taşınması
• O2 hemoglobinin hem kısmıyla gevşek ve
geri dönüşümlü olarak bağlanır.
03/04/12 % 97 %3 11

12. Hb’e bağlı O2 içeriğini belirleyici
etmenler
• Hb derişimi (g/dl)
• Hb’nin O2 bağlama kapasitesi (1,34 mlO2/g Hb)
• Hb doygunluk yüzdesi
• Kandaki O2 kısmi basıncı
03/04/12 12

13. Oksihemoglobin (HbO2)
Hb + O2 Hb·O2
Hb molekülündeki 4 Fe2+’e akciğerlerde birer O2
molekülü bağlanması sonucu oluşan hemoglobin
bileşiğidir.
Hb molekülüne akciğerlerde O2 moleküllerinin
bağlanması olayı, hemoglobinin oksijenasyonu
olarak tanımlanır.
Bir Hb molekülü, oksijenasyon olayı sonucunda
4 O2 molekülü bağlayabilmektedir
03/04/12 13

14. Akciğerlerde oksijenasyon olayı sonucunda hemoglobine
bağlanan oksijen, diğer dokularda deoksijenasyon olayı
sonucunda hemoglobinden ayrılır
03/04/12 14

15. Bir Hb molekülü 4 protein globin zincirinden
oluşur ve her birine bir hem grubu bağlanır. Her hem grubu bir porfirin halkası
ve merkezinde bir Fe atomundan
oluşur
2+
03/04/12 15

16. O2 bağlayan hem grubu
Hidrofilik
bölüm 2
O2
Hidrofobik
bölüm
O2
Hem’in yapısı
(Fe-protoporphyrin IX).
Oksihemoglobinin O2 bağlayan bölümü, Fe2+
Fe atomları ferröz oksit iyonu O2 bağlar
halindedir
03/04/12 16

17. Hemoglobinin doygunluk (satürasyon) eğrisi
veya
oksihemoglobin ayrışma (disosiasyon) eğrisi
• Hb’e bağlanan O2 moleküllerinin sayısı kandaki O2’nin
kısmi basıncına bağlıdır.
• Kandaki kısmi O2 basıncı ile O2 molekülleri tarafından
doldurulan O2 bağlanma yerlerinin yüzdesi arasındaki
ilişki oksihemoglobin ayrışma eğrisi ile gösterilir.
• Oksijenin kısmi basıncı yükseldikçe, Hb doygunluğu artar
• PaO2-erimiş O2 arasında doğrusal ilişki oluşurken;
• PaO2- OksiHb arasında sigmoid ilişki (Eğri S (sigmoid)
şeklindedir) bulunmaktadır.
03/04/12 17

18. Hb doygunluk yüzdesi
• Hb’e bağlanmış O2 x 100
O2’e bağlanan Hb’nin
maksimum kapasitesi
03/04/12 18

19. Oksijen-Hemoglobin Satürasyon
Eğrisi
Dokulardan gelen
venöz kanda
Arterlerde PO2 95 mmHg
Doygunluk %97
03/04/12 19
Hb’in O2’ye ilgisi azalırsa eğri sağa, artarsa sola kayar.

20. Yüzde yirmi hacim
• Kanın her 100 ml’sinde 15 g Hb bulunur.
• 1 g Hb 1.34 ml O2 bağlar.
• 100 ml kanda % 100 doygunluk olursa
15 x 1.34 = 20 ml O2 bağlanır (yüzde 20 hacim)
• Normal arteryel kanda %97 i Hb ile (19.4 ml),
% 3’ü (0,3 ml) serbest.
• 100 ml kanda % 75 doygunluk olursa (doku kapillerleri, PO2
40 mmHg)= 14.4 ml
• Kanın her 100 ml’si ile dokulara 5 ml O2 taşınır.
(19.4 – 14.4 = 5 ml) (%25 yararlanma= ütilizasyon katsayısı)
03/04/12 20

21. Oksijen-Hemoglobin Satürasyon
Eğrisi
Yüklenme
• 10-60 mmHg arası
dik bir görünüme Yük boşaltma
• 70-100 mmHg arası
plato görünümüne
sahiptir. Plato
dokulara O2
sağlanmasında
emniyet faktörüdür.
03/04/12 21

22. P50 • Eğri üzerinde Hb’in O2 ile
% 50 doygunluğunu (bir
Hb molekülünde iki O2
molekülü) gösteren
noktadır. Normalde 27
mmHg’dır.
• Hb’nin O2’ye
affinitesindeki
değişiklikleri gösterir.
• P50 yükselmiş ise affinite
azalmıştır (eğri sağa
kayar)
• P50 azalmış ise affinite
27 artmıştır (eğri sola kayar)
03/04/12 22

23. Oksijen-Hemoglobin Disosiasyon
Eğrisini Etkileyen Faktörler
• Sağa kaydıranlar • Sola kaydıranlar
-pH düşmesi -pH artışı
-CO2 artışı -CO2 azalması
-Temperatür artışı -Temperatür azalması
-2,3-difosfogliserat -2,3-difosfogliserat
(DPG) artışı (DPG) azalması
-Fetal Hb varlığı
03/04/12 23

24. Bohr etkisi
• CO2 in hemoglobinin O2 e olan ilgisini
etkilemesidir (Danimarkalı fizyolog Christian
Bohr).
• Hücresel metabolizmada kana CO2 verilir, pH azalır, eğri sağa
kayar, dokulara O2 bırakılır;
• Akciğerlerde CO2 solukla dışarı atılır, pH artar, eğri sola kayar,
akciğerlerden O2 alınmasını artırır.
• Sonuç: Bohr etkisi kısmen CO2 artışına bağlı pH
değişimine, kısmen de CO2 nin Hb üzerindeki doğrudan
etkisine bağlıdır.
03/04/12 24

25. Ph nın etkisi
alkaloz
asidoz
PCO2 etkisi pH değişikliğine yol açar
03/04/12 25
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H+ +
HCO 3 -

26. • Karbon dioksit ve hidrojen iyonları Hb ile
birleşir ve molekülün konfigürasyonunu
değiştirir (allostrerik modülasyon şeklini
oluşturur).
03/04/12 26

27. CO2 etkisi
hiperkapni
03/04/12 27

28. Sıcaklığın etkisi
hipotermi
hipertermi
03/04/12 28

29. • Temperatür Hb’nin konfigürasyonunu
değiştirerek O2’ye affiniteyi azaltır.
• Vücut sıcaklığı arttığında dokulara daha
fazla oksijen salınır.
• Vücut sıcaklığı azaldığında oksijenin
Hbden salınımı zorlaşır (uç
ekstremitelerde morarma)
03/04/12 29

30. 2,3-Difosfogliserik asit
2,3 DPG nasıl meydana
gelir?
Normal eritrosit glikolizi
Glucose 6-PO4
3-Phosphogyceraldehyde
1,3-Diphosphoglycerate
2,3-DPG mutase
ADP + Pi +
Phospho-
glycerate
ATP kinase
2,3-Diphosphoglycerate
(2,3-DPG)
2,3-DPG
phosphatase
3-Phosphoglyceric acid
Pyruvic acid
03/04/12 30

31. 2-3 Difosfogliserat’ın etkisi
03/04/12 31

32. Glikoliz sırasında eritrositler tarafından üretilen DPG, O2’ye
affiniteyi azaltacak şekilde reversibl olarak erişkin deoksi-Hb β
zincirine bağlanır.
© Irving Geis.
Artan DPG O2-Hb eğrisini sağa kaydırır.
03/04/12 32

33. • DPG düzeyinin arttığı durumlarda,Hb’den O2 ayrılışı
artar.
• Hipokside, anemide, yüksek irtifada dokulara
oksijenin sağlanmasında yardım eder.
• Ancak, aşırı DPG varlığı, alveoler PO2 azaldığı
zaman AC’lerde Hb’in O2 ile birleşmesini zorlaştırır.
• Eğrinin sağa kayması bazı durumlarda olumlu, bazı
durumlarda da olumsuz etki yapar.
• Banka kanında normal DPG içeriğinde azalma olur.
Dokulara oksijen bırakılması baskılanabilir.
03/04/12 33

34. Fötal Hb (HbF)
• Plesantanın O2 basıncı 50 mm Hg, fötal
kanın ortalama PO2 si 30 mm Hg’ dır.
1. Fötusda HbF bulunmaktadır. HbF’in O2’e
affinitesi fazladır; Aynı PaO2 basıncında
erişkin hemoglobine göre daha fazla O2
taşıyabilir. ( %20 - %30 )
2. Fötusun hemoglobin konsantrasyonu
anneden % 50 daha fazladır.
03/04/12 34

35. Fötal Hb (HbF)
3. “Bohr etkisi” yani HbF’nin düşük PCO2 da
yüksek PCO2’ya göre daha fazla O2
taşıyabilme özelliğidir.
4. Fötal kan anneye CO2’yi vererek asit
kaybeder ve alkalileşir. Anne kanı ise
asitleşir. Bu özellik fötal kanın O2 ile
birleşme kapasitesini arttırırken
anneninkini azaltır.
03/04/12 35

36. Fötal Hemoglobin
Fetus eritrositleri
Anne
eritrositleri
O2 Saturasyonu
avantaj
O2 anne oksiHb’den,
fetus deoksiHb’e geçer.
O2 basıncı (PO2)
Fetal eritrositler annenin eritrositlerinden daha yüksek O2 affinitesine
sahiptirler. Eğri sola kayar.
03/04/12 36

37. 03/04/12 37

38. Egzersiz
• Kas hücreleri hızla oksijen tüketir.
• İnterstisyel sıvıda PO2 15 mmHg’ya düşebilir. Bu
basınçta sadece 4,4 ml O2, Hb’e bağlı kalabilir.
• Yani dokulara 15 ml (19,4- 4,4) O2 taşınır (3 kat
artış).
• İyi antremanlı atletlerde kalp debisi 6-7 kat artar.
• Sonuçta O2 taşınmasında ~ 20 kat artış olur.
03/04/12 38

39. Egzersiz ve dissosiasyon eğrisi
• CO2 ve ek olarak birçok
asit salınır.
• Kas kapiller kanında H
iyon konsantrasyonu
artar.
• Kasın sıcaklığı 2-3 0C
artar.
• Eğri sağa kayarak
dokulara giden O2 artar.
• AC’lerde kayma zıt
doğrultuda olarak
03/04/12 alveollerden daha fazla 39
O2 alınması sağlanır.

40. Dinlenimde O2-Hb eğrisi
03/04/12 40

41. Egzersizde O2-Hb eğrisi
03/04/12 41

42. Karbonmonoksit (CO)-Hb
dissosiasyon eğrisi
• CO, Hb’e O2 ile aynı noktada
bağlanır.
• O2‘e göre Hb’e ilgisi 250 kat
fazladır.
• 0.4 mmHg CO, Hb’e bağlanma
açısından alveollerdeki O2 ile
eşit yarışır.
• 0.4 mmHg’dan fazla CO
ölümcül olabilir.
• Tdv: saf O2 yada % 1-2’lik
CO2 uygulaması
• CO, eğriyi sola kaydırır, P50
düşer.
03/04/12 42

43. Myoglobilin molekülü
hem + globin monomer
Başlıca kırmızı kaslarda
özellikle kalp kasında
O2 yüksek konsantrasyonda
bulunur
153 amino asitten
oluşan bir polipeptit zinciri
ve bir hem grubu içerir
03/04/12 43

44. Miyoglobinin
hem
grubundaki
Fe2+, O2 ile
reversibl
olarak
bağlanabilir.
03/04/12 44

45. Miyoglobinin oksijene affinitesi, hemoglobinin
oksijene affinitesinden fazladır.
Ağır egzersizden sonra oksijenin azaldığı
durumlarda kas dokusunun PO2’si 5 mmHg’ya
kadar düşebilir.
Miyoglobin kas mitokondrisinde ATP’nin
oksidatif sentezi için kendisine bağlı oksijeni
derhal serbest bırakır.
Miyoglobin, kasta bir çeşit oksijen deposu
olarak işlev görür.
03/04/12 45

46. Hemoglobin ve Myoglobin O2 affinitelerinin karşılaştırılması
20
myoglobin
15
ml O2/100 ml blood
10
hemoglobin
5
0
Active cell
03/04/12 46
Tissues

47. Anemi
• Hb 5 g/dl altına düşmedikçe O2
disosiyasyon eğrisini etkimez.
• PaO2 normaldir.
03/04/12 47

48. MetHb
• Fe+2’nin (Ferro), Fe+3’e (Ferrik) dönüşmesi ile
oluşur.
• MetHb, O2’nin Hb’den salınmasını durdurur,
dokulara O2 ulaştırılmasını önler.
• Normalde vücütta % 1-2 bulunur. Ancak
glutatyon redüktaz gibi hücre içi enzimlerle
ferröz duruma indirgenir.
• MetHb hastalarında glutatyon redüktaz enzimi
eksiktir.
• Nitritler, primaqine, Fenasetin, sülfonamidler
MetHb oluşumunu artırır.
03/04/12 48

49. 03/04/12 49

50. Kanda Karbon dioksid transportu
03/04/12 50

51. 03/04/12 51

52. karbamino bile ş iğ i
(veya “karbamat")
αHb-NH 3 + + CO 2 ↔ αHb-NH-COO - +
2H +
hücre
Tissues
CO 2 HbO 2 → Hb. H + O 2
+
C.A.
yavaş CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H+ +
HCO 3 - O2
HCO 3 -
Karbon dioksid kanda nasıl taşınır?
venöz kan* arteryel kan* fark* % total CO2
Total CO2 52 48 4
CO2 (çözülmüş) 2.7 2.4 0.3 7
H2CO3 - - ~0
HCO3- 46.3 43.8 2.5 70
Karbamat 3.4 2.6 0.8 23
03/04/12 52
( * ml / 100 ml kan)

53. Karbon dioksid taşınması
• 7% plazmada çözünmüş
• 70% bikarbonat olarak
– Tampon sistem
• 23% hemoglobine bağlı
– Karbaminohemoglobin
03/04/12 53

54. • Çözünmüş moleküller CO2 şeklinde
doku hücrelerinin dışına çıkar.
• Hücre membranı bikarbonat iyonları için
geçirgen değildir.
03/04/12 54

55. Hücreler
03/04/12
55
Akciğerler
text

56. 03/04/12 56

57. Hb
C.A. +
CO 2 CO 2 + H 2 O ←→ H 2 CO 3 HbH
↓
←→ H+ +
HCO 3 - Cl -
Anyon
değiştirici
Cl - HCO 3 -
• Klor kayması, hamburger fenomeni, denge
oluşumu için anyon kayması
• Cl hareketine su da eşlik eder.
• Venöz sistemde eritrositler biraz daha şişkindir
03/04/12 57

58. CO2 dissosiyasyon eğrisi
03/04/12 58

59. CO2 taşınması artışı-Haldane etkisi
• Oksijenin Hb’den ayrılması
sonucu (deoksiHb) Hb’nin
CO2’ye affinitesi artar.
• Oksihemoglobin
doygunluğundaki değişikliklerin
CO2 içeriği ile PCO2
arasındaki ilişkiyi etkilemesine
Haldane etkisi denir.
• Doku kapillerlerinden CO2
taşınımını sağlar.
• PaO2 = 95 mm Hg, CO2 eğrisi
aşağı ve sağa doğru değişir
(alt eğri)
• PvO2 = 40 mm Hg, CO2 eğrisi
yukarı ve sola değişir (üst eğri)
03/04/12 59

60. HÜCRE DÜZEYİNDE GAZ ALIŞVERİŞİ
hücre ERİTROSİT
serbest
serbest
Karbonik anhidraz
Karbamino bileşikleri
03/04/12 60

61. AC’LERDE GAZ ALIŞVERİŞİ
ALVEOL
serbest
serbest
Karbonik anhidraz
Karbamino bileşikleri
03/04/12 61