Solunum Gazlarının Taşınması ve Hastalıklar

Soluk alıp verme mekanizmasıyla akciğerlere dolan havadaki oksijenin hücrelere, hücrelerde oluşan karbondioksitin ise akciğerlere taşınması, kan ve dolaşım sistemi aracılığıyla gerçekleşir. Bu gazların taşınması, kısmi basınç farklarına ve hemoglobinin özelliklerine dayanan karmaşık ama son derece verimli mekanizmalarla sağlanır.

Akciğerlerden alınan oksijen, iki yolla dokulara taşınır:

• Kan plazmasında çözünmüş halde (%2): Oksijenin sudaki çözünürlüğü düşük olduğu için bu yolla çok az bir kısmı taşınır.
• Hemoglobine bağlanarak (%98): Oksijenin büyük bir kısmı, alyuvarların içinde bulunan hemoglobin (Hb) pigmentine bağlanarak taşınır. Hemoglobin, demir içeren ve kana kırmızı rengini veren bir proteindir. Oksijenin hemoglobine bağlanmasıyla oksihemoglobin (HbO₂) oluşur.

Bohr Etkisi

Hemoglobinin oksijene olan ilgisi (afinitesi) sabit değildir; ortam koşullarına göre değişir. Özellikle kanın pH değeri bu ilgiyi belirleyen en önemli faktördür. Doku kılcallarında, hücresel solunum sonucu oluşan karbondioksit kana geçer ve kanın asitliğini artırarak pH’ı düşürür. Düşük pH (asidik ortam), hemoglobinin oksijene olan ilgisini azaltır ve oksijeni serbest bırakmasını kolaylaştırır. Bu olaya Bohr etkisi denir. Bu sayede, oksijene en çok ihtiyaç duyan aktif dokulara daha fazla oksijen bırakılmış olur. Akciğerlerde ise durum tam tersidir; CO₂ azaldığı için pH yükselir ve hemoglobinin oksijene olan ilgisi artarak oksijeni kolayca bağlar.

Hücresel solunum sonucu oluşan karbondioksit, dokulardan akciğerlere üç yolla taşınır:

• Kan plazmasında çözünmüş halde (%7): Küçük bir kısmı doğrudan plazmada çözünerek taşınır.
• Hemoglobine bağlanarak (%23): Bir kısmı alyuvarlarda hemoglobine bağlanır ve karbaminohemoglobin (HbCO₂) oluşturur.
• Bikarbonat iyonları (HCO₃⁻) şeklinde (%70): Karbondioksitin taşınmasındaki en önemli yol budur. Bu süreç, alyuvarların içinde gerçekleşen bir dizi kimyasal reaksiyonla sağlanır:
  1. Doku Kılcallarında: CO₂, doku hücrelerinden alyuvarların içine girer. Burada karbonik anhidraz enzimi sayesinde su ile birleşerek karbonik asit (H₂CO₃) oluşturur.
  2. Oluşan kararsız karbonik asit, hemen hidrojen (H⁺) ve bikarbonat (HCO₃⁻) iyonlarına ayrışır.
  3. Hidrojen iyonları (H⁺), kanın pH’ını aşırı düşürmemek için hemoglobin tarafından tutulur.
  4. Bikarbonat iyonları (HCO₃⁻) ise plazmaya geçer. Bu sırada plazmadaki klor (Cl⁻) iyonları alyuvar içine girerek iyon dengesini korur (klor kayması).
  5. Akciğer Kılcallarında: Bu olayların tam tersi gerçekleşir. Bikarbonat iyonları tekrar alyuvar içine girer, hidrojen iyonları ile birleşerek karbonik asit oluşturur. Karbonik anhidraz enzimi, karbonik asidi tekrar CO₂ ve suya parçalar. Oluşan CO₂, difüzyonla alveollere geçerek soluk verme ile dışarı atılır.

Solunum sisteminin sağlığı, sigara, hava kirliliği, enfeksiyonlar ve mesleki faktörler gibi birçok etken tarafından tehdit edilebilir.