Canlıların Ortak Özellikleri
Hayatın Dilini Öğrenmek İçin...
Youtube Kanalımıza Davetlisiniz...
Hayatın Dilini Öğrenmek İçin...
www.biyolojidefteri.com
Hayatın Dilini Öğrenmek İçin...
Biyoteknoloji ve Gen Mühendisliği
Hayatın Dilini Öğrenmek İçin...
Biyoloji Dersine Nasıl Çalısmalıyız?
Hayatın Dilini Öğrenmek İçin...
Mitoz ve Eşeysiz Üreme
Hayatın Dilini Öğrenmek İçin...
www.biyolojidefteri.com
Hayatın Dilini Öğrenmek İçin...

Richard Lower, 1660 yılında açık havada bırakılan kanın renginin değiştiğini gözlemlemiştir. Lower, renk değişiminin kanın hava ile temasından kaynaklandığı şeklinde bir hipotez ortaya koymuştur. Yaptığı deneylerde açık havada renk değişimi gösteren kandamlasının üst kısmını ayıran Lower, alttaki tabakanın da renginin zaman içerisinde değiştiğini ( rengin açılmaya başladığını ) gözlemlemiştir. Günümüzde söz konusu renk değişiminin havadaki oksijenden kaynaklandığını bilinmektedir.

Trake solunumu yapan canlılar hariç diğer hayvanların kanında solunum gazlarını taşımakla görevli solunum pigmentleri bulunur.

    

Solunum pigmentleri

  • kanın gaz taşıma kapasitesini artıran,
  • solunum gazları ile kolaylıkla geri dönüşebilen ( tersinir ) tepkimelere giren,
  • yapısı protein ve metal iyonlarından

oluşmuş elemanlardır.

  

Solunum pigmentleri, içerdikleri metal iyonuna göre değişik renklerde olabilir ve alyuvar içerisinde veya plazmada yerleşmiş halde bulunabilirler. Örneğin hemoglobin omurgalı canlılarda alyuvarlarda, omurgasızlarda ise kan plazmasında bulunur.

solunum gaz2

  

Memeliler dışında kalan omurgalı gruplarında olgun alyuvarlar çekirdeklidir.

solunum gaz3

Hemoglobin insan kanının O2 taşıma kapasitesini 75 kez artırır. Yani hemoglobin yokluğunda hücrelere yeteri kadar O2 taşınabilmesi için kan akışının şimdikinden 75 kat daha hızlı olması gerekirdi. İnsanda 1mm3 kanda ortalama 4,5 – 5 milyon adet alyuvar, her bir alyuvarda da yaklaşık 280 milyon adet hemoglobin bulunur.

solunum gaz4

İnsanda solunum denetleme merkezi omurilik soğanı ( medulla oblongata ) ve pons adlı kısımlarda bulunur.

Bu kısımlar kan ve beyin omurilik sıvısındaki ( BOS ) Ph değişimlerini algılar ve solunum hızını tayin eder. Kanda CO2 seviyesi arttığında su ve CO2 birleşerek karbonik asit oluşturur ve kanın Ph derecesi düşer. ( Karbonik asit, bikarbonat ve H+ iyonlarına ayrışır ) Bu durumda solunum merkezleri uyarılır, soluk alıp verme derinliği ve hızı artar.

 

solunum gaz5

  

Soluk alıp veriş hızı daha çok kandaki CO2 yoğunluğuna bağlı olarak tayin edilir. O2 miktarının bu olaydaki etkisi çok azdır. Ancak yüksek bölgelerde (  düşük O2 yoğunluğunda ) yaşayan insanlarda solunum hızı yükselir. Ayrıca bu insanlarda hücrelerin ihtiyaç duyduğu oksijeni sağlayabilmek için vücuttaki alyuvar sayısı da normalden fazladır. Çünkü yüksek rakımlarda oksijenin kısmi basıncı oldukça düşüktür.

solunum gaz6

Vücudun yüksek rakımlardaki düşük oksijen seviyesine bağlı olarak kendini ayarlaması günler süren bir süreçtir. Bu süreç içerisinde vücuttaki alyuvar sayısı artırılarak hücrelere gereken oksijenin gönderilmesine çalışılır. Sporcular kandaki alyuvar sayısını ve buna bağlı olarak hücrelere taşınan oksijen seviyesini artırabilmek için çalışmalarında kendilerine düşük oksijen yoğunluğu sağlayan            ( yüksek rakım etkisi oluşturan ) maskeler kullanabilirler.

1 atmosfer basınçta ( 760 mmHg ), havanın %21’i oksijen olduğundan oksijenin kısmi basıncı ( 760 X 0,21 ) yaklaşık olarak 160 mmHg‘dır. Solunan havada yine karbondioksitin kısmi basıncı ise 0,23 mmHg’dır.

Bu durumda alveollere dolan hava ile kan kılcalları arasında solunum gazları kısmi basınçlarının yüksek olduğu yerden düşük olduğu yere doğru difüzyonla geçerler.

 

               solunum gaz 7

Oksijen Taşınması

İnsanda alveollerden kılcallara geçen oksijenin

  • %98’i alyuvarların içerisindeki hemoglobinle,
  • %2’si ise plazmada çözünmüş halde

taşınır.

Hemoglobin her birine Fe+2 iyonları bağlanmış 4 hem proteininden ibaret olup oksijenle tersinir tepkimelere girebilir.

Hemoglobinin oksijenle birleşip ayrılması ortamın CO2 yoğunluğuna bağlı olarak gerçekleşir. Ortamın CO2 yoğunluğu yüksek ise hemoglobin oksijeni serbest bırakır. Akciğer alveolleri gibi yüksek O2 yoğunluğuna sahip noktalarda kandaki hemoglobin oksijene bağlanarak oksihemoglobine dönüşür. ( HbO2 )

solunum gaz8

Oksihemoglobin, yapısına bağladığı oksijeni, doku kılcallarına kadar götürür. Buralarda O2 yoğunluğu düşük olduğu için O2 serbest bırakılır. Serbest kalan O2 difüzyonla doku hücrelerine geçer.

solunum gaz9

Hemoglobinin O2 ile tersinir tepkimeye girme yeteneği vücut sıcaklığı yükseldikçe artar. Bu sayede egzersiz esnasında vücudun ihtiyaç duyduğu O2 sağlanmış olur. Bunun yanısıra kanın pH değerinin azalması da hemoglobinin oksijene olan ilgisini azaltarak dokulara daha fazla oksijen bırakılmasına sebep olur.

Özetleyecek olursak, hemoglobin molekülün oksijeni bırakması aşağıda sayılan etkenlerin varlığında daha kolay gerçekleşmektedir.

ü  H+ iyonlarının hemoglobinin yapısındaki bazı aminoasitlere bağlanması

ü  Sıcaklık artışı

ü  Tiroksin, büyüme hormonu, adrenalin, noradrenalin, testosteron hormonları

  

Hemoglobin CO ile oksijene nazaran daha kolay ve kolay kopmayan bağlar kurar. Bu da kanın oksijen taşıma kapasitesini düşürür. ( Sigara içenlerde, soba zehirlenmelerinde ) Hemoglobinin CO molekülüne olan ilgisi oksijene olan ilgisinin yaklaşık 200 – 250 katıdır.

               

 İnsan çizgili kaslarında bulunan miyoglobin molekülü de O2 depolama ve gerektiğinde bu oksijeni serbest bırakabilme yeteneğindedir. Bu molekülün depoladığı O2, vücutta bulunan toplam oksijenin %13’ü kadardır.

solunum gaz10

  

Karbondioksit Taşınması

 

               

Dokularda oksijenin solunum faaliyetlerinde kullanılmasıyla oluşan CO2, difüzyonla doku kılcallarına geçer. Karbondioksitin suda çözünürlüğü oksijenden fazla olduğu için karbondioksitin %7’si kan plazmasında çözünmüş olarak taşınır.

Karbondioksitin %23’lük kısmı ise alyuvarlardaki hemoglobine bağlanarak karbominohemoglobin oluşturur.

solunum gaz11

Doku hücrelerinden kana geçen CO2’in %70’lik kısmı ise bikarbonat iyonların şeklinde taşınır. Bu taşınmada öncelikli olarak CO2, alyuvarlara girer ve burada su ile birleşerek karbonik asidi ( H2CO3 ) oluşturur. Bu reaksiyon karbonik anhidrazenzimi tarafından katalizlenir.

solunum gaz12

Karbonik asit kararsız bir yapıda olduğu için iyonlaşır. Ortaya H+ ve HCO3-   ( bikarbonat ) iyonları çıkar. H+ iyonlarının kan Ph’ını aşırı derecede düşürmemesi için içerisinde hemoglobinle birleştirilir.

solunum gaz13

solunum gaz14

Bikarbonat iyonları ise alyuvarlardan çıkar ve plazmada toplanır.

O halde, doku sıvısından kana geçen CO2  3 farklı şekilde akciğerlere doğru yola çıkar.

  • %7’si plazmada çözünmüş halde

 

  • %23’ü karbominohemoglobin halinde

 

  • %70’i H+ (alyuvarda hemoglobine bağlı ) ve HCO3-  iyonları ( plazmada ) halinde

Akciğer kılcallarına ulaşıldığında, plazmadaki HCO3- iyonları tekrar alyuvar içerisine girer ve tekrar H+ iyonları ile birleşerek karbonik asidi oluşturur.

solunum gaz15

Karbonik asit yine alyuvarlardaki karbonik anhidraz enzimi sayesinde su ve CO2’e parçalanır.

 

solunum gaz 16

CO2, alyuvardan plazmaya geçer ve diğer 2 yoldan taşınan CO2’ler ile birlikte difüzyonla akciğer kılcalından alveol boşluğuna geçer.

Tum Haklari Saklidir. 2015 Biyoloji Defteri design by Ahmet