FIZYOLOJIK TAMPON SISTEMLERI

1
FIZYOLOJIK TAMPON SISTEMLERI

• Dr.V.Kenan ÇELIK
• vkcelik_at_cumhuriyet.edu.tr

2
Termodinamigin 2 kosulu nedir?Bunun bizim için
önemi nedir?
Figure 26.3
3
(No Transcript)
4

• Standar kosullarimizin devami için Asit / Baz
  dengesi baslica 2 organ tarafindan idame
  ettirilir.
• 1. Akcigerler solunum yolu ile pCO2 i düzenler
• 2. Böbrekler HCO3 dönüsümünü ve H nin
  atilimini kontrol eder.
• Asit / Baz dengesinde bu moleküllerin önemi
  nedir?
• C02 H2O ? ? H2CO3 ?? H HCO3-
• H derisimi ortamin asitliginin bir ölçüsüdür ve
  pH ile ifade edilir.
• pH log 1/H veya pH - log
  H
• Plazma H 40 nmol/L 4x 10-8 mol/L
•    0.00000004
• pH -log(4x 10-8) - (-8)0.6
  ) 7.4

5
CO2 H2O ? H2CO3 ?
H HCO3-
H HCO3-
Ka
pCO2 (veya H2CO3) H
Ka pCO2 / HCO3- (her iki tarafi log ile
çarp) log H log Ka log
pCO2 / HCO3- -log H -log
Ka - log pCO2 / HCO3-
pH pKa log HCO3- / pCO2 Henderson-Has
selbalch.pH pKa log (Baz /Asit) veya
(tuz/Asit)
- /
6
Asit / Baz dengesinin kontrolü

• Bu 3 faktör pH, pCO2 ve HCO3- kontrol
  edilmelidir.
• ECF (plazma hücreler arasi sivi) sivinin pHi
  7,35 7,45 arasinda kalmalidir.
• - Eger plazma degeri 7,35in altina
  düserse ASIDOZ (Asidemi) gelisir.
• -Eger plazma degeri 7,45in üzerine
  çikarsa ALKALOZ (Alkalemi) gelisir.
• -Bu sinirlar degistiginde tüm vucut
  sistemi etkilenir.
• Sirkülasyon çöker ve kalp yetmezligi sonucu koma
  ile sonuçlanabilir.

7
Vücuttaki Asit Tipleri

• Uçucu asitler
• - Solüsyondan ayrilip atmosfere karisabilen
  asitler (Karbonik asit).
• Fiks asitler
• -Solüsyondan ayrilamayan asitler (sülfürik
  ve fosforik asitler).
• Organik asitler
• -Aerobik metabolizmanin yan ürünleri yada
  bilesenleri

8
Vücuttaki Asit Tipleri

• Karbonik asit ECFnin pHni etkileyen çok önemli
  bir faktördür,
• -CO2 su ile etkileserek karbonik asit
  olusturur.
• -CO2in konsantrasyonu ve pH arasinda ters
  iliski vardir.
• Sülfürik ve Fosforik asit
• -Aminoasit katabolizmasi sirasinda
  olusturulur.
• Organik asitler
• -Laktik asit, keton cisimcikleri gibi
  metabolik yan ürünlerdir.

9
PCO2 ve Plazma pH arasindaki Temel Iliski
10
Asit-baz dengesinin korunmasi

• Tampon Sistemleri
• Solunum
• Renal Fonksiyon
• pHin 7.35 7.45 arasindaki degisimler siki bir
  kontrol altinda idame ettirilir

11
pH mekanizmasinin kontrolü

• Tampon sistemleri genellikle zayif bir asit ve
  tuzu veya zayif bir baz ve tuzundan olusur.
• Vücutta 3 tane önemli tamponlama sistemi
  mevcuttur.
• Karbonik asit-bikarbonat tampon sistemi.
• Organik ve fiks asitlerinin neden oldugu
  degisimlerin tamponlanmasi
• Protein tampon sistemi
• Amino asit
• Hemoglobin tampon sistemi tarafindan H
  iyonlarinin tamponlanmasi
• Fosfat
• ICF da pH in tamponlanmasi

12
pH mekanizmasinin kontrolü

• TAMPON Asit Konjüge baz Ana
  tampon etkisi
• Hemoglobin HHb Hb-
  Eritrosit
• Protein HProt Prot-
  Hücre içi
• Fosfat H2PO4- HPO42-
  Hücre içi
• Bikarbonat CO2?H2CO3 HCO3- Hücre
  disi(ECF)

13
pK
6.1 7.8 6.8 7.8
14
Karbonik Asit-Bikarbonat Tamponlama Sistemi ve pH

• CO2 H2O ? H2CO3 ? H
  HCO3
• -Dokularda olusturulan CO2
  hücre membranindan geçerek plazmada ergimis halde
  bulunur.
• CO2in sudaki çözünürlügü 0,23 tür (basinç kPa
  olarak ölçülmüsse)
• 0,03
  (basinç mmHg )
• Normal pCO2 5,3 kPa ( 40 mmHg 1 kPa7.5 mmHg
  veya 1 mmHg 0,133 kPa)
• dCO2 (mmol/L) 5,3 kPa x 0,23 1,2 mmol / L
• -Bu CO2, H2CO3 ile dengededir. Fakat
  plazmada enzimatik olmayan bu reaksiyon çok
  yavastir. Bu nedenle plazmada 0,0017 mmol H2CO3
  bulunur, buda CO2 miktarina esittir.

15
Karbonik Asit-Bikarbonat Tamponlama Sistemi ve pH

• pH pKa log HCO3-
  / pCO2 ltpKa 6,1gt
• 
  HCO3- 24 mmol / L
• pH 6,1 log ( 24 / 40 x 0,03)
• 6.1 log (24 / 1.2)
• pH 6.1 log 20 6.1 1.3
  7,4
• Bikarbonat tampon sistemi CO2in basincindaki
  artma ve azalmaya bagli olarak pHdaki
  degisimlerden ECFi tek basina koruyamayabilir.
• Solunum sistemi ve kontrol merkezi normal olarak
  çalistiginda fonksiyon görebilir.
• Bikarbonat iyonlarin (bikarbonat rezervleri)
  mevcudiyeti ile de sinirlidir.

16
(No Transcript)
17
Karbonik Asit-Bikarbonat Tampon Sistemi
Figure 27.9a, b
18
Karbonik Asit-Bikarbonat Tampon Sistemi Plazma
pHsinin düzenlenmesinde merkezi rolü.
Figure 27.11a
19
Karbonik Asit-Bikarbonat Tampon Sistemi Plazma
pHsinin düzenlenmesinde merkezi rolü.
Figure 27.11b
20
HÜCRE IÇI TAMPONLAMA SISTEMLERI

• Protein ve Fosfat tampon sistemleri
• CO2in fiksasyonundan olusan H ve metabolizma
  süresince olusturulan asitler baslica protein
  eritrositlerde hemoglobin-(amino asit) ve
  Fosfatlardan olusan tamponlar tarafindan kompanse
  edilir.
• Eger pH yükselirse (H derisimi azalirsa), Amino
  asitlerin karboksil gruplari zayif bir asit gibi
  etkiyerek ortama H iyonu verir ve pH korunur.
• Eger pH düserse (H derisimi artarsa), amino
  gruplari zayif bir baz gibi etkiyerek ortamdan H
  iyonlarini çekerler ve pH korunur.
• Hemoglobin ise PCO2 basinci azaldigi veya
  düstügünde pHdaki degisimleri engellemektedir.

21
Amino Asit Tamponu
22
Hücre içi tamponlama

• 
  
  PLAZMA

Prot -
H
H
H
HPO4-2
H
H
H
H
H
H
H
K
H
HProt
H
H
H2PO4 -
H? pH asidemi
Eritrosit
23
Hücre içi tamponlama

• 
  
  PLAZMA

HProt
H2PO4 -
H
H
H
H
H
H
H
H
H
K
H
H
H
Prot -
HPO4-2
H
H pH alkalemi
Eritrosit
24
Bikarbonat Tampon Sisteminin Metabolik ve Solunum
Bilesenleri.

• Bikarbonat tamponu akciger ve çevresi ile gaz
  degisimini ifade eder.
• CO2 derisiminin farkliliginda anahtar
  ventilasyon orani dir.
• Bu niçin PCO2 bikarbonat-tampon bileseninin
  solunum kompananti olarak referans olmasi
  gerektigini de açiklamaktadir.
• CO2in kismi basincindan türeyen asit-baz dengesi
  bozukluklari solunum bozuklugu olarak
  adlandirilir.
• Asit-Baz dengesi düzensizligi baslica ASIDOZIS ve
  ALKALOZIS olarak siniflandirilir.
• Asidozis Plazma da H derisimindeki artma ve pH
  da azalma
• Alkalozis
  azalma ve pH da artma.
• Metabolik (asidoz/alkaloz) veya solunumsal
  (asidoz/alkaloz) olarakta siniflandirilir.

25
? HCO3- Yüksek alkalozis
? HCO3- Metabolik asidozis
? pCO2 Solunumsal alkalozis
? pCO2 Solunumsal asidoz
H2CO3 pH pCO2
ALKALOZIS Kan pH H
ASIDOZIS Kan pH H
26
Atmosfer / Alveoler / Kan bariyeri gazlarin geçisi
Dokular
45 mmHg 40 mmHg
27
(No Transcript)
28
Bikarbonat Tampon Sisteminin Metabolik ve Solunum
Bilesenleri

• pO2 degerlerinde azalma Hipoksi ye, pCO2
  degerlerindeki artis da Hiperkapni ye neden
  olur.
• Plazmada gerçeklesen bikarbonat olusumu çok yavas
  ve miktarca azdir. Oysa eritrositlerde Zn-bagimli
  bir enzim olan Karbonik anhidraz ile
  katalizlenen reaksiyon çok hizlidir. (1x106 mmol/
  sn)
• CO2 H2O H2CO3 ? H
  HCO3
• KA, CO2i bikarbonat olarak fikse eder, karbonik
  asitin ayrismasi sonucu açiga çikan H iyonu
  hemoglobin ile tamponlanir.

Karbonik anhidraz
29
Gazlarin Degisimi ve Tasinimi

• Oksijen Tasinimi
• O2nin 98i hemoglobine baglanarak tasinir.
• 100 ml (Plazma Hemoglobin)de 20 ml O2
  tasinir
• Karbon Dioksit Tasinimi
• Plazmada ergimis halde (7)
• Hemoglobine bagli (20)
• Bikarbonat iyonu olarak (75)
• CO2 H2O ? H2CO3 ? H HCO3-

30
Hemoglobin

• Hem (Fe2 içeren) molekülü 4 O2-baglar
• Bohr Effect O2 baglanimi
• sicaklik
• pH
• PO2
• PCO2
• 2,3-DPG (difosfogliserat)

31
Bohr effect on oxyhemoglobin dissociation
32
CO2 transportu
Akcigerde Bikarbonat Içeri Cl disari
Karbamino
33
C02 Transportu
Karbonik anhidraz kan pC02 degisimlerine göre
tepkimenin yönünüde degistirir.
CA
H20 C02 lt- H2C03 lt- HC03-
düsük PC02
34
C02 Transport

• Klor shifti
• Klorid iyonlari elektronötralitenin idame
  ettirilmesine yardim eder.
• EritrositteHC03- plazmaya dogru diffüz olur.
• Eritrosit çok daha elektropozitif olur
• Cl- hücre içerisine çekilir (Cl- shift).
• Deoksihemoglobin ile birlesen H salinarak
  Cl-tamponlanir
• Pulmonar kapillerde tersi olur.

35
Asit-Baz dengesinde Böbregin Rolü

• Böbrek H iyonunun uzaklastirilmasinda ve HCO3-
  konsantrasyonunun kontrolünde önemli rol oynar.
• Protein metabolizmasindan türeyen sülfürik ve
  fosforik asit gibi uçucu olmayan toksik
  asitlerinde uzaklasmasinda baslica rol
  böbregindir.

36
(No Transcript)
37
Böbrek tübülleri ve pH Regulasyonu.
38
Bikarbonatin geri emilimi

• Filtratta olusturulan karbonik asit CO2 ve H2O ya
  ayrisir.
• CO2 tübül hücrelerine ve kapillere diffüz olur.

39
Bikarbonatin geri emilimi
40
Na Bikarbonat rezervi
41
Asiri H iyonlarinin tamponlanmasi
SO4 2-
HSO4-
42
HSO4-
H2SO4
43
Hidrojen iyonu atilimi

• Asidozda olusturulan renal yanit
• Kan HCO3-rezervinin yenilenmesi.
• Buna esdeger H iyonunun idrarla atilimi.

Figure 26.13
44
Bir diger plazma HCO3- salinimi GLUTAMIN
metabolizmasi Araciligi ile yapilir.
45
Amonyum iyonu atilimi
Figure 26.14
46
Bu metabolik yol uzun süre alir, ve genellikle
daha çok kronik asidozda (diabet gibi) aktiftir.
47
(No Transcript)
48
Böbrek tübülleri ve pH Regulasyonu.
HCO3- atilimi artar H iyon olusumu artar NH4
atilimi azalir
49
METABOLIK ve SOLUNUMSAL ASIT-BAZ HASTALIKLARI

• Solunumsal asit-baz hastaliklari
• Solunum fonksiyonlari anormal oldugunda ECF da
  CO2 derisiminde artma ve azalma sonucu olusan
  hastaliklardir.
• Metabolik asit-baz hastaliklari
• Organik ve fiks asitlerin üretimi yada atilim
  bozuklugu
• ECF deki bikarbonat iyon konsantrasyonunu
  etkileyen herhangi nedenler.

Asidozis, alkalozisden çok daha yaygin bir
hastaliktir.
50
Solunumsal ASIT-BAZ hastaliklari

• Solunumsal asidozis.
• Akciger hastaligi sonucu solunumun azalmasi ile
  vücut sivilarinda CO2 düzeylerindeki asiri
  artisla karakterizedir.
• En yaygin olanlari
• .Chronic Obstruktif Airway disease (COAD)
• . pulmonary
  (COPD) Siddetli astim ataklari eslik eder.
• Hipoksi eslik eder. ( pO2 de ? , pCO2 ? )
• Solunumsal alkalozis
• Asidoza göre çok daha az rastlanir
• Hiperventilasyon ile alakalidir. (ates ve sitres
  alkalozisde küçük bir artis nedenidir)

51
Solunumsal Asit-Baz Regülasyonu
Kemoreseptör stimulasyonu
H2CO3/HCO3- Tampon sistemi Disinda diger
tamp. Tarafindan Halimi
Figure 27.12a
52
Solunumsal Asit-Baz Regülasyonu
H2CO3/HCO3- Tampon sistemi Disinda diger
tamp. Tarafindan Hsalinimi
Kemoreseptör Inhibisyonu
Figure 27.12b
53
Metabolik asit-baz hastaliklari

• Metabolik asidozun majör nedenleri
• Bikarbonat rezervlerinin tükenmesi
• Böbrekte hidrojen iyonlarinin atilim yetersizligi
• Asiri miktarda fiks / organik asitlerin üretimi
  (diabette keto asitlerin-astoasetat,
  hidroksibütirat-birikmesi)
• Fiks / organik asitlerin metabolize edilememesi
  veya atiliminin azalmasi (glomerulunefrit)
• Kronik diare nedeniyle bikarbonat kaybi
• Metabolik alkalozis
• HCO3- konsantrasyonu asiri arttiginda olusur.
• Asiri ve sik sik kusma sonucu veya cerrahi
  müdahale sonucu mideden H iyon kayiplari nedeni.

54
Metabolik Asidozisin Regülasyonu
Figure 27.13
55
Metabolik Alkalozisin Regülasyonu.
Figure 27.14
56
Asit-Baz hastaliklarinin Solunum-Metabolik
karsilastirilmasi
Asit-Baz Hasta. Primer degisim Karsilanan deg Degisim süresi
Metabolik asidoz Plazma HCO3- pCO2 (hiperventilasyon) dk / saat
Metabolik alkalozis Plazma HCO3- pCO2 (hipoventilasyon) dk/ saat
Solunumsal asidozis pCO2 Böbreklerde HCO3- reabsorpsiyonunda Plazma HCO3- Günler
Solunumsal alkalozis pCO2 Böbreklerde HCO3-reabsorpsiyonunda Plazma HCO3- Günler
57
Mixed metabolik ve solunumsal Asidozis
HASTALIK pH pCO2 BIKARBONAT
Metabolik asidozis Azalma Azalma (solunumsal karsilik) Azalma (primer degisim)
Solunumsal asidozis Azalma Artma (primer degisim) Artma (metabolik karsilik)
Solunumsal ve Metabolik asidoz karisimi Asiri Azalma Artma (solunumsal asidoz) Azalma (metabolik asidoz)
58
Mixed metabolik ve solunumsal Alkalozis (Nadir)
HASTALIK pH pCO2 BIKARBONAT
Metabolik alkalozis Artma Artma (solunumsal karsilik) Artma (primer degisim)
Solunumsal alkalozis Artma Azalma (primer degisim) Azalma (Metabolikkarsilik)
Solunumsal ve Metabolik alkalozis karisimi Asiri artma Azalma (solunumsal alkalozis) Artma (Metabolik alkalozis)
59
Asidozis ve Alkalozisin Saptanmasi

• Genellikle ön koldaki radial arter ve nadiren de
  bacaktaki femoral arterden kan alinir.
• Teshis için kan da yapilacak testler
• pH yada H derisimi
• PCO2
• pO2
• Bikarbonat düzeyleri (otomatik olarak
  yapilamazsa?)
• Solunumsal ve Metabolik hastalik ayrimin
  yapilmasi.

60
Asit-Baz Hastaliklari
61
Asit-Baz Hastaliklarinda Diagnostik sema
Figure 27.15
62
Solunum Kardiovasküler-Renal sistemlerin
Entegrasyonu
RENAL SiSTEM
Kan akimi etkilenerek -volüm Kontrol,
-ECF osmolalitesi, -Kan basinci
Asit-baz dengesi
Tüm bu sürekli degisim HOMEOSTAZISi idame
ettirmek içindir.
KARDIOVASKÜLER SiSTEM
SOLUNUM SiSTEMI
Gaz degisimi
63
(No Transcript)