Oksijen Kullanımı ve Bedenin Güvenlik Mekanizmaları

 

 

İnsanlar oksijeni saf olarak almazlar. Atmosferde oksijen, azot ve diğer gazlarla karışım halinde bulunarak ihtiyacımız olan oksijenin zehre dönüşmesini engellemiştir. Evet, her şeyin fazlası zarar olduğu gibi, oksijenin çoğu da zehirdir. Bu açıdan oksijen yetmezliği olan hastalara, saf oksijen değil, azot ile oksijenin belli nispetlerdeki karışımı verilir. Aşırı saf oksijen alımından ilk etkilenen organ beyin olduğundan, şuur kaybı (koma) ortaya çıkar. Ani oksijen zehirlenmesinde ayrıca bulantı, kramp, görme bozuklukları, huzursuzluk ve saldırganlık ortaya çıkar. Saf oksijen tedavisi körlük yapabilir, solunumu durdurabilir. Fazla oksijen hücrelerde ölüme sebep olabilir. Aldığımız hava oksijen bakımından nispeten zengin iken, dışarıya verdiğimiz havadaki oksijen miktarı düşük, karbondioksit miktarı ise yüksektir. Havadaki oksijeni kandaki moleküllere bağlama, bedenin her tarafına taşıma, hedef hücrelerde serbest bırakma ve oradan karşılığında açığa çıkan kullanılamaz zehirli gaz hükmündeki karbondioksiti bağlama, onu akciğerlere geri getirip nefes yoluyla dışarıya bırakma işlemleri, son derece hassas bir güvenlik şemsiyesi altında gerçekleştirilir. Yeşil bitkilerin kloroplastlarına yerleştirilen fotosentez sisteminde, nefesle dışarı bıraktığımız karbondioksitten güneş ışınları vasıtasıyla besin maddesi ve oksijen üretilir. Yaşamak için bitkilerin karbondioksite, bizim ise oksijene ihtiyaç duymamız ve birbirimize bağımlı kılınmamız oldukça mânidar ve hikmetlidir.

 

İnsan beyni, glikoza ve oksijene ihtiyaç duyacak şekilde yaratılmıştır. Meselâ, erişkin insan oksijensizliğe yaklaşık 4 dakika, yeni doğan bebekte ise maksimum 10 dakika dayanabilir. Beynin sürekli ve yeterli şekilde oksijenlenmesi için, insan bedeninde üç farklı yapı, birbiri ile entegre olarak çalışmaktadır. Solunan hava içindeki oksijen, vücuda burun delikleri, nefes borusu ve akciğerlerle taşınır. Akciğerlerde oksijen havadan kana geçer ve kandaki alyuvarların içinde bulunan hemoglobin tarafından bağlanır. Kanda oksijen taşıyan alyuvarlar kemik iliğinde üretilir. Oksijen bakımından zengin kan, bedene, kalb-damar sistemi ile dağıtılır. Bu sistemler üzerinden oksijenin taşınması, fizik ve kimya kanunlarına uygun olarak gerçekleştirilir. Oksijen taşınmasında önemli bir faktör, gazların kısmî basınç değerleri ve bu değerlerin akciğer alveollerinde gaz alış-verişine tesirleridir.

 

Başta beyin hücreleri olmak üzere, bütün hücrelerin yeterince oksijenlenmesi için, akciğer, kan ve kalbin koordineli şekilde çalışması sağlanmıştır. Bu üçlü sistemin sağlıklı işleyişini güvence altına alan ekstra güvenlik faktörleri de sisteme yerleştirilmiştir. Herhangi bir hastalık veya aksama durumunda vücut hücrelerine oksijen sağlanmasında problem olduğunda sistemin içine yerleştirilmiş mekanizmalar devreye girer.

 

Akciğer alveollerinin dış yüzeyi tamamen kılcal damarlarla kaplıdır. Alveollere ulaşan oksijen, dış yüzeyi saran kılcal damarlara geçer. Erişkin bir insanın akciğerlerinde takriben 300 milyon alveol vardır. Bunların toplam dış yüzey alanı, yaklaşık 70 metrekaredir. Bu alana yayılan kan miktarı ise yaklaşık 60 mililitredir. Bu kadar geniş bir alana sadece bir enjektörlük kanın yayılmasının hikmeti, az miktardaki kanın 70 metrekarelik yüzeye çok ince bir tabaka şeklinde yayılması sonucunda, alyuvarların kısa sürede maksimum oksijenlenmesinin sağlanmasıdır.

 

Oksijen kullanma sisteminde fizyolojik şartlarda işleyen üç güvenlik faktörü Atmosfer havasının toplam basıncı, deniz seviyesinde 760 mm Hg'dır. Soluduğumuz havanın yaklaşık %21'i oksijen olup, kısmî oksijen basınç değeri, 160 mm Hg'ya karşılık gelir. Hava, nefes borusundan geçip akciğerlerimizdeki alveol adı verilen hava keseciklerine ulaştığında, oksijenin kısmî basıncı azalır. Buradaki oksijenin kısmî basınç değeri 104 mm Hg'dır. Bu azalmanın sebepleri, aldığımız havaya su buharının karışması, alveol havasındaki oksijenin sürekli kana taşınması ile alveol havasına kandan sürekli karbondioksit geçişidir.

 

İlk güvenlik faktörü:

 

Oksijenin hücrelere dağıtılması sırasında kana geçiş sistemine konulmuştur. Kanın alveolleri saran kılcal damarlarda toplam kalma süresinin üçte birinde, normal fizyolojik şartlarda gaz alış-verişi tamamlanmaktadır. Bir başka ifadeyle, alyuvarlardaki hemoglobinlerin oksijen bağlamaları için gerekli normal sürenin, iki katı kadar ilave süre, güvenlik faktörü olarak sistemin yapısına yerleştirilmiştir. Bu yüzden aksaklık veya hastalık durumunda, kişi hemen oksijen eksikliğine girmez; çünkü alveol etrafında kan, gerekli sürenin iki katı daha fazla kalmaktadır. Bu üçte birlik süre içinde kanın kısmî oksijen basıncı, alveolün kısmî oksijen basıncına eşit hale gelmektedir. Hava ile kan arasında, yedi ince zar tabakasından oluşan engel vardır. Oksijenin yağda eriyebilir molekül oluşu, yedi katmanlı bu zar sisteminden hızlı ve kolay geçişine vesile olmaktadır. Eğer oksijen suda eriyebilir fakat yağda eriyemez şekilde yaratılsaydı, sebepler plânında bu geçiş mümkün olmayacaktı.

 

İkinci güvenlik faktörü:

 

Kan ile doku arasındaki oksijen geçişine yerleştirilmiştir. Dokuları besleyen temiz kanın kısmî oksijen basıncı 95 mm Hg'dır. Kılcal damarlardaki kana geçen oksijen, dolaşım sistemi ile doku ve hücrelere taşınır. Hedef bölgedeki kılcal damarların duvarından doku sıvısına (hücreler arasındaki sıvıya) ve oradan da hücrelerin içine geçer. Hücreler arası sıvıdaki kısmî oksijen basıncı 40 mm Hg'dır. Dokuları terk eden kirli kandaki kısmî oksijen basıncı 40 mm Hg'ya düşer. Sonuçta kan, taşıdığı oksijenin tamamını dokuya vermemekte en az 40 mm Hg oksijeni kendinde yedek olarak bulundurmaktadır. Kan vasıtasıyla dokulara çok fazla oksijen taşınmasına rağmen, bu miktarın tamamı dokulara verilmemektedir. Herhangi bir hastalık sebebiyle, kan yoluyla dokuya taşınan oksijen miktarı azalsa da, doku, bundan hemen zarar görmemektedir. Çünkü fıtrî fizyolojik işleyişte kan, dokuya ihtiyacından fazla oksijen taşımaktadır. Açarsak, dokulara gelen temiz kanın 100 mililitresinde normalde 20 mililitre oksijen vardır. Dokulardan ayrılan kanın 100 mililitresinde hâlâ 15 mililitre oksijen bulunmaktadır. Yani her 100 mililitre kandaki oksijenin sadece 5 mililitresi kullanılmaktadır. Dokuları terk eden oksijen bakımından fakir kirli kan bile, dokuların ihtiyacı olandan üç kat daha fazla oksijeni bünyesinde taşımaktadır.

 

Üçüncü güvenlik faktörü:

 

Doku sıvısı ile hücre içi sıvısı arasındaki geçişte ortaya çıkmaktadır. Hücrelerin etrafındaki doku sıvısında 40 mm Hg, hücre içi sıvıda ise 23 mm Hg oksijen bulunmaktadır. Bu farktan dolayı, hücre dışı sıvıdan hücre içi sıvıya sürekli oksijen geçirilir. Hücrelerin yaşaması için sadece bir mililitre civa oksijen yeterlidir. Bu değerin altına düşerse metabolizma yavaşlar, durur ve hücre ölür. Hücrelere sağlanan oksijen miktarı, ihtiyaç miktarının tam 23 katıdır. Hücre, oksijenden direk tesir aldığından, buradaki güvenlik faktörü, çok yüksek tutulmuştur. İhtiyacın 23 misli oksijenin hücrelere ulaştırılması, gerçek mânâda bir sigorta ve emniyet faktörüdür.

 

Bu mükemmel güvenlik faktörlerine rağmen, hastalık durumlarında dokulara sağlanan oksijen miktarı azalabilir. O zaman sistemin fıtrî işleyişindeki güvenliklere yardımcı olmak üzere yaratılan ilâve güvenlik şemsiyesi devreye girer.

 

Hastalıklarda oksijenlenme yetersizliğini azaltıcı güvenlik faktörleri:

 

Dokulara oksijen sağlanmasını engelleyen hastalıklar, akciğer, kalb-damar ve kan hastalıklarıdır. Akciğer hastalıklarında, genel olarak havadaki oksijen, alveollerden kana geçemez. Bu durum iki şekilde olabilir: Birincisi; alveoller hava ile tam olarak dolmuştur, ancak alveollere yeterli kan ulaşmazsa gaz alış-verişi olmaz. İkincisi; kan akımı yeterlidir, ancak alveoller hava ile dolamamaktadır. Mükemmel bir gaz alış-verişi için, hem alveoller tam havalanmalı, hem de bu havalanan alveollere yeterli kan gönderilmelidir. Sigara içilmesi, akciğerlerdeki oksijenlenme mekanizmalarını önemli ölçüde tahrip eder. Meselâ, hava yollarına yerleştirilmiş iltihap önleyici koruyucu mekanizmaları ortadan kaldırır. Sigara dumanındaki nikotin, havayollarını temizlemek için istihdam edilen tüycükleri felç eder. Balgam dışarı atılamaz ve iltihap sonucu hava yolları tıkanır. Tıkanma, havanın dışarı çıkarılmasını zorlaştırır ve alveoller teker teker yırtılırlar. Bunun sonucunda akciğerlerde hem havalanma hem de kanlanma azalır. Neticede kronik tıkayıcı akciğer hastalığı (bronşit ve amfizem) ortaya çıkar.

 

Kalb ve damar hastalıklarında iki şekilde oksijen yetmezliği görülebilir. Bu durum kalbin yeterli kanı pompalayamaması veya damarlarda tıkanıklık sonucunda kanın dokulara yeterli miktarda ulaşamaması neticesinde ortaya çıkar.

 

Kan hastalıkları da oksijen eksikliği yapabilir. Bunların başında alyuvar sayısının azalması ve/veya oksijen taşıyan hemoglobin molekülünün azalması gelir. Bu hastalıklara genel olarak kansızlık (anemi) denmektedir.

 

Hastalıklara bağlı olarak veya herhangi başka bir nedenle dokulara oksijen taşınmasında sorun çıkarsa vücutta şu koruyucu mekanizmalar (güvenlik faktörleri) devreye alınır:

 

Birincisi;

 

Akciğerler beyinden gelen uyarılarla daha güçlü ve hızlı çalışır. Normalde erişkin insan, bir dakikada 12-16 nefes alır ve her nefeste 500 mililitre havayı akciğerlerine çeker. Hastalıklarda ise dakikadaki nefes sayısı 40-45'e ve her nefeste alınan hava miktarı, 4.500 mililitreye çıkarılabilir. İstirahatte bir dakikada akciğerlere alınan hava miktarı, ihtiyaç olduğunda 30–40 kat artırılabilir.

 

İkincisi;

 

Kalb daha hızlı ve güçlü çalışır. Normalde kalb dakikada yaklaşık 70 atım yapar ve her atımda 70 mililitre olmak üzere dakikada yaklaşık 5 litre kan pompalar. Hastalıklarda kalb hızı 150-200'e çıkarılarak 1 dakikada pompalanan kan miktarı 25-35 litreye yükselebilir. Dokulardaki oksijen yoğunluğu azalırsa damarlar âni olarak genişler. Bu durumda dokuya daha fazla kan ve oksijen verilir.

 

Bir damarın çapı iki kat artarsa o damardan akan kan miktarı 16 kat; 4 kat artarsa, akan kan miktarı 256 kat artar!!!

 

Ayrıca uzun süreli oksijen eksikliği durumlarında, damarların sayısı ve yeni damar oluşumu da artırılır. Meselâ; deniz seviyesinden çok yüksekte ve dolayısıyla oksijen basıncı düşük olan Erzurum gibi yüksek rakımlı yerleşim merkezlerinde yaşayanların damar sayısı, daha fazladır ve bu nedenle bu insanların yüzleri daha kanlı canlıdır.

 

Üçüncüsü;

 

Kemik iliğinde kan üretimi artar. Alyuvar sayısı normalde 1 mm3 kanda beş milyon iken, kemik iliği aşırı çalıştırılarak bu sayı artırılır. Kalb ve akciğer hastalıklarında bu hastalıkların menfî tesirlerine karşı koyabilmek için alyuvar sayısı artırılmaktadır.