Oksijen, alveol denilen 200 mikrometre kalınlığındaki akciğer kesesine ulaştıktan sonra kana geçebilmek için önünde iki duvar vardır: “pnömosit,” yani alveol kesesini döşeyen hücre; “endotel,” yani kan damarının duvarını oluşturan hücre. Bu iki engeli geçerse oksijen yaklaşık 10 mikrometrelik “kapiller” denilen akciğer kan damarına ulaşacaktır. Bu damarlar o kadar incedir ki bazı yerleri ancak tek bir alyuvar hücresinin geçebileceği kadardır.
Resim 1: Akciğer kan damarı ve içinden geçen alyuvar hücresi.
Alveolde, oksijenin kana geçtiği yerler diğer kısımlarına oranla daha incedir. Oksijen molekülü alveolden kan damarına buradan geçer. Alveolün kalın kısımları ise sıvı ve çözünmüş maddelerin geçiş yeridir. Kalın kısımlar aynı zamanda, alveole yapısal destek sağlar.
Resim 2: Oksijenin kana geçtiği alveol boşluğu, elektron mikroskopik görüntüsü. (www.apsu.edu)
Alveolde iki tip hücre vardır: Tip 1 hücreler alveol duvarını döşer. Tip 2 hücreler ise “surfaktan” denilen bir madde salgılar. Bu maddenin salgılanması hayati derecede önemlidir. Tip 2 hücrelerinin salgıladığı surfaktan, alveloün kapanmasını önler. Eğer olmasaydı ince bir zar gibi olan alveolller çökecek ve oksijen buralara ulaşamayacaktı. Zamanından önce doğan bebeklerde surfaktan maddesi yetersizdir ve bu bebekler solunum sıkıntısı yaşarlar.
Atmosfer havasında %21 ideal oranda oksijen bulunur. Eğer daha az olsaydı hücrelerimiz beslenemezdi. Zira özellikle beyin hücrelerimiz 3-4 dakika oksijensiz kalınca ölmeye başlarlar. Daha fazla olsaydı ise hücrelerimize zarar verecekti. Çünkü aynı zamanda oksijenin zararlı bir yönü de bulunur. Fazla oksijen, hücrelere zarar veren “serbest oksijen radikalleri” denilen maddelerin oluşmasına sebebiyet verir. Bu radikaller hücrelerin DNA’sını bozarlar. Bu olayı mekanik solunum cihazlarıyla, uzun süre yüksek oranda oksijen verilen hastalarda görüyoruz.
Resim 3: Kanda oksijeni taşıyan alyuvar hücreleri.
Atmosfer havasında %21 oranında bulunan oksijen 159 mmHg basıncındadır. Bu basınç oksijenin vücuttaki yolculuğu boyunca azalır. Akciğerde oksijen basıncı 149 mmHg’ya düşer. Yine de bu basınç kana geçmek için yeterlidir. Bu basınçlar deniz seviyesinde geçerlidir. Yükseğe çıkıldıkça hava basıncındaki düşmeye bağlı olarak, atmosferdeki oksijen basıncı düşer ve kandaki oksijen miktarı da azalır.
Kapiller damarların duvarlarında 5 nanometre inceliğinde geçitler vardır. Albumin gibi, oksijene göre büyük moleküllerin geçişine de uygundur. Bu geçitlerden bazen “makrofaj” ve “nötrofil” denilen vücudun savunma hücreleri de geçerler.
Oksijen alveolden kana 0,3 saniyede geçer. Burada akciğerden kana sürekli geçiş vardır. Bu geçiş süresi akciğerlere gelen kan akımının hızına bağlıdır. Kandaki oksijen basıncı ise 60-100 mmHg arasında değişir. En fazla oksijen, akciğer toplar-damarlarında bulunur. Akciğerdeki kapiller damarlardan, daha büyük damarlara akan kan, kalbe gelir. Kalbin dört odacığından biri olan “sol ventrikül”e gelen oksijene doymuş kan vücuda pompalanır. Bu olay normal bir insanda, hiç farkında olmadan dakikada 75-80 kez tekrarlanır.
Kan pompalanarak vücuda yayıldıkça oksijen miktarı azalır. En az oksijen, vücudun toplar-damarlarından akciğerlere gelen kanda bulunur.
Kandaki, oksijen taşıyan alyuvar hücrelerimizde bulunan “hemoglobin” molekülleri oksijeni kendilerine bağlarlar. Hemoglobinin oksijene afinitesi yani bağlanma isteği her durumda aynı olmaz ve çok hassas dengelerle sağlanır. Hemoglobin oksijene fazlaca bağlanırsa dokulara bırakması zorlaşır ki, bu istenilen bir durum değildir. Hemoglobin oksijene ne çok, ne de az bağlanmalıdır. Bu bağlılık hemoglobinin bulunduğu ortama göre de değişir. Mesela eğer kandaki karbondioksit miktarı artarsa hemoglobinin oksijene bağlılığı azalır. Bu durum oksijenin dokulara verildiği “venöz” damarlarda olan durumdur ve tam da istenilen budur.
Kandaki karbondioksitin az olduğu durumda hemoglobin oksijeni sıkıca tutar. Akciğerdeki kapiller damarlarda karbondioksit miktarı azdır. Hemoglobinin oksijeni yakalaması ve sıkı tutması gereken yer de tam burasıdır.
Resim 4: Oksijenin bağlandığı, dört zincirden oluşan hemoglobin molekülü.
Oksijenin çok az bir kısmı da kanda erimiş olarak taşınır. Fakat bu miktar yetersizdir, oksijenin dokulara ulaşabilmesi için hemoglobine bağlanması gerekir.
Bazı hastalıklarda, oksijen, her zamankinden farklı bir hemoglobinle karşılaşabilir. Doğuştan kalıtsal bir hastalık olan talasemililerde, oksijen hemoglobine bağlanmakta zorluk çeker. Çünkü bu hastalarda hemoglobin yapısal olarak anormaldir ve ömür boyu sıkıntı yaşarlar. Anemililerde ise oksijen yeteri kadar bağlanacak hemoglobin bulamaz. Çünkü kandaki hemoglobin miktarı azalmıştır.
Vücudumuzda bizim haberimiz ve bilgimiz dışında sürekli olarak gerçekleştirilen bütün bu olayları düşününce, insan, Rabbinin ne kadar çok lütfuna mazhar olduğunu çok iyi görüyor.