Oksijen Taşınımı ve Arteriyovenöz Fark
Akciğerlerde alınan oksijenin kanda taşınması ve çalışan kaslara ulaştırılması gerekmektedir; burada oksijen, geçen kandan ekstrakte edilmektedir. Arteriyovenöz oksijen farkı, dokuların her bir kan biriminden ne kadar oksijen aldığını ölçmekte ve kalp debisi ile birlikte tüm vücut oksijen alımını belirlemektedir. Bu konu, oksijeni taşıma yolu boyunca takip etmekte ve egzersiz sırasında oksijen sunumu ile ekstraksiyonunun nasıl arttığını açıklamaktadır.
Tanım
Arteriyovenöz oksijen farkı, arteriyel kan ile karışık venöz kan arasındaki oksijen içeriği farkıdır; Fick prensibine göre, oksijen alımı kalp debisinin bu fark ile çarpımına eşittir, bu nedenle egzersiz sırasında oksijen alımı hem kan akışındaki hem de oksijen ekstraksiyonundaki artışlarla yükselmektedir.
Kapsam
Bu konu, akciğerlerden mitokondrilere kadar oksijen taşıma kaskadını, oksijen alımını kalp debisi ve arteriyovenöz oksijen farkına bağlayan Fick prensibini, egzersiz sırasında kasın daha fazla oksijen ekstrakte etmesiyle bu farkın genişlemesini ve maksimal oksijen alımının belirleyicilerini ele almaktadır. Bu, klinik veya antrenman değerlendirmesi niteliğinde olmayıp, bir referans ve eğitim amaçlı bir giriştir.
Temel sorular
- Oksijen akciğerlerden çalışan kasa nasıl taşınır?
- Kalp debisi ve arteriyovenöz oksijen farkı birlikte oksijen alımını nasıl belirler?
- Egzersiz sırasında arteriyovenöz oksijen farkı neden genişler?
- Maksimal oksijen alım hızı ne tarafından belirlenir?
Anahtar kavramlar
- Fick prensibi
- Oksijen taşıma kaskadı
- Arteriyovenöz oksijen farkı
- Oksijen sunumu (kalp debisi x arteriyel oksijen içeriği)
- Oksijen ekstraksiyonu
- Maksimal oksijen alımı (VO2max)
- Oksihemoglobin disosiasyon eğrisi
Mekanizmalar
Oksijen, alveolar gazdan pulmoner kılcal kana, sistemik dolaşım yoluyla ve kastan mitokondrilere doğru düşen kısmi basınçlar kaskadı boyunca hareket etmektedir. Tüm vücut oksijen alımı, Fick prensibi ile kalp debisi ve arteriyovenöz oksijen farkının çarpımı olarak tanımlanmaktadır (Stringer 1997). Egzersiz sırasında her iki faktör de artmaktadır: kalp debisi daha yüksek kalp hızı ve atım hacmi ile yükselirken, çalışan kas her bir kan biriminden daha fazla oksijen ekstrakte ederek venöz oksijen içeriğini düşürmekte ve arteriyovenöz farkı genişletmektedir. Ekstraksiyon, aktif kasın sıcak, asidik, yüksek karbondioksitli ortamında oksihemoglobin disosiasyon eğrisinin sağa kaymasıyla desteklenmekte ve bu durum oksijenin daha kolay salınmasına yol açmaktadır. Yorgunlukta ulaşılan maksimal oksijen alımı, bu taşıma yolunun entegre kapasitesini yansıtmaktadır; kalp debisi ile kas oksijen difüzyonu ve kullanımı, bu kapasitenin üst sınırına katkıda bulunmaktadır (Wagner 1996) ve işin başlangıcında oksijen alımının yükselme hızı, bu sistemin dinamiklerini yansıtmaktadır (Whipp 1972).
Klinik önem
Oksijen alımı, kalp debisi ve arteriyovenöz oksijen farkı, kardiyopulmoner egzersiz testlerinde ve kardiyak, pulmoner ve hematolojik durumların egzersiz kapasitesini neden azalttığını anlamada merkezi değişkenlerdir. Bu giriş, referans amacıyla normal fizyolojiyi sunmakta olup, bireysel tanı veya tedavi için bir temel teşkil etmemektedir.
Kanıt ve kılavuzlar
Bu açıklama, egzersiz sırasında oksijen alımını, kalp debisini ve kan oksijen içeriğini ölçen insan çalışmaları ile ve maksimal oksijen taşınımının belirleyicilerine ilişkin entegratif analizlere dayanmaktadır; bunlar derlemelerde ve fizyoloji ders kitaplarında (Wagner 1996; Stringer 1997; West textbook) sentezlenmiştir. Kanıtlar mekanistik ve gözlemsel niteliktedir.
Tarihçe
Oksijen taşınımı çerçevesi, Adolf Fick'in on dokuzuncu yüzyılda oksijen alımını kan akışı ve arteriyovenöz oksijen farkına bağlayan prensibine dayanmaktadır. Yirminci yüzyıl egzersiz fizyolojisi, bu değişkenleri farklı iş yüklerinde ölçmüş ve maksimal oksijen alımının sınırlarına ilişkin entegratif modeller geliştirmiştir (Wagner 1996; Stringer 1997).
Tartışmalar
- Maksimal oksijen alımını ne sınırlar?
- Oksijen alımının üst sınırının esas olarak merkezi oksijen sunumu (kalp debisi ve arteriyel oksijen içeriği) tarafından mı yoksa kasta periferik difüzyon ve kullanım tarafından mı belirlendiği tartışılmaktadır; entegratif analizler ise taşıma kaskadının çeşitli adımlarından gelen katkılara işaret etmektedir.
Öne çıkan isimler
- Peter D. Wagner
- Karlman Wasserman
- Brian J. Whipp
- William W. Stringer
- August Krogh
İlgili konular
Temel eserler
- wagner-1996
- stringer-1997
Sıkça sorulan sorular
- Arteriyovenöz oksijen farkı bize ne anlatır?
- Dokuların her bir kan biriminden ne kadar oksijen ekstrakte ettiğini gösterir; egzersiz sırasında daha geniş bir fark, kasların kanın sağladığı oksijenin daha fazlasını aldığını ifade eder.
- Egzersiz sırasında oksijen alımı neden bu kadar artar?
- Fick prensibine göre, oksijen alımı kalp debisinin arteriyovenöz oksijen farkı ile çarpımıdır ve egzersiz sırasında her ikisi de artar: kalp daha fazla kan pompalar ve kaslar taşıdığı oksijenin daha büyük bir kısmını ekstrakte eder.