Oksijen akciğerlerimizde nasıl bir tepkimeye giriyor?

Akciğerlerde oksijen kimyasal bir tepkimeye girmez, fiziksel olarak yer değiştirir. Alveollerdeki havadan kana basit difüzyonla geçer ve hemoglobine geri dönüşümlü olarak bağlanır. Asıl kimyasal tepkime, yani oksijenin yakıt olarak kullanıldığı oksidasyon, akciğerde değil hücrelerin mitokondrilerinde gerçekleşir.

Alveolde olan: Alveollerdeki oksijenin kısmi basıncı (yaklaşık 100 mmHg), kılcal damara gelen venöz kandakinden (yaklaşık 40 mmHg) çok yüksektir. Bu basınç farkı, gazı alveol epiteli ile kılcal damar endoteli arasındaki çok ince bariyerden pasif olarak kana iter. Karbondioksit ters yönde, yani kandan alveole geçer. Bu süreçte enerji harcanmaz, gaz değişimi tamamen konsantrasyon (kısmi basınç) farkına dayanır.

Kanda olan: Çözünmüş oksijen miktarı çok azdır. Oksijenin büyük kısmı (yaklaşık yüzde 98,5) alyuvarlardaki hemoglobinin demir içeren hem gruplarına bağlanır:

• Hb + 4 O2 ⇌ Hb(O2)4

Bu bağlanma kovalent bir tepkime değildir, hem grubundaki demir (Fe2+) yükseltgenmeden oksijeni tutar ve dokuda bırakabilir. Hemoglobin dört alt birimden oluştuğu için bağlanma kooperatiftir. Bir oksijen bağlanınca diğerleri için ilgi artar, bu da S biçimli doygunluk eğrisini doğurur. Böylece akciğerde neredeyse tam doygunluk, dokuda ise etkili bırakma sağlanır.

Asıl kimyasal tepkime nerede: Oksijen dokulara taşındıktan sonra mitokondri iç zarındaki elektron taşıma zincirinde son elektron alıcısı olarak görev yapar, protonlarla birleşerek suya indirgenir ve ATP üretimini mümkün kılar (Dunn vd., 2016).

Not olarak, aday kaynaklar arasında akciğer dokusunun oksijeni geçirmediğini ve vücudun suyu parçalayarak oksijen ürettiğini öne süren bir makale de var. Bu iddia ana akım fizyolojiyle çelişiyor ve yaygın olarak kabul gören ölçümlerle desteklenmiyor, bu yüzden kaynak olarak kullanmadım. Difüzyon ve hemoglobin bağlanması, çok sayıda bağımsız deneyle doğrulanmış standart açıklamadır.