Kan Kimyası ve Kan Renkleri: Her Canlının Kanı Kırmızı Değildir!

Birçoğumuzun bildiği gibi kanımız kırmızı renktedir. Sadece bizde değil, tüm omurgalı hayvanlarda kan, kırmızı renktedir. Alyuvarlarımızın, yani kırmızı kan hücrelerimizin "kırmızı" ismini almasının bir nedeni vardır: "hem(e)" molekülleri. Bu molekülleri, yapıları gereği kırmızı renktedir. Dolayısıyla oksijen taşımayan bir kan molekülü kırmızı renkte gözükecektir.

Ancak kimi zaman damarlarımızın, özellikle de temiz olmayan, oksijen taşımayan damarlarımızdaki kanın mavi, mor, hatta yeşil gözükmesi insanların kanın orijinal renginin kırmızı değil, mavi olduğunu düşünmeye itmiştir. Bu, tamamen hatalıdır. Kirli kan bile hiçbir zaman mavi renkte değildir; sadece deri üzerinden bu şekilde gözükür. Kanın rengi parlak kırmızı (temiz kan) ile kopkoyu kırmızı (kirli kan) arasında değişir.

Normalde oksijen taşıyıcı olan hemoglobin moleküllerine "oksihemoglobin" denir ve kırmızı kan hücrelerinin %96'sını oluşturan bu moleküller kırmızı renktedir. Ancak hemoglobin, aynı zamanda %10 oranında karbondioksit de taşıyabilir ve bunu yaptığında deri üzerinden maviymiş gibi gözüken "karboksihemoglobin" molekülü oluşur. 

Kan, bazı hastalıklar nedeniyle de mavi renkteymiş gibi gözükebilir ve buna siyanoz adı verilir. Örneğin hemoglobin kalıcı bir şekilde oksidize olduğunda (Fe-2 yerine Fe-3 iyonuna dönüştüğünde), kahverengi olan "methemoglobin" denen bir moleküle dönüşür ve artık oksijen taşıyamaz. Deri üzerinden ise mavimsi bir renkte gözükür. Bu, kırmızı kan hücrelerinin %2-3'lük bir kısmını oluşturur. Kimi zamansa hemoglobin kısmen oksijen bağlar ve bu duruma "sülfemoglobinemi" denir. Çok nadir olan bu hastalıkta da damarlar mavi renkte gözükür. 

Omurgalı hayvanların aksine, bazı omurgasız hayvanlardaysa (özellikle karides ya da yengeçlerde) kan gerçekten de mavi renktedir. Kabuklular, örümcekler, mürekkepbalıkları, ahtapotlar ve bazı yumuşakçaların vücutlarındaki pigmentlerin farklı olmasından ötürü kanları da farklı renktedir. Bu canlılarda hemoglobin yerine hemosiyanin bulunur. Bu molekül içerisinde demir değil, bakır bulunur. Bakırın varlığı, ışığın farklı dalga boylarının emilmesine ve geri yansıtılmasına neden olur. Bu hayvanların kanları oksijenlenmişken mavi renktedir, oksijenin yokluğunda ise renksizdir. Bakır, demire kıyasla oksijene biraz daha farklı şekilde bağlanır: tek bir bakır değil, 2 bakır atomu tek bir oksijen molekülüne bağlanbilir.

Bazı solucanlar ve sülüklerde ise kan yeşildir. Bunun sebebi, klorokruonin isimli bir diğer kimyasaldır. İşin ilginç tarafı, bu proteinlerin yapısı hemoglobine çok benzerdir. Hatta kimyasal yapıları neredeyse tıpatıp aynıdır, sadece 1 adet vinil grubu yerine aldehit grubu bulunur. Bu fark çok ufak olsa bile, renk değişimi çok barizdir. Bu hayvanların oksjensiz kanları, klorokruonin nedeniyle açık yeşildir, oksijenlendiğinde ise daha koyu bir yeşile döner. Kimyasal yapının benzerliği, bu hayvanlarda kanın yoğun bir solüsyon olarak hazırlanmasında ortaya çıkar: yeterince yoğun olduğunda, kanları kırmızı gözükür. Üstelik bu canlıların bazılarında klorokruonin ile hemoglobin bir arada bulunur. Bu nedenle onların kanları biraz daha kırmızıya yakındır. Ayrıca bu kimyasalın içerisinde, adından öyleymiş gibi anlaşılsa da, klor bulunmaz.

Bu noktada garip bir örnek olarak yeşil kanlı skink kertenkeleleri verilebilir. Yeni Gine'de bulunan bu kertenkelelerde, diğer omurgalılardaki gibi hemoglobin bulunmasına rağmen kan net bir şekilde yeşildir. Ancak bunun rengi, molekülün kendisinden ziyade hemoglobinin döngüsünden kaynaklanmaktadır. İnsanlarda ve diğer tüm omurgalılarda kan karaciğerde parçalanır. Karaciğere gelen hemoglobin önce biliverdin isimli bir kimyasala dönüştürülür, sonrasında bilirubin diye bir diğer kimyasala... Kertenkelelerde ise biliverdin bilirubine dönüşemez. Bu nedenle biliverdin kanda birikerek yeşil bir renge neden olur.

Son olarak, mor bir kan rengi de canlılarda görülebilir. Çok sınırlı sayıda bazı denizel solucanda (özellikle penis solucanlarında) tespit edilmiştir. Bu renk de, yine, bir diğer oksijen taşıyıcı kimyasal olan hemoeritrin moleküllerinden kaynaklanır. Bu molekülde de demir bulunur; ancak yapısal olarak daha farklıdır. Bu canlılarda kan oksijensizken renksizdir, oksijenlendiğinde pembemsi ve parlak mora döner. Diğer moleküller gibi, bu da hemoglobine kıyasla daha düşük verimliliğe sahiptir. Hatta bazı türlerde hemoglobinin %25'i kadar oksijen taşıyabilir.