Examkin

Soru

Zorluk: OrtaGazların Difüzyonu ve Difüzyon Yasaları

Solunum sisteminde gaz değişimi, alveolo-kapiller membran boyunca gerçekleşen pasif bir süreçtir. Pulmoner ödem gibi durumlarda difüzyon mesafesinin artması hem O2O_2 hem de CO2CO_2 difüzyonunu kısıtlamasına rağmen, klinik tabloda hipoksemi gelişirken CO2CO_2 atılımının uzun süre yeterli düzeyde korunabildiği gözlenir. Gazların difüzyon hızındaki bu belirgin farkın temel fizyolojik nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

  1. CO2CO_2'nin vücut sıvılarındaki çözünürlüğünün O2O_2'den yaklaşık 20 kat fazla olmasıCevap
  2. B
    Alveol ve kapiller kan arasındaki CO2CO_2 parsiyel basınç gradyanının O2O_2 gradyanından daha yüksek olması
  3. C
    O2O_2 molekülünün CO2CO_2'ye göre daha düşük bir moleküler ağırlığa sahip olması
  4. D
    Respiratuvar membranın yapısındaki lipidlerin CO2CO_2 geçişi için özel kanallar içermesi
  5. E
    CO2CO_2 moleküllerinin kinetik enerjisinin vücut sıcaklığında O2O_2 moleküllerinden daha fazla olması

Cevap

Karbondioksitin vücut sıvılarındaki çözünürlüğünün oksijenden çok daha yüksek olması
Fick Yasası'na göre gazların difüzyon hızı, o gazın difüzyon katsayısı (DD) ile doğru orantılıdır. Difüzyon katsayısı ise gazın çözünürlüğü ile doğru, molekül ağırlığının karekökü ile ters orantılıdır (D∝S/MWD \propto S / \sqrt{MW}). Karbondioksitin çözünürlüğü oksijene göre yaklaşık 24 kat daha fazladır. Molekül ağırlığı farkından kaynaklanan dezavantaja rağmen, çözünürlük avantajı sayesinde CO2CO_2, O2O_2'den 20 kat daha hızlı difüze olur. Bu nedenle membran kalınlaştığında O2O_2 geçişi hızla bozulurken, CO2CO_2 yüksek difüzyon kapasitesi sayesinde atılmaya devam edebilir.

Adım Adım Çözüm

1
Fick Difüzyon Yasası bileşenlerini analiz et
Difüzyon hızı; yüzey alanı, parsiyel basınç farkı ve difüzyon katsayısı (DD) ile doğru, membran kalınlığı ile ters orantılıdır.
Gaz değişimini belirleyen fiziksel yasayı temel almak gerekir.
2
Difüzyon katsayısını (DD) etkileyen faktörleri (Graham Yasası) karşılaştır
D∝C¸o¨zu¨nu¨rlu¨kMoleku¨l Ag˘ırlıg˘ıD \propto \frac{\text{Çözünürlük}}{\sqrt{\text{Molekül Ağırlığı}}}. CO2CO_2, O2O_2'den daha ağır olsa da (~44 vs ~32), çözünürlüğü yaklaşık 24 kat daha fazladır.
Gazın cinsine bağlı olan difüzyon hız farkının kaynağını belirlemek gerekir.
3
Net sonucu değerlendir
CO2CO_2, O2O_2'ye göre yaklaşık 20 kat daha hızlı difüze olur.
Klinik durumda neden oksijenin daha önce etkilendiği bu katsayı farkıyla açıklanır.

Anahtar Kavram

Gazların respiratuvar membrandaki difüzyon hızını belirleyen en kritik faktör çözünürlüktür.
Bu soruyu puanla

Konular

Gazların Difüzyonu ve Difüzyon Yasaları

Bu konudan daha fazla soru