Biyokimya Biyofiziksel Kimya I

Biyokimya

Biyofiziksel Kimya I

BİYOKİMYA BİYOKİMYA



Yunanca “canlı” “bios” Yunanca “canlı” “bios”

sözcüğünden köken alır sözcüğünden köken alır



Biyokimya “ Biyokimya “ canlı kimyası canlı kimyası ” ” anlamına gelir

anlamına gelir

“ “ Canlı hücrelerin kimyasal yapı elemanları ve Canlı hücrelerin kimyasal yapı elemanları ve bunların geçirdiği reaksiyon ve olaylarla

bunların geçirdiği reaksiyon ve olaylarla ilgilenen bir bilim dalıdır.

ilgilenen bir bilim dalıdır.

Yani yaşam kimyasıdır.”

Yani yaşam kimyasıdır.”

AMACI



Canlı hücrelerle ilgili kimyasal olayları Canlı hücrelerle ilgili kimyasal olayları anlamak ve tanımlamaktır.

anlamak ve tanımlamaktır.



Yaşamın nasıl başladığını, nasıl geliştiğini Yaşamın nasıl başladığını, nasıl geliştiğini ve nasıl gelişeceğini öngörebilmektir.

ve nasıl gelişeceğini öngörebilmektir.



Teknik ve teknolojik gelişmelerden Teknik ve teknolojik gelişmelerden

yararlanıp bunları yaşama geçirebilmektir.

yararlanıp bunları yaşama geçirebilmektir.

Biyokimya hangi sorulara yanıt Biyokimya hangi sorulara yanıt

verir?

verir?

1.1.

Canlı organizmaların bileşenlerinin Canlı organizmaların bileşenlerinin kimyasal yapıları nelerdir?

kimyasal yapıları nelerdir?

2.2.

Bu bileşenler organize yapıların, Bu bileşenler organize yapıların,

hücrelerin, çok hücreli dokuların ve hücrelerin, çok hücreli dokuların ve

organizmaların oluşabilmesi için nasıl organizmaların oluşabilmesi için nasıl

etkileşirler?

etkileşirler?

3.3.

Yaşayan maddeler canlı kalabilmek için Yaşayan maddeler canlı kalabilmek için çevrelerinden nasıl enerji alırlar?

çevrelerinden nasıl enerji alırlar?

4.4. Bir organizmanın büyüme ve çoğalması için Bir organizmanın büyüme ve çoğalması için

gereksinim duyulan bilgi nasıl saklanır ve nasıl gereksinim duyulan bilgi nasıl saklanır ve nasıl

nakledilir?

nakledilir?

5.5. Üreme, yaşlanma ve organizmanın ölümünde Üreme, yaşlanma ve organizmanın ölümünde hangi kimyasal değişimler olur?

hangi kimyasal değişimler olur?

6.6. Canlı hücreler içinde kimyasal reaksiyonlar nasıl Canlı hücreler içinde kimyasal reaksiyonlar nasıl kontrol edilir?

kontrol edilir?

7.7. Ayrıca sebebi, metabolizma reaksiyonlarının bozulması Ayrıca sebebi, metabolizma reaksiyonlarının bozulması veya yetersizliği olan birçok hastalığı da açıklar.

veya yetersizliği olan birçok hastalığı da açıklar.

Kimyasal katım Kimyasal katım

 Canlı madde yer kabuğunda bulunan 90 Canlı madde yer kabuğunda bulunan 90 kimyasal elementten sadece 27’sine

kimyasal elementten sadece 27’sine gereksinim duyar.

gereksinim duyar.

 Organizmanın yapısında, karbon bileşikleri Organizmanın yapısında, karbon bileşikleri önemli bir yer tutarlar. Bunlar büyük sıklıkla önemli bir yer tutarlar. Bunlar büyük sıklıkla

redüklenmiş halde bulunan temel organik redüklenmiş halde bulunan temel organik

bileşiklerdir.

bileşiklerdir.

 Biyojen karbon bileşikleri karbonun Biyojen karbon bileşikleri karbonun yanında öncelikle H, N ve O’de ihtiva yanında öncelikle H, N ve O’de ihtiva

ederler.

ederler.

 Bu 4 element (C, H, O ve N) hücre Bu 4 element (C, H, O ve N) hücre

düzeyinde ağırlığın % 99’unu teşkil eder.

düzeyinde ağırlığın % 99’unu teşkil eder.

 Her organizma türü seçkin protein ve nükleik asit Her organizma türü seçkin protein ve nükleik asit moleküllerinden oluşan bir özel yapıya sahiptir.

moleküllerinden oluşan bir özel yapıya sahiptir.

 Böylesine karmaşık yapıların organizasyonunda Böylesine karmaşık yapıların organizasyonunda

şaşırtıcı bir şekilde olaganüstü bir hiyerarşi (düzen) şaşırtıcı bir şekilde olaganüstü bir hiyerarşi (düzen)

mevcuttur.

mevcuttur.

 Ortamda mevcut prekürsörlerden (COOrtamda mevcut prekürsörlerden (CO₂₂, H, H₂₂O ve O ve

NHNH₃₃), amino asitler, nükleotidler, karbonhidratlar ve ), amino asitler, nükleotidler, karbonhidratlar ve yağ asitlerinin sentezinde yararlanılır. Bu yeni

yağ asitlerinin sentezinde yararlanılır. Bu yeni maddelerden

maddelerden biyomoleküllerbiyomoleküller diye bahsedilir diye bahsedilir

BİYOMOLEKÜLLER

 Canlının yapısını oluşturan ve belli ve özgün Canlının yapısını oluşturan ve belli ve özgün işlevlere sahip molekül topluluklarına

işlevlere sahip molekül topluluklarına denir.denir.

 Canlı yapıda yer alan biyomoleküller; 20 aa, 5 baz, Canlı yapıda yer alan biyomoleküller; 20 aa, 5 baz,

-D glikoz, -D glikoz, -D riboz, yağ asitleri, gliserol, kolin vb.-D riboz, yağ asitleri, gliserol, kolin vb.

 Bu moleküllerin her birinin belli ve özgün işlevleri Bu moleküllerin her birinin belli ve özgün işlevleri vardır

vardır



Biyomoleküller kendi aralarında kovalan Biyomoleküller kendi aralarında kovalan

bağlarla bağlanarak değişik makromolekülleri bağlarla bağlanarak değişik makromolekülleri

(proteinler, nükleik asitler, polisakkaridler) (proteinler, nükleik asitler, polisakkaridler)

meydana getirirler.

meydana getirirler.



Makromoleküller, hücre organellerinde bir Makromoleküller, hücre organellerinde bir arada bulunan supramoleküler kompleksleri arada bulunan supramoleküler kompleksleri oluşturmak üzere kovalent olmayan bağlarla oluşturmak üzere kovalent olmayan bağlarla

birleşirler.

birleşirler.



CO CO

, H , H

O ve NH O ve NH

-D riboz, yağ asitleri, -D riboz, yağ asitleri,

gliserol, kolin gliserol, kolin

 protein, nükleik asitler, polisakkaritler, yağlar protein, nükleik asitler, polisakkaritler, yağlar (makromoleküller)

(makromoleküller)

multienzimkompleksleri, ribozom, kromozom, multienzimkompleksleri, ribozom, kromozom,

membran, mikrotubul, proteozom (supramoleküller) membran, mikrotubul, proteozom (supramoleküller)

çekirdek, mitokondri, golgi (hücre organelleri)çekirdek, mitokondri, golgi (hücre organelleri)

hücrehücre

SU



Canlı hücrelerin % 70 – 95’i sudur,



Işıksız ve oksijensiz yaşayabilen canlılar vardır, fakat susuz hiçbir canlı yaşamını sürdüremez.



Şartlara göre su miktarı değişirse de vücudun

toplam su miktarı her canlı için sabittir.

H H

O O

Su molekülünde iki hidrojen atomu polar kovalent

bağlarla bir oksijen atomuna bağlanmıştır.

 Oksijen atomu hidrojenden daha elektronegatif olduğundan, bağ elektronları daha çok oksijen

tarafından çekilmiş ve molekülün oksijen tarafı kısmi negatif yüke sahip olmuştur,

 Hidrojen atomları ise kısmi pozitif yüke sahiptir.

 Bunun sonucu olarak su molekülü polar özelliktedir.

İki zıt ucu pozitif ve negatif elektrikle yüklüdür.

Bu polar moleküller arası elektriksel çekim sonucu su bazı özelliklere sahip olur:



Su molekülünün kısmi negatif yüklü ucu,

komşu molekülün kısmi pozitif yüklü ucuyla

etkileşerek hidrojen bağı oluşturur.



Her su molekülü dört komşu su molekülü ile

hidrojen bağları oluşturarak birbirine bağlanır

(tetrahidrol).

Suyun bir çok özellikleri

H- bağlarının bir sonucudur



Yüksek buharlaşma ısısı,



Yüksek kaynama noktası (yaklaşık -100 0C yerine +100 0C),



Kohezyon özelliği (yüzey gerilimi),



Adhezyon özelliği (kapiller etkisi),



Yüksek özgül ısısı ve sıcaklık değişimine direnci,



Donduğunda genleşmesi (yoğunluğunun azalması),



İyi bir çözücüdür.

Yüksek buharlaşma ısısı



Buharlaşma ısısı, 1 g sıvının buharlaşması için gereken ısı enerjisi miktarıdır.



Suyun buharlaşabilmesi için çok sayıda H- bağının ısı soğurarak kırılması gerekir.



Her su molekülü 4 komşusuna H-bağı ile

bağlandığından suyun buharlaşma ısısı (540 cal/g) oldukça yüksektir.



Bu yüzden su yavaş bir hızla buharlaşır.



Buharlaşmayla Soğuma ile organizmaları aşırı

ısınmadan korur

Yüksek kaynama noktası



Su 100oC de kaynar.



H-bağı suyun kaynama noktasınıyükseltir.

Kohezyon özelliği (yüzey gerilimi),

 Bir sıvının yüzeyini germek veya kırmak için gereken kuvvetin bir ölçüsü demek olan yüzey gerilimi kohezyonla ilgilidir.

 Su diğer sıvıların çoğundan daha büyük bir yüzey gerilimine sahiptir (18 0C’de 73 dyn/cm). Çünkü yüzeyde bulunan su molekülleri arasındaki H-bağları, yüzeyin gerilmesine veya parçalanmasına direnç gösterir.

 Su sanki görünmez bir film tarafından kaplanmış gibidir. Bazı hayvanlar,

suyun yüzeyi yırtılmadan, yüzeyde durabilir, yürüyebilir veya koşabilir.

 Yüksek yüzey gerilimi sebebiyle su en küçük yüzey/hacim oranına sahip olacağından su damlaları küresel yapıdadır.

Adhezyon özelliği (kapiller etkisi)



Adhezyondan, su ile diğer bileşikler arasındaki H-bağları sorumludur.



Su molekülleri adhezyon kuvveti ile bitki ve

diğer kapiller kanal duvarlarına tutunarak

yükselir.

Yüksek özgül ısısı ve sıcaklık değişimine direnci



Su yüksek özgül ısısı nedeniyle, ısı enerjisi soğurduğunda veya kaybettiğinde sıcaklığı önemli oranda değişmez.



Yani sıcaklık değişimlerine direnç gösterir.

(Özgül ısı, 1 gram maddenin sıcaklığını 1 0C değiştirmek için soğurulması veya yayılması gereken ısı miktarıdır.)

Suyun özgül ısısı 1 cal/g’dır

Donduğunda genleşmesi



+4 oC altındaki sıcaklıklarda su hacimce genişlemeye başlar yoğunluğu azalır ve sonuçta kristalize buz şekline döner.



Buzun sudan daha az yoğunluğa sahip

olması nedeniyle buz batmak yerine yüzer (katı olmasına rağmen).



Yüzeyde oluşan buz, altındaki suyun

izolasyonunu sağlar. Aksi halde okyanusların

büyük kısmı buzdan bir katı haline gelirdi.

İyi bir çözücüdür



Su, dipol momenti nedeniyle, iyonik ve polar maddeler için iyi bir çözücüdür.



Polar olmayan maddeler suda çözünmez.

Suyun canlo organizmadaki görevleri?

1. Makromoleküllerin yapı taşıdır.

2. Küçük moleküllü maddeler için iyi bir çözücüdür.

3. İyi bir substrattır.

4. İyi bir ısı düzenleyicisidir.

5. Enerjiyi düzenli şekilde yönetir.

6. Besin maddelerinin taşınması

Makromoleküllerin yapı taşıdır.



Polisakkarid, protein ve nükleik asitler gibi birçok kompleks bileşikler, suyu düzenli tutma yeteneğine sahiptir.



Makromolekül ile su arasındaki bağlanma H-bağı ile olur.



Makromolekül tarafından bağlanan suyun miktarı, etkin hidrodinamik hacim (ml.su/gr)



EHH ne kadar büyükse, eriyebilirlik o kadar

düşüktür.

Küçük moleküllü maddeler için iyi bir çözücüdür



Suda çözünen bütün maddeler, dipol su

molekülleriyle hidrojen köprüleri oluştururlar.



Su, içerisinde birçok ara metabolizma reaksiyonlarının, hücresel metabolizma

ürünlerininn meydana geldiği, substratların

taşındığı ve metabolizmanın son ürünlerinin

çözünmüş halde atılmasını sağlayan iyi bir

çözücüdür.

İyi bir substrattır



Ara metabolizmanın birçok reaksiyonuna katılır.



Hidrolazlar ve hidratazlar, kosubstrat olarak suya ihtiyaç duyarlar.



Oksidazlar, hidrolazlar ve solunum

enzimleri reaksiyon ürünü olarak su

açığa çıkarırlar (oksidasyon suyu)

İyi bir ısı düzenleyicisidir



Su vücudun termostadı, ısı düzenleyicisidir.



Vücutta su ter olarak atılırken, ısı da

birlikte atılır. Bu nedenle vücut ısısı azalır.



Ter buharlaşmak için vücuttan ısı alır.

Böylece vücudun ısısı düşer.

Enerjiyi düzenli şekilde yönetir



Hidratize yapılarda H-bağları kovalent

bağlara değişebilir veya tersi olabilir.

Besin maddelerinin taşınması



Vücutta gerekli olan maddeleri, gerekli yerlere taşırlar.



Su vücutta metabolizma artıklarının

atılması için bir araçtır.

Suyun Fonksiyonel Dağılımı



Organizmadaki su miktarı, genç ve yaşlılarda, erkek ve kadınlarda, zayıf ve şişmanlarda

farklılık gösterir. Toplam vücut suyu miktarı, yaşlandıkça ve vücut yağ içeriği arttıkça

azalır.



Su, vücutta, intrasellüler (hücre içi) ve

ekstrasellüler (hücre dışı) olmak üzere iki

ana kompartmanda bulunur..

İntrasellüler

 Hücre içindeki sıvıdır. (%70)

 Hücresel metabolizma olayları, plazma

membranlarının seçici geçirgenliği ve aktif transport olaylarının bir sonucu olarak intrasellüler ve

ekstrasellüler sıvıların bileşimleri birbirinden farklıdır.

 İntrasellüler sıvıda temel katyon potasyum (Mg2+ ve Na+ iyonu azdır) ve temel anyon fosfat ve

proteinattır.

 intrasellüler sıvıda protein konsantrasyonu, ekstrasellüler sıvıdakinden yüksektir.

ekstrasellüler



Hücre dışı sıvıdır. (%30)



Ekstrasellüler sıvı, plazma, interstisyel (hücreler arası) sıvı ve lenf, yoğun bağ dokusu, kıkırdak ve kemik sıvıları, transsellüler sıvılar gibi alt

kompartımanlara ayrılmıştır.



Ekstrasellüler sıvıda temel katyon Na (K, Ca ve Mg da bulunur) ve temel anyon Cl ve HCO3

dür.



Kompartmanlar arasında devamlı su alışverişi olmasına rağmen, su miktarı dar sınırlar

içerisinde değişir.

Ekstrasellüler sıvı heterojendir; dört alt bölüme ayrılır:

 1) Kan plazması, kanın sıvı kısmıdır.

 2) İnterstisyel sıvı ve lenf, İnterstisyel sıvı, doku hücrelerinin etrafını çevreleyen ve kapillerin

endoteliyal örtüsü ile plazmadan ayrılan sıvıdır; lenf ise lenf damarlarını dolduran sıvıdır.

 3) Yoğun bağ dokusu, kıkırdak ve kemik sıvıları,

 4) Transsellüler sıvılar, hücrelerin transport ve sekretuvar aktivitesi sonucu oluşan sıvılardır;

Edelman sıvıları diye de bilinirler



Tükürük bezlerinde, pankreasta, karaciğerde ve safra yollarında, tiroid folliküllerinde,

gonadlarda, böbreklerde, gastrointestinal

kanalda, eklemlerde, göz içinde, deride, müköz membranlarda bulunan sıvılar ve beyin-

omurilik sıvısı transsellüler sıvılardır.



Transsellüler sıvıların salgılanmaları, ozmotik, elektrokimyasal ve hidrostatik bir gradiente

karşı başarılır ve bunun için enerji gereklidir.



interstisyel sıvı ve kan plazması arasındaki en önemli fark kan plazmasında 16-17

mEq/L’lik proteinat fazlalığı ve



bunun sonucu olarak plazmada klorürün daha az, sodyumun daha fazla olmasıdır.



Bu farklılıklar, Gibbs-Donnan dengesi ile

açıklanır.

Gibbs-Donnan dengesi

 İki solüsyon yarı geçirgen bir membran ile ayrıldığında,

 membrandan geçemeyen polianyonik bir

makromolekülün bulunduğu tarafta, diffüze olabilen katyon konsantrasyonu, diffüze olabilen anyon

konsantrasyonundan daha yüksektir.

 Proteinat, plazmada bulunan ve yarı geçirgen

hücre membranından diffüze olamayan polianyonik bir makromoleküldür;

 klorür, diffüze olabilen bir anyon ve sodyum, diffüze olabilen bir katyondur



Serbest su, kan, lenf, BOS, sinovyal sıvılarda su serbest olarak bulunur.



Bağlı su, makromoleküllere H-bağlarıyla

bağlanmış hidrat suyu ve lifler ve zarlar

arasında kalmış ve akıcılığını yitirmiş

intersellüler su şeklinde bulunur.



Organizma, gereksinimi olan suyun bir kısmını dışarıdan alır, bir kısmını ise kendisi oluşturur.



Organizmanın dışarıdan aldığı su, eksojen su olarak;



organizmada oluşturulan su ise endojen

su olarak adlandırılır.

 Endojen su, genel metabolizma sırasında ortaya çıkar ve biyolojik oksidasyon sırasında oksidasyon suyu şeklinde oluşur.

 Biyolojik oksidasyon sonucu 1 g karbonhidrattan 0,36 mL, 1g proteinden 0,34 mL ve 1 g yağdan 1,07 mL su oluşabilmektedir.

 Formül yapılarında daha fazla hidrojen bulunan maddelerden daha fazla su sentezlenir.

 Eksojen suyun kaynağı, içilen su ve sulu içeceklerle yiyeceklerdir.

 Dışarıdan alınan su, içerisinde çeşitli elektrolitleri değişik oranlarda içermekle birlikte hipotoniktir;

sindirim kanalında izotonikleşir.

 Mideye gelen su, besinlerden çok daha önce bağırsaklara geçer ve en büyük kısmı ince

bağırsaklardan, az bir kısmı da kalın bağırsaktan emilir.

 Sindirim kanalından emilerek dolaşıma giren su, hızla plazma sıvısından hücreler arasına geçer ve orada bir süre için depolanarak su yedeğini oluşturur.



Koyunlar bol sulu otlarla beslendiklerinde ilave suya ihtiyaç göstermezler.



Atlar ise, gıdalarla aldıkları su ve metabolizma

suyuna rağmen ilave suya ihtiyaç duyarlar.

 Suyun vücuttan çıkarılması, su buharı ve sıvı halinde olur.

 Suyun su buharı şeklinde vücuttan çıkarılması, deriden ve akciğerlerden olur.

 Suyun sıvı halde vücuttan çıkarılması ise, idrar ile böbreklerden ve dışkı ile intestinal kanaldan olur.

 Esas atılım yolu idrardır. Dışkı, tükürük, burun salgısı, göz yaşı, genital salgılar, terleme ve

akçiğerler ile de atılır. Laktasyon sırasında da önemli miktarda su sütle atılır.



Konsantrasyon fonksiyonunun bozulduğu böbrek hastalıklarında böbreklerden kayıp,



kusma ve ishal ile birlikte giden hastalıklarda intestinal kanaldan kayıp,



ateşli hastalıklarda deriden kayıp artar.



Operasyonlardan sonra da normalin

üstünde kayıplar olur.



Suyun esas dağılım gösterdiği (intraselüler- intersitisyel-vazal) kompartmanlar arasında devamlı su alışverişi olmaktadır.



Kompartmanlar arasındaki bu su

alışverişinde esas olarak üç farklı güç etkilidir.



Ozmotik basınç, kolloid ozmotik basınç

(onkotik basınç) ve hidrostatik basınçtır.

 Ozmotik basınç: Ozmotik etkiye sahip belirli taneciklerin (özellikle elektrolitlerin) konsantrasyonlarından ileri gelir ve bütün kompartmanlarda 300-400mVal/L eşitir.

 Yarı geçirgen zarla ayrılmış çözeltilerde ozmotik basıncı

küçük olandan ozmotik basıncı büyük olana doğru su hareket ve geçişi vardır.

 Bir sıvı kompartmanında elektrolit konsantrasyonunda

meydana gelen değişiklikler kompartmandaki ozmotik basıncı değiştirirler ve bu nedenle bir su hareketi oluştururlar. Örn.

interstisyel elektrolit konsantrasyonunun kan

plazmasındakinden yüksek olması plazmadan interstisyel sıvıya su geçişine neden olur.

 0.15M/%0.85 NaCl = vücut sıvılarının ozmotik basıncı

 Böyle çözeltilere izotonik yada izoozmotik çözelti denir.



Onkotik basınç (kolloid ozmotik basınç):

protein çözeltilerinde protein moleküllerinin su bağlama yetenekleriyle açıklanan ve

ortama su çekici etki gösteren basınçtır.



Kan plazmasında su tutulmasında onkotik basınç önemlidir.



Plazmada protein ve dolayısıyla onkotik

basınç azalması durumlarında plazmadan

interstisyel bölüğe su geçişi olur.

 Hidrostatik basınç: sıvı içinde bulunan cisme sıvının kütlesinin uyguladığı basınçdır.

 Hidrostatik basınç, suyun, bulunduğu ortamdan dış ortama çıkması yönünde etki gösterir.

 Damarlar ve dokuların interstisyel boşluğu arasında devamlı bir sıvı akışının neden olduğu hidrostatik basınç dalgalanması vardır.

 Arteriyel tarafda hidrostatik basınç büyük olduğu için kan dokuya doğru filtre olur (filtrasyon),venöz tarafda ise hidrostatik basınç küçük olduğu için dokudan kana doğru absorpsiyon gerçekleşir.



Su dengesinde görev alan organlar?



Vücuttan günde atılan su miktarı yaşla birlikte azalır. Yani suyun biyolojik yarı ömrü büyür.



Bazı durumlarda su dengesi bozulur

ve vücuttaki su miktarı mutlak ya da

nisbi olarak artar/azalır.

 Polihidri: Vücut suyunun mutlak artışıdır; özellikle interstisyel bölüğü ilgilendirir; ödemlere neden olur.

 Hiperhidri: Vücut suyunun nisbi (oransal) olarak

artmasıdır; aşırı derecede su alınması veya sürrenal korteks yetersizliğinde aşırı sodyum klorür kaybı gibi hallerde vücut sıvılarının elektrolitçe fakirleşmesi

durumudur.

 Oligohidri: Vücut suyunun mutlak azalışıdır; şiddetli ishal hallerinde, susama hallerinde saptanır.

 Hipohidri: Vücut suyunun oransal olarak azalmasıdır;

vücut sıvılarında elektrolit miktarının yükseldiği hallerde saptanır.

pH ve Tampon Sistemler pH ve Tampon Sistemler

Matematiksel olarak, pH = -logH⁺

 pH = power of H⁺

 H⁺ = 10^-12 => pH = 12

 H⁺ = 10^-1 => pH = 1

 Bir solusyonun asit veya baz kuvveti solusyonun pH şeklinde sayılar ile ifade edilir

 pH değeri 0 ile 14 arasında dağılım gösterir

 Tükürük pH => 5,5 - 6,9Tükürük pH => 5,5 - 6,9

 Safra pH => 7,8 – 8,6Safra pH => 7,8 – 8,6

 Mide sıvısı pH => 1,6 – 1,8Mide sıvısı pH => 1,6 – 1,8

 İdrar pH => 5,5 – 6,9İdrar pH => 5,5 – 6,9

 Kan pH => 7,35 -7,45Kan pH => 7,35 -7,45

 Pankreas sıvısı pH => 7,5 – 8,0Pankreas sıvısı pH => 7,5 – 8,0

pH da 1 birimlik fark asitlik veya bazlık kuvvetinde pH da 1 birimlik fark asitlik veya bazlık kuvvetinde

10 katlık bir fark yaratır.

10 katlık bir fark yaratır.

pH =2 olan bir asit pH=3 olan asitten 10 kat daha pH =2 olan bir asit pH=3 olan asitten 10 kat daha

güçlü asittir güçlü asittir



pH daki çok küçük farklılıklar asitlik veya pH daki çok küçük farklılıklar asitlik veya bazlık kuvvetinde çok büyük farklılıklara bazlık kuvvetinde çok büyük farklılıklara

sebep olur.

sebep olur.



Organizmada asit-baz dengesi; akciğer, Organizmada asit-baz dengesi; akciğer,

karaciğer ve böbreklerin son derece uyumlu karaciğer ve böbreklerin son derece uyumlu

çalışması ile dengede tutulur.

çalışması ile dengede tutulur.



H

konsantrasyonu hiçbir iyonda olmaya bir konsantrasyonu hiçbir iyonda olmaya bir şekilde oldukça dar sınırlarda tutulur.

şekilde oldukça dar sınırlarda tutulur.

Vücutta asit-baz dengesi bozulduğunda Vücutta asit-baz dengesi bozulduğunda

 Kan pH değeriKan pH değeri

 pCOpCO_{2 2}

 Kanın bikarbonat konsantrasyonu değişirKanın bikarbonat konsantrasyonu değişir pH dengede tutan mekanizmalar

pH dengede tutan mekanizmalar

 SulandırmaSulandırma

 Tampon sistemlerTampon sistemler

 SolunumSolunum

 Renal mekanizmaRenal mekanizma



Tampon solusyonlar az miktarlardaki asit Tampon solusyonlar az miktarlardaki asit veya baz ilavelerinde pH yı sabit tutar.

veya baz ilavelerinde pH yı sabit tutar.



Zayıf asit ile zayıf baz karışımlarıdır Zayıf asit ile zayıf baz karışımlarıdır örn: H örn: H

CO CO

/ NaHCO / NaHCO



Ortama H Ortama H

ilavesi varsa, sünger gibi H ilavesi varsa, sünger gibi H

iyonlarını tutar,

iyonlarını tutar,



Ortamda H Ortamda H

konsantrasyonu düşmüş ise, konsantrasyonu düşmüş ise, ortama H

ortama H

salar salar

 HCL + NaHCOHCL + NaHCO3 3 HH₂₂COCO_{3 3} +NaCl+NaCl k.Asit z. baz z. Asit tuzk.Asit z. baz z. Asit tuz

 NaOH + HNaOH + H₂₂COCO3 3 NaHCONaHCO_{3 3} +H+H₂₂OO

k. Baz z. Asit z. Baz suk. Baz z. Asit z. Baz su



Tampon solusyonların dışarıdan gelen H Tampon solusyonların dışarıdan gelen H

veya OH

veya OH

iyonlarına karşı direnme gücünün iyonlarına karşı direnme gücünün ölçüsü

ölçüsü

“ “ tampon kapasite” olarak bilinir. tampon kapasite” olarak bilinir.



Birimi, tampon çözeltinin pH değerini 1.0 Birimi, tampon çözeltinin pH değerini 1.0

değiştirmek için verilmesi gereken HCl veya değiştirmek için verilmesi gereken HCl veya

NaOH miktarının mol cinsinden ifadesiyle NaOH miktarının mol cinsinden ifadesiyle

belirtilir.

belirtilir.

Biyolojik Tamponlar Biyolojik Tamponlar

Hem plazma hemde eritrositlerde Hem plazma hemde eritrositlerde



NaH NaH

PO PO

/ Na / Na

HPO HPO



H H

CO CO

/ NaHCO / NaHCO



Protein /Protein Protein /Protein



Organik asit / Organik asit Organik asit / Organik asit Sadece eritrositlerde

Sadece eritrositlerde



Hb / Hb Hb / Hb

Kan plazması ve ekstrasellüler sıvının sabit kalmasını Kan plazması ve ekstrasellüler sıvının sabit kalmasını

sağlayan tampon sistemlerin etkinlik değerleri;

sağlayan tampon sistemlerin etkinlik değerleri;

 Bikarbonat Sistemi [HCO3]/ [H2 CO3] 25 mmol/l Bikarbonat Sistemi [HCO3]/ [H2 CO3] 25 mmol/l %52 oranında etkili

%52 oranında etkili

 Hemoglobin Sistemi [Hb]/ [HbO 2] 15 mmol/l Hemoglobin Sistemi [Hb]/ [HbO 2] 15 mmol/l %31 oranında etkili

%31 oranında etkili

 Proteinat Sistemi 7 mmol/l Proteinat Sistemi 7 mmol/l [Proteinat -] / [Proteinat +]

[Proteinat -] / [Proteinat +]

 %15 oranında etkili%15 oranında etkili

 Fosfat Sistemi [HPO4-] / [H2PO4 +] 1 mmol/l Fosfat Sistemi [HPO4-] / [H2PO4 +] 1 mmol/l %2 oranında etkili

%2 oranında etkili

 Klinik olarak [HCO3]/ [H2 CO3] değerinin Klinik olarak [HCO3]/ [H2 CO3] değerinin

belirlenmesi asit-baz dengesi hakkına önemli bilgi belirlenmesi asit-baz dengesi hakkına önemli bilgi

verir.

verir.

 Çünkü karbonik asit yapısında uçucu gaz olan Çünkü karbonik asit yapısında uçucu gaz olan karbondioksit içerir ve gerektiği zaman

karbondioksit içerir ve gerektiği zaman

akciğerlerden atılarak kanın pH değeri kontrol akciğerlerden atılarak kanın pH değeri kontrol

altında tutulur.

altında tutulur.

 Kanda fazla olan karbonik asit Kanda fazla olan karbonik asit Karbonik Asit Karbonik Asit Dehidraz enzimi

Dehidraz enzimi aracılığı ile su ve karbondioksite aracılığı ile su ve karbondioksite parçalanır.

parçalanır.

 Solunum esnasında oksi hemoglobin oluşur ve Solunum esnasında oksi hemoglobin oluşur ve asit karakteri gösterir.

asit karakteri gösterir.

 Dokulara giderek oksijeni bırakır ve daha zayıf Dokulara giderek oksijeni bırakır ve daha zayıf karakterde redüklenmiş hemoglobine dönüşür.

karakterde redüklenmiş hemoglobine dönüşür.

 Bu haliyle dokularda metabolizma sonucu ortaya Bu haliyle dokularda metabolizma sonucu ortaya çıkan H+ iyonunu kendine bağlayarak pH

çıkan H+ iyonunu kendine bağlayarak pH

düşmesini, dolaysıyla asidoz tehlikesini engeller.

düşmesini, dolaysıyla asidoz tehlikesini engeller.

 Serum proteinleri ve hemoglobin yapısında Serum proteinleri ve hemoglobin yapısında bulunan amino asitlerin amino grupları ve bulunan amino asitlerin amino grupları ve

karboksil grupları hidrojen iyonu alıp-verebilirler.

karboksil grupları hidrojen iyonu alıp-verebilirler.

 Ortamda fazla miktarda bulunan hidrojen iyonları Ortamda fazla miktarda bulunan hidrojen iyonları amino grubuna bağlanabilir.

amino grubuna bağlanabilir.

 Eğer ortamda hidrojen iyon sayısı yetersizse, Eğer ortamda hidrojen iyon sayısı yetersizse,

amino asidin karbosil grubu ortama hidrojen iyonu amino asidin karbosil grubu ortama hidrojen iyonu

salarak pH değerini etkiler salarak pH değerini etkiler



Fosfat tampon sistemi, kan plazmasındaki Fosfat tampon sistemi, kan plazmasındaki organik fosfatın hidrojen iyonu bağlaması organik fosfatın hidrojen iyonu bağlaması

sayesinde çalışır.

sayesinde çalışır.



Eğer asit ortam söz konusu ise, fazla Eğer asit ortam söz konusu ise, fazla

hidrojen iyonları dihidrojen fosfat şeklinde hidrojen iyonları dihidrojen fosfat şeklinde

bağlanır.

bağlanır.



Kanın pH değerinin asit yöne kayması asidoz,

alkali yöne kayması alkaloz olarak tanımlanır.

1)Metabolik Asidoz: Primer bikarbonat yetersizliğinden ileri gelir.



Organik asitlerin sentezinde veya organizmaya girişinde bir artış görülmesi.Örneğin beta

hidroksi butirik asit,asetik asit veya laktik asidin artması gibi.



Diyabette olduğu gibi.

2)Metabolik Alkoloz, kanda bikarbonat miktarının artması.



Kuvvetli kusma nedeni ile H iyonunu kaybı



Herhangi bir nedenle büyük boyutta potasyum kaybı (hücre içine K yerine H girdiği için

kandaki H düzeyi düşer)



Tedavi amaçlı olarak fazla miktarda HCO3 (bikarbonat) verilmesi sebepler arasında

sayılabilir.

3. Respiratorik asidoz, primer H2CO3 fazlalığında oluşur.



Akçiğer yangıları, astım ve uyuşturucu maddeler veya zehirlerin etkisi ile

solunum merkezinin duyarlılığı

azaldığında görülür.

4)Respiratorik alkoloz, kandaki karbonik asidin primer azalmasında görülür.



Alveolar hiperventilasyon,ateş yükselmesi



Dekompanze karaciğer sirozu,nefrotik sendrom,



Akciğer kapillarında oksijen diffüzyon

yetersizliği

 5)Eksperimentel (Deneysel) Asidoz

 Deneysel olarak alkali yetersizliği NH4Cl ve CaCl2 verilerek yaratılır.NH4 iyonu

karaciğerde kısa zamanda üreye çevrilir.Ca ise bağırsakta gaita ile uzaklaştırılır.Fakat klorit iyonları uzaklaştırılmak için NaHCO3 kullanılması gerekir.Bu şekilde organizma sürekli olarak baz kaybeder ve asidoz

gelişir