Examkin

Question

Difficulty: HardGazların Difüzyonu ve Difüzyon Yasaları

İdiyopatik pulmoner fibrozis tanısı ile takip edilen bir hastada, alveolo-kapiller membranın interstisyel kalınlaşmasına bağlı olarak istirahat halindeki arteriyel parsiyel oksijen basıncı (PaO2P_{a}O_2) düşük bulunurken, parsiyel karbondioksit basıncı (PaCO2P_{a}CO_2) genellikle normal veya düşük (hiperventilasyona sekonder) sınırlardadır. Fick Yasası ilkeleri göz önüne alındığında, bu patolojik tabloda CO2CO_2 difüzyon kapasitesinin O2O_2’ye kıyasla çok daha uzun süre korunabilmesinin temel fizyolojik nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

  1. CO2CO_2’nin membran lipidlerindeki çözünürlük katsayısının O2O_2’den yaklaşık 24 kat daha fazla olmasıAnswer
  2. B
    CO2CO_2’nin molekül ağırlığının O2O_2’den daha düşük olması nedeniyle membranı daha hızlı geçmesi
  3. C
    Alveol ve kapiller kan arasındaki CO2CO_2 basınç gradyanının (ΔP\Delta P), O2O_2 gradyanından anlamlı derecede yüksek olması
  4. D
    Pulmoner kapillerlerdeki eritrosit geçiş süresinin (transit süre) CO2CO_2 atılımı için O2O_2 alımına göre daha uzun olması
  5. E
    CO2CO_2’nin alveol yüzeyinde bulunan karbonik anhidraz enzimi sayesinde aktif transportla taşınması

Answer

Karbondioksitin membran lipidlerindeki çözünürlük katsayısının oksijene göre çok daha yüksek olması, difüzyon kapasitesinin korunmasını sağlayan ana faktördür.
Fick Yasası'na göre bir gazın difüzyon hızı, o gazın difüzyon katsayısı (DD) ile doğru orantılıdır. DD değeri ise gazın çözünürlüğü ile doğru, molekül ağırlığının karekökü ile ters orantılıdır. CO2CO_2’nin suda ve lipidlerdeki çözünürlüğü O2O_2’den yaklaşık 24 kat fazladır. Bu devasa çözünürlük farkı, molekül ağırlığı dezavantajını (44'e karşı 32) fazlasıyla kapatır ve CO2CO_2’nin membranı yaklaşık 20 kat daha kolay geçmesini sağlar. Bu nedenle pulmoner fibrozis gibi membranın kalınlaştığı durumlarda, oksijen difüzyonu hızla kısıtlanıp hipoksemiye yol açarken, CO2CO_2 yüksek difüzyon rezervi sayesinde normal seviyelerde atılmaya devam edebilir.

Step-by-Step Solution

1
Fick Yasası formülünü analiz et
Difüzyon Hızı ∝A⋅D⋅ΔPT\propto \frac{A \cdot D \cdot \Delta P}{T} (A: Alan, D: Difüzyon Katsayısı, ΔP\Delta P: Basınç farkı, T: Kalınlık)
Membran kalınlaştığında (T arttığında) difüzyonun nasıl etkilendiğini anlamak için temel fiziksel yasayı kullanmalıyız.
2
Difüzyon katsayısını (DD) belirleyen faktörleri karşılaştır
D∝C¸o¨zu¨nu¨rlu¨kMoleku¨l Ag˘ırlıg˘ıD \propto \frac{\text{Çözünürlük}}{\sqrt{\text{Molekül Ağırlığı}}}
Gazın cinsine bağlı olan difüzyon yeteneğinin çözünürlük ve kütle ile ilişkisini kurmak gerekir.
3
O2O_2 ve CO2CO_2 değerlerini yerine koy
CO2CO_2, O2O_2’den ağır olmasına rağmen çözünürlüğü 24 kat fazladır. Toplam difüzyon katsayısı CO2CO_2 için yaklaşık 20 kat daha büyüktür.
CO2CO_2’nin neden daha hızlı difüze olduğunu matematiksel olarak doğrulamak için verileri kıyaslarız.

Key Concept

Fick'in Difüzyon Yasası ve Gazların Difüzyon Katsayısı (DD)
Rate this question

Topics

Gazların Difüzyonu ve Difüzyon Yasaları

More questions from this topic