KAN FİZYOLOJİSİ

Kan, hücrelerden ve "plazma " adı verilen bir sıvıdan oluşmuştur. Hücreler eritrositler (kırmızı kan hücreleri), lökositler (beyaz kan hücreleri) ve trombositlerdir. Hücrelerin % 99'undan fazlasını eritrositler oluşturur. Eritrositler kanın oksijen taşıyan hücreleridir.Lökositler vücudu enfeksiyonlara ve kansere karşı koruyan hücrelerdir. Trombositler ise kanın pıhtılaşmasında görev alırlar.

Eğer kan santrifüj edilirse, hücreler plazmadan ayrılır. Hücreler daha ağır oldukları için dibe çökerken daha hafif olan plazma üstte kalır. Kan, içi heparin ile sıvanmış "mikropipet" denilen küçük tüplerde santrifüj edilir. Bu tüpün en alttaki kısmında eritrositler toplanır, bunun hemen üstünde ise çok ince bir tabaka halinde lökositler bulunur, en üstte ise plazma bulunur. Hematokrit, eritrositlerin oluşturduğu kan hacminin toplam kan hacmine oranıdır. Hematokrit tayini için kan heparinize özel tüplerde santrifüj edilir, eritrositler en altta toplanır, onun üstünde lökosit ve trombositlerin oluşturduğu çok ince bir tabaka oluşur, en üstte ise plazma adı verilen açık saman sarısı-beyaz renkte sıvı toplanır. Hematokriti hesaplamak için eritrositlerle dolu olan tüpün uzunluğu kanla dolu tüpün uzunluğuna bölünüp, çıkan sonuç 100 ile çarpılır.Hematokrit pipetinde eritrositler 36 mm lik bir sütun oluştururken, lökosit ve trombositler birlikte yaklaşık 1-2 mm lik bir sütun oluşturmalarının sebebi, bu hücrelerin sayılarından kaynaklanmaktadır. 1 mm3 kanda 4,6-6,2 milyon eritrosit varken, 5.000-10.000 lökosit ve 200.000-400.000 trombosit vardır. Doğal olarak, sayıca fazla olan eritrositler hemotokrit pipetinde daha uzun bir sütun oluşturacaklardır.

Hematokrit oranı erkeklerde % 40-50 arasında değişirken, bu oran kadınlarda % 35-45 arasında değişir. Erkeklerde hematokrit oranının yüksek olmasının sebebi, erkeklerdeki toplam kan hücresi sayısının kadınlarınkinden daha fazla olmasından kaynaklanmaktadır. Erkeklerde 1 mm3 kanda ortalama 5,1-5,8 milyon kan hücresi varken kadınlarda 1 mm3 kanda 4,3-5,2 milyon kan hücresi vardır. Eritrositlerin sayısının azaldığı durumlara anemi (kansızlık) denirken, eritrosit sayısının arttığı durumlara ise polisitemi denir.

Plazma kanın sıvı kısmıdır, su içinde çözünmüş çok sayıda organik ve inorganik maddelerden oluşur. Bu maddelerden en önemlisi proteinlerdir. Proteinler plazmanın toplam ağırlığının yaklaşık yüzde 7 sini oluşturur. Plazma proteinleri 3 ana gruba ayrılır. Bunlar, albüminler, globülinler ve fibrinojendir. Bu proteinlerin kandaki konsantrasyonu, sırasıyla 4,5 g/100mL , 2,5 g/100 mL ve 0,3 g/100mL dir. Proteinler içinde miktar olarak en fazla olan albüminlerdir. Bu proteinler, hücreler tarafından kullanılmak üzere plazmadan ayrılmazlar. Hücreler kendi proteinlerini yapmak için plazma amino asitlerini kullanırlar fakat hiçbir zaman plazma proteinlerini kullanmazlar. Plazma proteinleri plazmanın içinde yada interstisiyel sıvıda fonksiyon yaparlar. Kısacası, plazma proteinleri, hücreler tarafından kullanılmak üzere plazmayı terk etmezler. Eğer kanın pıhtılaşmasına izin verilirse, tüpün üstünde kalan sıvıya plazma değil serum denir. Serumda fibrinojen ve pıhtılaşma ile ilgili diğer proteinler, pıhtılaşmada kullanıldığı için yoktur. Matematik formül olarak ifade etmek gerekirse
[Plazma - Fibrinojen = Serum ]diyebiliriz.

KAN HÜCRELERİ

ERİTROSİTLER

Eritrositler bikonkav disk şeklinde yapılardır. Yani her iki tarafından basık daire şeklindedirler. 7 m m çapındadırlar. Eritrositlerin yapım yeri yassı kemiklerin iliğidir. Eritrositlerin hücre zarı kişiden kişiye değişen özel proteinler içerir, bu proteinler sayesinde kan, ABO dediğimiz kan gruplarına ayrılır. Eritrositler hemoglobin denilen ve eritrosit ağırlığının üçte birini oluşturan bir protein içerirler. Bu proteinin görevi O2 taşımaktır, oksijenin yaklaşık % 99'u hemoglobin ile taşınır, geri kalan % 1'lik kısım ise kanda çözünmüş olarak taşınır.

Hemoglobin proteini 4 adet hem ve 4 adet polipeptid zincirinden oluşur. Bu polipeptid zincirlerini ikisi a diğer ikisi ise b zincirinden oluşmuştur. Her bir hem grubu bir adet polipeptid zinciri üzerinde yer alır (Şekil 2). Oksijeni bağlayan hem grubudur, her hem grubu bir molekül oksijen bağlar, dolayısı ile bir hemoglobin 4 adet oksijen molekülü bağlayabilir. Dört adet O2 bağlayan hemoglobin tümüyle doymuştur, yani artık bir beşinci O2 molekülünü bağlayamaz, buna oksihemoglobin denir. Oksihemoglobin parlak kırmızı renktedir. Oksihemoglobin bağladığı 4 adet O2 molekülünden bir veya daha fazlasını kaybederse, o zaman deoksihemoglobin adını alır. Deoksihemoglobin koyu kırmızı renktedir. Venöz kan arteryel kandan daha fazla deoksihemoglobin içerdiği için daha koyu renktedir. Hemoglobine hiç O2 molekülü bağlı değilse ilk O2 molekülünün bağlanması daha zordur, eğer hemoglobin 2 yada 3 O2 molekülü bağlandıysa 3. Veya 4. O2 molekülünün hemoglobine bağlanması daha kolaydır, buna allosterik etki denir. Bu etkinin sonucu olarak oksijen basıncının artmasıyla hemoglobinin oksijen bağlaması "S" şeklinde yada "sigmoid" şeklinde artar. Parsiyel oksijen basıncı ile hemoglobin bağlanması arasındaki bu ilişki "oksihemoglobin disosasyon eğrisi" ile gösterilir.

Oksijen taşıma kapasitesi belirli bir hacimdeki kanın içerdiği O2 hacmidir. Bu kapasite etkin hemoglobin konsantrasyonuna bağlıdır. Taşıma kapasitesi anemide azalır. Aneminin tipine bağlı olarak, bu kapasite, ya eritrositlerin sayısının azalmasından, yada, yetersiz veya anormal hemoglobin yapımından kaynaklanır.
Kemik iliğinden ayrılan immatür (tam gelişmemiş) eritrosit, çekirdeği olduğu için bölünme yeteneğine sahiptir, fakat henüz hiç hemoglobin içermez. Gelişme devam ederken eritrosit çekirdeğini kaybeder, ve içerdiği hemoglobin miktarı artar. Gelişme tamamlandığı zaman, eritrosit çekirdek de dahil tüm organellerini kaybeder. Eritrositlerin çekirdek ve organelleri olmadığı için ne bölünebilirler ne de yaşamlarını uzun süre devam ettirebilirler. Eritrositlerin yaşam süresi 120 gündür. Eritrositlerin yapımı için amino asit, lipid, karbonhidrat gibi olağan besin maddelerinin yanı sıra, ek olarak demir, folik asit ve B12 vitamini de şarttır.
Bu maddelerden demir olmadığı zaman, eritrositler normalden daha küçük olur ve görevlerini tam yapamazlar, bu duruma demir eksikliği anemisi denir. Folik asit ve B12 eksikliğinde ise eritrositler normalden daha büyük olur ve yine görevlerini tam olarak yapamazlar, bu duruma da megaloblastik anemi denir.

Anemi, normal hemoglobine sahip eritrositlerin toplam sayısının azalmasından, yada eritrositin içindeki hemoglobinin konsantrasyonunun azalmasından, yada her ikisinin birlikte olması sonucu ortaya çıkan hastalık durumudur. Diette demir, B12 vitamini veya folik asit eksikliği; kemik iliğinin kanser yada toksik maddelerle bozulması, yada aşırı kan kaybı, böbrek hastalıklarında eritropietin eksikliği, yada eritrositlerin şekil bozukluğundan dolayı aşırı yıkılması.

LÖKOSITLER

Bir damla kanı uygun bir boya ile boyayıp mikroskop altında incelediğimiz zaman çeşitli tiplerde lökosit görülür. Lökositler yapılarına ve çeşitli boyalara karşı olan afinitelerine göre sınıflandırılırlar. Buna göre lökositler 3 gruba ayrılırlar.

1.Polimorfonükler granülositler

a) Nötrofiller
b) Eozinofiller
c) Bazofiller

2. Monositler
3. Lenfositler

Polimorfonükleer granülositlerin nükleusları çok lobludur ve sitoplazmalarında çok sayıda granül bulunur. Bu gruptaki hücrelerin bazılarının granülleri "eozin" isimli boyayı tutarlar. Bu hücrelere eozinofil denir. Bir diğer grup bazik boyaları tutar, bu yüzden bu gruba bazofil denir. Bir başka grup ise boyalara özel bir afinite göstermez, bu gruba da nötrofil denir. Monositler granülositlerden biraz daha büyüktür ve at nalına benzeyen tek parçalı bir nükleusları vardır, sitoplazmaları da daha azdır.

Lenfositler en az sitoplazma içeren gruptur, monositler gibi tek parça ve büyük çekirdek içerirler.

Lökositlerin hepsi kemik iliğinde yapılırlar, ancak daha sonraki gelişmelerini kemik iliği dışında tamamlarlar

TROMBOSITLER

Trombositler çok sayıda granül içeren renksiz hücre parçalarıdır. Megakaryosit denilen kemik iliğinin büyük hücrelerinin parçalarından oluşur. Bu megakaryosit parçaları sistemik dolaşıma girince trombosit adını alırlar. Hemostazın sağlanmasında yani kanamanın durdurulmasında önemlidirler. Trombositler bir yüzeye yapışma eğilimindedirler, fakat kan damarlarının içini döşeyen normal endotel hücrelerine yapışmazlar. Ancak damarın içindeki endotel bir şekilde hasar görürde altındaki bağ dokusu (kollajen) açığa çıkarsa, trombositler kollajene bağlanır. Bu bağlanma trombositlerin granüllerdeki içeriği ortama boşaltmalarına sebeb olur. Ortama boşalan bu maddelerden biri olan ADP trombositlerin yüzeyinde birtakım değişikliklerin başlamasına neden olur ve yeni gelen trombositler de bu trombositlere bağlanarak trombosit agregasyonu denilen olaya yol açarlar. Hızla ilerleyen bu olay damarın içinde trombosit tıkacının oluşmasını sağlar. Endotel hücreleri tarafından salgılanan bir protein olan von Willebrand faktörü (vWF) trombositlerin hasarlı damar duvarına tutunmasını kolaylaştırır. VWF önce kollajene bağlanır ve trombositin kollajene bağlanmasını sağlar. Koagülasyon için trombosit agregasyonu şart olduğu için von Willebrand faktörü eksikliği yada bozukluğunda koagülasyon bozuklukları görülür. Bu faktörün eksikliğinden kaynaklanan hastalığa von Willebrand hastalığı denir. Trombositlerin kollajene bağlanması, trombosit hücre zarındaki araşidonik asidin tromboksan A2 ye dönmesine neden olur. Bu madde trombosit agregasyonu uyardığı gibi, trombosit granüllerinden diğer maddelerin de salınmasına neden olur. Trombosit tıkacı kan damarındaki sızıntıyı tümüyle önler, ve bu tıkaç kontraksiyon ile daha da kuvvetlenir. Trombositler yüksek oranda kontraktil protein içerirler. Kontraksiyon trombosit tıkacının sıkışarak daha kuvvetli hale gelmesini sağlar. Bu olaylar olurken aynı zamanda hasarlı damar duvarındaki düz kaslar da kasılarak o bölgeye gelen kan miktarını azaltır, dolayısı ile o bölgedeki kan basıncını azaltır. Trombosit tıkacı sadece hasarlı bölgede olur, ve oradan yayılmaz. Bunu nedeni damar duvarının prostasiklin de denilen PGI2 isimli bir madde sentez etmesidir. PGI2 kuvvetli bir trombosit agregasyon inhibitörüdür.

HEMOSTAZ (KANAMANIN DURDURULMASI)

Kan dokusu organizmada son derece yaygın bir damar ağı içinde sürekli dolaşım halinde bulunduğu için, vücudun bir bölgesindeki yaralanmalar , bir önlem alınmadığı taktirde, önemli miktarda kanın kaybıyla sonuçlanabilir. Ancak hem damar sistemi hem de kanın bizzat kendisi kan kaybının önlenmesine yönelik bir dizi koruyucu mekanizmaya sahiptir. Bir damarın hasara uğraması halinde kanamanın durdurulması üç aşamalı bir mekanizma ile sağlanır.

1)Vazokonstriksiyon
2)Trombosit tıkacı oluşumu
3)KOAGÜLASYON (PIHTILAŞMA)

Koagülasyon sıvı olan kanın, pıhtı yada trombus denilen jel kıvamlı katı bir maddeye dönüşmesidir. Pıhtılaşma plazma proteinlerinden fibrinojen fibrine dönüştüğü zaman gerçekleşir. Fibrinojen karaciğer tarafından yapılan ve normal insanların serumunda her zaman bulunan çubuk şeklinde bir proteindir. Fibrin başlangıçta gevşek bir iplik ağ gibidir. Oluştuktan hemen sonra kovalent çapraz bağların oluşmasıyla kuvvetlenir. Bu olay faktör XIII denilen bir plazma enzimi sayesinde gerçekleşir. Fibrinojen kanda her zaman bulunur, fakat trombin normalde kanda bulunmaz, yalnızca pıhtılaşma olayı uyarıldığı zaman oluşur. Uyarılmadan önce kanda protrombin denilen inaktif şekilde bulunur. Kan damarının yaralandığı bölgede enzimatik olarak trombine çevrilir. Trombin de faktör XIII ü aktive eder.

Pıhtılaşmaya bırakılan kan örneğinde, pıhtılaşma sonrası ayrılan sıvıya serum denir. Serum plazmadan farklı olarak fibrinojen ve bazı pıhtılaşma faktörlerini kapsamaz, bunun dışında bileşimi plazma ile aynıdır.