Vücudumuzda Su ve Elektrolitler Yrd. Doç. Dr. Bekir Engin Eser Zirve Üniversitesi EBN Tıp Fakültesi Tıbbi Biyokimya A.B.D.

Canlı Sistemler İçin Suyun Önemi Canlı sistemlerin en önmeli bileşeni (vücut ağırlığının yaklaşık ~%55’I sudur) Suyun Vücudumuzdaki Önemli Özellikleri: Su, birçok organik ve inorganik maddeyi çözebilen önemli bir çözücüdür; biyolojik reaksiyonların gerçekleşmesi için gerekli uygun ortamı sağlar Su, birçok metabolik reaksiyonda giren madde veya ürün madde olarak yer alır (hidroliz, dehidrasyon, hidrasyon) Su, protein, DNA gibi makromoleküllerin 3-boyutlu yapısını etkiler (özellikle hidrojen bağı ve hidrofobik etki vasıtasıyla)

Hidrojen Bağı Hydrogen bonding between water molecules http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen-bonding-in-water-2D.png http://chemwiki.ucdavis.edu/@api/deki/files/4680/image115.png?revision=1

Vücudumuzda Su Vücudumuzdaki su “ekstrasellular sıvı” ve “intrasellular sıvı” olarak iki kısımda bulunur: Ekstrasellular sıvı (kan plazması, intestinal sıvı ve salgı sıvıları gibi) Intrasellular sıvı (hücre içerisinde bulunan su) Vücuttaki su dağılımı su içerisinde bulunan maddeler (solitler) ve su bölümlerini birbirinden ayıran membranlar tarafından etkilenir

Solitler 1) Elektrolitler: Elektrolitler, kanda ve vücut sıvılarında elektriksel yük taşıyan minerallerdir (iyonlar) Elektrolitler asit, baz veya tuzdan oluşabilirler Katyon ve anyon olmak üzere ikiye ayrılırlar Na+, K+, Cl-, SO42- gibi 2) Plazma Proteinleri: Albümin ve globülinler Kandaki osmatik basıncı düzenleyici moleküllerdir

Vücutta Elektrolit ve Su Dengesi Elektrolitler, vücuttaki su dengesi için gereklidirler Vücut sıvılarındaki elektrolit konsantrasyonu sayesinde osmotik basınç dengesi sağlanır Bu şekilde suyun vücut sıvılarında aşırı azalıp artması önlenir Plazmadaki su miktarı plazma proteinleri sayesinde korunur

Osmotik Basınç Osmoz: Bir çözen maddenin moleküllerinin (su gibi) yarı geçirgen bir membran içerisinden düşük konsantrasyondan yüksek konsantrasyona doğru seçici geçişine denir

Gastrointestinal Dolaşım Gastrointestinal: Mide ve bağırsakları kapsayan Gastrointestinal su ve salgıları plazma dolaşımına katılır ve plazmada bulunan iyonlarla etkileşirler Daha sonra tekrar sindirim sistemi tarafından emilerek, çeşitli sindirim olaylarında rol oynarlar Bu şekilde plazma ve salgılama yapan hücreler arasında dolaşırlar

Gastrointestinal Salgılar (Sekresyon) Erişkin bir insanda günde 8200 ml sıvı salgılanır Bu sıvıda elektrolitler bulunur Gastrointestinal sıvılar (hücre dışı sıvıyla beraber) isotonik dengeyi sağlarlar (isotonik: denge konsantrasyonu) Hipertonik ve hipotonik

salgı miktar (ml) Na+ (mEq/L) K+ Cl- HCO3- tükürük 1500 10 25 15 mide sıvısı 2500 40 145 pankreatik sıvı 700 140 5 110 intestinal sıvı 3000 135 30 safra 500 toplam 8200 465 55 415 195

Renal Dolaşımın Hormonal Kontrolü Böbreklerin işlevi su ve elektrolit dengesinde çok önemlidir Vasopressin (ADH-antidiüretik) ve aldesteron renal dolaşımda etkili hormonlardır Vasopressin (ADH): Nefronlardan suyun geri emilimini sağlar Aldosteron: Sodyumun ve suyun tutulmasını sağlar

Asit ve Bazlar Bronsted-Lowry Asit-Baz Kavramı: Suya hidrojen iyonu (H+) veren maddelere asit denir Sudan hidrojen iyonu (H+) alan maddelere baz denir http://science.uvu.edu/ochem/wp-content/images/B/bronsted4.png

Kuvvetli ve Zayıf Asit-Baz Asitler suda iyonlaşarak hidrojen iyonu verme kapasitelerine göre zayıf ve kuvvetli olarak ikiye ayrılır Kuvvetli asitler (HCl, H2SO4 gibi) ve kuvvetli bazlar (KOH, NaOH gibi) suda tamamen iyonlaşırlar (%100) Zayıf asit ve bazlar suda kısmen iyonlaşırlar (genelde %5 veya daha az) (örneğin Ca[OH]2 ve NH3) http://s-owl.cengage.com/ebooks/vining_owlbook_prototype/ebook/ch16/Sect16-3-a.html

Kuvvetli ve Zayıf Asit-Baz HCl H+ + Cl- (tm iyonlaşma, irreversible) HA H+ + A- zayıf asit (kısmi iyonlaşma, reversible) zayıf asit ve bazların iyonlaşması her zaman denge reaksiyonudur kuvvetli asit

Asit-Baz Dengesi Bir solusyonun (çözelti) H+ iyonu konsantrasyonu, o solusyonun asitliğini belirtir H+ iyonu konsantrasyonunun negatif logaritmasına pH denir pH = −log [H+ ] pH değeri 7’nin altında olan çözeltilere asidik, pH değeri 7’nin üstünde olan çözeltilere ise bazik veya alkali denir Vücudumuzdaki metabolik olaylar pH 7.4 civarında optimum seviyede olur (fizyolojik pH değeri)

Çözeltilerin pH değerlerinin Hesaplanması HCl (hydrochloric acid) konsantrasyonu 3.2 × 10− 4 mol/L olan çözeltinin pH değeri nedir? HCl H+ + Cl- pH = −log [H+ ] = −log (3.2×10−4) = −log (3.2)−log (10−4) = (−0.5) + 4.0 = 3.5

Asit Üretimi ve Atılması Enerji üretimi sonucu ortaya çıkan CO2 suda çözündüğü zaman asidik etki gösterir Aynı zamanda vücudumuzda fosforik asit ve sülfürik asit de üretilir Oluşan bu asitlerin (H+ iyonu) vücut sıvılarından uzaklaştırılması gerekir Akciğerlerden CO2 ve böbreklerden de H+ atılır

Tampon (Buffer) Çözelti Asit veya baz eklenmesine karşı direnç gösteren çözeltilere tampon çözelti denir Kanda ve vücut sıvılarında bikarbonat ve fosfat tampon sistemleri mevcuttur Birçok metabolik olay tamponlanmış çözeltilerde meydana gelir; bunun sebebi reaksiyon esnasında oluşan H+ veya OH- iyonlarının (veya CO2 gibi moleküllerin) pH değişkliğine sebebiyet vermesini önlemektir.

Asit ve Baz Dengesindeki Bozukluklar Asidoz (acidosis): Kanda hidrojen iyonu (H+) konsantrasyonunun artması Alkaloz: Kanda hidrojen iyonu (H+) konsantrasyonunun azalması (bazikleşme) 1) Metabolik asidoz 2) Metabolik alkaloz 3) Solunuma bağlı asidoz 4) Respiratör alkoloz