Oksijen Hemoglobin Disosiasyon Eğrisi Nedir

HEMOGLOBİN VE OKSİJEN TAŞINMASI

Ventilasyondan sonra solunum sürecindeki ikinci basamak; oksijen ve karbondioksitin alveollerle kan arasında değişimi, kan ile oksijenin hücrelere ulaştırılması ve hücrelerde oluşan karbondioksitin uzaklaştırılmasıdır. Alveol düzeyinde; oksijen alveollerden kana, karbondioksit ise ters yönde; alveollere doğru difüzyona uğrar. Dokularda ise oksijen kandan hücrelere, karbondioksit ise hücrelerden kana doğru difüzyona uğrar.
Pulmoner kılcal damarlara gelen venöz kanda oksijen parsiyel basıncı 40 mmHg kadardır (Şekil ). Çünkü vücuttaki dolaşım sırasında çok miktarda oksijen kandan ayrılmıştır. Alveolde oksijen parsiyel basıncı mmHg olduğundan, oksijen –40=64 mmHg basınç farkıyla pulmoner kılcal damarlara geçer. Solunum membranının yüzey alanı geniş ve son derece incedir. Bu nedenle oksijenin alveolden pulmoner kılcal damara alınması çok hızlı olur. Kan daha pulmoner kılcal damarların 1/3’üne ulaşmadan oksijen parsiyel basıncı mmHg'ya yükselir. Bu nedenle, egzersizde, kanın kılcal damarlarda kalma süresi kısalsa dahi, kanın oksijenlenmesi tamdır.
Pulmoner kılcal damarları terk eden kanın oksijen parsiyel basıncı mmHg’dır. Ancak, sol ventrikül tarafından pompalanan kanın oksijen parsiyel basıncı 95mmHg’dır. Çünkü sol atriyuma gelen kanın %98’i akciğerlerde oksijenlenmiştir, %2’si ise akciğer dokularını besleyen bronşial dolaşımdan gelir. Normalde, bronşial venler vena azygos ve vena hemiazygos’a açılır. Ancak, akciğerlerin periferinde, göğüs duvarına yakın bulunan bronşial venler doğrudan pulmoner venlere açılır. Bu venlerle gelen kanın oksijen parsiyel basıncı 40 mmHg’dır. Bu kan, pulmoner venlerde, alveol kılcal damarlarından gelen oksijenlenmiş kanla karışır. Buna kanın venöz karışımı denir. Ayrıca, koroner kanın küçük bir miktarı da thebesian venler aracılığıyla sol kalbe akar. Bu nedenle, sol ventrikül tarafından pompalanan kanın oksijen parsiyel basıncı95 mmHg’ya düşer.



Şekil Oksijenin pulmoner kılcal damarlar tarafından alınması.

Arteryel kan dokulara ulaştığı zaman oksijen parsiyel basıncı 95 mmHg'dır. İnterstisyel sıvıda oksijen parsiyel basıncı ise ortalama olarak 40 mmHg’dır (Şekil ). Basınç farkı nedeniyle oksijen hızla dokulara geçer ve kılcal damarın venöz ucunda oksijen parsiyel basıncı interstisyel sıvıdaki gibi 40 mmHg'ya iner. Hücre içi oksijen basıncı ise 23mmHg'dır. Oksijen, interstisyel aralıktan hücrelere difüze olur. Hücrenin bütün metabolik ihtiyaçlarını karşılamak için normalde 3 mmHg'lık bir oksijen basıncı yeterlidir. Bununla birlikte, hücre içi oksijen basıncı 23 mmHg'dır. Bu durum önemli bir güvenlik faktörü oluşturur; kan akımının kesilmesi durumunda hemen hücre nekrozu görülmez.




Şekil Doku kılcal damarlarından hücrelere oksijen difüzyonu.

Akciğerlerden dokulara taşınan oksijenin; %97'si eritrositlerde hemoglobine bağlı olarak, %3'ü ise plazma ve hücre sıvısında çözünmüş olarak taşınır.

Hemoglobin

Hemoglobin molekülü; 4 polipeptid zincirinden oluşmuş bir protein olan globulin ve 4 tane hem adı verilen molekülden oluşur. Hem; porfirin ve 1 ferrus demirden (Fe⁺⁺) oluşmuş bir kompleksdir. Hemoglobinin protein parçası amino asit uzunluğunda 2  zinciri ve amino asit uzunluğunda 2  zincirinden ibarettir (₂₂). 4 polipeptid zincirinin herbiri bir hem grubu ile birleşmiştir. Her hem grubunun merkezinde 1 molekül oksijen ile geridönüşümlü olarak birleşebilen 1 demir atomu bulunur. Bu yüzden 1 hemoglobin molekülü 4 molekül oksijen (8 atom oksijen) ile birleşebilir. Her eritrositte milyon hemoglobin molekülü bulunduğundan, her eritrosit 1 milyarın üzerinde oksijen molekülü taşıyabilir.
Normal hemoglobin indirgenmiş formda (Fe⁺⁺, ferrus) demir içerir. Bu formda demir, elektronları paylaşabilir ve oksihemoglobin oluşturmak için oksijeni bağlayabilir. Dokulara oksijen bırakmak için oksihemoglobin dissosiye olduğu zaman hem demiri yine indirgenmiş formdadır ve deoksihemoglobin (reduced hemoglobin) olarak adlandırılır. Bu yüzden oksihemoglobin terimi okside (oxidized) hemoglobin ile eş anlamlı değildir. Hemoblobin, oksijen ile birleşince elektron kaybetmez. Demir ferrus formda kaldığından reaksiyon oksidasyon değil, oksijenasyondur. Okside hemoglobin veya methemoglobin okside olmuş (Fe⁺⁺⁺, ferrik) demir içerir. Bu yüzden methemoglobin oksijen ile birleşme için elektron gerektirir ve oksijen taşınmasına katılamaz. Kan normalde çok küçük miktarlarda methemoglobin içerir.
Oksijen, hemoglobin molekülündeki demirin iki pozitif bağı ile birleşmez. Bunun yerine demir atomunun koordinasyon bağlarından bir tanesi ile gevşekçe bağlanır. Bu son derece zayıf bir bağdır ve oksijen hemoglobinden kolayca ayrılabilir. Ayrıca oksijen iyonik oksijen değildir, moleküler oksijen (iki oksijen atomundan oluşur) halinde taşınır. Yani oksijen dokulara moleküler oksijen halinde geçer.

Birleşme ve ayrılma reaksiyonları

Dokularda oksijenini bırakmış hemoglobin deoksihemoglobin olarak adlandırılır. Akciğerlerde deoksihemoglobin ve oksijen oksihemoglobin oluşturmak için birleşir. Buna birleşme reaksiyonu adı verilir. Dokularda ise oksihemoglobin, deoksihemoglobin ve oksijene ayrılır. Buna ise ayrılma reaksiyonu adı verilir. Birleşme ve ayrılma reaksiyonları geridönüşümlü bir reaksiyon olarak gösterilebilir:
(Akciğerler)

Deoksihemoglobin+Oksijen Oksihemoglobin

(Dokular)
Her yönde oluşacak reaksiyonun içeriği iki faktöre bağlıdır: (1) Hemoglobin ve oksijen arasındaki bağ gücü (afinite): Oksijenin hemoglobinden ayrılması bu gücün azalması durumunda kolaylaşır, artması durumunda zorlaşır. (2) Çevrenin oksijen parsiyel basıncı: Pulmoner kılcal damarlarda olduğu gibi yüksek oksijen parsiyel basıncında deoksihemoglobin molekülleri oksijenle birleşir. Yüksek oksijen parsiyel basıncı dengeyi sağa doğru çalıştırır. Fakat doku kılcal damarlarında olduğu gibi düşük oksijen parsiyel basıncında oksijen hemoglobinden ayrılır. Düşük oksijen parsiyel basıncı dengeyi sola doğru çalıştırır. Ayrılma miktarı oksijen parsiyel basıncının ne kadar olduğuna bağlıdır.

Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisi

Farklı oksijen parsiyel basıncı değerlerinde oksijenle birleşen hemoglobin yüzdesini gösteren eğri oksijen-hemoglobin (veya oksihemoglobin) disosiyasyon eğrisi olarak adlandırılır (Şekil ). Bu eğri kan örneklerini vücut dışında (in vitro) farklı oksijen basınçlarına maruz bırakmak suretiyle elde edilmiştir. Arteryel ve venöz kan oksijen değerleri arasındaki fark, dokulara bırakılan oksijeni verir.
Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisi, oksijen basıncı yükselirken, oksijenle birleşen hemoglobin yüzdesinin gittikçe arttığını gösterir. Oksijenle birleşen hemoglobin yüzdesine hemoglobinin yüzde saturasyonu denir. Arteryel kanda oksijen parsiyel basıncı 95 mmHg olduğu için, disosiyasyon eğrisinde görüldüğü gibi hemoglobinin yüzde saturasyonu %97’dir. Bunun anlamı; hemoglobinin %97'si oksihemoglobin şeklindedir. Bu kan sistemik kılcal damarlara bırakılır. Oksijen sistemik kılcal damarlardan dokulara difüze olur ve aerobik solunumda tüketilir. Bu yüzden sistemik venlerle dokulardan ayrılan kanın oksijeni azalmıştır. Venöz kan yaklaşık 40 mmHg oksijen parsiyel basıncına ve %75 hemoglobin saturasyonuna sahiptir. Arteryel ve venöz yüzde arasındaki fark ayrılma yüzdesini verir ki; bu fark %%75=%22 'dir.




Şekil Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisi.
Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisi sigmoidaldır. 70–80 mmHg'nın üzerindeki oksijen basıncı değerlerinde, eğrinin relatif olarak düz olması nedeniyle, oksijen parsiyel basıncındaki oldukça belirgin değişikliklere rağmen hemoglobinin yüzde saturasyonu çok az değişir. Bu nedenle oksijen parsiyel basıncındaki büyük değişiklikler hemoglobinden çok az oksijen kaybı ile sonuçlanır. Bununla birlikte, eğrinin dik olan kısmında oksijen parsiyel basıncındaki küçük değişmeler yüzde saturasyonunda büyük değişikliklere neden olur. Hafif egzersizde görülebileceği gibi, venöz kanda oksijen parsiyel basıncının 40 mmHg'dan 30 mmHg'ya inmesi yüzde saturasyonunu %75'den %58'e düşürür. Egzersiz sırasında arteryel kanda yüzde saturasyonu genellikle %97 olduğundan, venöz kan yüzde saturasyonundaki bu değişme daha çok oksijenin dokulara bırakıldığını gösterir. Bu durumda ayrılma yüzdesi %%58=%39'dur. Görüldüğü gibi, oksijen parsiyel basıncındaki düşme ile orantısız, daha fazla oksijen hemoglobinden ayrılır. Ağır egzersiz sırasında venöz kanda oksijen parsiyel basıncı 20 mmHg veya daha aşağılara düşer ve ayrılma yüzdesi %’lere çıkar.
Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisi hemoglobinin yüzde saturasyonu ile olduğu gibi, yüzde oksijen hacmine göre de hazırlanır. Normal bir şahısta, mililitre kanda ortalama 15gram hemoglobin bulunur. (Kadınlarda 14 g/dL, erkeklerde 16 g/dL.) 1 gram hemoglobin 1,34 mililitre oksijenbağlar. Bu nedenle, kandaki hemoglobinin % satüre olması durumunda mililitre kan hemoglobine bağlı olarak 1,34x15 x(%/) = 20,1 mililitre oksijen içerir. Bu değer genellikle %20 hacim olarak ifade edilir. Bu miktara, kanda fiziksel olarak çözünen oksijen miktarı eklendiğinde kanın oksijen taşıma kapasitesini verir.
Arteryel kanda hemoglobinin %97'si satüredir ve arteryel kan hemoglobine bağlı olarak 19,5mL/dL oksijen içerir x15x(%97/)=. Plazmada da çözünmüş olarak mililitre oksijen bulunduğundan, mililitre arteryel kandaki toplam oksijen miktarı 19,8 mililitredir. Venöz kanda hemoglobinin %75’i saturedir ve toplam oksijen miktarı 15,2mL/dL’dir. Arteryel ve venöz kan oksijen miktarları arasındaki fark dokulara bırakılan oksijen miktarını verir. mililitre kanla 19,8–15,2=4,6 mililitre oksijen dokulara bırakılmış demektir. Bunun mililitresi plazmada çözünmüş olarak, geriye kalan ise hemoglobine bağlı olarak taşınan oksijendir (Tablo ). Kanın oksijen taşıma kapasitesinin, hemoglobin konsantrasyonunun bir fonksiyonu olduğu açıktır.

Tablo Arteryel ve venöz kanın oksijen ve karbondioksitiçerikleri.

	15 g Hb içeren kandaki mL/dL
	Arteryel kan		Venöz kan
	(PO2=95mmHg, PCO2=40 mmHg, %97 Hb satüre)		(PO2=40mmHg, PCO2=45 mmHg, %75 Hb satüre.)
Gaz	Çözünmüş	Hb’e bağlı	Çözünmüş	Hb’e bağlı
O2
CO2

Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisinde kayma ve önemi

Birçok faktör oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisini sağa veya sola kaydırır. Sağa kayma oksihemoglobinden daha fazla oksijenin serbest kalması ile sonuçlanır. Başka bir deyişle sağa kayma hemoglobinin oksijene afinitesini azaltır. Bunun tersine sola kayma hemoglobinin oksijene afinitesini artırır; hemoglobinden oksijenin serbest kalışını azaltır. Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisini sağa kaydıran başlıca 4 faktör vardır: (1) Hidrojen iyonu artışı (pH'da düşme), (2) Karbondioksit basıncı artışı, (3) Isı artışı, (4) Eritrositlerde 2,3 DPG (difosfogliserat) konsantrasyonunun artması. Bu faktörlerin ilk üçü, dokularda oksijen ihtiyacının arttığı durumlarda ortaya çıkar. Eritrosit DPG konsantrasyonu artışı ise, atmosfer basıncının azalması (yükseğe çıkma) ve anemi koşullarında ortaya çıkar. Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisini sola kaydıran faktörler ise şunlardır: (1) Hidrojen iyon konsantrasyonunun azalması. (2) Fetal hemoglobin (Hb F).

Oksijen taşınmasına pH ve ısının etkisi

Farklı pH değerlerinde hemoglobinin yüzde saturasyonu oksijen parsiyel basıncının bir fonksiyonu olarak çizildiği zaman disosiyasyon eğrisinin pH'daki düşmeyle sağa ve pH'daki yükselme ile sola kaydığı görülür (Şekil ). Kanda pH’nın normal 7,4 değerinden 7,2’ye düşmesi disosiyasyon eğrisini %15 sağa kaydırır. Diğer yandan pH'nın 7,6’ya çıkması eğriyi aynı oranda sola kaydırır.



Şekil Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisine pH’nın etkisi.
pH düştüğünde hemoglobinle oksijen arasındaki bağ gücü (afinite) azalır, yükseldiğinde ise artar. pH’daki azalma ve karbondioksit parsiyel basıncındaki artışa paralel olarak oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisinin sağa kayması Bohr etkisi olarak bilinir.Hemoglobinin oksijene afinitesi azaldığında akciğerlerde kanın oksijenle birleşmesi daha az, fakat dokularda oksijenin ayrılması daha fazladır. Bununla birlikte hemoglobin ve oksijen arasındaki afinitede azalma akciğerlerdeki yüksek oksijen parsiyel basıncı değerlerinde, dokulardaki düşük oksijen parsiyel basıncı değerlerinden daha az etkiye sahiptir. Bu nedenle kan pH'sı düştüğü zaman net etki; dokuların daha çok oksijen almalarıdır. Tablo ’de görüldüğü gibi pH=7,4 iken dokulara 4,6 mL oksijen bırakılırken, pH’nın 7,2 olması durumunda dokulara 6,6 mL oksijen bırakılır.

Tablo pH’nın afinite ve dokulara bırakılan oksijen üzerine etkisi.

pH	Afinite	Arteryel O2 ( mL’de)	Venöz O2 ( mL’de)	Dokulara bırakılan oksijen
	Normal	mL	mL	mL
	Artma	mL	mL	mL
	Azalma	mL	mL	mL

pH, karbondioksit tarafından karbonik asit oluşumu ile düştüğünden, dokularda karbondioksit üretiminin artması durumunda Bohr etkisi dokulara daha fazla oksijensağlar.Dokularda kana giren karbondioksit oksijenin hemoglobinden kolayca ayrılmasını ve dokulara oksijenin daha yüksek basınçda verilmesini sağlar. Yani, disosiyasyon eğrisi dokularda sağa kayar. Diğer yandan, kan akciğerlerden geçerken karbondioksit kandan alveollere difüze olur. Bu olay kanda karbondioksit parsiyel basıncını düşürerek pH'yı yükseltir, çünkü kanda karbonik asit azalır. Bu etkiler sonucu disosiyasyon eğrisi akciğerlerde sola kayar. Böylece hemoglobine bağlanan oksijen miktarı artarak, dokulara daha fazla oksijen taşınması sağlanır.
Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisi sabit pH, farklı ısı değerlerinde oluşturulduğu zaman hemoglobinin oksijene afinitesinin ısıdaki yükselme ile azaldığı görülür. Isıdaki artış hemoglobin ve oksijen arasındaki bağı zayıflatır ve bu yüzden pH'daki düşme ile aynı etkiye sahiptir; oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisi sağa kayar. Yüksek ısılarda dokulara daha fazla oksijen bırakılır. Bu etki egzersiz sırasında ısınan kaslara sağlanan oksijeni artırır.

2,3-DPG'ın oksijen taşınmasına etkisi

Eritrositlerde çekirdek ve mitokondri yoktur. Bu yüzden aerobik solunum yapamazlar. Vücutta oksijeni taşıyan, ama onu kullanamayan tek hücre eritrositlerdir. Eritrositler enerjiyi glikozun anaerobik yıkımı ile elde ederler. 2,3 DPG, eritrositlerde Embden-Meyerhof yoluyla glikolizin (glikozun piruvata kadar yıkımı) bir ürünü olan 3-fosfogliseraldehitten oluşur. 2,3-DPG oluşumu oksihemoglobin tarafından inhibe edilir. (Oksihemoglobin muhtemelen 2,3-DPG oluşumunu sağlayan 2,3-DPG mutaz enzimini inhibe eder.) Bu nedenle oksihemoglobin konsantrasyonu azaldığında 2,3-DPG artar. 2,3-DPG deoksihemoglobinin  zincirlerine bağlanan, fakat oksihemoglobine bağlanmayan bir anyondur. Bir mol deoksihemoglobin 1 mol 2,3-DPG bağlar.
HbO₂ + 2,3-DPGHb-2,3-DPG + O₂
2,3-DPG konsantrasyonundaki artma reaksiyonu sağa kaydırır ve böylece oksijenin açığa çıkmasına yol açar. 2,3-DPG deoksihemoglobinle birleşir ve onu daha stabil yapar. Bu nedenle doku kılcal damarlarındaki oksijen parsiyel basıncında oksihemoglobinin büyük bir yüzdesi oksijeninden ayrılarak deoksihemoglobine dönüşebilecektir. Eritrositlerde 2,3-DPG'ın artması ve bu yüzden oksijen ayrılmasının artması durumunda oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisi sağa kayar.
2,3-DPG artışı hipoksi ile birliktedir. 2,3-DPG artışı; hemoglobin konsantrasyonu düştüğü zaman (anemide) ve oksijen parsiyel basıncı düştüğü zaman (yükseklerde) görülür. Anemide, hemoglobin konsantrasyonu normalin altına düştüğü zaman eritrositlerde 2,3-DPG üretimi artar. Önceden tartışıldığı gibi istirahatte mililitre kandaki normal 15 gram hemoglobin dokulara 4,6 mL oksijen bırakır. Hemoglobin konsantrasyonu yarı yarıya düşürülürse dokuların normalin yarısı kadar; 2,3 mililitre oksijen alacağı beklenir. Oysa bu şartlar altında dokulara mililitre kanla 3,3 mililitre oksijen bırakıldığı gösterilmiştir. Bu durum hemoglobinin oksijene afinitesinde bir azalma meydana getiren 2,3-DPG artışı nedeniyle oluşur. Yükseğe çıkılması, eritrosit 2,3-DPG'ında artmanın bir sonucu olarak P₅₀'de artma ve dokular için elverişli oksijen miktarında artışa neden olur. (P₅₀: hemoglobinin %50’sinin oksijenle satüre olduğu oksijen parsiyel basıncı değeri; 26 mmHg.) Bununla birlikte hipoksik koşullara uyum göstermede DPG konsantrasyonundaki artışın önemi tartışmalıdır. Çünkü DPG konsantrasyonundaki artış aynı zamanda akciğerlerde hemoglobinin oksijene afinitesini de azaltır.

Hemoglobin F

2,3-DPG'ın etkileri ayrıca anne kanından fetal kana oksijen taşınmasında da önemlidir. Yetişkin hemoglobini (HbA) 2 ve 2 zinciri içermesine karşılık, fetal hemoglobin(HbF) 2  zinciri ile  zincirlerinin yerine geçen 2zincirine sahiptir (₂₂).  zincirleri  zincirlerinden 37 amino asit farklıdır. Oksijene afinite artışı HbF için karakteristiktir. Bu durum, HbA ile kıyaslandığında HbF'in DPG'a afinitesinin az olmasından kaynaklanır. 2,3-DPG, HbF’de  zincirlerinin yerine geçen  zincirlerine zayıf bağlanır. Annedeki normal yetişkin hemogobini 2,3-DPG'a bağlanabilir. Fetal hemoglobin ise bağlanamaz. Bu yüzden HbF, belli bir oksijen parsiyel basıncında oksijene HbA'dan daha çok afiniteye sahiptir. Belli bir oksijen parsiyel basıncında HbF, HbA'dan daha yüksek yüzde saturasyonuna sahip olabileceğinden plasentada oksijen anne kanından fetal kana geçer.

Hemoglobinin karbonmonoksitle birleşmesi

Karbonmonoksit, çok toksiktir ve hemoglobinle reaksiyona girerek karbonmonoksihemoglobin (karboksihemoglobin, COHb) oluşturur. Karbonmonoksit, hemoglobin molekülünde oksijenin bağlandığı aynı noktaya bağlanır. Bundan dolayı oksijen taşıyan hemoglobin saturasyonunda düşüşe neden olur. Karbonmonoksit bu şekilde kanın oksijen taşıma kapasitesini azaltır. Dahası, oksijene göre karbonmonoksitin hemoglobine afinitesi kat daha fazladır. Bu nedenle, alveollerdeki karbonmonoksit basıncının, normal alveoler oksijen basıncının ( mmHg) 1/’si olması (0,4 mmHg), oksijenle eşit olarak yarışmaya yeterlidir. Bu durumda hemoglobinin yarısı oksijen yerine karbonmonoksite bağlanabilir. Bu nedenle sadece 0,6 mmHg’lık karbonmonoksit basıncı ölümcül olabilir. Karbonmonoksit disosiyasyon eğrisi aynen oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisine benzer, ancak karbonmonoksitin hemoglobine afinitesi kat daha fazla olduğundan, yatay eksende gösterilen karbonmonoksit basıncı değerleri, oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisindekinin 1/’si kadardır.
Karbonmonoksit zehirlenmesinde sebebin karbonmonoksitin hemoglobin için oksijenle yarışması olduğu düşünülürse de, esas mekanizma doku hipoksisidir. Karbonmonoksit zehirlenmesi anemik hipoksinin bir şekli olarak nitelendirilir; kanın toplam hemoglobin içeriği karbonmonoksitten etkilenmez ama oksijeni taşıyabilecek hemoglobinde bir eksiklik vardır. Diğer yandan karbonmonoksit oksihemoglobin disosiyasyon eğrisini doku düzeyinde sola kaydırır. Karbonmonoksit sadece hemoglobin üzerindeki oksijenin yerine geçmekle kalmaz, aynı zamanda oksijenin doku düzeyinde hemoglobinden ayrılmasını güçleştirir ve serbestlenen oksijen miktarını azaltır. Karbonmonoksit zehirlenmesinde kanın oksijen içeriği çok azalmış olsa bile arteryel kan PO₂ düzeyi normal kalabilir. Karbonmonoksit, oksijen parsiyel basıncında bir azalma yapmaksızın arteriyel kanın oksijen doygunluğunda bir azalmaya neden olur. Arteryel kan PO₂ normal kaldığı ve periferik (aortik ve karotid cisimler) kemoreseptörler uyarılmadığı için solunum çok az uyarılır. Bu nedenle karbonmonoksite maruz kalmak tehlikelidir. Çünkü beyin oksijen eksikliğinden ilk etkilenen organlardan biri olduğu için kişi tehlikeyi fark etmeden önce oryantasyonu bozulur ve bilincini yitirir. Karboksihemoglobinin (COHb) kiraz kırmızısı rengi deri, tırnak yatağı ve mükoz zarlarda gözle görülür, siyanoz (parmak ve dudaklarda mavimtrak renk) gibi hipokseminin açık bir belirtisi yoktur. Karbonmonoksit tatsız, renksiz, kokusuz olması ve tahriş etme özelliğinin olmaması nedeni ile fark edilmediği için sessiz katil olarak bilinir.
Karbonmonoksit zehirlenmeleri % oksijen uygulamaları ile tedavi edilebilir. Çünkü yüksek basınçlardaki oksijen karbonmonoksiti hemoglobinden çok daha hızlı ayırır. Oksijenle birlikte %5’lik karbondioksit uygulaması, solunum merkezini uyarır. Böylece alveoler ventilasyon artar; alveoler karbonmonoksit konsantrasyonu azalır ve kandan karbonmonoksit daha çabuk uzaklaştırılır. Böylece, yoğun oksijen ve karbondioksit tedavisi ile tedavisiz duruma göre karbonmonoksit 10 kat daha hızlı uzaklaştırılabilir.

Hipotermide kan gazlarının takibinde iki strateji mümkündür. Alpha-stat metodu ( sürüngenlerde hakim olan mekanizma) ve Ph-stat metodu(kış uykusuna yatan hayvanlarda hakim olan mekanizma). Alpha-stat 37 °C’e tekrar ısıtılan kandaki normal pH ve kan gazlarının (Ph , Pc02 40mmHg) sürdürülmesini amaçmonash.pw Vivo Hipotermik kan alkalik ve hipokapniktir. Ph-stat metodu hipotermik kanda in vivo normal değerlerin sürdürülmesini amaçlar. 37 °C’e ısıtıldığında kan asidotik ve hiperkapnik olur. Alpha-stat metodunun kullanımı beyin perfüzyonunun otoregülasyonunu korur ve hücresel enzim aktivitesini optimize eder. Kanın alkalozundan dolayı oksihemoglobin disosiasyon eğrisi sağa kayar buda hemoglobinin oksijene ilgisinin artması anlamına gelir, hipotermi etkisiyle daha da sağa kayan oksihemoglobin nedeniyle hemoglobin molekülü tarafından taşınan oksijenin dokular tarafından elde edilebilirliği önemli ölçüde azalır. Çok düşük sıcaklıklarda dokuların en önemli oksijen kaynağını kanda çözünmüş haldeki oksijen karşılar.

pH stat stratejisi yüksek CO₂ seviyesi nedeniyle serebral damarların devamlı güçlü bir dilatasyonuna sebeb olur. Beyin perfüzyonunun otoregülasyonu kaybolur ve serebral kan akımı oldukça artar. Beyin ve kan arasındaki sıcaklığın dengeye gelme süresi kısalarak hızlı ve homejen bir beyin soğuması olur. Hiperkapni oksihemoglobin disosiasyon eğrisinin sola kaymasına neden olur bu durum dokular için artmış bir oksijen mevcudiyetini doğurur.

Şekil. Oksijen Disosiasyon Eğrisi