Kurbağa Kalbinin Oksijen Sarfiyatı ve İş Diyagramının İndikator ve Differential Fotosel Yardımıyla Gösterilmesi

Bu deneysel çalışmada, izole edilmiş kurbağa kalbinin yaptığı mekanik işi ve oksijen sarfiyatını aynı anda görselleştirebilen bir yöntem sunulmuştur. Otto Frank’ın indikator prensibine dayalı optik sistemle, basınç ve volüm değişiklikleri ışık hüzmesi aracılığıyla diyagram haline getirilmiştir. Sistemde volüm kapsülüyle bağlantılı piston, basınç kapsülü, dikey ve yatay konumlu aynalar ve fotoğraf kâğıdına yansıyan ışık kaynağı kullanılmıştır. Yatay sapmalar volüm değişimini, dikey sapmalar basıncı temsil eder; böylece diyagramda çevrelenen alan kalbin yaptığı işi verir. Oksijen sarfiyatı ise Barcroft’un manometresi yerine kullanılan diferansiyel fotosel yardımıyla ölçülür; bu sistemde ışık, oksijenle doyurulmuş ve fakirleşmiş iki hemoglobin çözeltisi üzerinden geçerek karşılaştırmalı ölçüm yapılır. Ringer veya Bromser solüsyonu ile yapılan deneylerde, kalbin glikoz ve oksijen tüketiminin iş yükünden etkilenmediği (“Hep veya Hiç” kanununa uyduğu) görülürken, kan solüsyonu ile yapılan perfüzyonda kalbin oksijen tüketiminin iş yüküyle doğru orantılı arttığı tespit edilmiştir. Bu durum, izolasyon altındaki kurbağa kalbinin biyokimyasal ayar mekanizmasının ne kadar hassas olduğunu göstermektedir.

This experimental study presents a method for simultaneously visualizing oxygen consumption and mechanical work output of an isolated frog heart. Based on Otto Frank’s cardiac indicator principle, a customized optical setup transforms pressure and volume fluctuations into a dynamic light-trace diagram reflecting cardiac work. The setup includes a pressure capsule, a volume-responsive piston system, and orthogonally mounted mirrors directing a light beam toward photographic paper. Horizontal light deflection maps volume changes; vertical deflection maps pressure, creating a closed-loop diagram whose area correlates with cardiac work. To measure oxygen consumption, a differential photocell replaces Barcroft’s manometer, utilizing two symmetrical light paths passing through hemoglobin solutions with differing oxygen saturation. The setup integrates both mechanical and biochemical metrics in a closed perfusion circuit using Ringer or Bromser solutions. Through separate modulation of arterial pressure and venous inflow, the study demonstrates that in perfusion media, glucose and oxygen uptake do not vary with workload—supporting the “all or none” principle. However, perfusion with blood solution reveals direct proportionality between oxygen consumption and work output, emphasizing the frog heart’s refined biochemical regulation even in isolation.