SOLUNUM SİSTEMİ FİZYOLOJİSİ


Solunum kelimesi iki anlamda kullanılabilir. Hücresel düzeyde, hücresel oksidatif (Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)bolizma anlamındadır. Organizma düzeyinde ise, gaz değişim yüzeylerinin, yani akciğerlerin atmosfer havası ile havalanması demektir. Solunum sistemi, dolaşım sisteminin atmosferle olan bağlantısını sağlar. Amfibian denilen kurbağa gibi hem karada hem de suda yasayan canlılarda (Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)bolizma düşük olduğu için cilt solunumu yeterlidir. Eğer insanlarda kurbağalar gibi cilt solunumu yapsalardı, o zaman insanların (Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)(Sansürlü Kelime)bolizması daha yüksek olduğu için, insan vücudunun yüzeyinin, gerçek yüzeyinden kat kat fazla olması gerekir idi. Akciğerler ağırlık olarak vücudun pek az bir kısmını oluştururlar, fakat yüzey olarak çok fazla bir yer kaplar.

Yunan mitolojisine göre, "PNEUMA" yani nefes, görülmez kişisel bir ruhtur ve sahibine hayat verir. Sağlıklı insanlar, soluk almayı, değerini takdir etmeden, verilmiş bir hak gibi kabul ederler, çünkü soluk alıp verme hemen hemen gayretsizdir ve bilinçsizce yapılır. Oysa solunum hastalığı olanlar için, her soluk bir altın değerindedir. Solunum hastalıkları genellikle, soluk havasının ya sigara dumanı ya da kirli hava ile kirlenmesinden kaynaklanır.

Solunum sisteminin bir diğer görevi de ses çıkarmaktır. Konuşurken, solunum sisteminde dolasan hava, ses tellerini titreştirir, oluşan bu sesin havayla dolu boşluklarda yankılanmasıyla bazı frekanslar diğerleri üzerine baskın çıkar, bu da her kişiye kendine has özel sesini verir.

SOLUNUM SİSTEMİ ANATOMİSİ

Solunum sistemi burun, ağız, farinks (yutak), larinks (gırtlak), trakea (soluk borusu), bronşlar, bronsioller, ve alveollerden oluşur. Trakeadan sonra ilk dallanan yapılara bronşlar, broşlardan sonraki daha dar çaplı yapılara da bronsioller denilmektedir. Bronşlar, bronsioller ve terminal bronsiollerde gaz alışverişi olmaz, bu kanallar anatomik ölü boşluk olarak adlandırılır. Anatomik ölü boşlukta bulunan hava hacmi 150 ml dir. Gaz değişimi yapılan alanlar ise respiratuvar bronsiol, duktus alveolaris, ve alveol keseleridir. Anatomik ölü boşluk nedeni ile her bir solunum ile akciğerlere alınan 500 ml havanın 350 ml sinde gaz değişimi yapılmaktadır.

Diffüzyon: Gerek akciğerlerde gerekse hücre düzeyinde gaz alışverişi diffüzyon ile olmaktadır. Bu diffüzyon pasif bir olaydır, yani gazlar konsantrasyon farkları doğrultusunda diffüzyona uğrarlar. Bir sıvıda çözünmüş olan gazin konsantrasyonu o gazin kısmi basıncı ile ifade edilmektedir. Gazin kısmi basıncı büyüdükçe, konsantrasyonu da artmaktadır. Akciğerlere gelen venöz kanda, alveol içindeki atmosfer havasına oranla, CO2 basıncı daha yüksek, O2 basıncı ise daha düşüktür; bu sebeple, CO2 alveol içine verilirken, O2 de kana geçmektedir. Kanda oksijenin % 97 si eritrositler içinde hemoglobine bağlı olarak taşınır, geri kalan % 3 ise plazmada fiziksel olarak çözünmüş halde taşınmaktadır. Karbondioksit ise 4 şekilde taşınır. % 70 oranında plazmada HCO3 iyonu seklinde taşınır. Hücrelerde oluşan CO2, kana geçtiği zaman eritrositler içine alınır. Eritrositler içinde CO2, karbonik anhidraz enziminin etkisiyle H2O ile birleşir.

Karbonik anhidraz:

CO2 + H2O HCO3 + H

Yukarıdaki reaksiyonda ortaya çıkan hidrojen iyonları hemoglobin molekülüne bağlanır, bikarbonat iyonları ise eritrositlerden plazmaya çıkar ve akciğerlere kadar plazmada gelir. Kan akciğerlere gelince, bikarbonat iyonlarının eritrositler içine girmesi ile reaksiyon tersine döner, sonuçta su ve karbondioksit oluşur ve solunum yoluyla dışarı atılır. Karbondioksitin % 70 i bu yolla taşınır. Karbondioksitin bir kısmı doğrudan hemoglobin molekülüne bağlanarak taşınır. Çok az bir kısmı plazmada fiziksel olarak çözünmüş halde taşınır. Az bir kısmı da plazma proteinleri ile karboamino bileşikleri oluşturarak taşınır.

Solunum Sisteminin Fonksiyonları:

1.Oksijen temin eder.

2. Karbondioksiti atar.

3. Kanın hidrojen iyon konsantrasyonunu (pH sini) düzenler.

4. Konuşmak için gerekli sesleri üretir (fonasyon).

5. Mikroplara karsı vücudu savunur.

6. Kan pıhtısını tutar ve eritir.

Solunum Sisteminin Organizasyonu:

Sağ ve sol olmak üzere 2 akciğer vardır. Akciğerler esas olarak ALVEOL denilen (alveolus, tekil; alveoli, çogul) içi hava dolu küçük keseciklerden oluşur. Alveol kanla, atmosfer havasının gaz değiştirdikleri yerdir ve her bir akciğerde yaklaşık 150 milyon alveol vardır. HAVAYOLU dış ortamla, alveol arasında havanın geçtiği tüm tüplere verilen isimdir. Inspirasyon soluk alma demektir ve solunum sırasında dış ortamdan, havanın havayolları aracılığı ile alveollere hareket etmesidir. Ekspirasyon ise soluk verme demektir ve havanın alveollerden dış ortama, yine havayolu aracılığı ile verilmesi demektir. Soluk alıp verme sırasında, 1 dakikada yaklaşık 4 litre hava alveollere girip çıkarken, alveollerin çevresindeki kapiller damarlardan ise 1 dakikada 5 L kan geçer. Ağır egzersiz sırasında hava akışı 30-40 kat artabilirken, kan akimi da 5-6 kat artabilir. Her zaman için alveole giren hava ile alveol çevresindeki kapillerler içindeki kan birbiriyle orantılı olmalıdır. Alveoler hava ile kapiller kan birbirinden çok ince bir zar ile ayrılmıştır, bu zar oksijen ve karbondioksitin diffüze olmasına olanak tanır.

Havayolu: Soluk alma sırasında, hava ya ağızdan ya da burundan farenkse geçer, farenks hem yiyecekler hem de hava için ortak bir geçiş yoludur. Farinks 2 tüpe ayrılır, birisi özafagustur ki buradan yiyecekler mideye geçer, diğeri ise larinks dir ki, bu havayolunun bir parçasıdır. Ses telleri larinkste bulunur, geçen havanın bu telleri titretmesi ile ses oluşur. Larinks trakea denilen uzun bir tüpe açılır. Trakeada 2 tane bronşa dallanır. Bir bronş sağ akciğere bir bronş da sol akciğere girer. (Bronchus=bronş, bronchi=bronşlar)

Trakea ve bronşların duvarları kartilaj denilen kıkırdak dokusu içerir ve kartilaj bu yapılara esneklik ve dayanıklılık verir. Akciğerler içerisinde bronşların dallanması devam eder, her bir dallanma daha dar, daha kısa, ve daha çok sayıda tüp oluşması ile sonuçlanır. Bu dallanmalar sırasında kartilaj içermeyen ilk dallanmalardaki tüplere bronsiyol denir. Alveoller, respiratuvar bronsiyollerden itibaren görülmeye baslar. Havayolları larinksten itibaren 2 bölüme ayrılır. 1)İletici kısım 2)respiratuvar kısım. İletici kısımda hiç alveol olmadığı için bu kısımda gaz değişimi olmaz. Respiratuvar kısım ise respiratuvar bronsiollerden itibaren baslar. Bu kısımda gaz değişimi olur. Farinksten, respiratuvar bronsiollerin sonuna kadar tüm havayolu boyunca, epitelyal yüzeyler silya içerir. Tüm havayolu boyuna ayrıca mukus salgılayan epitel hücreleri ile çeşitli bezler bulunur. Silyalar sürekli olarak farinkse doğru hareket halindedirler. Bu yapıyı mukustan yapılmış bir yürüyen merdivene benzetebiliriz. Bu yürüyen merdiven sayesinde solunum havasındaki toz mukusa yapışır ve yavaş ama sürekli hareket halindeki silya hareketleriyle farinkse doğru iletilir ve farinkse varınca, burada yutulur. Bu mukus yürüyen merdiveni akciğerleri temiz tutmak için çok önemlidir. Silyer aktivite zararlı pek çok etkenle inhibe edilebilir. Örneğin sigara içmek silyaları saatlerce immobilize eder. Silyer aktivitenin azalması akciğer enfeksiyonu ile ya da atılamayan mukusun havayolunu tıkamasıyla sonuçlanabilir. İkinci koruma mekanizması fagositlerdir. Tüm havayolu ve alveoller boyunca bulunan fagositler solunumla alınan küçük parçacıkları ve bakterileri fagosite ederek bunların öteki akciğer hücrelerine ya da kan dolaşımına geçmesini önlerler.

ALVEOL

Alveoller küçük, içi hava dolu keseciklerdir. Alveol duvarının havaya bakan iç yüzleri yalnızca 1 hücre kalınlığındadır. Bu iç yüzey Tip I hücreleri denilen epitel hücreleri tarafından 1 sıra olarak oluşturulmuştur. Alveollerin duvarları ayni zamanda kapiller damarları da içerir. Kapiller damarların endotel hücreleri, alveol endotel hücrelerinden çok az bir interstisiyel sıvı ve bir bazal membranla ayrılmıştır. Sonuç olarak kapiller damarlardaki kan, alveollerdeki havadan yalnızca 0,2 m m kalınlığında bir bariyerle ayrılmıştır. Ortalama bir eritrositin çapının 7 m m olduğunu düşünürsek, 0,2 m m lik bir bariyerin ne kadar ince olduğu çok açıktır. Kapiller damarlar ile temas eden alveol yüzeyinin toplam alanı 75 m2 dir ki bu bir tenis kortunun alanına eşittir, ya da bir diğer deyişle, vücut dış yüzeyinin 80 katidir. Bu kadar ince ve büyük bir alan olması sebebiyle oksijen ve karbondioksit büyük miktarlarda hızlıca değişmektedir.

Alveol epitelinde Tip I hücrelerine ek olarak daha az sayıda Tip II hücreleri vardır. Şekilsel olarak Tip I den daha büyük olan bu Tip II hücreleri surfaktan denilen bir madde sentezlerler.

GÖGÜS KAFESİ

Akciğerler toraks denilen göğüs kafesi içinde yerleşmiştir. Toraks kapalı bir bölmedir. Boyunda kaslar ve bağ dokusu tarafından sınırlanmıştır, altta ise diyafram denilen kubbe seklinde bir çizgili kas ile karından tümüyle ayrılmıştır. Toraks duvarları, omurilik, kostalar, iman tahtası (sternum), ve kostalar arasındaki kas olan interkostal kaslardan oluşur. Toraks duvarı ek olarak büyük miktarda elastik bağ dokusu içerir.

Her akciğer plevra zari denilen bir zar ile tamamen kaplanmıştır. Bu zar iki katli bir zardır. Plevra zarını hayalde canlandırmak için içi su dolu bir balona bir yumruğu bastırdığınızı düşünün. Yumruk akciğeri temsil etmektedir, yumruğu ilk saran balon zari visseral plevrayı temsil etmektedir. İkinci katman ise pariyetal plevrayı temsil etmektedir. Visseral plevra ile parietal plevra arasında intraplevral sıvı denilen çok ince bir sıvı tabakası vardır. Bunun toplam miktarı sadece birkaç ml dir. Gelişim sırasında bu iki plevra zari arasında yaklaşık 4 mm Hg lik negatif bir basınç oluşur. Bu negatif basınç sayesinde, normalde kollabe olması gereken alveol açık kalır. Bu negatif basınç alveolleri dışa doğru çekerken, göğüs kafesini de içe doğru çeker. Göğsün kesici aletlerle olan yaralanmasında parietal plevra delindiği için plevral aralıktaki basınç atmosfer basıncına eşitlenir, yani negatif basınç kalmaz. Pnemotoraks denilen bu yaralanmada alveolleri dışa doğru çeken negatif basınç olmadığı için akciğerler kollabe olur, yani söner.

İNSPİRASYON (SOLUK ALMA)

Inspirasyon, diyafram ve inspiratuvar interkostal kasların kasılmasıyla baslar. Diyaframın kasılmasıyla göğüs boşluğu karına doğru büyür. Interkostal kasların kasılmasıyla da göğüs yukarı ve dışa doğru büyür. Göğüsün bu büyümesi intraplevral aralıktaki basıncı daha da negatif yapar. Bu da akciğerleri daha da büyüterek havanın akciğerlere doğru emilmesine yol açar.

EKSPİRASYON (SOLUK VERME)

Inspirasyonun sonunda, diyafram ve inspiratuvar interkostal kaslara giden sinirler, kasları uyarmayı sonlandırır ve böylelikle kaslar gevşerler. Göğüs duvarı ve dolayısı ile akciğerler pasif olarak orijinal değerlerine dönerler. Akciğerler küçülünce, alveollerin içindeki hava sıkışır ve alveol içi basınç atmosfer basıncını geçer. Dolayısı ile alveol içindeki hava kolayca havayollarından dışarı atılır. Sonuç olarak istirahat halinde ekspirasyon pasif bir olaydır, inspiratuvar kasların gevşemesi ve akciğerlerin elastikiyeti sayesinde gerçekleşir. Fakat egzersiz sırasında daha büyük miktarda hava dışarı atılmak zorunda olduğu için ekspiratuvar interkostal kaslar ve karin kaslarının kasılmasıyla göğüs daha aktif olarak küçülür.

KOMPLİANS (ESNEME)

Belirli bir basınç altında belirli bir maddenin ne kadar esneyebildiğine o maddenin kompliansi denir. Dolayısı ile akciğerlerin kompliyansi ne kadar çok olursa, esneyebilmeleri de o kadar çok olur. Tersine komplians azalmışsa akciğerlerin esneyebilmeleri de zor olur. Akciğerlerin kompliyansinin azaldığı hastalıklarda, esneklik azaldığı için, akciğerleri genişletmek için daha fazla güç uygulamak gerekecektir. Bu tür hastalar, yüzeysel ve hızlı solurlar. Akciğerlerin kompliansini etkileyen bir diğer faktör de alveollerin yüzey gerilimidir. Alveollerin yüzeyleri nemlidir ve alveoller ince bir su tabakası ile kaplı gibi düşünülebilir. Bu su tabakası gerilmiş bir balon gibi davranır ve akciğerlerin genişlemesini engelleyen bir güç gibi davranır. Akciğerlerin genişlemesini etkileyen bu güce "yüzey gerilimi" denir. Sonuç olarak akciğerlerin genişlemesi hem akciğerlerin elastik dokusunu germek, hem de bu yüzey gerilimini asmak için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyacaktır. Alveollerdeki Tip II hücreler surfaktan denilen bir madde sentezlerler. Surfaktan yüzey gerilimini azalttığı için akciğerlerin kompliansini arttırır, yani akciğerleri genişletmek için daha az enerjiye gereksinim duyulur.

Respiratuvar Distress Sendromu denilen hastalıkta yeni doğan bebekler yeteri kadar surfaktan sentezleyemedikleri için bu bebekler soluk alıp vermek için çok enerji harcarlar ve çocukların yorgunluktan bitkin düşerek ölmelerine neden olabilir. Gebe kadına kortizol yapılması çocukta surfaktan sentezini artırır.

AKCİĞER KAPASİTELERİ

Tek bir solukla akciğerlere alınan veya akciğerlerden çıkarılan hava msktarina tidal volum (soluk hacmi) denir, miktarı 500 ml dir. Pasif ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava miktarına fonksiyonel rezidüel kapasite denir, yaklaşık 2300 ml dir. Zorlu bir ekspirasyondan sonra, akciğerlerde kalan hava miktarına rezidüel volüm denir, miktarı 1200 ml dir. Normal bir inspirasyondan sonra zorlu inspirasyon ile akciğerlere alınabilen hava miktarına inspiratuvar yedek volüm denir, 3000 ml civarındadır. Normal pasif ekspirasyondan sonra zorlu ekspirasyon ile akciğerlerden atılan hava miktarına ekspiratuvar yedek volüm denir, 1100 ml civarındadır. Normal bir ekspirasyondan sonra, zorlu inspirasyon ile akciğerlere alınabilen hava miktarına inspiratuvar kapasite denir.

Tidal volüm, inspiratuvar ve ekspiratuvar yedek volümlerin toplamı akciğerlere kas kuvveti ile alınıp verilebilen maksimum hava miktarını gösterir, ve buna vital kapasite denir. Vital kapasite genç erkeklerde 4,6 L genç kızlarda ise 3,1 L dir.

Maksimum ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava miktarına residüel volüm denir, ve yaklaşık 1200 ml civarındadır. Vital kapasite ile residüel volümün toplamına ise Total akciğer kapasitesi denir. Bu bahsedilen volümlere statik volümler denir, çünkü bu ölçümler hava akimi olmadığı zaman yapılan ölçümlerdir. Zorlu ekspirasyon sırasında yapılan akciğer volüm değişikliklerine ise dinamik akciğer volümleri denir. Bunlar FEV1 ve FVC dir. FEV1 birinci saniyede akciğerlerden çıkarılabilen hava miktarıdır. FVC ise maksimum inspirasyondan sonra akciğerlerden çıkarılabilen maksimum hava miktarıdır. Sağlıklı genç bireylerde FEV1 4 L FVC ,ise 5 L dir ve oran 0,8 dir.

GÖĞÜS HASTALIKLARI

Göğüs hastalıkları iki genel kısma ayrılırlar. Obsruktif Hastalıklar: Bu hastalıklarda hava yolu direnci artmıştır (amfizem, astım). Restriktif Hastalıklar: Akciğer kompliansi azalmıştır (pulmoner fibrozis, respiratuvar distress sendromu).

_______________________