SOLUNUM FZYOLOJS Do Dr Yasemin SALGIRLI DEMRBA Solunum

SOLUNUM FİZYOLOJİSİ Doç. Dr. Yasemin SALGIRLI DEMİRBAŞ

Solunum Fizyolojisi ile ilgili kavramlar q. Solunum: Canlı ile dış ortamdaki gaz alışverişidir. Karbon taşıyan kompleks moleküllerin oksidasyonu sonucu oluşan CO 2’in dışarı atılması, oksidasyon için gerekli O 2’nin ise içeri alınmasıdır. q. Nefes alıp verme: Atmosferdeki gazların aktif hareketlerle gaz alışverişi ile ilgili yüzeylere götürülmesidir. q. Ventilasyon (havalandırma): Atmosfer havasının akciğerlerin içine veya dışına hareketidir.

SOLUNUM SİSTEMİ (Respiratory System) Dış ortam ile organizma arasında oksijen (O ) ve karbondioksit (CO ) değişimi yapan sistemdir. Solunum 2 2 sistemi; solunum yollarından (ağız-burun, yutak, gırtlak, soluk borusu) ve akciğerlerden oluşur. Akciğerler, gaz değişim organı olarak işlev yapar. Solunum yolları ise akciğerlere hava giriş çıkışını (ventilasyon) sağlar. Yaşamın başlangıcından sonuna kadar aralıksız olarak dakikada hayvan türlerinde değişmekle birlikte ortalama 12 -30 defa ritmik şekilde solunum (respirasyon) yapılır. Zira yaşamın devamı için hücrelerin ihtiyacı olan oksijenin atmosfer havasından sürekli karşılanması; hücrelerde oluşan metabolizma artığı karbondioksitin ise sürekli vücut dışına çıkarılması gerekir. Solunum sistemi organları ile atmosferden organizmaya O 2’den zengin havanın alınmasına «soluk alma (inspirasyon)» ; organizmadan CO 2’den zengin havanın çıkarılmasına ise «soluk verme (ekspirasyon)» denir. İnspirasyon ile atmosferden solunum yollarına alınan hava içeriği O 2 akciğerlerden kan dolaşımına geçer; kan dolaşımından akciğer alveollerine bırakılan CO 2 ise ekspirasyon havası ile solunum yollarından atmosfere çıkarılır. Böylece hücrelerin metabolozma faaliyetleri için gerekli olan O 2 inspirasyon ile arteriyel kana geçirilirken; hücrelerin metabolizma artığı olarak venöz kanda buluna CO 2 ekspirasyon ile vücut dışına atılır. Sonuçta inspirasyon ve ekspirasyon olayının toplamı olarak solunum meydana gelir. Gerek O 2’ nin organizmaya alınması, gerekse CO 2’nin organizmadan atılması için solunum sistemi ile dolaşım sistemi sürekli iş birliği içinde çalışır. Her iki sistem arasındaki iş birliği eşgüdüm içinde yapılır. Örneğin herhangi bir nedenle organizmada daha fazla O 2 ihtiyacı doğarsa ya da organizmada CO 2 miktarı artarsa sinir sisteminin denetiminde solunum sayısı ve kalp atımı birlikte hızlanır. İş birliğinin sonucu olarak; O 2 ve CO 2 değişimi hem akciğerlerde hem de vücut doku kılcal damarlarında yapılır. Akciğer kılcal damarlarında atmosfer havası ile kan arasında yapılan O 2 ve CO 2 değişimine «dış solunum» doku kılcal damarlarında kan ile hücreler arasında yapılan O 2 ve CO 2 değişimine ise «iç solunum» denir. Dış solunum, üst ve alt solunum yolları ile akciğerlerde gerçekleşir.

Solunum; Dış solunum: Alveoller ile akciğer kapillerları arasındaki gaz alışverişi İç solunum: Sistemik kapiller kanı ile dokular arasındaki gaz alışverişi

ÜST SOLUNUM YOLLARI Solunum yolları, hava geçişini ve iletimini gerçekleştiren içi boşluklu organlardan oluşur. Solunum yollarının başlangıç kısmını oluşturan üst solunum yolları burun ve yutaktan oluşur. Burun; solunum yolunun başlangıcıdır ve aynı zamanda koku alma işlevi yapan organdır. Burnun solunum ve koku bölgelerine görevleri vardır. Burnun solunumla ilgili görevleri şunlardır: Solunum bölgesi; solunan havanın temizlendiği, ısındığı ve vücut ısısına uyumlu hale getirildiği alandır. Buruna giren hava, burun konkalarının kalorifer radyatörüne benzeyen kıvrımlı yapısında anaforlar yaparak mukoza ile iyice temas ettirilir. Mukoza içeriğinde yaygın bir şekilde bulunan kılcal damarlardan geçen kanın etkisiyle solunan hava ısınır ve nemlendirilir. Bu sırada solunum havasında bulunan toz, mikroorganizma gibi partiküller mukozadan salgılanan mukus tarafından tutulur. Nostrillerin hemen içinde bulunan küçük kıllar ise büyük toz partiküllerini ve yabancı cisimleri yakalar. Böylece burundan alt solunum yollarına geçen hava süzülerek temizlenir; ısıtılarak nemlendirilerek solunum organlarının hastalanması önlenir. Yutak; farinks solunum havasının geçit yoludur ve yutkunma ile ağızdaki besinleri yemek borusuna geçirir. İşlevi nedeniyle farinks hem solunum sistemi hem de sindirim sistemi organıdır. Yutağın solunumla ilgili görevleri şunlardır: *Solunum havasının geçişini sağlar, üst solunum yollarından alınan havayı alt solunum yollarına; alt solunum yollarından çıkarılan havayı da üst solunum yollarına geçirir. Solunum havasını ısıtır ve nemlendirir. *Solunum havasının geçişinde güvence sağlar. Burun boşluğu herhangi bir nedenle tıkanırsa; solunum farinks sayesinde ağızdan yapılabilir. *Duvar yapılarında bulunan lenfoid organ ve bez salgılarıyla solunum havasındaki mikroorganizmaları tutar. *Yutkunmada epiglottis kapanarak besinlerin alt solunum yoluna girmesi önlenir.

ALT SOLUNUM YOLLARI Alt solunum yolları, solunum işleviyle ilgili boru şeklindeki kıkırdak yapıdaki organlardır. Bu yollar, gırtlaktan başlar, trachea olarak akciğer dokusuna girer ve akciğerde dallanmalar (bronş, bronşiyol) yapar. Sonuçta akciğerlerin alveol denilen hava keseciklerinde sonlanır. Dolayısı ile bu yollar, larinks ile akciğer alveolleri arasında solunum havası iletimini sağlar. Alt solunum yolları gırtlak, soluk borusu ve akciğer bronşlarından oluşur. Gırtlak (larinks); solunum havasının farinksten soluk borusuna girişini sağlayan ve ses oluşturan bir organdır. Gırtlağın solunumla ilgili görevleri: *Solunum havasının geçişini sağlar; ancak besinlerin yutulması esnasında epiglottis ile alt solunum yollarının ağzını kapatır. *Yabancı maddelere karşı öksürük refleksini uyarır. Öksürük refleksi ile alt solunum yoluna kaçan yabancı maddeler dışarıya atılır. Öksürük refleksinin uyarılması ile önce derin bir inspirasyon yapılır, akciğerlere hava doldurulur, epiglottis ve vokal kordlar kapatılır. Daha sonra karın kaslar kasılır, diyafram yukarıya/ileriye itilir. Böylece toraks hacmi küçültülür, akciğerlerdeki hava şıkıştırılır. Sonuçta akciğerlerde oluşan yüksek basıncın etkisiyle epiglottis bir anda açılarak hapsedilen hava dışarıya fırlar ve öksürük olayı gerçekleşir. Bu esnada vokal kordları etkileyen hava öksürük sesi çıkarır; yabancı maddeler öksürükle çıkarılır. *İçerdiği mukus silyalarla solunum yollarını korur.

Soluk borusu (Trachea); larinksten başlayan ve akciğerlere uzanan alt solunum yoludur. Soluk borusunun görevleri: Trachea, elastik kıkırdak yapısı ile solunum yolunu sürekli olarak açık tutar; solunum havasını taşır. Zar ve kas yapısı ile solunum yolunun esnekliğine imkan verir. Goblet hücrelerinden salgıladıkları mukusla tozları ve mikroorganizmaları tutar; içerdikleri makrofajlarla mikroorganizmaları temizler. Solunum havasını ıstır ve nemlendirir. Silyalı epitelyum hücreleri ile yabancı maddelerin dışarıya atılmasını sağlar. Silyaların titrek hareketleriyle partikül içeren mukusu adeta süpürerek farinkse çıkarır.

Nefes alıp verme İnspirasyon (nefes alma) mekanizması: Aktif bir olaydır. Hacim a. Basınç Hava içeri girer Kostaların hareketi: İnterkostal kasların kasılması ile capitulum costa tuberculum costa içerisinde rotasyon yapar. Transversal çap artar. b. Diyaframın hareketi: Diyafram kontraksiyon yapar, kubbeliği kaybolur, düzleşir. – – Longitudinal Abdominal oraganlar geriye doğru itilir. çap artar. Karın kasları gevşer ve karın duvarı dışarı doğru genişler.

Ekspirasyon (nefes verme) mekanizması: Hacim Basınç Hava dışarı çıkar. Pasif bir olaydır. İnspirasyonla genişlemiş toraks pasif olarak eski haline döner. Bunun nedenleri: 1. 2. 3. 4. Kostaların ağırlığı ve inspirasyonla eğrilmeleri Kosta kartilagoların bükülmüş olması Gerilmiş olan abdominal kasların esnekliği (artmış abdominal basınç) Akciğerlerin esnekliği (kompliyans)

Solunum tipleri • Abdominal tip solunum: Diyafram hareketlerinin ön planda olduğu solunum tipidir. Esas solunum kası diyaframdır. Karın hareketleri belirgindir. • Kostal tip solunum: Kostaların hareketi daha belirgindir. Sıkı elbise, gebelik, enterit ve peritonit gibi olgularda gözlenir.

Solunum tipleri • • • Eupnea, hayvan ya da insan toraks ve diyaframa hareketlerinden habersizdir. Hyperpnea, solunumun sayısı veya derinliği yahut her ikisi artarsa, böylr bir duruma hiperpne denir. Canlı solunumdaki değişikliğin farkında olamyabilir. Polypnea, çabuk yüzeysel kesik olan solunuma denir. Panting (köpek soluması), en iyi köpeklerde tanınmış olmakla birlikte hayvanlar arasında çokça rastlanmaktadır. Köpeklerin solunum merkezi sadece alışılmış uyarılara değil aynı zamanda vücut ısısına da cevap vermektedir. Köpek vücudu alveoler ventilasyonu ayarlıyarak metabolik ihtiyaçlara, ölü aralık ventilastonunu ayarlayarak da sı dağılımına cevap vermektedir. Panting ölü aralık ventilasyonunun artmasına neden olmaktadır ve bu durum da ilgili bölgedeki mukoz membranlardan suyun evaporasyonunu sağlayarak serinlemeye neden olmaktadır. Apnea, solunumun geçici bir süre durması haline denir. Dypnea, güç solunuma denir. Dispnede kostal solunum belirgindir.

Solunum tipleri Cheyne-stokes solunum: Birbiri ardına gitgide artan derinlikte bir solunum yaptıktan sonra apnea görülür. • 3000 -4000 m yükseklikte, • bebeklerde uyku sırasında, • morfin kullanıldığında, • konjestif kalp yetmezliği, • travma, • beyin hasarında görülür. Biot solunum: Değişik derinlikte bir ya da birkaç solunum çabası ve iki periyot arasında uzun ve eşit olmayan duraklamalardan ibarettir. • Beyin hasarında görülür.

Solunum frekansı Farklı kondüsyonlardaki bazı hayvan türleri için solunum frekansları (solunum sayısı/dakika) Hayvan Kondüsyon Değişim sınırları Ortalama At Ayakta dinlenmede 10 -14 12 Süt ineği Ayakta dinlenmede 26 -35 29 Sternal pozisyonda 24 -50 35 Ayakta, 52 kg, 3 haftalık 18 -22 20 Uzanmış, 52 kg, 3 haftalık 21 -25 22 Domuz Uzanmış, 23 -27 kg 32 -58 40 Köpek Uykuda, 24 o. C 17 -25 21 Ayakta dinlenmede 24 -34 24 Uykuda 16 -25 22 Uzanmış, uyanık 20 -40 31 Ayakta, ruminasyonda, 18 o. C 20 -34 25 Aynı koyun ve kondüsyon, 10 o. C 16 -22 29 Buzağı Kedi Koyun Vücut ölçüsü, yaş, egzersiz, heyecan, çevresel ısı, gebelik, sindirim kanalı doluluk derecesi, sağlık durumu

Akciğer Hacim ve Kapasiteleri • Spirometre adı verilen aletle akciğer hacim ve kapasitelerini belirlemek mümkündür.

Soluk Hacmi (Tidal Volüm): Solunum olayının gerçekleşmesi esnasında alınan veya verilen hava miktarına Soluk Hacmi (Tidal Volüm) denilir. Canlının büyüklüğü ile orantılı olarak değişir, yaklaşık olarak insanda 500 ml kadardır.

Hayvan Türü Solunum Sayısı Tidal Volüm ml Sığır (Holştayn) 26 4230 At 10 7480 Köpek 13 200 Kedi 30 34

Akciğer volüm ve kapasiteleri • • • Akciğer volümleri Solunum volümü (tidal v. ): solunum tipi ne olursa olsun, inpirasyonla alınan ve ekspirasyonla verilen gaz hacmidir. İnspirasyon yedek hacmi: dinlenim halinde normal bir inspirasyon sonundan başlamak üzere, maksimal bir inspirasyonla alınan gaz hacmidir. Ekspirasyon yedek hacmi: dinlenim halinde normal bir ekspirasyon sonundan başlamak üzere, maksimal bir ekspirasyonla akciğerlerden çıkarılması mümkün gaz hacmidir. Rezidüel volüm: yapılması mümkün en kuvvetli ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan gaz volümüdür. Akciğer kapasiteleri İnspirasyon kapasitesi: canlı dinlenim halinde iken, ekspirasyon sonundan itibaren yapılan maksimal ekspirasyonla alınabilen hava volümüdür. Fonksiyonel rezidüel kapasite: solunum tipi ne olursa olsun, ekspirasyon sonunda akciğerlerdeki mevcut hava volümüdür. Vital kapasite: maksimal bir inspirasyondan sonra, mümkün olan en kuvvetli ekspirasyon ile çıkarılan hava volümüdür. Total akciğer kapasitesi: maksimal ekspirasyon sonunda, akciğerlerde mevcut tüm hava volümüdür. Dinlenim halindeki bir hayvan veya insanda solunum volümü, vücut ağırlığı bilindiği takdirde, aşağıdaki formülle hesaplanabilir. Solunum volümü (ml)= 0, 0074*Vücut ağırlığı (gram)

• Tidal Volüm: İnspirasyonla alınabilen ya da ekspirasyonla verilebilen hava miktarıdır.

• İnspirasyon Yedek Volümü: Kuvvetli bir inspirasyondan sonra ekspirasyon yapmadan maksimum güçlerle alınabilen hava miktarıdır. 4

• Ekspirasyon Yedek Volümü: Normal bir ekspirasyondan sonra maksimal güçler kullanılarak akciğerden çıkarılabilen hava miktarıdır.

• Rezidüel Volüm: Maksimum güçler kullanılarak ekspirasyon yapıldıktan sonra akciğerlerde kalan ve çıkarılamayan hava miktarıdır.

• Total Akciğer Kapasitesi: Vital Kapasite+Rezidüel Volüm’ün toplamı olarak belirlenir.

• İnspirasyon Kapasitesi: Tidal volüm ile inspirasyon rezervinin toplamıdır.

• Vital Kapasite: İnspirasyon rezervi, Tidal volüm ve Ekspirasyon rezervlerinin toplamıdır

• Fonksiyonel Rezidüel Kapasite: Ekspirasyon rezervi ile rezidüel volümün toplamıdır.

Akciğerler; solunumun gerçekleştiği organlardır. Organizmada eksternal gaz değişimi burada yapılır. Akciğerler, toraksı oluşturan sternum, kosta ve vertebraların oluşturduğu iskelet kafes içerisinde korunaklı bir biçimde yer alır. Kaslarla çevrilmiş toraks duvarı ile akciğerler arasında pleura denilen zar vardır. Akciğerler bu zarla çevrelenmiştir. Pleurayı üst ve yan çeperlerde göğüs kasları, arkada ise diyaframa kası sınırlar. Pleura zarı iki katlıdır. Parietal kat çevre kaslarına, viseral kat ise akciğer dokusuna yapışır. Bu iki kat arasında bir boşluk ve bu boşlukta az miktarda sıvı bulunur. Pleura boşluğunda negatif bir basınç vardır; negatif basınç solunumda akciğerlerin genişlemesine ve daralmasına olanak tanır. Tracheada başlayan solunum yolu dallanması alveollere kadar her bir akciğerde insanda 23, atlarda ise 38 -43 kez dallanır. İnsanda her bir akciğerde bronş dallanmalarının ilk 16’ sı «hava iletim bölgesi» , son 7’ si ise «solunum bölgesi» dir. Hava iletim bölgesi; akciğer loblarında bronş, bronşiyol ve terminal bronşiyol şeklinde oluşur. Bu dallanmalar sadece gazların akciğer içine ve dışına taşınmasını sağlayan kondüksiyon bölgesidir. Solunum bölgesi; terminal bronşiyollerin akciğer lobcuklarında yaptığı dallanmalarla oluşan gaz iletim ve değişim bölgesidir. Bu bölgede terminal bronşiyollerin dalları solunum bronşiyolleri haline gelir. Solunum bronşiyolleri ise dallanarak alveoler kanalları, onlarda dallanarak alveoler keseleri yapar. Alveoler keseler çok sayıda alveol içerir.