YAAR DOU SPOR BLMLER FAKLTES SPOR YNETCL YYB

YAŞAR DOĞU SPOR BİLİMLERİ FAKÜLTESİ SPOR YÖNETİCİLİĞİ YYB 229 - SPOR FİZYOLOJİSİ Prof. Dr. OSMAN İMAMOĞLU

SOLUNUM SİSTEMİ FİZYOLOJİSİ

Pulmoner ventilasyon n Havanın pulmoner yani akciğer sistemine alınıp verilmesine ventilasyon denir

Solunum dakika hacmi dakika ventilasyon Bir dakikada solunum yollarına giren yeni hava miktarıdır(VE). n Soluk hacmi (TV)ile soluk frekansının (f)çarpımıyla bulunur. n VE=TVXf n

Dinlenimde ventilasyon Solunum hacmi 500 ml, n Soluk frekansı dakikada 12 n Solumun dakika hacmi=500*12=6 lt/dk n

Alveoler ventilasyon n n Akciğerlerde gaz değişimin gerçekleştiği bölgelere yeni havanın ulaşma hızına alveoler ventilasyon denir. Gaz değişimi; alveoller, alveol kesleri, alveol kanalları ve respiratuvar bronşiyollerdir. İnspire edilen soluk hacmindeki hava terminal bronşiyollere kadar solunum yollarını doldurur. İnspire edilen havanın çok küçük bir bölümü alveollere ulaştırılır.

Anatomik Ölü boşluk Solunum havasının bir kısmı gaz değişiminin yapıldığı bölgeler ulaşmaz, burun, farinks, trakea, bronş ve bronşiyoller gibi gaz değişiminin olmadığı bölgelerde kalır. n Bu bölgelerde kalan havaya gaz değişimine katılmadığı için ölü boşluk havası denir. n Ölü boşluk hacmi 150 ml kadardır. n

Alveoler ventilasyon hızı n n Dakikada alveollere ve öteki bitişik gaz değişim alanlarına giren yeni hava mikatırıdır. Soluk hacminden ölü boşluk hacminin çıkartılmasından bulunur. (500 -350)*12=4200 ml dir. Alveoler ventilasyon akciğerlerde CO 2 ve O 2 konsantrasyonlarını belirleyen önemli bir faktördür.

Akciğer hacim ve kapasiteleri Spirometri ? n Akciğer ventilasyonunun incelenmesinde akciğerlere giren ve çıkan hava miktarlarının kaydedilmesidir. Spirometre ? n Spirometri işlemini yapan cihazlar. Spirogram ? n Spirometre ile elde edilen akciğer hacim ve değişikliklerini gösteren diyagram.

Akciğer hacimleri. . n Statik akciğer hacimleri Soluk hacmi (tidal volüm) n İnspirasyon yedek hacmi n Ekspirasyon yedek hacmi n Artık (rezidüel) volüm n n Dinamik akciğer hacimleri Zorlu ekspirasyon hacmi 1 n Maksimum istemli ventilasyon n

Soluk hacmi (tidal volüm) Her normal solunum hareketi ile akciğerlere alınan veya akciğerlerden çıkarılan hava miktarıdır. n Miktarı ortalama genç insanlarda 500 ml kadardır. n

İnspirasyon yedek hacmi Normal soluk hacminin üzerine alınabilen fazladan soluk hacmidir. n Genel olarak 3000 ml civarındadır. n

Ekspirasyon yedek hacmi Normal bir ekspirasyon hareketinden sonra, zorlu bir ekspirasyonla fazladan çıkarılabilen hava miktarıdır. n Değeri yaklaşık 1100 ml civarındadır. n

Artık (rezidüel) volüm En zorlu bir ekspirasyondan sonra bile akciğerlerde kalan hava hacmidir n Değeri yaklaşık 1200 ml kadardır. n

Akciğer kapasiteleri Solunum döngüsündeki olaylar tanımlanırken bazen akciğer hacimlerinin iki yada daha fazlasının bir arada ifade edilmesi gerekebilir. n Bu tür kombinasyonlar akciğer kapasiteleri olarak tanımlanır. n

Akciğer kapasiteleri İnspirasyon kapasitesi n Fonksiyonel artık kapasite n Vital kapasite n Total akciğer kapasitesi n

İnspirasyon kapasitesi Soluk hacmi ile isnpirasyon yedek hacminin toplamına eşittir n Değeri yaklaşık 3000+500=3500 ml dir. n

Fonksiyonel artık kapasite Ekspirasyon yedek hacmi ile artık hacmin toplamına eşittir. n Bu normal bir ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava miktarıdır. n Değeri yaklaşık 1100+1200=3100 ml dir. n

Vital kapasite İnspirasyon yedek hacmi, soluk hacmi ve ekspirasyon yedek hacimlerinin toplamına eşittir. n Akciğerlere girip çıkan maksimum hava miktarının göstergesidir. n Değeri 3000+500+1100=4600 ml n

Total akciğer kapasitesi Akciğerlerin mümkün olan en büyük inspirasyon hareketi sonrasında akciğerlerde bulunan maksimum hava miktarıdır. n Vital kapasiteye artık volümün ilavesiyle bulunur. n Değeri 4600+1200=5800 ml dir. n

Cinsiyet farkı ? Tüm akciğer hacim ve kapasiteleri, kadınlarda erkeklerinkinden % 20 -25 daha düşüktür. n İri ve atletik kişilerde küçük ve zayıf kişilerden daha düşüktür. n

Gaz değişimi; Solunum membranlarında Oksijen ve Karbondioksit değişimi Gaz değişimi basınç/konsantrasyon farkına ve gazların eriyebilirlik derecelerine göre difüzyon ile gerçekleşir. n Atmosfer havasından alveollere Oksijen n Alveollerden atmosfere ise CO 2 geçer. n

Parsiyel basınç-difüzyon hızı n Bir hava karışımı oluşturan gazların her birinin tek başına oluşturdukları basınca parsiyel basın denir ve gazın difüzyonu parsiyel basınç ile doğru orantılıdır.

Solunum yollarındaki havanın parsiyel basıncı Solunum yollarına giren kuru hava alveollere ulaşmadan önce nemlendirilir. n 37 C de su buharı basıncı 47 mm. Hg dır. n Alveollerdeki basınç 760 mm. Hg dan daha yüksek olamayacağı için su buharı, isnpirasyon yollarındaki diğer tüm gazları seyreltir. n

Alveol havasındaki gazların basınçları n n Alveollerdeki artık volüm nedeniyle her soluk alışverişte yeni gelen hava ile alveolde bulunan eski hava karışır. Özelliklede CO 2 miktarının artması diğer gazları seyreltir. Yer değiştiren eski alveol havasının miktarı total alveol havasının 1/7 si kadardır. Bu nedenle tüm alveol havasının yenilenmesi için bir çok soluğa ihtiyaç vardır. Alveol havasının bu şekilde yavaş değişimi solunumun kontrolünde önemlidir.

Alveol havasındaki gazların parsiyel basınçları Gazın adı Yüzdesi Basıncı Oksijen % 13, 6 104 mm. Hg Nitrojen (azot) % 79. 4 596 mm. Hg Karbondioksit Ve diğerleri Su % 5, 3 40 mm. Hg % 6, 2 47 mm. Hg Toplam 100 760

Eskpirasyon havası Alveol havası ile ölü boşluk havasının karışımıdır. n Ölü boşluk havasının oranı ile alveolar havanın oranı eskpirasyon havasındaki gazların miktarını belirler. n

Kanda ve vücut sıvılarında O 2 ve CO 2 taşınması O 2 ve CO 2 basın farklarına bağlı olarak yer değiştirirler n Difüzyon. . . n

Alveol, kan ve dokulardaki oksijen ve karbondioksit basınçları

Oksijen difüzyonu akciğerlerde 104 mm. Hg dan 40 mm. Hg ya doğru gaz difüzyonu olur. n Fark 64 mm. Hg dır n

Oksijenin kapillerlerden dokuya geçişi n n n Kanın bir bölümü alveoler kapillerleden geçmez ve akciğerlerden gelen temiz kan ile karışır. Böylece arteriyel kanın PO 2 si 104 den 95 mm. Hg ya düşer Oksijen doku hücreleri tarafından sürekli kullanılmaktadır. Bu nedenle dokuda hücre içi O 2 si kapillerdeki O 2 den düşüktür. Hücre içi PO 2 si 5 -40 mm. Hg arasında değişir, ortalama 23 mm. Hg dır. Kan PO 2 si kapillerlere geldiğinde hızla 40 mm. Hg ya düşer. Kapillerin girişi ile çıkışı arasındaki bu farka arteriyovenöz oksijen farkı denir

Karbondioksitin difüzyonu Oksijen dokular tarafından kullanılır, sonuçta hücre içi CO 2 miktarı artar. n Böylece CO 2 dokudan kapillerlere difüze olur. n Hücre içi PCO 2 46, arteriyel kan PCO 2 si ise 45 mm. Hg dır. 1 mm. Hg lık farkla difüzyon olur. n Pulmoner kapillerlere giren kanda PCO 2 45 mm. Hg, alveol havasında PCO 2 40 mm. Hg dır. 5 mm. Hg lık farkla difüzyon olur. n

Kanda oksijenin taşınması Akciğerden kana geçen oksijenin % 97 si hemoglobine bağlı olarak taşınır. n % 3 ise plazmada ve hücrede çözünmüş durumda taşınır n Oksijen iletimi: Alveollerdeki oksijen basıncı kılcal damarlarda daha fazla olası sonucu oksijen kolayca kana gecer. Arteriel kanda oksijen basıncı 100 mm. Hg olarak ölçülmektedir. Dokular düzeyinde ise kanda oksijen basıncı %40’a iner. Buda oksijenin dokulara geçtiğini gösterir. Kanda oksijenin %97 si eritrositler içerisinde hemoglobine bağlı olarak taşınır. Geri kalan %3 ise plazmada çözünmüş olarak taşınır. Oksijen iki şekilde organizmada kullanılır. a) C + O 2 = ısı ve enerji + CO 2 (CO 2 havaya atılır). b) 2 H 2 + O 2 = ısı ve enerji + 2 H 2 O (İdrarla atılır). Her iki olayda krebs cemberi içinde meydana gelir. Buda mitokondrilerde gerçekleşir.

Karbondioksitin kanda taşınması Dört şekilde olur: 1 -Plazmada HCO 3 iyonu şeklinde taşınması: Hücrelerde oluşan karbondioksit hücre düzeyinde kana geçtiği zaman eritrositler içine alınır. Eritrositler içinde karbonik anhidraz enzimi yardımı ile suyla birleşir H 2 CO 3 oluşur. Bu asit hemen H ve HCO 3 şeklinde iyonlarına ayrılır. 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 CO 2 oluşur ve solunum yolu ile dışarı atılır. 2 -Karbondioksitin bir kısmının hemoglobin molekülüne bağlanarak taşınması: 3 -Plazmada fiziksel olarak çözünmüş halde taşınması 4 -Bir miktar karbondioksitin plazma proteinleri ile Karbomino bileşikleri oluşturarak taşınması.

Solunum merkezi n n 1. 2. 3. n Solunum merkezi beyin sapında bulunur ve 3 ayrı hücre grubundan/ merkezden oluşmuştur. Bunlar; Dorsal solunum grubu-inspirasyon merkezi Ventral solunum grubu-ekspirasyon ve inspirasyon merkezi. Pnomotaksik merkez-solunum hızı ve tipi Solunumun düzenlenmesinde dorsal solunum grubu ana rol oynar.

Solunumun düzenlenmesi n n n n Solunum merkezlerine direkt ve indirekt olarak kimyasal ve sinirsel yollarla uyarılar gelmektedir. Solunum merkezini etkileyen faktörler şunlardır; Akciğerlerdeki gerilme reseptörlerinden gelen uyarılar, Eklem kas ve tendonlardaki proprioreseptörlerden gelen uyarılar, Kandaki H iyonu artışı, Aort kavsi ve karotid arterlerde bulunan kimyasal reseptörlerden (bu reseptörler kandaki PCO 2, PO 2 ve PH değişikliklerine duyarlıdır) gelen uyarılar. Deri ve vücut ısısında meydana gelen değişiklikler, Hormonal (örneğin epinefrin) ve sinirsel faktörlerle

Solunum tipleri n n n Eupnea: normal solunum Hiperpne: solunumun frekansının ve derinliğinin artması Polipne: solunumun sıklığının artması Apne: solunumun geçici olarak durması Dispne: solunumun güçleşmesi; ventilasyonun hava isteğini karşılayamaması-hava açlığı n n n Hiperkapni ve daha az ölçüde hipoksi Solunum kaslarınının yapmak zorunda olduğu iş Ruhsal durum

Solunum ekonomik olmamasında aşağıdaki temel faktörler etkilidir: 1 -Yüksek frekansla yanlış solunum (solunum kaslarının oksijenden yüksek enerji ihtiyacı, kullanılmış ve temiz hava arasındaki kötüleşmiş karışım oranı). 2 -Göğüs boşluğunda basıncın yükselmesi esnasında nefes tutmak. Halterde olduğu gibi ortaya çıkan tam engelleme ile örneğin kramp giren koşucularda. Yüklenme için uygun ventilasyona erişmeyi talep eden solunum faaliyeti bir defa akciger ve göğüs kafesinin elastik kuvvetlerinin aşılması için gerekli ve diğeri de hava yolunda girdaplı hava yoluyla hava solunumuna karşı korunan direncin kırılmasıdır.

Yüksek yüklenmede solunum dakika volümünün büyüklüğü ile hava direnci yükselir ve solunum faaliyetinin %85’ine kadar önemli bir rol oynar. Elastik direnç solunum derinliğine bağlıdır. Nefes alma ile elastik dokular gevşer. Akcigerin esneklik kabiliyetinin ölçüsü Compliance Kavramı ile tanımlanır. Ağız ve burun solunumunun yapılıp, yapılmaması sonucu önemlidir. Her durumda burun solunumu havayı önceden ısıttığı, nemlendirdiği ve toz partiküllerini tuttuğu için daha önemlidir. Nefesle alınan atmosferdeki havanın nemlilik derecesine sahiptir. Nefesle verilen hava ise daima %100 suyla doymuştur. Bu yüzden müsabakada antrenmandaki gibi burun solunumu oldukça uzun tutulmalıdır. Büyük soğuklarda antrenmanlarda (örneğin, kayak, buz pateni, atletlerin kışın antrenmanlarında) burun solunumu her şeyden önce bronşiollerin büyük soğuklardan korunmasını sağlar. Çok fazla yüklenmelerde burun solunumu her şeyden önce yeterli olmaz, o zaman ağız solunumu da devreye girmeli. Ağız ve burun solunumu beraber icra edilmelidir. Sporcularda daima ilgi uyandıran soru nefes öncesi durumdur. Bunun altında bir zorlamadan önce solunum istemli bir yükselmesini anlıyoruz. Bu sayede meydana gelmiş karbondioksit atılması olur, oksijenin önemli ölçüde bir depolanması buna karşın mümkün değildir. Bu durumda kazanılan şey kuvvetli tenefüs sonrası kısa maksimal zorlamalar icra edilir. Çünkü karbondioksit solunum merkezi yeni bir uyarı ortaya çıkıncaya kadar doldurulmalı. Teneffüs sonrası her bedensel faaliyete göre oksijen borcunun kapatılmasını gerektirir. Eğer karbondioksit fazla ise vücutta solunum hızlanır. C 02 az ise solunum yavaşlar.