SOLUNUM SİSTEMİ VE EGZERSİZ

Solunum canlı varlık ile onun dış ortamı arasındaki gaz değişimidir Solunum canlı varlık ile onun dış ortamı arasındaki gaz değişimidir. Genel olarak solunum iki olayı kapsar. - Dış (eksternal) solunum - Pulmoner ventilasyon ‘ da denir - Atmosferden oksijen alınması - CO2 ’nın vücuttan atılması - İç (İnternal) solunum - Alveoler ventilasyon’ da denir - Hücreler ve hücreler arası sıvı düzeyinde O2 ve CO2 değişimi

Solunum sisteminin en önemli görevleri ise; Gaz değişimi (O2’nin alınması, CO2’nin verilmesi) PH ve vücut ısısının düzenlenmesi Su ve ısı kaybının dengelenmesi

Egzersiz sırasında çalışan kaslar, ihtiyaç duydukları enerji için oksijen (O2) kullanır ve karbondioksit (CO2) üretir. Akciğerler, hava ile kanın karşılaştığı organlardır. O2’nin atmosferdeki hava ile kan arasındaki transferini ve büyük bir kısmı metabolik olarak üretilen CO2’in vücuttan atılmasını sağlar.

Akciğerler ve kan arasındaki O2 ve CO2 değişimi ventilasyon ve diffüzyon sonucu oluşur. Havanın akciğerlere mekanik olarak girip çıkması işlemine ventilasyon denir. Diffüzyon ise, moleküllerin yüksek konsantrasyondan düşük oldukları konsantrasyona doğru yaptıkları rastgele hareketlerdir. İstirahatten şiddetli bir egzersize geçilmesi, akciğerlere giren ve dışarı solunan hava hacminde değişikliğe neden olur. Bu miktar, dakikada 6 litreden 160 litreye kadar çıkabilir.

Akciğerlerin Temel Anatomisi Akciğerler ve kaburgalar arasında yer alan bu iki zar ve aralarındaki sıvı ventilasyon sırasında meydana gelebilecek sürtünmeyi azaltır.

Hava burun veya ağız yolu ile boğaz olarak da bilinen farinks’e (hava ve yiyeceklerin ulaştığı yere) ulaşır. Farinksten geçen hava ses tellerini içeren larinks’e (ses ve solunum organı) ve oradan da soluk borusu denilen trakea’ya ulaşır. Trakeadaki hava vücut ısısına göre ayarlanır, filtre edilir, nemlenir ve akciğerlere ulaşır. Trakea akciğerlerde bronş’lara, ve daha sonrada bronşiol’lere ayrılır. Bronşioller, gaz değişiminin meydana geldiği (O2’nin kana verilip CO2’nin alındığı) hava kesecikleri denilen alveol’lerde sonlanır.

Genel olarak, gaz değişimine katılmayan ağız, burun, larinks, trakea, bronşlar ve bronşiollere “iletim bölgesi” gaz değişiminin meydana geldiği alveollere ise “solunum bölgesi” adı verilir. Akciğerlerdeki gaz değişimi alveollerde yapıldığından bu kesecikler vücuttaki organların hepsinden daha fazla kapiller damara (kılcal damar) sahiptir. Solunum bölgesi İletim bölgesi

VENTİLASYON Ventilasyon iki bölümden oluşur: inspirasyon ve ekspirasyon. Havanın akciğerlere girişine inspirasyon, havanın akciğerlerden çıkışına ise ekspirasyon denir.

İnspirasyon (nefes alma) İnspirasyon sırasında kaburgalar ve sternum (göğüs kemiği), interkostal kaslar ve aynı zamanda diafram kasılır göğüs kafesi ve akciğerler genişler ve hacmi artar. Bu durumda akciğerlerin içindeki basınç azalır. Basıncın yüksek olduğu dışardan, basıncın düşük olduğu akciğerlere doğru hava akışı meydana gelir ve hava içeriye girer.

Ekspirasyon (nefes verme) Diafram ve interkostal kaslar gevşer, göğüs boşluğu daralır, akciğerler sıkışır, akciğer hacmi azalır, alveollerdeki basınç artar, Hava akciğerlerden dışarıya doğru itilir. Diafram Ekspirasyon

PULMONER VENTİLASYON Dakika Ventilasyonu (Solunum Dakika Volümü) - 1 dakikada akciğerlere alınan veya verilen hava miktarıdır. - Genellikle verilen dikkate alınır. - Dakika ventilasyonu iki faktöre bağlıdır. - Tidal Volüm (Solunum volümü) - Solunum frekansı (Soluk sayısı)

İstirahat ventilasyonu : İstirahat sırasında, MDV, cinsiyet ve vücut büyüklüğüne göre farklılıklar gösterir. İstirahat sırasında,ortalama solunum volümü 0.50 L (500 ml) solunum frekansı ise yaklaşık 12 soluk/dak’dır. Bu durumda, maksimum dakika ventilasyonu yaklaşık 6 L/dak olur.

SDV: SV x SF Solunum Dakika Volümü: Solunum Volümü x Solunum Frekansı : 500ml x 12 : 6000 ml 6 lt/dk

Egzersiz ventilasyonu : Egzersiz sırasında maksimum dakika ventilasyonu artar. Bunun en önemli nedeni, kasların kullandığı O2 ve ürettiği CO2 miktarının artmasıdır. Yapılan egzersizin şiddetine bağlı olarak maksimal dakika ventilasyonu, erkeklerde 180 L/dak, bayanlarda ise 130 L/dak gibi değerlere ulaşabilir. Solunum frekansı ise, özellikle de şiddetli egzersizler sırasında 12 soluk/dak'dan 35-45 soluk/dak’ya kadar çıkmaktadır.

Sabit bir yük altında egzersize solunumsal cevap üç safhada oluşur: 1 ) Egzersiz başlangıcında solunumdaki ani artış (hızlı komponent), -Bu komponent nörojeniktir, -10-20sn içinde meydana gelir, -Soluk sayısındaki artış ; kişiye ve yapılan işe göre değişir, -Egzersizin şiddetine bağlı olarak hızlı komponentte meydana gelen artış 3.safhanın yarısı kadar olabilir, -MSS’den kemoreseptörlerden ve mekanoreseptörlerden gelen uyaranlarla bu komponent meydana gelir.

2) Birinci safhayı takiben yavaş bir artış (yavaş komponent), İki dk süre içerisinde oluşur, Bu safhayı da; irade, istemli olaylar kondisyonel refleksler, oluşturarak soluk sayısının artmasını sağlarlar. 3 ) Bir süre sonra solunum dengeye (steady state) ulaşır, Submaksimal egzersizlerde oksijen tüketiminin ventilasyonla eşitlendiği noktada oluşur Egzersizin karakteri değişmedikçe soluk sayısı sabit kalır,

Egzersizde solunumun yanıtı ve ventilasyonda değişme

Egzersizden Sonra Ventilasyon Soluk sayısında ani bir düşüş meydana gelir, Hafif şiddetteki egzersiz metabolik asidoz oluşturmaz, Metabolik asidoz meydana getiren egzersizin solunum sayısı çok fazladır, Solunum frekansının artması metabolik asidozun önemli bir bulgusudur, Ağır bir egzersizden sonra ventilasyonun normale dönüşü uzayabilir. Efordan sonra ventilasyonun istirahat düzeylerine dönüşü şu faktörlere bağlıdır; -Egzersizin şiddeti, süresi, -Egzersiz şekli(izometrik, izotonik egz), -Bireyin kondisyon düzeyi,

Akciğer Volüm ve Kapasiteleri İnspirasyon yedek volümü (İYV), normal bir inspirasyonun ötesinde yapılan derin bir inspirasyon ile akciğerlere alınabilen (solunabilen) maksimal hava volümüdür. Ekspirasyon yedek volümü (EYV), normal bir ekspirasyonun ötesinde derin bir ekspirasyon ile ekspire edilebilen (akciğerlerden dışarı verilebilen) hava volümüdür. Rezidüel volüm (RV) ise maksimal bir ekspirasyondan sonra, akciğerlerde kalan hava volümüdür. Vital kapasite (VK), maksimal bir inspirasyondan sonra akciğerlerden dışarı verilebilen, maksimal hava volümüdür. Vital kapasite, solunum volümü, inspirasyon yedek volümü ve ekspirasyon yedek volümün toplamından oluşur.

Total akciğer kapasitesi (TAK), maksimal bir inspirasyondan sonra akciğerlerde bulunan hava volümüdür. İnspirasyon kapasitesi (İK), normal istirahat ekspirasyon düzeyinden sonra, maksimal bir inspirasyonla alınan hava volümüdür. İnspirasyon kapasitesi, solunum volümü ve inspirasyon yedek volümünün toplamıdır. Fonksiyonel rezidüel kapasite (FRK), normal ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava volümüne denir ve ekspirasyon yedek volümü ve rezidüel volümden oluşur. Zorlu vital kapasite (ZVK), maksimal inspirasyondan sonra süratle ve zorlu olarak yapılan ekspirasyon ile verilen hava hacmidir.

Bu volüm ve kapasiteler vücut büyüklüğü ve vücut pozisyonuna bağlı olarak değişiklikler gösterir.

Egzersiz İle Görülen Akut Değişiklikler Solunum volümü artar, Soluk frekansı artar, Oksijen kullanımı artar, Oksijen kullanımı arttıkça solunum dk volümü artar, Solunum dk volümü ihtiyaçtan fazla artar, Üretilen CO₂ maks iş kapasitesinin %60’ına kadar linear olarak artar, Egz yoğunluğu arttıkça asidozis gelişir, meydana gelen asidozis de; - Hiperventilasyona, - CO₂ ‘in atılmasına, - Kan pCO₂’nin azalmasına, - Alveolar pO₂’nin artmasına neden olur.

Egzersiz Esnasında Bir Spiroğramda şu değişiklikler görülebilir: Soluk hacmi istirahatte VK’nin %10’u iken egz esnasında %50’ye çıkabilir, Bu artış IRV kullanılarak oluşturulur, Soluk frekansı 40-50soluk/dk olabilir, İstirahatte ekspirasyon süresi inspirasyondan uzundur, egzersizde bunların süreleri eşit hale gelir, IRV miktarı önemli oranda azalır, ERV ise çok şiddetli egz de bile çok az değişir, RV’de bir artma meydana gelebilir,

Egzersiz Esnasında Bir Spiroğramda şu değişiklikler görülebilir: VK az da olsa azalabilir, FRK çok fazla değişmez veya biraz artabilir, TAK değişmez hatta azalma bile görülür, Akciğer alveollerinde istirahat O₂ difüzyon kapasitesi 25ml/dk/mm Hg iken eforda 400ml’ye çıkar, CO₂ difüzyon kapasitesi ise istirahatta 400ml/dk/mmHg iken eforda 1200ml/dk/mmHg’ya çıkar, Ağır egzersizde de bile solunum kasları ekonomik çalışırlar

Egzersizin Ventilasyonda Oluşturduğu Kronik Etkiler Soluk sayısında istirahatta çok az düşme görülür(sporcular daha düşük vent. sahiptirler) Egzersiz esnasında soluk frekansı ve hacmi anlamlı olarak artar, Dayanıklılık sporlarında VK artar, Yüzme ve bisiklet sporları VK’yı artırır, TAK’ta genellikle bir değişiklik görülmez, Solunum dk volümü sporcularda 200 lt/dk, sedanter yaşayanlarda 100 lt/dk’ya yükselebilir, Oksijen difüzyon kapasitesi maks eforda sedanterlerde 40ml/dk/mmHg iken sporcularda 75ml/dk/mmHg’dır, Maks istemli ventilasyon miktarı antrenmanlarla büyük oranda artar, Ventilasyon mekaniği spor yapmayan kimselerde torakal iken sportif kimselerde abdominal’dir, Egz akciğer kan akımını artırmasına rağmen göğüs içi basınç arttığında akciğer kan akımı azalır,

Sigaranın Sportif Performansa Etkisi Oksijen taşıma kapasitesini azaltır, Katekolamin salgısını artırır, Kalp atım sayısını artırır, Periferik vazokonstriksiyon görülür, Sistolik ve diastolik kan basıncı artar, Hipertansiyona neden olur, Sedenterlerde kalp hastalıkları riskini artırır, Mukavemet sporlarında performansı bozar, Hava yolları direnci artar, Diffüzyon kapasitesi azalır, Oksijen borcunu daha fazla artırır, Birkaç sigara ile performans %14 civarında azalabilir, Solunuma akut ve kronik etkiye sahiptir,

ALVEOLER VENTİLASYON Anatomik Ölü Boşluk Her solukta akciğerlere alınan havanın tümü alveollere ulaşmaz ve gaz değişimine katılmaz. Gaz değişmine katılmayan havanın kaldığı bölümlere ‘anatomik ölü boşluk’ denir. - Tidal volümün 500 ml, 150 ml’si (%33) anatomik ölü boşlukta kalır. Bu miktar; - Ölü boşluk hacmi - Yaş - Cinsiyet - Postüre göre değişir.

Alveolar ventilasyonun artışı solunum hızı (frekansı) ve derinliğinin (hacminin) artışına bağlıdır. - Derinliği (hacmi) az yüzeysel bir solunum soluk sayısı fazla olsa dahi normal O2 ihtiyacını karşılayamaz. - Aksine derin bir solunum, soluk sayısı az olmasına rağmen gerekli O2’yi kolayca sağlar. Şöyle ki;

Hızlı ve Yüzeysel Solunum Solunum Hızı (Frekans) Yavaş ve Derin Solunum Solunum Hızı (Frekans) 30 kez/dk 10 Soluk Hacmi (TV) 200 ml 600 ml Dakika Ventilasyon 6 L 6 lt Alveoler Ventilasyon (200-150) x 30 (600-150) x 10 = 1500ml….. 1,5 lt 4500 ml…… 4,5 lt

SOLUNUM DÜZENLENMESİ ve EGZERSİZ Solunum miktarı vücudun metabolik ihtiyaçları doğrultusunda düzenlenmektedir. - Metabolik ihtiyaç - solunum hızı - solunum hacmi

Solunum pons ve medulla oblangatada (omurilik soğanı) bulunan sinir hücrelerinin faaliyetleri ile düzenlenir. - Solunum Merkezi (omurilik soğanında bulunur) - Direk veya indirek kimyasal veya sinirsel yolla uyarılır.

Solunum Merkezi aşağıdaki etkenlere bağlı olarak solunumu düzenler; Akciğer gerilme reseptörleri (duyu alıcıları) Proprioreseptörlerden (eklem, kas ve tendon) gelen uyarılar Kanda H+ iyonu artışı Deri ve vücut ısısında meydana gelen değişimler Hormonal (örneğin epinefrin) ve sinirsel etkiler

VENTİLASYON ve ANAEROBİK EŞİK

Anaerobik Eşik Egzersizin şiddeti artıkça kaslara taşınan O2 miktarı artarken, gerekli enerjide aerobik sistemle sağlanır. Egzersiz şiddeti belirli noktayı aştığında ise aerobik sistem yetersiz kalmakta ve enerji üretimine anaerobik metabolizmalarda katılmaktadır. ATP yenilenmesine anaerobik metabolizmaların katıldığı bu egzersiz şiddetine ANAEROBİK EŞİK adı verilir.

Anaerobik eşik anaerobik enerji yolunun daha belirgin kullanımı sonucunda kasta oluşan laktatın (laktik asit) kana geçişinin hızlanması ve kanda laktatın uzaklaştırılmasının aynı oranda hızlı olmadığından birikmeye başlamasıdır. Laktat eşik değerinde büyük kişisel farklılıklar görülse de 2.5 - 4 mmol/lt arasındadır.

Anaerobik eşiğe ulaşma iş yükü; - Antrenmanlı kişilerde MaxVO2 ‘nin %80-85 egzersiz şiddetine - Sağlıklı antrenmansız kişilerde MaxV02’nin %55-65’i egzersiz şiddetine tekamül eder. - Anaerobik eşik sporcunun uygulayacağı optimal antrenman şiddetinin belirlenmesinde kullanılır. - Maksimal oksijen tüketiminin (MaxV02 %80’i yapılan çalışmalarda anaerobik eşik yükseltilmekte - Bu çalışmalarla anaerobik eşik MaxV02’nin %90’ına tekamül eden iş yüküne çıkabilir.