SOLUNUM SİSTEMİ FİZYOLOJİSİ Solunum kelimesi iki anlamda kullanılır. -Hücresel düzeyde ve – Organizma düzeyinde Hücresel düzeyde; hücresel oksidatif metabolizma Organizma düzeyinde ise; gaz değisim yüzeylerinin (akciğerlerin) atmosfer havası ile havalanması

Solunum Sisteminin Fonksiyonları Oksijen temin eder. Karbondioksidi atar. Kanın hidrojen iyon konsantrasyonunu (pH sını) düzenler. Konusmak için gerekli sesleri üretir.(fonasyon) Mikroplara karsı vücudu savunur.(solunum mukozasındaki kıllar, mukus salgısı, silyalar ile)

Solunum-Ses Solunum sisteminin bir diğer görevi de ses çıkarmaktır. solunum sisteminde dolasan hava, ses tellerini titrestirir, olusan bu sesin havayla dolu bosluklarda (ağız ve burun boşluğu ile farinks) yankılanmasıyla her kisinin kendine has sesi oluşur.

İletici Hava Yolları ÜST SOLUNUM YOLU Burun – Ağız Farinks (yutak) Larinks (gırtlak) ALT SOLUNUM YOLU Trakea (soluk borusu) Bronşlar Bronşiyoller Alveoller

Üst Solunum Yolları Burun yalnız solunum sistemine ait Ağız ve farinks hem solunum hem de sindirim sisteminin bileşeni Larinks epiglottis cord vocal’ler (ses telleri)

Alt Solunum Yolları Trakea, sağ ve sol iki ana bronşa ayrılması ile başlamak üzere alveollere kadar çok kez dallanır. Trekea’nın çevresi kıkırdak halkalarla kaplıdır. Bronşların çeperinde ise kıkırdak plaklar vardır.

Trakeadan sonra ilk dallanan yapılara bronslar(broncus principalis, bronchus lobaris, bronchus segmentalis), bronslardan sonraki daha dar çaplı yapılara da bronsioller denilmektedir. Buraya kadar olan kısımda gaz alısverisi olmaz, bu kanallar anatomik ölü bosluk olarak adlandırılır.Anatomik ölü boslukta bulunan hava hacmi 150 ml dir. Gaz değisimi yapılan alanlar ise respiratuvar bronsiol, duktus alveolaris ve alveol keseleridir. Anatomik ölü boşluk nedeni ile her bir solunum ile akciğerlere alınan 500 ml havanın yalnızca 350 ml sinde gaz değisimi yapılmaktadır.

Silya Respiratuvar bronsiollerin sonuna kadar tüm havayolu boyunca, epitelyal yüzeyler silya içerir. Tüm havayolu boyunca ayrıca mukus salgılayan epitel hücreleri bulunur. Silyalar sürekli olarak dalgalanma hareketi yaparlar. Farinkse doğru hareket ettiklerinde, bu hareket sayesinde solunum havasındaki toz gibi partiküller mukusa yapısır ve yavas ama sürekli hareket halindeki silya hareketleriyle farinkse dogru iletilir ve farinkse varınca burada yutulur veya dısarı atılır. Bu mekanizma, akcigerleri temiz tutmak için çok önemlidir.

Silyer aktivite zararlı pek çok etkenle inhibe edilebilir. Örnegin sigara içmek silyaları saatlerce immobilize eder. Silyer aktivitenin azalması akciğer enfeksiyonu ile ya da atılamayan mukusun havayollarını tıkamasıyla sonuçlanabilir. Siliyar mekanizma bozulunca kronik sinüzit ve akciğer enfeksiyonları ortaya çıkar. Solunum yollarındaki ikinci koruma mekanizması fagositlerdir. Tüm havayolu ve alveoller boyunca bulunan fagositler solunumla alınan bakterileri fagosite ederek bunların akciger hücrelerine ya da kan dolasımına geçmesini önlerler.

Bronş ve bronşiyol duvarları, bronş daraltıcı bronş genişletici sinir lifleriyle uyarılır. Parasempatik lifler daraltıcı, sempatik lifler ise genişletici etki gösterir. Hava yollarındaki duyu reseptörlerinin bazı maddelerle uyarılması bronşiyollerde daralmaya neden olur.

Alveol Alveol epitelinde Tip I hücrelerine ek olarak daha az sayıda Tip II hücreleri vardır. Morfolojik olarak Tip I den daha büyük olan bu Tip II hücreleri surfaktan denilen bir madde sentezlerler. Alveollerin iç yüzünü kaplayan sürfaktan maddesi alveollerin solunum sırasında sönümlenmesini engeller.

Sürfaktan Her alveolün içinde, dolaşım sisteminden sızan sıvılarla oluşturulan ince bir su tabakası mevcuttur. Bu su tabakası bir “yüzey gerilimi” kuvvetine sahiptir. Alveoller çok küçük olduklarından bu yüzey gerilimi kuvveti alveolleri kendi üzerine büzüp kapatacak (kollabe edecek) kadar kuvvetlidir. Tip-2 alveol hücreleri tarafından salgılanan SÜRFAKTAN maddesi, biyolojik bir deterjan gibi davranarak bu yüzey gerilimini ortadan kaldırır ve alveollerin nefes alma sırasında kolayca havayla dolarak şişmesini sağlar. Böylece akciğerlerin hacimsel uyumu (kompliyansı) artırılmış olur. Sürfaktan yokluğunda akciğerlerin genişlemesi zorlaşır.

Yenidoğanın Sıkıntılı Solunum Sendromu Prematüre bebeklerde alveol yarıçapları normalin ¼’ünden daha küçüktür. Sürfaktan çok az yada hiç yoktur (sürfaktan gebeliğin 35. haftasından sonra yapılmaya başlar). Akciğer kompliyansı çok düşük kalır Tedavisinde solunum desteği uygulanır.

VENTİLASYON (AKCİĞER HAVALANMASI) Havanın pulmoner yani akciğer sistemine alınıp verilmesine pulmoner ventilasyon denir. Ventilasyon; inspirasyon ve ekspirasyon olayları ile gerçeklestirilir.

Nefes alma (inspirasyon) Nefes verme (ekspirasyon) İnspirasyon ve ekspirasyonda görev alan yapılar: -Diyafram -Göğüs kafesi: Kaburgalar ve kaslar -Plevra Zarı

İnspirasyon (Soluk alma) Ekspirasyon (Soluk verme) Göğüs kafesi ve akciğerlerin genişlemesi olarak tanımlanır. İnspirasyonda göğüs boşluğu genişletilir ve akciğer içindeki basınç atmosfer basıncına göre azalarak, hava solunum yollarına akar. İnspirasyon gerçekleşirken önce diyafragma kasılır, bu sırada diyafragmanın kubbeliği azalıp, göğüs içinin longitudinal (düşey) çap artışı olur. Göğüs kafesini yukarı çeken kaslar inspirasyon kaslarıdır. Ekspirasyon (Soluk verme) Ekspirasyonda, inspirasyon sırasında yükselen kostalar aşağı iner ve diyafragmanın gevşemesi ile göğüs boşluğu hacmi azalır.

Akciğerler, Göğüs ve Karın Boşluğundaki Basınç Değişiklikleri İntraplevral basınç: Plevra: toraksın iç yüzünü, akciğerlerin üzerini, diyafragmayı ve akciğerlerin hilusunu örten seröz bir zardır. Toraksın iç yüzünü, diyafragmayı ve mediyasteni örten bölüme “pariyetal plevra”, akciğerlerin yüzeyini örten bölümüne “visseral plevra” denir. Plevranın pariyetal ve visseral yaprakları arasında intraplevral boşluk bulunur. Bu boşlukta negatif bir basınç vardır. (akciğer kollapsını önler.) Göğüs duvarında oluşabilecek herhangi bir delinme ya da kesik, plevra boşluğundaki negatif basıncı ortadan kaldıracağı için akciğerlerin kollapsına (büzüşme) neden olur. Bu durum pnömotoraks olarak bilinir.

İntrapulmoner basınç: İnspirasyon ve ekspirasyon sırasında alveoller içindeki basınçtır. Transpulmoner basınç: İntraplevral basınç ve intrapulmoner basınç arasındaki farka transpulmoner basınç adı verilir.

Akciğer Ventilasyonu(VE) Bir dakikada solunum sistemine giren veya çıkan hava hacmi olarak tanımlanır. Dinlenimde solunum hacmi 500 ml, soluk frekansı da dakikada 12 dir. Bu durumda dinlenimde ventilasyon veya solumun dakika hacmi =500 X 12=6lt/dk dır. Egzersizde ventilasyon artar.

Alveolar Ventilasyon: Akcigerlerde gaz degisimin gerçeklestigi bölgelere yeni havanın ulasma hızına alveoler ventilasyon denir. Soluk hacminden (500 ml), ölü boşluk hacminin(150 ml) çıkarılıp dakikadaki soluk frekansı (12) ile çarpımı alveolar ventilasyonu verir. (350x12=4200 ml)

Akciğer Hacim ve Kapasiteleri !!!Akciger hacim ve kapasiteleri insandan insana yas, cinsiyet, vücut yüzeyine göre farklılık göstermektedir. Cinsiyet farkı ? Tüm akciger hacim ve kapasiteleri, kadınlarda erkeklerinkinden % 20-25 daha düsüktür.

Akciger hacimleri.. Soluk hacmi (tidal volüm) İnspirasyon yedek hacmi Ekspirasyon yedek hacmi Artık (rezidüel) volüm

Soluk hacmi (tidal volüm)(TV) Her normal solunum hareketi ile akcigerlere alınan veya akcigerlerden çıkarılan hava miktarıdır. Miktarı ortalama 500 ml İnspirasyon yedek hacmi(IRV) Normal soluk hacminin üzerine alınabilen fazladan soluk hacmidir. Genel olarak 3000 ml civarındadır. Ekspirasyon yedek hacmi(ERV) Normal bir ekspirasyon hareketinden sonra, zorlu bir ekspirasyonla fazladan çıkarılabilen hava miktarıdır. Degeri yaklasık 1100 ml civarındadır. Artık (rezidüel) hacim(RV) En zorlu bir ekspirasyondan sonra bile akcigerlerde kalan hava hacmidir Degeri yaklasık 1200 ml kadardır.

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

Akciger kapasiteleri İnspirasyon kapasitesi Fonksiyonel artık kapasite Vital kapasite Total akciger kapasitesi

İnspirasyon kapasitesi(IC) Soluk hacmi ile inspirasyon yedek hacminin toplamına esittir. Degeri yaklasık 3000+500=3500 ml dir. Fonksiyonel artık(rezidüel) kapasite(FRC) Ekspirasyon yedek hacmi ile artık hacmin toplamına esittir. Bu normal bir ekspirasyondan sonra akcigerlerde kalan hava miktarıdır. Degeri yaklasık 1100+1200=3100 ml dir.

Total akciğer kapasitesi(TLC) Vital kapasite(VC) İnspirasyon yedek hacmi, soluk hacmi ve ekspirasyon yedek hacimlerinin toplamına eşittir. Akciğerlere girip çıkan maksimum hava miktarının göstergesidir. Değeri 3000+500+1100=4600 ml Total akciğer kapasitesi(TLC) Akciğerlerin mümkün olan en büyük inspirasyon hareketi sonrasında akciğerlerde bulunan maksimum hava miktarıdır. Vital kapasiteye artık volümün ilavesiyle bulunur. Degeri 4600+1200=5800 ml dir.

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

Akciger hacim ve kapasiteleri Spirometri ? Akciger ventilasyonunun incelenmesinde akcigerlere giren ve çıkan hava miktarlarının kaydedilmesidir. Spirometre ? Spirometri islemini yapan cihazlar. Spirogram ? Spirometre ile elde edilen akciger hacim ve degisikliklerini gösteren diyagram.

İnspiratuar Yedek Hacim 1900-3000 Inspiratuar kapasite Vital kapasite Tidal hacim 500ml Toplam AC Kapasitesi Ekspiratuar yedek hacim 700-1000 Fonksiyonel Rezidüel Kapasite Rezidüel Hacim 1100-1200ml

Akciğer hacim ve kapasiteleri

Solunum Membranından Gazların Difüzyonu Akciğer kapillerleri ile alveol havası arasındaki gaz alım verimi solunum membranında gerçekleşir. Solunum membranını; sürfaktan, alveol epiteli, epitelin bazal membranı, kapillerin bazal membranı, kapiller endoteli ve alveol epiteli ile kapiller endoteli arasında bulunan interstisyel alan oluşturur.

Parsiyel Basınç-Difüzyon Hızı Bir hava karışımı oluşturan gazların her birinin tek başına oluşturdukları basınca parsiyel basınç denir ve gazın difüzyonu parsiyel basınç ile doğru orantılıdır.

Akciğerlere Gelen Kandaki Gazların Basınçları Pulmoner arterlerle akciğerlere gelen kanda oksijen parsiyel basıncı 40 mmHg, CO2 basıncı ise 45 mmHg dır. Alveol havasında p O2 104 mmHg olduğu için O2, 64 mmHg lık bir farkla alveolden kana geçmektedir. Pulmoner arterlerle akciğerlere gelen kandaki CO2 parsiyel basıncı (45 mmHg), alveol içindeki atmosfer havasındaki CO2 parsiyel basıncına (40 mmHg) oranla daha yüksek olduğundan dolayı CO2 5 mmHg lık bir fark ile kandan alveol içine geçer. Böylece alveolü terkeden kanda PO2 104, PCO2 40 mmHg olur.

O2 ve CO2 yer degistirmesi.. O2 ve CO2 basınç farklarına baglı olarak yer degistirirler. Difüzyon ile…

Alveol,Kan ve Dokulardaki Oksijen ve Karbondioksit Basınçları

Kanda Oksijenin Tasınması Oksijenin Hemoglobinle Bağlanması Akcigerden kana geçen oksijenin % 97 si hemoglobine baglı olarak tasınır. % 3 ise plazmada çözünmüs durumda tasınır. Oksijenin Hemoglobinle Bağlanması Oksijenin hemoglobinle baglanması geri dönüsümlü bir baglanmadır. Akciger de yüksek bir afinite ile birbirlerine baglanırken, dokuda ise birbirlerinden ayrısırlar.

Hemoglobinle Birlesen Maksimum Oksijen Miktarı... 100 ml kan 15 gr hb içerir 1 gr hb 1,36 ml oksijen baglayabilir. Kandaki Hb, O2 ile % 100 doydugunda 20,4 ml oksijen baglar. Ancak Hb % 97 doydugundan, 100 ml kan 19,7 ml oksijen baglar. İlaveten 0,7 ml de kanda çözünmüs halde tasınır. Sonuçta 100 ml kanda tasınan O2 miktarı yaklasık 20 ml kabul edilir.

Karbondioksitin Kanda Tasınması 100 ml kanda ortalama 4 ml karbondioksit dokulardan akcigerlere 4 yolla tasınır. 1. Karbondioksitin çözünmüs olarak tasınması 2. Bikarbonat iyonu seklinde tasınması 3. Plazma proteinlerine baglı olarak karbomino bilesikleri halinde tasınması

Bikarbonat iyonu seklinde Karbondioksit % 70 oranında plazmada HCO3 iyonu seklinde tasınır. Hücrelerde olusan CO2, kana geçtigi zaman eritrositler içine alınır. Eritrositler içinde CO2, karbonik anhidraz enziminin etkisiyle H2O ile birlesir. Karbonik anhidraz CO2 + H2O HCO3- + H+ Yukarıdaki reaksiyonda ortaya çıkan hidrojen iyonları hemoglobin molekülüne baglanır, bikarbonat iyonları ise eritrositlerden plazmaya çıkar ve akcigerlere kadar plazmada gelir. Kan akcigerlere gelince, bikarbonat iyonlarının eritrositler içine girmesi ile reaksiyon tersine döner, sonuçta su ve karbondioksit olusur ve solunum yoluyla dısarı atılır. Karbondioksidin % 70 i bu yolla tasınır.

Kanda çözünmüs olarak: Plazma proteinleri ile birleserek: Çok az bir kısmı plazmada fiziksel olarak çözünmüs halde tasınır. Plazma proteinleri ile birleserek: Az bir kısmı da plazma proteinleri ile karbamino bilesikleri olusturarak tasınır.

Solunumun Kontrolü Solunumun hızı ve derinligi vücudun metabolik gereksinimlerine göre ayarlanır. Bu islevler merkezi sinir siteminde bulunan solunum merkezi tarafından yapılır.

Solunum Merkezi Solunum merkezi beyin sapında bulunur ve 3 ayrı hücre grubundan/ merkezden olusmustur. Bunlar; Dorsal solunum grubu-inspirasyon merkezi Ventral solunum grubu-ekspirasyon ve inspirasyon merkezi. Pnomotaksik merkez-solunum hızı ve tipi

Solunumun Düzenlenmesi 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 PCO2, PO2 ve PH degisikliklerine duyarlıdır) gelen uyarılar. -Deri ve vücut ısısında meydana gelen degişiklikler, -Hormonal (örnegin epinefrin) değişiklikler

Hipoksi Oksijen azlığıdır. Çesitleri; 1. Hipoksik hipoksi-PO2 düsük 2. Anemik hipoksi-Hb düsük 3. Stegnant hipoksi-dolasım bozuklugu 4. Histotoksik hipoksi-doku O2 yeterince kullanamıyor.

Anemik hipoksi: Kanda oksijen taşıma kapasitesi azalmıştır Anemik hipoksi: Kanda oksijen taşıma kapasitesi azalmıştır. Arteryel pO2 normal düzeyde olmasına karşın, O2 taşıyacak Hb miktarı yeterli değildir. Hb eksikliği ciddi boyutlara varmadığı sürece çok ağır seyretmez. Hipoksik hipoksi: Yüksek irtifada atmosfer pO2 i azaldığında, pulmoner ödem, ve solunum kaslarının felcinde görülür. Bu tip hipokside eritrositlere oksijen geçişi azalmıştır.

İskemik(stagnan) hipoksi: Akciğerlerde pO2 ve Hb konsantrasyonu normal olmasına rağmen, dokulara ulaşan oksijende azalma sözkonusudur. Kalp yetmezliği ve damar tıkanıklığı sonucu ortaya çıkar. Histotoksik hipoksi: Dokuya yeterli oksijen ulaşmasına karşın, hücreler, sitokrom oksidaz sistemini inhibe eden toksik maddeler nedeniyle oksijenden yararlanamaz. (zehirlenmeler)

Anoksi Hiperkapni Oksijenin hiç olmamasıdır. Vücut sıvılarında karbondioksit birikmesi anlamında kullanılır.

Solunum tipleri Eupnea: normal solunum Hiperpne: solunumun derinliğinin artması Hipopne: solunum derinliğinin azalması Polipne: solunumun sıklığının artması Apne: solunumun geçici olarak durması Taşipne: solunum hızının normalin üzerinde olmasıdır. Solunum hızlı ve yüzeyseldir fakat düzenlidir. Bradipne:Solunum hızının normalin altına inmesidir.Solunumun derinliği normal ve düzenlidir. Dispne: solunumun güçleşmesi; ventilasyonun hava isteğini karşılayamaması-hava açlığı

Stridor: Solunum sırasında üst solunum yollarındaki tıkanıklığa bağlı olarak ıslık yada horoz ötmesi niteliğinde bir sesin duyulmasıdır. Wheezing: Hava, iyice daralan soluk yollarından geçerken özellikle ekspirasyon sırasında duyulan hışıltılı sestir. Kussmaul Solunum: Solunum sık ve derindir. (üremi ve diabetik ketoasidozda) Biot Solunum: Takipne ve apne periyodları ile karakterize, düzensiz solunumdur. (kafa içi basıncın artmasında, MSS lezyonlarında) Cheyne-Stokes Solunum: Kısa süre duran solunum (10-15 saniye) yavaş yavaş yüzeysel olarak başlar. Gittikçe derinleşir. Hızlanır ve tekrar durur. Düzensiz ve güçlükle yapılan bir solunumdur. (kalp yetmezliği, pnömoni)