SOLUNUM SİSTEMİ FİZYOLOJİSİ Yrd.Doç.Dr. Önder AYTEKİN

Solunumun amacı, dokulara oksijen sağlamak ve karbon dioksidi uzaklaştırmaktır. Bu amaç gerçekleştirilirken, solunum dört büyük fonksiyonel olaylar dizisi halinde bölümlenebilir: (1) havanın atmosfer ve akciğer alveolleri arasında içe ve dışa akımı, akciğer ventilasyonu (2) alveoller ile kan arasında oksijen ve karbon dioksidin difüzyonu (3) gerekli oksijeni hücrelere taşımak ve oluşan karbon dioksidi hücrelerden uzaklaştırmak üzere kanda ve vücut sıvılarında oksijen ve karbon dioksit taşınması (4) solunum regülasyonu ve solunumun diğer yönleri.

Göğüs kafesinin ve akciğerlerin genişlemesi sonucu atmosfer havasının alveollere ulaşmasına inspirasyon denir. Göğüs kafesi ve akciğer hacimlerinin azalması sonucu akciğerlerden havanın dışarı çıkmasına ekspirasyon denir.

AKCİĞERLERİN VENTİLASYONU İnspirasyon - Ekspirasyon

SOLUNUM MEKANİĞİ Akciğerler; göğüs boşluğunu dikine olarak uzatan veya kısaltan diyaframın aşağı ve yukarı hareketiyle göğüs boşluğunun ön-arka çapını artıran ve azaltan kaburgaların yukarı ve aşağı hareketiyle olmak üzere iki yolla genişleyebilir ve büzülebilirler.

Normal sakin solunum, yukarıda belirtilen iki mekanizmadan tamamen birincisiyle; yani diyaframın hareketi ile gerçekleşmektedir. İnspirasyon sırasında, diyaframın kasılması akciğerlerin alt bölümlerini aşağıya doğru çeker. Bunu takip eden ekspirasyonda, diyafram gevşer; akciğerlerin göğüs çeperinin ve karın dokularının elastik büzülme yetenekleri akciğerleri sıkıştırır.

Ancak, şiddetli solunum sırasında elastik kuvvetler gerekli hızda ekspirasyon meydana getirecek güçte değildir. Bunun için gerekli fazladan güç, esas olarak karın kaslarının kasılmasıyla karın organlarının diyaframı alttan yukarı doğru itmesiyle elde edilir.

Akciğerleri genişleten ikinci mekanizma göğüs kafesinin yukarı doğru kaldırılmasıdır. Kaburgalar doğal istirahat durumunda sternumu geriye omurgaya yaklaştıracak şekilde aşağı doğru eğimlidirler. Göğüs kafesi yükseldiği zaman kaburgalar, sternumu omurgadan öne doğru uzaklaştıracak şekilde düzleşirler. Böylece maksimal inspirasyonda göğüs kafesinin arkadan öne doğru çapı ekspirasyondaki çapın %20'si kadar artar.

Ekspirasyon ve İnspirasyon esnasında göğüs boşluğunun daralması ve genişlemesi

Akciğerlerde Havanın İçe ve Dışa Hareketi- Buna Neden Olan Basınçlar Akciğerler, şişmiş durumda kalmasını sağlayacak bir kuvvet olmadığı sürece, bir balon gibi kollabe olacak ve içindeki havayı tamamen trakea yoluyla dışarı boşaltacak elastik bir yapıdadır. Akciğerler göğüs boşluğunda hareketlerini kolaylaştıran ince bir plevral sıvı tabakası ile çevrelenmiş bir halde, tam anlamıyla göğüs boşluğunda yüzmektedirler. Fazla sıvının devamlı lenfatik kanallara emilmesi, akciğer plevrasının viseral yüzü ve toraks boşluğunun pariyetal plevra yüzü arasında hafif bir emme basıncı oluşturur. Bu yüzden, iki akciğer göğüs boşluğu genişledikçe ve daraldıkça kaygan bir ortamda serbestçe kayma dışında göğüs duvarında sanki yapıştırılmış gibi durmaktadır.

Plevral Basınç ve Solunum Hareketleri Sırasındaki Değişiklikler Plevral basınç, akciğer plevrası ve göğüs çeperi plevrası arasındaki dar alanda bulunan sıvı basıncıdır. Bu basınç, normalde hafif emici yani hafif negatif bir basınçtır. İnspirasyonun başlangıcındaki normal plevra basıncı, akciğerlerin istirahat durumunda açık kalması için gerekli emme basıncını oluşturur. Daha sonra normal inspirasyon sırasında göğüs kafesinin genişlemesi, daha negatif bir basınç oluşturur ve gittikçe artan bir kuvvet ile akciğerlerin yüzeyini çeker. Bunu takip eden ekspirasyon sırasında olaylar tamamen tersine şekillenmektedir.

Alveoler Basınç Alveoler basınç, akciğer alveollerinin içindeki basınçtır. Glottisin açık olduğu ve akciğerlerden, içeri veya dışarı hiçbir hava akımının olmadığı durumda, solunum ağacının tüm bölgelerinde ve alveollere giden tüm yollardaki basınçlar, atmosfer basıncına eşittir İnspirasyonda havanın içe doğru akışını sağlamak üzere, alveollerdeki basınç atmosfer basıncından hafifçe daha düşük bir düzeye inmelidir. Bu zayıf negatif basınç 2 saniyelik inspirasyon sırasında yaklaşık 0,5 litre havanın akciğerlere girmesi için yeterlidir. Ekspirasyonda tam tersine değişiklikler meydana gelir. Alveoler basınç yükselir ve bu basınç, inspirasyonda alınan 0. 5 litre havayı, 2 veya 3 saniyelik ekspirasyon süresince akciğerlerden dışarıya atar.

Transpulmoner Basınç Alveoler ve plevral basınçlar arasındaki basınç farkına transpulmoner basınç adı verilir. Bu alveoller ve akciğerlerin dış yüz arasındaki basınç farkıdır ve akciğerlerde büzülme basıncı olarak adlandırılan ve genişleyen her bölgede akciğerleri kollapsa yönlendiren elastik kuvvetlerin bir ölçüsüdür. Traspulmoner basınç!

Akciğerlerin Kompliyansı Transpulmoner basınçtaki her birim artışa karşı akciğerlerin genişleme derecesine kompliyans adı verilir. Kompliyansın özellikleri, akciğerlerin elastik kuvvetleriyle belirlenmektedir. Bu kuvvetler iki bölüme ayrılabilir: (1 ) bizzat akciğer dokusunun elastik kuvvetleri (2 ) alveol ve akciğerlerin diğer hava boşlukları duvarlarının iç yüzeyini kaplayan sıvının yüzey gerimi ile oluşan elastik kuvvet.

Akciğerlerin elastik kuvvetleri, esas olarak, akciğer parankimi içinde bulunan elastin ve kollajen liflerle sağlanır. Ayrıca akciğerlerin yüzey gerim elastik kuvvetleri, “surfaktan" denilen bir maddenin alveoler sıvıda bulunmaması durumunda büyük ölçüde değişir. "Surfaktan" ve Yüzey Gerimi Üzerine Etkisi. Surfaktan bir sıvının yüzeyi üzerine yayıldığı zaman yüzey gerimini önemli derecede azaltan bir yüzey aktif ajandır. Alveollerin yüzey alanının yaklaşık % 1 0 ’unu oluşturan surfaktan salgılayan özel epitel hücreleri tarafından salgılanır.

Sürfaktan’ın İşlevleri Kalıcı düşük yüzey gerilimi, Solunum işi artışı (direnç azalması), Akciğer kompliyansında artış, Alveol açılma basıncında düşüş, Alveol sıvı tahliyesinde artış, Yabancı tanecik tahliyesinde artış, Hücresel döşemenin korunması,

NRDS “Yenidoğan Zorlu Solunum Hastalığı” Yenidoğan Zorlu Solunum Hastalığı “Newborn Respiratory Distress Syndrome”; NRDS Sürfaktan eksikliği; Aşırı alveol yüzey gerilimi; Akciğerlerin sönmesi/şişememesi; Yenidoğan (öz. prematür) bebeklerde ölümcül bir sendromdur.

Akciğer Lobu ve Bronşlar

Solunum Membranı: Akciğerlerde alveolar hava ile pulmonal kan kan arasındaki karşıklı gaz alışverişinin yapıldığı histolojik yapıya solunum membranı denir. Oldukça incedir, kalınlığı 0.2-0.6 mikron arasındadır.

Solunum Çeşitleri Abdominal (Diyaframatik) Solunum: İstirahat halindeki normal solunumda görülen solunum çeşididir. Bu solunumda diyafram kasılmasıyla iç organlar üzerine yapılan baskı sonucunda karın bölgesinde hareketlenmeler görülür. Ekspirasyonda karın hacmi eski durumuna döner. Kostal Solunum: Belirgin kosta hareketleri ile karakterizedir. Solunum güçlüğü veya karın bölgesinin ağrılı durumlarında bu çeşit solunum görülür.

SOLUNUM TİPLERİ Öpne (Eupnea) İstirahat halinde normal solunum Hiperpne (Hyperpnea) Solunum sayısı ve derinliği artmış Polipne (Polypnea) Sık ve yüzeysel solunum Apne (Apnea) Kısa bir süre için solunumun durması Dispne (Dyspnea) Solunum güçlüğü

Akciğer Hacimleri: Spirometre

SOLUNUM MERKEZİ Solunum merkezi, medulla oblongata ve ponsta bilateral olarak yerleşim gösteren çeşitli nöron gruplarından oluşmuştur. Bu nöronlar üç ana gruba ayrılmıştır (1) dorsal solunum grubu, medullanın dorsal bölgesinde yer alır ve esas olarak inspirasyondan sorumludur (2) ventral solunum grubu, medullanın ventro-lateral kısmında yer alır. İçerdiği farklı nöron gruplarının uyarılmasına bağlı olarak inspirasyon ya da ekspirasyonu gerçekleştirir (3) pnömotaksik merkez, ponsun dorsal üst kısmında yer alır. Solunum hızı ve tipinin belirlenmesine yardım eder.

SOLUNUMUN KİMYASAL KONTROLÜ Solunumun esas amacı, dokularda oksijen, karbon dioksit ve hidrojen iyonlarının uygun konsantrasyonlarını devam ettirmektir. Solunum aktivitesinin bunların her birindeki değişikliklere karşı oldukça duyarlı olması, bu amacı gerçekleştirmek açısından bir avantajdır. Kanda karbon dioksit veya hidrojen iyonlarının fazlalığı esas olarak bizzat solunum merkezini uyarır. Sonuçta solunum kaslarına giden hem inspirasyon ve hem de ekspirasyon sinyalleri önemli ölçüde artar. Diğer yandan oksijen, solunum kontrolü açısından beyindeki solunum merkezleri üzerine önemli direkt bir etkiye sahip değildir. Bunun yerine hemen hemen tamamıyla glomus aortikum ve glomus karotikumlarda bulunan periferik kemoreseptörler üzerine etki eder ve bunlar, solunum kontrolü için uygun sinirsel sinyalleri solunum merkezine iletirler.

///