SOLUNUM SİSTEMİ VE EGZERSİZ

... konulu sunumlar: "SOLUNUM SİSTEMİ VE EGZERSİZ"— Sunum transkripti:

1 SOLUNUM SİSTEMİ VE EGZERSİZ
H.UMUT DİNER

2 Solunum Sistemi Giriş Organizmanın canlılığını sürdürebilmesi için ihtiyaç duyduğu en önemli madde, oksijen (O2)’dir. Organizma, O2 ‘ye su ve besinlerden çok daha fazla ihtiyaç duyar. Su ve besin almadan birkaç hafta yaşayabilen bir insanın, O2 ‘siz birkaç dakika bile yaşaması imkansızdır. O2’sizliğe en duyarlı organ, beyindir. İki dakika içerisinde şuur kaybolur, 7-10 dakika içerindeyse kalp durur. Havada ortalama, %78 azot, %21 O2 ve %1 oranında argon, CO2 , helyum, neon, kripton ve ksenon gazları bulunur.

3 Solunum Sistemi Ne İş Yapar?
O2 değişimi Havadan kana Kandan hücrelere CO2 değişimi Hücrelerden kana Kandan havaya Kan asidetisinin kontrolü. Ağız yoluyla ileyişim.

4 Solunum sistemi, sırasıyla burun, ağız, yutak(farinks), gırtlak(larinks), soluk borusu(trakea), bronşlar(sağ-sol), bronşiol ve alveol adı verilen keseciklerden oluşur.

5 Solunum Sisteminin Fizyolojik Anatomisi
Akciğerde oksijen ve karbondioksit değiş tokuşu yani difüzyonu yalnızca, alveol denilen kesecikler ve alveollere çok yakın soluk yollarında gerçeklerşir. Üst solunum yolu yani burun, ağız, trakea, havanın filtre edilmesi, vücut ısısına ulaştırılması ve nemlendirilmesi gibi önemli işleri gerçekleştirir. Trekeadan sonra soluk yolu iki ana bronşla devam eder. Bronşlar her bir akciğerde daha küçük bronşlara, onlarda bronşiyol diye anılan daha da küçük soluk borucuklarına ayrılır, öyle ki, alveollere gelene değin solunum yolları kez bölünmeye uğrar.

6 Burun Burun ile alınan hava kılcal damarlarla ısıtılır ve mukoza tabakası ile nemlendirilir içerisindeki tozlar da burun içi kıllara ve nemli mukozaya yapışıp kalır böylece hava soluk alıp vermek için elverişli hale gelir. Burundan alınan hava ağızdan alınan havaya göre daha sağlıklıdır.

7 Yutak Ağız ve burun boşluğunun birleştiği yerdir. Alınan havanın soluk borusuna yemeğin ise yemek borusuna geçmesini sağlayan gırtlak kapağı vardır. Yutma sırasında gırtlak yukarı kalkar ve gırtlak kapağı soluk borusunu kapatır ve solunum durur. Yutak iltihabı Farenjit hastalığına neden olmaktadır.

8 Gırtlak Yutak ve soluk borusunun birbirine bağlandığı ses tellerinin de bulunduğu kıkırdak yapıdır. Ses tellerinin çalışması için içinden hava geçmesi gerekir hava dışarı verilirken ses telleri titreşir ve ses oluşur. Sesin konuşmaya dönmesi dil dudak sinir sistemi ve ses tellerinin koordineli çalışmasıyla mümkün olur. Gırtlak iltihabı Larenjit hastalığına neden olmaktadır.

9 Gırtlak Gırtlağın devamında cm uzunluğunda kıkırdak halkalardan oluşan yapıdır. Soluk borusunun dış yüzeyi bağ doku  iç yüzeyinde silli epitel doku bulunur bu dokudaki goblet hücreleri soluk borusunu nemli tutarken havadan gelen tozları ve yabancı maddeleri tutar sillerin tek yönlü yukarı doğru hareketi ile mukusla birlikte dışarı atılır Soluk borusu bronş adı verilen iki kola ayrılarak akciğerlere girer bronşlar akciğerin içine doğru dallanan çok sayıda bronşçuk ile birleşir.

10

11 Silya Farinksden, respiratuvar bronsiollerin sonuna kadar tüm havayolu boyunca, epitelyal yüzeyler silya içerir. Tüm havayolu boyunca ayrıca mukus salgılayan epitel hücreleri ile çeşitli bezler bulunur. Silyalar sürekli olarak farinkse doğru hareket halindedirler. Bu yapıyı mukustan yapılmış bir yürüyen merdivene benzetebiliriz. Bu yürüyen merdiven sayesinde solunum havasındaki toz mukusa yapışır ve yavaş ama sürekli hareket halindeki silya hareketleriyle farinkse dogru iletilir ve farinkse varınca burada yutulur veya dışarı atılır.

12 Silyer aktivite zararlı pek çok etkenle inhibe edilebilir.
Bu mukus yürüyen merdiveni akciğerleri temiz tutmak için çok önemlidir. Silyer aktivite zararlı pek çok etkenle inhibe edilebilir. Örneğin sigara içmek silyaları saatlerce immobilize eder. Silyer aktivitenin azalması akciğer enfeksiyonu ile ya da atılamayan mukusun hava yolunu tıkamasıyla sonuçlanabilir.

13 Fagositler İkinci koruma sistemi fagositlerdir.
Tüm havayolu ve alveoller boyunca bulunan fagositler solunumla alınan küçük parçacıkları ve bakterileri fagosite ederek bunların öteki akciger hücrelerine ya da kan dolasımına geçmesini önlerler.

14 Akciğerler Göğüs boşluğunda bulunan yumuşak dokulu bir çift organdır. Akciğerler solunum sisteminin ana organlarıdır yani asıl olay akciğerlerde gerçekleşir. İnsanda sağ akciğer 3 loblu sol akciğer ise 2lobludur. Sol akciğerin altında kalp bulunmaktadır. Akciğerlerin altında kaslı diyafram yapısı bulunur. Diyafram kasılıp gevşeyerek basınç – hacim değişimi oluşturur bu sayede ciğerlere önce hava dolar sonra hava dışarı verilir.

15

16 Diyafram ve Göğüs Kasları
Diyafram kası, göğüs boşluğuyla karın boşluğunu birbirinden ayırır. Kasılıp gevşeyerek akciğerlere hava giriş-çıkışını kolaylaştırır. Göğüs kasları gevşeyerek göğüs kafesinin hacmini değiştirir. Akciğerlere hava giriş çıkışını kolaylaştırır.

17 Alveoller Bronşçuklar hava peteklerine uzanır bunlar da alveollerden meydana gelmiştir. Alveol çeperleri tek sıralı yassı epitel hücrelerden oluşur ve sürekli nemlidir. Alveolleri saran kılcal damarlar oksijen bakımından fakir karbondioksit bakımından zengin haldeyken alveoldeki yüksek orandaki oksijen kana geçer ve kandaki karbondioksit alveole geçer bu şekilde kan temizlenir oksijen bakımından zenginleşir zaten solunumun da amacı budur. Bir akciğerde ortalama 300 milyon kadar alveol vardır. Alveol sayısının çok olması solunum yüzeyinin fazla olması anlamına gelir.

18

19 İnsanda Soluk Alıp Verme Mekanizması
Soluk alıp vermenin temelinde akciğerlerin bağlı olduğu göğüs kafesinin hacminin değişmesi vardır. Fizikten de bildiğiniz gibi gazlar büyük hacimde düşük basınç , küçük hacimde yüksek basınç özelliğine sahiptir. Diyafram ve kaburga kaslarının birlikte kasılıp gevşemesi göğüs kafesi hacimin değişmesine dolayısıyla da akciğerlerin dolup boşalmasına neden olup bu işlem soluk alıp vermedir. Soluk alıp verme hızı omurilik soğanı tarafından kontrol edilir kanda karbondioksit oranı artarsa kan asidik olur ve pH düşer omurilik soğanı uyarılır omurilik soğanı da diyafram ve kaburga kaslarını uyarır böylece soluk alıp verme hızlanır.

20 Soluk Alıp Verme Mekanizması
Soluk Alma Kaburgalar arasındaki kaslar kasılır. Diyafram kası kasılır, diyafram kası düzleşir. Göğüs boşluğu genişler, göğüs boşluğunun hacmi artar. Akciğerler genişler. Akciğerlerdeki hava basıncı (iç basınç) düşer. Oksijen alveollere kadar gelir. Oksijence zengin hava akciğere dolar. Oksijen kana, karbondioksit hava keseciklerine geçer.

21 Soluk Alıp Verme Mekanizması
Soluk Verme Göğüs ve diyafram kasları gevşer, kaburgalar arası kaslar gevşer. Göğüs boşluğunun hacmi azalır, göğüs boşluğu daralır. Akciğer küçülür, iç basınç artar. Kirli hava dışarı atılır.

22 Solunum Sisteminin Egzersize Akut Uyumu
Dinlenmede olan bir kişide dakika solunum volümü 5-7 lt.dir. Bu durum, submaksimal egzersiz sırasında 120 lt.iken, maksimal çalışımlarda ve bilim adamlarına göre değer 140 lt ye kadar çıkmaktadır. Alınan hava akciğerlerde alveollere gelir. Etrafı sık kılcal damarlarla çevirili olan alveol vardır. Alveoller ile kılcal damarlar arasında gaz alışverişi oluşur. Akciğerlere alınan havanın alveollerde %14-15 oksijen % 4,9 – 6,9 karbondioksit vardır. Oksijen ve karbondioksit değişikliği bir basınç farklılığı oluşturur.

23 Solunum Sisteminin Egzersize Akut Uyumu
Alveollerde oksijen basıncı fazla olursa alma sayısı artar. Yüksek rakıma çıktıkça basınç azalacağından, oksijen miktarıda düşer. Akciğerlerde oluşan karbondioksit basıncının artışı derin nefes alarak giderilmeye çalışılır. Böylece %33’lük artık hava oranı %20’ye iner. Bu durum alveolerdeki oksijen basıncını artırır.

24 Solunum Sisteminin Egzersize Akut Uyumu
Çalışma anında, aşırı nefes alıp verme halinde solunumu sağlayan kaslar oksijeni daha çok kullanırlar. Dayanıklılık çalışmaları solunum işlerliğini geliştirir. Gelişen solunum sistemiyle istenen oksijeni sağlamak için daha az solumak yeterli olmaktadır. Azalan soluk sıklığı daha çok oksijenin kana geçmesine ortam hazırlamaktadır.

25

26 Pulmoner Ventilasyon Pulmoner alveolar ventilasyon, akciğerler ile atmosfer havası arasında gerçeklerşir. Kısaca pulmoner ventilasyon atmosferdeki havanın akciğere alınıp-verilmesidir.

27 Dakika Ventilasyonu Dakika ventilasyon, 1 dakikada inspire (VI) ya da ekspire (VE) edilen hava miktarıdır. Genellikle ekspire edilen hava terimi (VE) kullanılır. Dakika ventilasyon, soluk volümü (tidal volüm=TV) ve solunum dakika frekansına (f) bağlıdır. VE=TV X f

28 Dinlenimde Ventilasyon
Normal dinlenim koşullarında dakikada ventilasyon kişiden kişiye değişiklik gösterir. Vücut yüzeyi, cins, yaş v.b. Etkili olup ortalama değer 6 lt civarındadır. VE = 0,5(TV) x 12(f) VE = 6 litre.

29 Egzersizde Ventilasyon
Egzersizde dk. ventilasyonun artması, çalışan kaslarda O2 tüketimi ve CO2 üretiminin artması ile oransaldır. Antrene bireyler, aynı iş yükü yada oksijen kullanımındaki egzersizler sırasında antrenmansız bireylere göre daha düşük dakika ventilasyona gereksinim duyar.( özellikle dayanıklılık sporcularında) Egzersizde, solunum derinliği ve sıklığının artışı ile dakika ventilasyonda önemli artışlar gerçekleşir.

30 Bu değerler dinlenim durumunun 25-30 katıdır.
Şiddetli egzersizlerde yetişkin erkeklerde solunum dk.f 35-45’e ulaşabilir. Olimpiyat sporcularında max. Egzersizler sırasında 60-76’ya yükseldiği saptanmıştır. Sonuç olarak frekansı ve tidal volümdeki artışlarla dakika ventilasyon kolayca 100 lt. nin üzerine çıkabilir. İyi kondisyonlu erkek dayanıklılık sporcularında bu rakam 180, bayan sporcularda 130 lt çıkabilir. Bu değerler dinlenim durumunun katıdır.

31 Ventilasyon yalnızca egzersiz sırasında değil, egzersiz başlamasından önce ve bitiminden sonrada farklılık gösterir. Bu değişiklikleri sıralayarak inceleyelim.

32 Egzersizden Önce Egzersizden hemen önce, ventilasyonda artış başlar. Bu artışın nedeninin serebral korteksten yani, beyin kabuğundan çıkan uyarılar olduğu sanılmaktadır.

33 Egzersiz Sırasında Ventilasyonda iki ana değişiklik söz konusudur.
Egzersizin başlamasıyla birlikte birkaç sn’sinde görülen hızlı artış. Bunun çalışan kasların oluşturduğu harekete bağlı olarak eklem reseptörlerinden kalkan sinir uyarılarıyla ilgili olduğu düşünülmektedir.

34 Egzersizin ilk dakikalarında oksijenin çok az kullanılması nedeni ile egzersizin ilk anları, İngilizce, oksijen eksikliği, oksijen açığı anlamlarına gelen “oxygen deficit” faz olarak adlandırılmıştır. Biraz sonra aerobik solunumun başlaması ile oksijen kullanım hızı artacak ve hareketin süresi ve şiddetine bağlı olarak 4-5 dakika sonra oksijen kullanım hızı artık değişmeden sabit olarak kalacaktır. Oksijen kullanım hızının artık daha fazla artmadığı ve sabitlendiği (steady-state) bu hız VO2 olarak adlandırılmıştır.

35

36 VO2max Hareketin iş yükü diğer bir deyimle zorluk derecesi arttırıldıkça oksijen tüketimi de artar. Ancak hareketin şiddeti arttırılmaya devam edilirse, hareketin zorluk derecesi ne kadar arttırılırsa arttırılsın bir süre sonra oksijen tüketimi değişmemeye başlar. İşte bu nokta VO2max’dır.

37 Egzersiz Sonrasında Egzersiz bitirilir bitirilmez ventilasyonda hızlı düşüş görülür. Bu kas ve eklem reseptörlerindeki motor aktivitenin kesilmesiyledir. Ani düşüşün ardından yavaş ve dereceli bir düşüş olur. İş yükü ne denli şiddetli ise ventilasyonun dinlenim değerine düşüşü o kadar geç oluşur. Bunun CO2 üretimindeki azalmaya bağlı olarak kimyasal uyaranın azalmasından kaynaklandığı düşünülmektedir.

38

39 Oksijen sadece egzersiz sırasında yoğun olarak kullanılmaz, egzersiz bitikten sonra da yüksek oranda kullanılmaya devam eder. Bu dönem spor hekimliğinde boşalan enerji depolarının yeniden doldurulduğu bir toparlanma dönemi (recovery phase) olarak kabul edilir . Egzersize adapte olmuş organizmanın ve kas hücrelerinin eski konumuna gelmesi için oksijen gerektiren birçok süreç gerçekleşmektedir. Oksijenini kaybetmiş miyoglobinin yeniden oksijen kazanması. Boşalmış fosfagen enerji depolarının yeniden dolması. Anaerobik solunum sırasında ortaya çıkan laktik asit ve protonların mitokondrilerde oksijen kullanarak enerjiye çevrilmesi. Kana verilen laktik asidin karaciğerde glikoza dönüşmesi. Oksijenini kaybetmiş hemoglobinin yeniden oksijenle doyurulması. Vücut ısısının arttırılması. Egzersiz sırasında artmış kalp atım hızı ve vantilasyon nedeni ile kalp kası ve solunumu organize eden kasların oksijen soluyarak eski konumlarına getirilmesi, bunlardan bazılarıdır.

40 Sıcak Ortamda Uzun Süreli Egzersiz
Maksimalin altındaki sabit iş yüklerinde (laktat eşiğinin altında) ortam ısısı ve nemi düşük olduğu koşullarda dakika ventilasyon sabit kalırken, sıcak ve nemli ortamda dakika ventilasyon egzersiz süresiyle ilintili olarak giderek yükselir. Bunun nedeninin sıcak ve nemli ortamda ısı kaybının engellenmesine bağlı olarak artan kan ısısının solunum kontrol merkezlerini doğrudan uyarmasındandır.

41 Aerobik Kapasite Kavramı
Sporcunun aerobik kapasitenin yüksek olması fiziksel yüklemeleri daha kolay tolere edebilmesi anlamını taşır. Aerobik kapasitenin de göstergesi olan oksijen kullanabilme yeteneği bir anlamda sporcunun tolere edebileceği egzersiz şiddeti hakkında bilgi vermesi nedeniyle önemlidir. Kullanılan 1 lt oksijen yaklaşık 4.86 kilokalorilik enerjiye karşılık gelir. Bu bilgiden hareketle vücudun herhangi bir yükleme sırasında kullanabildiği oksijen miktarının ölçülmesi, sporcunun dolaylı da olsa birim zamanda ortaya çıkarabileceği enerji miktarı da gösterir.

42 Performans Ölçümü ve Değerlendirme
Laboratuarda yapılan kardiopulmoner egzersiz testleri sırasında sporculardan koşu bandı ya da bisiklet ergometresiyle giderek artırılan bir yükle egzersiz yapmaları istenir. Bu arada sporcuların ağızlarına iliştirilen bir maske aracılığıyla inspire ve ekspire ettikleri havanın içiriğindeki karbondioksit ve oksijen parsiyel basınçları ile solunum hacmi anlık olarak ölçülebilmektedir. Bu ölçüm düzeneğinin kullanılması sayesinde bireylerin iş kapasitesi yanında solunum ve kardiovasküler sistemin egzersize verdiği yanıt ile metabolizmasında meydana gelen değişikliklere ait verilere ulaşılabilir.

43 Kardiopulmoner egzersiz testi sırasında solunum frekansında meydana gelen değişiklik. Sporcu egzersizin başlangıcında dakikada 7 kez nefes alıp verirken, egzersizin sonunda soluk sayısı 50/dak’yı aşmıştır.

44 Ventilasyon ve Anaerobik Eşik
Anaerobik eşik terimi, aerobik enerji üretiminin gereksinimi sağlayamadığı ve anaerobik metabolizmanın devreye girdiği iş yoğunluğu ya da oksijen kullanım düzeyini belirlemek amacıyla kullanılmaktadır. Böylece çalışan kaslar tarafından üretilen laktik asit kan tarafından uzaklaştırılan miktarın üzerine çıkar ve kan laktat miktarında artma başlar. Laktik asitin artmaya başladığı değer anaerobik eşik (AE) olarak kabul edilir.

45 Sağlıklı antrenmansız deneklerde maksimum oksijen kullanımının %55-65’i AE ‘e karşılık gelirken bu değer antrene dayanıklılık sporcularında MaxVO2 ‘ın %80’ine karşılık gelmektedir.

46 Alveoler Ventilasyon ve Ölü Boşluk
İnspire edilen havanın alveollere ulaşan kısmı alveoler ventilasyonu sağlar. Gaz değişimine katılmayan burun, ağız, farinks, larinks, trakea, bronş ve bronşiyoller anatomik ölü boşluğu (DS) oluştururlar. Alveoler ventilasyon, pulmoner ventilasyondan daha düşük değerlendirilir. Alveoler Ventilasyon= (Soluk Hacimi-Ölü Boşluk) x f

47 Anatomik Ölü Boşluk İletici hava yollarında her zaman 150 ml kadar hava kalır. Bu hava, her soluk alımında dışarıdan gelen 500 ml hava ile karışır. Sonuçta alınan 500 ml havanın aslında yalnızca = 350 ml’si yeni hava olarak alveollere ulaşır. Anatomik ölü boşluk erkeklerde 0.15, kadınlarda 0.10 lt civarındadır. Dinlenimde alınan havanın %70’i alveoler ventilasyona katılırken %30’u ölü boşluktadır. Orta şiddette bir egzersizde ölü boşluk iki katına çıkar. Örn: TV= 1.6 lt, DS=0.3 lt, f=25 AV=( )x25=32.5 lt/dk

48 Akciğer Hacimleri • Soluk hacmi (tidal volüm) • İnspirasyon yedek hacmi • Ekspirasyon yedek hacmi • Artık (rezidüel) volüm

49 Soluk hacmi (tidal volüm)
• Her normal solunum hareketi ile akcigerlere alınan veya akcigerlerden çıkarılan hava miktarıdır. • Miktarı ortalama genç insanlarda 500 ml kadardır.

50 İnspirasyon Yedek Hacmi
• Normal soluk hacminin üzerine alınabilen fazladan soluk hacmidir. • Genel olarak 3000 ml civarındadır.

51 Ekspirasyon Yedek Hacmi
• Normal bir ekspirasyon hareketinden sonra, zorlu bir ekspirasyonla fazladan çıkarılabilen hava miktarıdır. • Değeri yaklaşık 1100 ml civarındadır.

52 Artık (Rezidüel) Volüm
• En zorlu bir ekspirasyondan sonra bile akciğerlerde kalan hava hacmidir • Değeri yaklaşık 1200 ml kadardır.

53 Total Akciğer Hacmi Maksimal inspirasyondan sonra akciğerlerde bulunan hava miktarıdır. Tüm volümlerin toplamından oluşur. (RV+ERV+VT+IRV)

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

55 Akciger Kapasiteleri • İnspirasyon Kapasitesi • Fonksiyonel Artık Kapasite • Vital Kapasite • Total Akciğer Kapasitesi

56 İnspirasyon Kapasitesi
• Soluk hacmi ile inspirasyon yedek hacminin toplamına eşittir. • Değeri yaklaşık =3500 ml’dir.

57 Fonksiyonel Rezidüel Kapasite
• Ekspirasyon yedek hacmi ile artık hacmin toplamına eşittir. • Bu normal bir ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava miktarıdır. • Değeri yaklaşık =3100 ml’dir.

58 Vital Kapasite İnspirasyon yedek hacmi, soluk hacmi ve ekspirasyon yedek hacimlerinin toplamına eşittir. • Akciğerlere girip çıkan maksimum hava miktarının göstergesidir. • Değeri =4600 ml (VT+IRV+ERV)

59 Total Akciğer Kapasitesi
• Akciğerlerin mümkün olan en büyük inspiras-yon hareketi sonrasında akciğerlerde bulunan maksimum hava miktarıdır. • Vital kapasiteye artık volümün ilavesiyle bulunur. • Değeri =5800 ml’dir.

60 Dinamik Akciğer Hacimleri
• Zorlu vital kapasite (Forced Vital Capacity=FVC) • Zorlu ekspirayon hacmi(Forced Expiratory Volume=FEV, FEV1) • Maksimum istemli ventilasyon (Maximum Voluntarily Ventilatition=MVV)

61 Zorlu vital kapasite (Forced Vital Capacity=FVC)
Maksimum bir soluk almayı takiben zorlayarak maksimum bir soluk verme ile çıkarılan hava miktarıdır.

62 Zorlu Ekspirayon Hacmi(Forced Expiratory Volume=FEV, FEV1)
Ekspirasyonun ilk birinci saniyesinde çıkarıla-bilen hava miktarıdır. • Ekspirasyonun birinci saniyesinde toplam ekspirasyonun % 80 i dışarı verilmelidir (FEV1/FVC= % 80 ).

63 Maksimum istemli ventilasyon (Maximum Voluntarily Ventilatition=MVV)
• Bir dakikada maksimum olarak yapılan hızlı ve derin solunma ile akciğerlere alınabilen hava miktarıdır. • Genelde 15 saniye süreyle yapılıp 4 ile çarpılmak suretiyle bulunur. • Sağlıklı kişilerde MVV L/dk, kadınlarda L/dk.

64

65 Akciger hacim ve kapasiteleri insandan insana yas, cinsiyet, vücut yüzeyi, antrenmanlı olup olmama durumuna göre farklılık göstermektedir.

66 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER