SOLUNUM SİSTEMİ • Solunum sistemi akciğerler ve iletici hava yollarından, toraks ve plevra

boşluğu ile solunuma yardımcı kaslardan oluşur.

Görevleri

• Oksijen ve karbondioksit değişimi

• Vücutta hidrojen iyon konsantrasyonunun düzenlenmesi

• Konuşma seslerinin oluşması

• Angiotensin Converting Enzyme (ACE) sentezler

• Solunum yollarından vücuda girebilecek patojenlere karşı koruma sağlar

• Pıhtılaşma problemi varlığında damar içerisinde oluşabilecek pıhtılar akciğer kapillerleri tarafından tutulur.

• Solunum yolu burun boşluğu, farenks ve larenks ile başlar

• Burun boşluğu mukozası ıslak ve kan damarlarınca zengin olup birçok bez içerir. Hava yolları siliyalı epitel ile kaplıdır.

• Burun boşluğunda konka adı verilen çıkıntılar vardır.

• Burundan giren hava ısıtılır ve nemlendirilir.

• Burada bulunan bezlerin salgıları toz ve yabancı maddelerin solunum sistemine girişini engeller.

• Kıkırdak yapıda olan trachea (nefes borusu)’nın epitel örtüsü siliyalıdır.

• Farenkse sağ ve sol Östaki boruları açılır. Bu kanal dış ortamdaki basınç değişikliklerinde, orta kulağın uyum göstermesini sağlar.

• Epiglottis, dilin arkasında bulunan bir doku parçasıdır. Yiyecek maddelerinin solunum yollarına kaçmasını engellemek için larenks girişini kapatarak, gıdaları yemek borusuna yönlendirir.

• Göğüs boşluğunda trachea, iki ana bronşa ayrılır, sağ ve sol akciğerlere girer.

• Akciğer içinde bronşlar tekrar dallanır. Son olarak respiratuar bronşioller meydana gelir. Bunların duvarlarında kıkırdak yoktur, kas dokusu içerir. Bronşiollerin kasları bronkokonstriktör (bronş daraltan) ve bronkodilatatör (bronş genişleten) sinir telleri ile idare edilirler.

• Hava yollarının dallanması sonucunda çap giderek azalırken kesit alanı artar. Bu nedenle küçük hava yollarında havanın akış hızı çok azalır.

• İleti yollarının görevleri; • Fonasyon

• Havanın ısıtılması

• Nemlendirilmesi

• Filtrasyon

• Temizleme fonksiyonu (mukus) yapar.

Alveoler hücreler

• Alveol epitelinde bulunan en önemli hücreler Tip I ve Tip II pnömositlerdir.

• Tip I: gaz değişiminden sorumludur.

• Tip II: Surfaktan salgılar.

• Tip III: alveol dışı akciğer dokusunda da bulunur. Kemoreseptör ?

• Alveoler makrofajlar:

Bronşların innervasyonu

• Parasempatik: N Vagus ile gelir. Parasempatik uyarım bronkokonstruksiyon, bronş salgısının artması ve vasodilatasyona neden olur.

• Sempatik: Truncus sempaticus (T2-4) ile gelir. PS etkilerin tersi etki gösterir.

Plevra

• Akciğerlerin üstünü kaplayan çift katlı seröz zar. Visseral ve parietal yaprakları vardır. Yaprakları arasındaki boşluğa plevra boşluğu denir. İçinde az bir sıvı vardır. Kayganlık sağlar.

• Plevra boşluğunun basıncı negatiftir, yani atmosfer basıncından düşüktür. Bu negatif basınç akciğerlerin göğüs boşluğunun içini kaplamasını sağlar.

Ventilasyon

Perfüzyon

İnspirasyon (Nefes Alma)

• Göğüs kafesi ve akciğerlerin genişlemesiyle akciğerlere havanın girmesidir.

• İnspirasyonda, diyaframın kontraksiyonu (kasılması) ve kostaların öne ve yukarı doğru hareketi etkili faktörlerdir.

• Diyafram, göğüs boşluğunu karın boşluğundan ayırır ve en güçlü solunum kasıdır.

• Diyaframın motor siniri n. phrenicus’tur (C3-5).

• Diyafram hareketiyle olan solunuma

diyafragmatik veya abdominal solunum denir.

İnspiratuar kaslar

• Diyafram

• M intercostalis externa

• M SCM

• M serratus ant

• M scaleni

Ekspirasyon (Nefes Verme)

• Göğüs kafesi ve akciğerlerin hacimlerinin azalması ile havanın dışarı çıkmasıdır.

• Pasif bir harekettir. Akciğerlerin elastik yapısı, karın içi basıncın yüksek olması ve kostaların çarpık yerleşimi ekspirasyonun pasif olarak yapılabilmesini sağlar.

• Öksürük ve aksırık refleksi ile konuşma ve gülme için aktif ekspirasyona gerek vardır ( M intercostalis int, abdominal kaslar)

Heimlich manevrası

Solunum Sayısı

• Bir dakikada yapılan inspirasyon ve ekspirasyon sayısıdır.

• Ağırlık, yaş, egzersiz, çevre ısısı ve gebelik solunum sayısını etkiler

• Sağlıklı bir insanda dinlenme halinde 12-15 kez/dk

• Eupnea : Dinlenme halinde iken solunum şekli.

• Hyperpnea: Solunum sayısının ve/veya derinli¤inin artması.

• Apnea: Solunumun geçici bir süre durması.

Solunum tipleri

• Normal olarak gerçekleştirilen solunum (eupnea), abdominal tip solunumdur.

• Abdominal solunumda, solunuma paralel olarak karın hareketleri de gözlemlenir.

• Torakal solunumda ise kostaların hareketi belirgindir.

• Akciğer, kalp ve diğer organ hastalıklarında görülebilen zorlu soluma şekline dispne denir.

Solunum Fonksiyon Testi (spirometri)

Akciğer Hacimleri

Tidal Hacim (Normal Solunum Hacmi): inspirasyon ile alınan ve ekspirasyon ile verilen hava hacmidir. 0.5 litredir.

İnspirasyon Yedek Hacmi: Dinlenme durumunda, normal bir inspirasyon

sonrası yapılan, maksimal bir inspirasyonla alınan hava hacmidir. Ekspirasyon

Yedek Hacmi: Dinlenme halinde normal bir ekspirasyon sonrası yapılan,

maksimal bir ekspirasyonla akciğerlerden çıkarılan hava hacmidir. Rezidüel

Hacim: En güçlü ekspirasyonla bile akciğerlerden çıkarılamayan

hava hacmidir

Akciğer Kapasiteleri

Fonksiyonel Rezidüel Kapasite: Normal ekspirasyon sonunda akciğerlerde kalan hava hacmidir.

Vital Kapasite: Maksimal bir inspirasyondan sonra mümkün olan en kuvvetli ekspirasyon ile çıkarılan hava hacmidir.

Total Akciğer Kapasitesi: Maksimal inspirasyon sonunda akciğerlerde mevcut tüm hava hacmidir. Vital kapasite ve rezidüel hacim toplamına eşittir.

Dakika Akciğer Hacmi (Bir Dakikadaki Akciğer Ventilasyonu)

• Bir dakikada akciğerlere giren ve çıkan hava hacmidir. Bir dakikadaki solunum sayısının, solunum hacmi ile çarpımından elde edilir.

• Örneğin bir dakikadaki solunum sayısı 12, solunum hacmi 500 ml ise dakika akciğer hacmi 500 x 12 = 6000 ml dir.

Alveoler Ventilasyon (Havalandırma)

• İnspirasyonda alınan havanın hepsi alveollere kadar ulaşamaz, bir kısmı hava yollarında kalır. Buna ölü boşluk denir. Normalde 150 ml kadardır

• Alveollerin ventilasyonu, bir dakikada solunum sayısı ile tidal hacimden ölü boşluğun çıkarılmasından elde edilen hacimle çarpılmasıyla bulunur.

• Örneğin; Tidal hacim 500 ml, Ölü boşluk 150 ml, solunum sayısı 12 ise, alveollerin ventilasyonu: (500 - 150) x12 = 4200 ml. bulunur.

İntrapulmoner (=alveoler) Basınç

• Akciğerlerin içinde bulunan basınç

olup atmosfer basıncına eşittir.

• İnspirasyon ve ekspirasyonda değişir.

• İnspirasyon sırasında negatif

(atmosfer basıncından düşük),

ekspirasyonda pozitif (atmosfer

basıncından yüksek) tir.

İntraplevral basınç

• İki plevra yaprağı arasındaki

boşlukta bulunan basınç.

• Atmosfer basıncına göre negatiftir.

(-4 mmHg)

• Transpulmoner basınç: Palv-Pip

Akciğerlerin fiziksel özellikleri-1

• KOMPLİYANS: birim transpulmoner basınç değişikliğine karşılık değişen

akciğer hacmi

• KOMPLİYANS=hacim değişikliği/transpulmoner basınç değişikliği

• Akciğer kompliyansı düşükse daha küçük hacim değişikliği için daha fazla

enerji gerekir.

• Akciğer kompliyansının 2 önemli belirleyicisi vardır:

• Elastik direnç

• Yüzey gerilimi

Akciğerlerin fiziksel özellikleri-2

• ELASTİSİTE: Akciğerler yüksek konsantrasyonda elastin ve kollagen

lifler içerir.

• Bu nedenle esnek ve genişlemeye karşı dirençlidir.

• Komplians=1/elastik direnç

• Elastisite esas olarak ekspirasyona yardımcı olur.

Akciğerlerin fiziksel özellikleri-3

• YÜZEY GERİLİMİ: Surfaktan ismi verilen madde tarafından yüzey

gerilimi düşürülür.

• Surfaktan Tip II pnömositlerden yapılarak alveoler sıvıya verilir.

• Görevleri:

• Alveollerin kollabe olmasını (sönmesini) engeller

• Alveollerin eşit büyüklükte kalmasını sağlar

• Alveollerde ödem sıvısının birikimini engeller

• Surfaktan alveol yüzey gerilimini azaltan lipid, karbonhidrat ve kalsiyum

içeren bir maddedir.

• Fetusta gebeliğin 24. haftasından itibaren yapılmaya başlar, 35-36. haftada

akciğer maturasyonu yeterli düzeye ulaşır.

• Surfaktan yetersizliği bebekte Respiratuar Distress Sendromuna neden olur.

Akciğerlerin fiziksel özellikleri-4

• HAVA YOLU DİRENCİ

• Hava yolları içerisinde hava akımına karşı direnci belirleyen en önemli

faktör hava yollarının yarıçapıdır.

• Bunun dışında sinirsel, kimyasal faktörler dirence etki eder.

• Bir diğer faktör de transpulmoner basınçtır. Transpulmoner basıncın

artması inspirasyonda hava yollarının genişlemesini sağlar. Küçük hava

yollarını kollabe olmaktan koruyan esas faktördür.

Akciğerlerin fiziksel özellikleri-5

• SOLUNUM İŞİ: inspirasyon aktif, ekspirasyon pasif bir işlemdir.

• İnspirasyonda akciğer elastik dokusunu germek, göğüs kafesini

genişletmekve havanın iletici yollarda hareketini sağlamak için enerji

harcanır.

Pnömotoraks (Pneumothorax)

• Plevra boşluğuna hava girmesi ile negatif basıncın yok olması.

• Göğüs duvarı yaralanması nedeni ile oluşur, akciğerin sönmesine neden olur.

Oksijen ve Karbondioksit taşınması

SOLUNUM MEMBRANI

• Alveolu kaplayan sıvı tabakası ve surfaktan

• Alveol epiteli

• Alveol epiteli bazal membranı

• İnterstisyel aralık

• Kılcal damar bazal membranı

• Kılcal damar endoteli

Solunum membranından difüzyon hızını etkileyen faktörler

• Membran kalınlığı

• Membran yüzey alanı

• Basınç farkı

• Gazın difüzyon katsayısı

Difüzyon kapasitesi

• Solunum membranının alveoller ve kan arasında gaz değişimini

sağlama yeteneği

• 1 mmHg basınç farkı ile bir dakikada solunum membranından

difüzyona uğrayan gaz hacmi

• Oksijen için difüzyon kapasitesi 21 mL/dk/mmHg

• Karbondioksit için: 400-450 mL/dk/mmHg

Oksijenin Taşınması

• Alveol içindeki pO2 (oksijen basıncı) yaklaşık 100, venöz kanda ise 40 mmHg’dır

• Alveol havasındaki oksijen kana geçer.

• Plazmada erimiş halde 100 ml de 0,3 ml kadar oksijen kalabilir (%3).

• Fazlası alyuvar içerisine girer (%97)

• Hücre içi oksijen basıncı 23 mmHg dır.

• Hücrenin metabolik ihtiyaçlarını karşılamak için 3 mmHg oksijen basıncı yeterlidir. Aradaki farka güvenlik faktörü denir.

• Oksijenini kaybetmiş hemoglobin indirgenmiş haldedir (HHb). HHb, oksijenle karşılaşınca hemoglobin H+’i, bırakır, oksijen ile birleşir ve oksihemoglobin meydana gelir.

• Hemoglobinden ayrılan H+ iyonu, bikarbonat iyonu (HCO3-) ile birleşerek karbonik asit (H2CO3) yapar. Bu da karbonik anhidraz enzimi tarafından kataliz edilen bir reaksiyonla karbondioksit (CO2) ve suya (H2O) ayrılır. CO2’nin alyuvar içerisindeki yoğunluğu arttıkça plazmaya, oradan da alveoller içine diffüze olur ve ekspirasyon havası ile vücut dışına atılır.

Karbondioksitin taşınması

• Kanda CO2, • plazmada erimiş halde (%7), • proteinlere bağlı (%23) ve • Bikarbonat şeklinde (%70) bulunur. Dokularda açığa çıkan CO2 plazmaya, oradan da

alyuvarlara geçer

• Dokularda açığa çıkan karbondioksit plazmaya geçer, alyuvarlar içine alınır. • Karbondioksitin bir kısmı hemoglobin ile bağlanarak karbamino bileşiğini

yapar. • Büyük bir kısmı ise karbonik anhidraz enzimi (K.A.) aracılığıyla su ile

birleşerek H2CO3 meydana getirir. Bu asitin iyonlara ayrılmasıyla HCO3- ve H+ meydana gelir. HCO3- alyuvardan plazmaya geçer, H+ ise O2’ni bırakmış hemoglobin ile birleşerek indirgenmiş hemoglobin yapar (HHb).

• Oksijen ve Karbondioksitin Taşınmasında Etkili Faktörler

• Basınç ve miktar önemlidir.

• Gazlar yüksek basınçtan düşük basınca doğru hareket ederler.

• Dokularda CO2 basıncı 45 mmHg’dır. Dokuya gelen kandaki CO2 basıncı ise 40 mmHg’dır.

• CO2 dokudan kana geçer. Akciğerlerde CO2 basıncı 40 mmHg’dır. Buraya gelen kanda ise 45 mmHg’dır. Bu nedenle CO2 kandan akciğerlere geçerek solunumla dışarı verilir

Oksijenin Hemoglobinden Ayrılmasına Neden Olan Etkenler

1 Hidrojen ve karbondioksit miktarının artması ve pH düzeyinin azalması oksijeni hemoglobinden ayrılmaya zorlar. Bu olaya BOHR etkisi denir. 2 Aktif dokuda daha çok ısı meydana gelir ve hemoglobin daha çok oksijeni serbest bırakarak aktif dokunun ihtiyacını karşılar. 3 Kanda oksijen basıncı düştüğünde hemoglobin daha fazla oksijeni serbest bırakır 4 Difosfogliserat (DPG), alyuvarlarda bulunur, oksijenini bırakmış hemoglobin ile bağlanır. Egzersiz, anemi, hipoksiye neden olan durumlar alyuvarlarda DPG artmasına neden olur. Bu durumda daha fazla O2 serbest kalır.

Hipoksi

• Dokulara yeterli miktarda oksijen sunulamamasıdır. Hipoksinin 4 tipi vardır.

Hipoksik Hipoksi: Kanda ve alveollerde oksijen basıncı düşüktür. Yüksek

irtifada yaşayanlar örnektir

Anemik Hipoksi: Hemoglobin azlığından kaynaklanır

Stagnant Hipoksi: Bir organa, vücudun bir kısmına yada tamamına giden

kanın azlığından kaynaklanır

Histotoksik Hipoksi: Toksik etkilerle hücre oksidasyon mekanizmasının

bozulmasıdır

Siyanosis

• Deri ve mukozalarda izlenen mavimsi renk

• Nedeni kanda indirgenmiş hemoglobinin artmasıdır.

Solunum Katsayısı (RQ)

• Bir dakikada akciğerlerden çıkarılan karbondioksit hacminin, akciğerlere alınan oksijen hacmine oranıdır.

• RQ, okside olan besin maddesinin türüne göre değişir.

• Karbonhidrat tüketiliyorsa 1, yağ tüketiliyorsa 0.7 ve protein tüketiliyorsa 0.8’ dir.

Boğulma (Asfiksi)

• Su yutmamak için larenkste meydana gelen şiddetli kasılmalar sonucunda oluşan ölüm

Oksijen Tedavisi ve Zehirlenmesi

• Atmosfer basıncından daha düşük yoğunlukta (%60) oksijen tedavi için yeterlidir.

• Atmosfer basıncının iki katı basınçta oksijene maruz kalındığında akut oksijen zehirlenmesi görülebilir.

• Oksijen tedavisi yapılırken oksijenin nemlendirilmesi, ısısının ayarlanması ve akış hızına dikkat edilmesi gerekir.

SOLUNUMUN SİNİRSEL KONTROLÜ

• Solunumun kontrolünde pons cerebri’de bulunan

pneumotaxic (pnömotaksik) ve apneustic (apnöstik)

merkez ile medulla oblongata’da bulunan inspirasyon ve

ekspirasyon merkezi rol alır.

• İnspirasyon merkezinin kendiliğinden ritmik olarak

impuls çıkarma yeteneği vardır ve solunum kaslarını

aktive eder.

• Solunum, belirli bir süre için istek ile de kontrol edilebilir. İstekle

kontrolün uyarımları korteks cerebri’den gelir.

Solunumun kimyasal kontrolü

• Medulla oblongata daki santral kemoreseptörler ve aortik ve karotid

cisimlerdeki periferik kemoreseptörler kandaki hidrojen iyonu ve

karbondioksit konsantrasyonlarına duyarlıdır.

• Solunum merkezini uyararak solunumu düzenlenmesini kandaki

oksijen ve karbondioksit basınçlarının normal sınırlar içerisinde

tutulmasını sağlarlar.

• Kaynak: Prof.Dr.Halis Köylü (2016) Sağlık Bilimleri İçin Temel Fizyoloji. İstanbul Tıp Kitabevleri