Solunum fizyolojik bir olay olup, kişinin yaşamı için gerekli oksijeni sağlar. Bu nedenle soluk alma ve hayatta kalma eş anlamda algılanır.
Temel fonksiyonu dokulara oksijen sağlamak ve dokularda oluşan karbondioksidi alıp dışarı atmak olan solunum sisteminin anatomi ve fizyolojisinin kısaca özeti
SOLUNUM SİSTEMİNİN ANATOMİSİ
Solunum sistemi, solunum yolları ve akciğerlerden oluşur.
Solunum yolları; burun boşlukları, farenks, larenks, trakea, bronşlar, bronşiyoller ve alveolleri içerir.
BURUN: Havanın ilk giriş yolu burundur. Burun boşluklarının içi, müköz bir membran ile kaplıdır. Burun boşluklarında, konka adı verilen üç çıkıntı bulunur. Burun mukozası, kan damarları bakımından zengindir ve üzerinde küçük tüyler bulunur. Hava bu yollardan geçerken, kan damarlarının sağladığı ısı ve nem ile ısınır ve nemlenir. Ayrıca, hava içindeki yabancı maddeler, küçük tüyler tarafından tutulur. Bu nedenle burun yoluyla soluk alınması, ağız yoluyla alınmasından daha yararlıdır.
FARENKS(BOĞAZ): Burun boşluğunun ve ağzın arkasında, özefagus ve trakeanın üstündeki kısımdır.
Farenks üç bölümden oluşmuştur:
- Nazofarenks (Geniz) - Burnun hemen arkasındadır .
- Orofarenks - Ağzın hemen arkasındadır.
- Larengeal farenks - Farenksin hemen altında olup, biri arkada özafagusa, diğeri önde trakeaya giden iki açıklığı vardır.
LARENKS(GIRTLAK): Trakeanın üstünde, farenksin altında yer alan larenks, üzerinde ses telleri (vokal kordlar) olan bölümdür. Ses plikalarının arasındaki boşluğa glottis adı verilir. Glotisin üzerinde ve dilin arkasında epiglotisadı verilen yaprak biçiminde bir çıkıntı vardr. Bu çıkıntı, lokmaları yutma sırasında glottisi kapar ve lokmanın trakeaya(soluk borusuna girmesini önler.
Larenks mukozası da küçük tüylerle kaplıdır, bu tüyler soluk alırken giren toz ve yabancı maddeleri süzer. Öksürme ve aksırma ile bu yabancı maddeler, dışarı atılır.
TRAKEA(SOLUK BORUSU): Trakea, larenksten sonra gelen soluk yolunun bir parçasıdır. Dördüncü ve beşinci torasik vertebra hizasında , sol ve sağ ana dallara (bronşlara) ayrılır. Trakeanın bu ayrılma yerine, bifurkasyon trakea adı verilir. Bifurkasyon yerinde, iki ana bronşu birbirinden ayıran çıkıntıya da karina denir.
Trakea nın ön yüzünde C harfi biçiminde kıkırdaklar, arka yüzünde ise fibroelastik bağ dokusu ve kaslar bulunur. Kıkırdaklar trakeayı sürekli açık tutarken, arka yüzün yapısı özefagusun lokma yutarken genişlemesini kolaylaştırır.
Trakea ve büyük bronşların duvarlarında titrek tüylü epitel hücreleri (silialar) ve Goblet hücreleri bulunur. Silialar, dalgalanma hareketleri yaparlar. Goblet hücreleri ise müküs salgılarlar. Soluk alındığında soluk yoluna giren yabancı maddeleri aşağıdan yukarıya doğru hareket ettirerek dışarı atılmasını sağlayan müküs salgısı ve siliaların hareketidir.
BRONŞLAR: Bronşlar, soluk borusunun iki ana dala ayrılıp(bifurkasyonu, çatallanması) akciğere giren kısmıdır. Akciğerin bu giriş bölümüne hilus adı verilir. Akciğerin sinirleri ve damarları da buradan girer ve çıkarlar. Sağ ana bronş dikeye yakın, sol ana bronş ise yataya yakın olacak bir eğim ile akciğerlere girerler. Ayrıca sağ ana bronş, sol ana bronşa göre daha kısa ve kalındır. Bu nedenle solukla giren yabancı maddelerin ve mikroorganizmaların sağ ana bronşa girme olasılığı daha fazladır.
AKCİĞERLER: Göğüs boşluğunda yer alan sağ ve sol akciğerlerin arasındaki boşluğa mediasten denilir ve burada kalple, akciğere giren çıkan damarlar bulunur. Sağ akciğer, altında yer alan karaciğerin yukarı doğru itmesi nedeniyle, sol akciğere göre daha yukarıdadır. Sol akciğerde, kalbin baskısı nedeniyle, sağ akciğere göre daha küçüktür. Akciğerlere giren ana bronşlar, birçok dallara bölünerek ağaç görünümü oluştururlar.
Dallanma : Bronşlarèbronşiyollerèterminal bronşiyallerèalveol kanallarıèalveoller, şekildedir.
Alveoller (hava kesecikleri), üzüm salkımı üzerindeki taneciklere benzerler. Çok katlı epitel hücrelerinden oluşan alveollerin çeperi, zengin kılcal damarlarla çevrelenmiştir. Dolaşımdaki kan ile akciğer arasındaki gaz(oksijen-karbondioksit) alış verişi bu bölümde gerçekleşir.
Akciğer yüzeyi, PLEVRA adı verilen ve iki kattan oluşan seröz zar ile kaplıdır. Plevranın, akciğeri saran kısmına VİSSERAL PLEVRA, göğüs kafesine yapışan kısmına ise PARİYETAL PLEVRA denilmektedir. Plevranın iki katı arasında, visseral plevra tarafından salgılanan ve kayganlığı sağlayan bir sıvı vardır;bu sıvı her iki plevra katı tarafından geri emilir. Visseral ve pariyetal plevra arasında negatif (-100 mmHg) basınç vardır. Bu basınç solunum fizyolojisinde önemli rol oynar. Negatif basıncı vakum (çekme/emme) etkisi gibi düşünebilirsiniz; bu emme etkisi sayesinde plevranın iki katı, sanki arada boşluk ya da sıvı yokmuş ve birbirlerine yapışıkmış gibi dururlar. Negatif basıncın oluşumu: visseral plevra tarafından sürekli salgılanan sıvının her iki plevra tabakası tarafından geri emildiğini belirtmiştik, işte plevra kapillerleri tarafından gerçekleştirilen bu emiş gücü negatif basıncı yaratmaktadır ve akciğerler de bu şekilde göğüs duvarına (pariyetal plevraya) doğru çekilirler. Göğüs duvarında meydana gelebilecek ve akciğerin etkilendiği, herhangi bir delinme ya da kesik plevra boşluğundaki negatif basıncı yok edeceğinden (emme gücü nedeniyle dışarıdan içeriye çok kısa sürede hava emileceğinden) akciğerler büzüşür (kollabe olur).
Akciğerlerin büzülmesini önleyen diğer bir madde SURFAKTANdır. Alveollerin çeperini oluşturan epitel hücrelerinden salgılanan surfaktan, lipoprotein yapısındadır. Bazı yenidoğan bebeklerde, özellikle vaktinden önce doğanlarda, surfaktan yeterince salgılanmadığında, hyalin membran ve solunum güçlüğü sendromu denilen sorunlar görülür.
AKCİĞERLERİN HACİM (VOLUM) VE KAPASİTELERİ:
Akciğer hacmi, erkeklere oranlandığında, kadınlarda % 20-25 daha düşüktür. Yine hacim ve kapasiteler vücut iriliğine göre farklılık gösterir, iri yapılılarda daha fazla iken kısa boylu, ince kişilerde daha düşüktür. Hesaplamak için : ( kişinin kilosu x 10 ) bize bir fikir verebilir: 60 kg x 10 = 600 ml . Acil bakımda bunun anlamı: 60 kiloluk birisini solutmanız gerektiğinde hacmı 600 ml ;100 kiloluk bir kişide ise 1000 ml olarak ayarlamanız gerekir. Ya da, küçük çocukta erişkin ambusu(elle solutma esnasında kullandığımız maskenin balonu) kullanmaz veya ambuyu sıkarken basıncı ona göre ayarlarsınız.
SOLUNUM HACMİ (TİDAL VOLÜM) : Her soluk alışta akciğerlere giren ve her soluk verişte akciğerlerden çıkan hava miktarıdır. Normal koşullarda, sağlıklı erişkin bir erkekte bu miktar ortalama 500 ml ‘dir (biraz önce anlatılan, vücut büyüklüğüne göre hacımlar hep aklınızda bulunsun).
İNSPİRATUAR REZERV HACMİ : Normal soluk almanın dışında, çok derin nefes alındığında, akciğerin en fazla alabileceği hava miktarıdır. Normal koşullarda, sağlıklı erişkin bir erkekte bu miktar ortalama 3000 ml ‘dir
EKSPİRATUAR REZERV HACMİ : Normal soluk vermenin dışında, çaba harcanarak verilebilecek en fazla hava miktarıdır. Normal koşullarda, sağlıklı erişkin bir erkekte bu miktar ortalama 1100 ml ‘dir.
RESİDÜEL HACİM : Çok zorlanarak verilen soluğa (ekspiratuar rezerv hacmine) rağmen, akciğerde kalan hava miktarıdır. Normal koşullarda, sağlıklı erişkin bir erkekte bu miktar ortalama 1200 ml ‘dir.
ANATOMİK ÖLÜ BOŞLUK : Solunan hava doğrudan alveollere gitmez. Solunan hava, alveollere gidene kadar iletici soluk yolları olarak adlandırılan ağız, burun, boğaz, farenks, larenks, trakea, bronş, bronşiyollerde oyalanır. Buralarda gaz alışverişi olmadığından, iletici soluk yollarındaki hacme “anatomik ölü boşluk hacmi” denilmektedir.
Kapasite, akciğer hacimlerinin ikisinin veya birkaçının birleştirilmesi olayıdır.
TOTAL AKCİĞER KAPASİTESİ : Akciğerlerin, mümkün olduğunca derin soluk alındığında, en fazla genişleyebileceği hacimdir, ortalama 5800 ml’dir.
SOLUNUM SİSTEMİNİN FİZYOLOJİSİ
Solunum sisteminin görevi, vücudun gereksinimine göre dış ortamla gaz alışverişini sağlamak, dolaşım sistemi aracılığıyla da solunumu düzenlemektir. Solunum dört evreden oluşur: 1-Ventilasyon, 2- Diffüzyon, 3- Perfüzyon, 4- Solunumun düzenlenmesi.
- VENTİLASYON (SOLUNUM):
Akciğerin ventilasyonu ile kast edilen, havanın, atmosferden akciğerlere, akciğerlerden de atmosfere doğru hareketidir. Bu ise, soluk alma (inspirasyon) ve soluk verme(ekspirasyon) şeklinde gerçekleşmektedir.
Soluk alış verişi aşağıdaki kasların yardımıyla gerçekleşir:
İnspirasyon kasları (soluk almayı sağlayan kaslar)
- Diyafragma, göğüs boşluğu ile karın boşluğunu ayıran, frenik sinir tarafından yönlendirilen bir kastır.
- Dış interkostal(kaburgalar arasındaki) kaslar
- Sternokleidomastoid kasları
- Skapula (kürek kemiğini) yükselten kaslar ve ön serratuslar
- Skalenler
- Omurga kaldırıcıları
Ekspirasyon kasları (soluk vermeyi sağlayan) kaslar
· Karın kasları (asıl ekspirasyon kasları)
· İç interkostaller
· Arka aşağı serratüsler
Solunum, diyafragmanın aşağı yukarı hareketi; göğüs kafesinin ön arka çapının artması ve azalması; kaburgaların (kostaların) yukarı aşağı hareketiyle göğüs kafesinin uzayıp kısalması ile oluşur.
SOLUK ALMA (İNSPİRASYON) : Atmosfer havasının akciğerlere çekildiği, aktif bir eylemdir. İnspirasyon kaslarının kasılmasıyla göğüs kafesinin ön arka çapı genişler ve yukarıdan aşağıya uzar.
Boyle-Marriotte Kanununa göre bir gazın hacmi arttığında, basıncı düşer. Bu kanuna göre, genişleyen akciğerlerdeki havanın basıncı (atmosferdeki havanın basıncından) düşük olacağından, atmosfer havası akciğerlere dolacaktır.
SOLUK VERME (EKSPİRASYON) : Akciğerlerdeki havanın dışarı atıldığı, pasif eylemdir. Soluk almanın tersine, akciğerler küçülür dolayısıyla basınç artar. Akciğerlerdeki basınç atmosfer basıncından fazla olacağından hava dışarı doğru hareket eder.
- DİFFÜZYON (YAYILMA):
Akciğerlere gelen hava alveollere kadar ilerler. Havadaki oksijen alveollerin çeperini ağ gibi saran kılcal damarlara geçerken (diffüze olurken), kılcal damarlardaki karbondioksit alveollere geçer (diffüze olur). Bu geçişler(diffüzyon), iki farklı ortamdaki gazların, parsiyel basınçlarının farklı olması sayesinde gerçekleşmektedir.
DİFFÜZYONU SAĞLAYAN BASINÇ FARKLARININ TABLOSU:
YERİ
|
PARSİYEL BASINÇLARI (mmHg)
| |
OKSİJENİN (PO2)
|
KARBONDİOKSİTİN (PCO2)
| |
ATMOSFERDE
|
760
| |
ALVEOLLERDE
|
103
|
40
|
ARTERYEL KANDA
|
100
|
40
|
VENÖZ KANDA
|
40
|
46
|
- PERFÜZYON:
Oksijenin ve karbondioksidin taşınması eylemidir.
a) OKSİJENİN TAŞINMASI: Alveollerden, akciğer dolaşımındaki kana geçen (diffüze olan) oksijen, ya plazma içinde eriyik halinde(%3) ya da alyuvar (eritrosit) içindeki hemoglobine tutunarak (%97) taşınır. Hemoglobinin oksijenle birleşmesi (HbO2, oksihemoglobin) “% satürasyon” olarak ifade edilir. Özellikle acil bakımda, oksijen satürasyonu, hastanın solunum durumunun belirlenmesi açısından çok önemlidir. Herhangi bir dokuya verilecek oksijen miktarı, dokunun oksijen basıncına göre değil de karbondioksidin parsiyel basıncına ayarlanır; ayrıca pH ve kanın ısısı da bu miktarın saptanmasında önemlidir. Oksihemoglobinin ayrışması (yani kandaki oksijenin dokuya geçmesi) için PCO2, pH ve vücut ısı önemli olduğuna göre, PCO2 yüksek, vücut ısısı yüksek ve pH’nın düşük olduğu bir ortamda oksijenin durumu ne olur ??? Elbette ki daha fazla oksijen serbest kalır. Acil bakımda, bu özelliği bilmek, asidoz – alkaloz değerlendirmesi yaparken işimize çok yarayacaktır
b) KARBONDİOKSİDİN TAŞINMASI: CO2, dokulardaki metabolik süreçte ve besinlerdeki karbonun oksidasyonu sonunda oluşur. Son derece asidiktir. Oksijen gibi hem plazmada eriyik halde hem de hemoglobine bağlı (karbamino bileşiği) olarak taşınır.
- SOLUNUMUN DÜZENLENMESİ :
Solunum merkezi, beyin sapındaki medulla oblangata’dadır. Kan kimyasındaki değişiklikler, karotis ve aort cisimciklerindeki değişikliğe duyarlı algılayıcılar (reseptörler; glomus aortikum ile glomus karotikum) tarafından algılanarak solunum merkezi uyarılmaktadır.
Kimyasal düzenekler solunumu öyle düzenler ki, normal koşullarda PCO2 değişmez (değeri sabit tutulur); PO2 tehlike yaratabilecek seviyelere düşmüşse, yükseltilir. Bir dakikadaki solunum hacmi metabolizma faaliyetleri ile orantılıdır. Ancak, solunumla metabolizma arasındaki ilişki CO2 ile sağlanmaktadır.
Medullada bulunan solunum merkezi, kanın pH’sı, PCO2 ve PO2 olmak üzere 3 etken tarafından yönlendirilmektedir. Bunlardaki azalma veya artmalar, solunumda önemli değişikliklere neden olmaktadır.
Örnek: Fazla egzersiz yapıldığında vücutta CO2 miktarı artar vekan pH’sı 7.4 ün altına düşer, normalde 1/20 olan H2CO3 / NaHCO3 oranı asit olarak artar. Bu durumdaki birey normalden daha fazla soluyarak (hiperventilasyon), fazla CO2 miktarını atmaya çalışır. Solunumla dışarı atılan hava nemli olduğundan CO2, gerçekte H2CO3 (karbonik asit) olarak atılır; bu sayede vücut sıvılarındaki H+ iyonunun yoğunluğu düşmüş olur.
H2CO3 / NaHCO3 oranında sodyumbikarbonat (NaHCO3, baz) lehine artma (veya asit kısmında azalma) olursa, PCO2 düşer. Bu durumda birey, normalden az solur (hipoventilasyon), böylece karbondiosidin az miktarda atılmasını sağlar, tutulan karbondioksit su ile birleşerek bikarbonat oluşturur ve H+ yoğunluğu yükselir.
H+ dengesinin düzenlenmesinde akciğerler çok önemlidir; çünkü, H+ iyonunun yoğunluğunda hızlı değişim gerektiğinde CO2 in diffüze olabileceği geniş bir alana sahiptir.
Hipoksi, solunum merkezini doğrudan uyarmaz. Kandaki PO2 düşmesiyle, aorta kavisinde yer alan glomus aortikum ile karotis arterin ikiye ayrıldığı bölgede yer alan glomus karotikumdaki kemoreseptörler (kimyasal algılayıcılar) uyarılır, refleks olarak uyarılan sinirler vasıtasıyla medulladaki solunum merkezi uyarılır ve solunum hızlanır.
Ventilasyon - Perfüzyon (solunum –kan akımı) oranı:
Solunumla kan akımı arasında sıkı bir ilişki vardır. Normal koşullarda, alveoler solunum dakikada 4.2 litre civarında, kardiyak out-put (kalp debisi) ise dakikada 5litre civarındadır. Bunların birbirlerine oranı olan 9.8, kanın çok iyi oksijenlenmesi için en ideal değerdir.
AKCİĞERLERİN GAZ ALIŞ VERİŞİ DIŞINDAKİ İŞLEVLERİ :
- Kanda inaktif olarak bulunan Anjiyotensin I hormonu, akciğerlerden geçerken Anjiyotensin II haline çevrilir.
- Akciğer dokusu Surfaktan maddesini sentezler ve kullanır.
- Akciğer dokusu gerildiğinde, Prostoglandin E ve F sentezler, kana salgılar ve depolar.
- Akciğer aynı zamanda metabolizma organıdır. Alkolün bir kısmını solunumla atar. Diyabetik ketoasidozdaki aseton ile anestetik maddeler de solunumla atılır.
- Sıvı-elektrolit dengesini düzenler.
- Bazı önemli maddeler akciğer dokusu tarafından parçalanarak yok edilir. Örnek: bradikinin, serotonin, asetilkolin ve norepinefrin gerektiğinde parçalanıp etkisiz hale getirilir.
- Fibrinolitik enzimleri de içerdiklerinden, trombozu eritme görevini de üstlenirler.
AKSIRIK:
Burunda oluşan bir uyarıya (iritasyona) karşı ortaya çıkan tepkidir / reflekstir.
ÖKSÜRÜK:
Soluk borusu ve bronşlar (özellikle larinks ve karina), yabancı maddelere çok duyarlıdır. Bu duyarlılık nedeniyle, basit bir uyarıcı madde, öksürük refleksini ortaya çıkarır. Yabancı madde soluk yoluna girdiğinde, vagus sinir aracılığıyla alınan uyarılar beyne, medulla oblangataya gider. Medulla oblangatadaki sinir hücrelerindeki devreler tetiklenir ve otomatik olaylar zinciri başlar:
- İlk olarak akciğerlere solunumla ortalama 2.5 litre hava doldurulur.
- Epiglottis ve ses telleri (vokal kortlar) sıkıca kapatılır ve hava akciğerlerde hapsedilir.
- Karın kasları kuvvetlice kasılarak diyafragmayı yukarı doğru iter.
- İç interkostal kaslar ve diğer soluk verme (ekspirasyon) kasları da kuvvetlice kasıldığında, akciğerdeki iç basınç 100 mmHg nın üstüne çıkar.
- Epiglot ve ses telleri birdenbire tamamen açılır, basınç altındaki akciğere hapsedilmiş hava patlar gibi hızla dışarı atılır. Bazen atılan havanın hızı saatte 50-60 km yi bulabilir (50-60 km/sa).
- Akciğerlerin kuvvetle kasılması, bronşların ve soluk borusunun da daralmasına neden olur. Akciğerlerden hızla atılan hava, dar bir yarık görünümü alan bu boşluktan çıkarken, geçtiği yerlerdeki bütün yabancı cisimleri de beraberinde dışarı sürükler.
