Solunum sistemi (2021 AYT)

Yaşamın devamı için gerekli olan enerjinin (ATP) üretimi amacı ile gerçekleştirilen solunuma hücresel solunum (İç solunum) denir.

Hücresel solunumun gerçekleşmesi için ihtiyaç duyulan gazların hücrelere taşınması, hücresel solunum sonucu oluşan bazı ürünlerin organizmadan uzaklaştırılmasına solunum (Dış solunum) denir.

Solunum olayını gerçekleştiren organların oluşturduğu mekanizmaya solunum sistemi denir.

Solunum sistemi organları

Ağız ve Burun

• Ağız ve burun, solunum sisteminin atmosfer ile olan bağlantısını sağlamaktadır. Burun ile soluk almak, ağız ile soluk almaktan daha sağlıklıdır. Burun ile soluk aldığımızda alınan hava, burun içi epitelinin salgıladığı mukus sayesinde nemlenir.
• Burun ile alınan havadaki parçacıklar mukus ve burun içi kılları tarafından tutulur ve bu parçacıkların akciğerlere ulaşması engellenir. Burun içi epitelinde yer alan kılcal damarlar alınan havanın ısıtılmasını sağlar.
• Burun ve ağız boşluğunun birleştiği bölüme geniz denir.

Gırtlak

• Gırtlakta yer alan kapak (Epiglottis), yutkunma sırasında soluk borusunu kapatarak yenilen, içilen besinlerin soluk borusuna kaçmasını önler.
• Gırtlakta yer alan ses telleri alınan havanın etkisi ile titreşerek sesleri çıkarmamızı sağlar.

Soluk borusu

• Soluk borusunda at nalı şeklinde hiyalin kıkırdak yapılar vardır. Bu kıkırdak yapılar soluk borusunun devamlı açık kalmasını sağlar.
• Soluk borusunun iç yüzeyini kaplayan silli epitel mukus üretir. İç epitelin silli olması ve mukus üretmesi, alınan havadaki parçacıkların tutulmasını sağlar.
• Yemek borusu, soluk borusunun arka bölümünde yer almaktadır.

• Soluk borusu, akciğerlere ilerledikçe incelir ve iki kola ayrılır. Ayrılan kollardan her birine bronş denir. Bronşlarda da soluk borusunda olduğu gibi kıkırdak halkalar vardır.
• Bronşlar daha ince ve daha fazla sayıda kola sahip bronşçuklara ayrılır. Bronşçuklarda kıkırdak halka yoktur. Hava kanallarının son bölümünde, kan ile gaz alışverişinin gerçekleştiği çok sayıda alveol vardır.

Akciğerler

• Akciğer, kaburga kemiklerinin oluşturduğu göğüs boşluğu içerisinde bir çift halindedir.
• Sağ akciğer üç lopludur. Sol akciğer ise, kalbin sol tarafta konumlanmasından dolayı iki lopludur.
• Akciğeri, iki tabakalı ve içerisinde lenf sıvısı olan plevra zarı sarmaktadır.

• Akciğer iç zarı akciğere yapışık iken, dış zar göğüs kafesi ve diyafram zarı ile bütünleşmiştir. İki zar arasındaki sıvı, akciğerin kurumasını önler ve aynı zamanda soluk alma ve verme sırasında akciğerlerin daha rahat hareket etmesini sağlar.
• Kan damarları, sinirler ve bronşların akciğere giriş yaptıkları bölümlerde plevra zarı kesintiye uğrar. Plevra zarı sıvısına bulaşabilecek mikroorganizmalar akciğer iltihaplanmasına sebep olur.
• Akciğer yapısında yüz binlerce alveol yer alır. Bu alveoller solunum yüzeyini arttırmak amacı ile küre biçiminde form almıştır (2022 AYT).
• Alveollerin yüzeyi tek tabakalı yassı epitelden oluşur. Bu sayede alveoller, etrafını saran kılcal damarlar ile rahat bir şekilde gaz alış verişi gerçekleştirir (2020 AYT).

Soluk alış verişi mekanizması

Soluk alış verişi omurilik soğanı ve pons kontrolünde gerçekleşir.

Soluk alma (İnspirasyon)

1. Kanın karbondioksit oranı arttığında kan pH’ı düşer ve omurilik soğanı uyarılır.
2. Omurilik soğanı, kaburga kasları ve diyafram kasını uyararak bu kasların kasılmasını sağlar.
3. Kasılma sonucu akciğer hacmi artar.
4. Hacim artışına bağlı olarak akciğer iç basıncı azaldığından, akciğere hava girişi olur.
5. Alınan havadaki oksijen alveollere ulaşır.
6. Oksijen difüzyonla, alveolleri saran kılcal damarlara geçer.

• Soluk alma aktif bir olaydır ve bu sırada enerji harcanır.
• Akciğeri saran plevra zarı ve sıvısı, geri yaylanma kuvveti oluşturarak soluk verme (Ekspirasyon) olayının gerçekleşmesini sağlar.
• Soluk verme sonucu kan karbondioksit oranı azalır ve kan pH değeri yükselir. Omurilik soğanı bu değişimi algılar ve solunum hızı azaltılır.

Alveol ve dokular arası gazların taşınması

Alyuvarların yüzeyinde solunum pigmenti hemoglobin vardır. Kana kırmızı rengi veren hemoglobinin yapısında demir elementi vardır. Bu sayede hemoglobin, oksijen ve karbondioksit molekülleri ile kolaylıkla tepkimeye girerek bu gazların kanda taşınmasını sağlar.

• Yüksek rakımlı yerlere çıkıldığında, oksijen oranının azalmasından dolayı alyuvarlardaki hemoglobin sayısı zamanla artar. Böylece az miktardaki oksijen, vücuda yeteri kadar gönderilir.
• Demir elementi eksikliğinde, yeteri kadar hemoglobin üretilemez ve kansızlık durumu ortaya çıkar. Bu durumda, dokuların ihtiyaç duyduğu oksijen yeterince alınamaz.

Oksijenin kanla taşınması (2019 AYT)

• Alveollerden kana geçen oksijenin ortalama %98’i hemoglobine bağlanıp (Oksihemoglobin) alveollerle taşınırken, %2’si kan plazmasında çözünmüş olarak taşınır.
• Doku hücreleri, oksijenli solunum sonucu devamlı oksijen tükettiğinden, doku kılcallarındaki oksijen oranı akciğer kılcallarındaki oksijen oranından azdır (1/3’ü kadar).

• Dokularda oluşan karbondioksit, doku kılcallarında karbonik asit (H2CO3) molekülünün miktarını arttırır ve kan pH değeri düşer. Bu durum hemoglobin moleküllerinin bağladığı oksijeni daha kolay bırakmasına neden olur (bohr kayması) (2022 AYT).
• Bırakılan oksijen molekülleri, difüzyon ile doku hücrelerine geçerken, hücrelerde meydana gelen karbondioksit yine aynı yöntemle kana geçer.

• Oksijenini dokulara veren ve dokulardan karbondioksit alan kanın renginde koyulaşma meydana gelir.
• Hemoglobin, karbonmonoksiti (CO) oksijene göre daha kolay bağlar. Fakat karbonmonoksit oksijen gibi hemoglobinden kolaylıkla ayrılmaz.
• Alınan havada karbonmonoksit olması durumunda, kandaki alyuvarlar oksijenden çok karbonmonoksit bağlar ve bu durumda dokulara yeterince oksijen iletilemez (Karbonmonoksit zehirlenmesi).

Karbondioksidin kanla taşınması (2019, 2023 AYT)

• Doku hücrelerinde gerçekleşen oksijenli solunum tepkimeleri sonucu açığa çıkan karbondioksit molekülü difüzyon ile doku sıvısına, oradan da doku kılcallarına geçer.
• Kana geçen karbondioksitin %5 – 7’si kan plazmasında taşınmaktadır. Karbondioksitin %15 – 20’lik bölümü alyuvarlardaki hemoglobine bağlanarak (Karbamino hemoglobin) taşınır.

• Karbamino hemoglobin taşıyan alyuvarlar, akciğer kılcallarına geldiğinde, ortamdaki yüksek oksijen oranı etkisi ile bağladıkları karbondioksitleri bırakır. Bırakılan karbondioksit molekülleri buradan difüzyon ile alveollere geçiş yapar. Alveollere geçen karbondioksit soluk verme sonucu atmosfere gönderilir.

• CO2 ve O2, hemoglobinin farklı bölgelerinden bağlandığından, alyuvarlar tarafından aynı anda taşınır.
• Doku hücrelerinde oluşan karbondioksitin %73 – 80’lik kısmı su ile birleşerek karbonik asite (H2CO3) dönüşür.
• Karbonik anhidraz enzimi karbonik asit ile tepkimeye girerek karbonik asiti H ve HCO3’a dönüştürür.
• Oluşan hidrojen iyonları alyuvar tarafından taşınırken bikarbonat (HCO3) molekülü kan plazmasına geçer ve buradan akciğer kılcallarına taşınır.
• Akciğer kılcallarına ulaşan hidrojen bağlanmış alyuvarlar, ortamdaki oksijenin etkisi ile hidrojen iyonlarını bırakır.
• Bikarbonat molekülleri ve hidrojen iyonları tersine tepkimeler ile birleşir ve karbonik asit tekrar oluşur.
• Karbonik asit molekülleri karbonik anhidraz enzimi etkisi ile su ve karbondioksite ayrışır.
• Kan plazmasına geçen su ve karbondioksit molekülleri alveol kılcallarından alveollere, oradan da soluk verme sonucu atmosfere gönderilir.

Solunum sistemi hastalıkları

Zatürre (Pnömoni)

Zatürre, akciğer iltihaplanmasıdır. Akciğerlerin soğuğa maruz kalması, sık tekrar eden solunum yolu enfeksiyonları zatürre gelişimine sebep olur.

Verem (Tüberküloz)

Verem bir tür bakterinin sebep olduğu akciğer hastalığıdır. Verem, akciğerlerde ağır hasarlara neden olur. Verem, hava yolu ile kişiden kişiye bulaşan bir hastalıktır.

Astım

Genetik yatkınlık, alerjik etkenler, kirli hava astım gelişimine sebep olan etkenlerdir. Solunum yollarında meydana gelen iltihaplanma ve normalden fazla mukus üretimi solunum yollarının daralmasına ve soluk alma güçlüğünün ortaya çıkmasına sebep olur.

KOAH (Kronik obstrüktif akciğer hastalığı)

KOAH özellikle sigara kullanımı sonucu bronş, bronşçuk ve alveollerde meydana gelen yapısal ve işlevsel bozukluklar sonucu ortaya çıkar. Bronşların, sürekli tekrar eden iltihaplanması sonucu kronik bronşit hastalığı görülür. Zamanla, alveoller esnekliğini ve geçirgenliğini yitirir ve akciğerlerin oksijen alma kapasitesi düşer. Bu duruma amfizem denir.