SOLUNUM SİSTEMLERİ Besin maddelerinin parçalanarak enerji (ATP) elde edilmesi olayına hücre solunumu denir. Hücrenin kendisinin, kan ya da diğer vücut sıvılarının aracılığıyla yaptığı gaz alış verişine iç solunum denir. İç solunumda oksijen kandan hücreye, karbondioksit ve su hücreden kana difüzyonla geçer. Solunum organlarıyla yapılan gaz alış verişine dış solunum denir. Oksijenin solunum yüzeyi ile alınıp kan yardımıyla hücrelere taşınması difüzyonla olur. Aynı şekilde karbondioksit ve su aynı solunum yüzeyinden difüzyonla dışarı atılır. Bir Hücrelilerde Solunum: Bir hücreli canlılar, yaşadığı ortamla doğrudan temas halindedirler. Gaz değişimi difüzyonla olur. Sudaki oksijenin kaynağı, atmosfer ve sularda fotosentez yapan canlılardır. Sudaki oksijenin miktarı havadakine göre daha az olmasına karşın sudaki diğer gazlara göre oranı havadakiyle aynıdır. Yani oksijenin diğer gazlara göre kısmi basıncı havadaki gibidir. Sudaki oksijenin hücreye alınabilmesi için hücre yüzeyindeki oksijeni azalmış suyun devamlı olarak değiştirilerek hücre içi ile hücre dışı derişim farkının korunması gerekir. Bitkilerde Solunum: Bitkilerde difüzyonla gaz alış verişini gerçekleştiren stoma ve lentiseller bulunur. Genç bitki köklerinde epidermis hücrelerinden oksijen alınır ve karbondioksit verilir. Omurgasızlarda Solunum: Süngerlerde ve sölenterelerden hidrada sudaki erimiş oksijen vücut yüzeyinden difüzyonla alınır. Planarya ve toprak solucanında deri solunumu vardır. Planaryada, oksijen nemli deriden çözünerek alınır ve vücudun iç kısımlarına iletilir. Toprak solucanında ise oksijen, nemli deriden çözünerek, difüzyonla kılcal damarların içindeki kana geçer. Dolaşım sistemindeki kan, oksijeni alır ve hücrelere taşır. CO2 de aynı yolla dışarıya verilir. Eklembacaklılarda ve böceklerde trake solunumu görülür. Bu solunumda oksijen hücrelere kadar trake denilen boru sistemi ile taşınır. Böceklerin karın halkalarının alt tarafında stigma denilen küçük açıklıklar vardır. Böceklerin vücutlarını gevşeterek aldığı hava stigmadan içeri girer. İç organlara kadar trake borularıyla taşınır. Trake boruları vücudu bir ağ gibi sarar ve içi sıvı dolu olan trakeol ile sonlanır. Bu sıvı dokular ile borucuklar içindeki O2 ve CO2 nin difüzyonunu kolaylaştırır. Böceklerde havanın dar borucuklardaki difüzyon hızı az olduğundan böceklerin belirli bir vücut büyüklüğünün üstüne çıkması olanaksızdır. Ancak, ekvatorda sıcaklığın artmasına bağlı olarak difüzyon hızı da arttığından burada yaşayan böceklerin vücutları daha büyüktür. Akreplerde ve örümcekgillerde kitapsı akciğer solunumu görülür. Bu solunum organında, kanın ön duvarı içeri doğru çökerek bir cep meydana getirir. Bu cep stigma ile dışarı açılır. Bu cebin iç duvarı bir kitabın yaprakları gibi katlanarak lameller meydana getirir. Stigma bir hava odasına açılır. Stigmadan giren hava bu odadan lamellere geçer. Lamellerin içi kan boşlukları ile doludur ve lamel yüzeyinden gaz alış verişi yapılır. Omurgalılarda Solunum: Omurgalılarda deri, solungaç ve akciğer solunumu görülür. Sularda yaşayan solucanlar, kabuklular yumuşakçalar, tulumlular, balıklar ve kurbağa larvalarında solungaç solunumu görülür. Balıklarda solungaçlar başın iki yanında yer alır. Solungaçların gaz alış verişini sağlayan yapı birimi solungaç yapraklarıdır. Solungaç yaprakları kıkırdaktan yapılmış olan solungaç yayına bağlıdır. Solungaç yayları dört tanedir. Solungaç yaprakları ince epitel doku ile örtülüdür ve kan damarlarınca zengindir. Balık solunum yaparken ağzını açıp içinde çözünmüş O2 bulunan suyu, solungaç yapraklarına doğru yutar. Suda erimiş oksijen solungaç yaprakları üzerinden geçerken difüzyon ile epitel hücrelerinden kana, kanda bulunan CO2 ise aynı yolla suya geçer. Havada %21 su da %1,2 oranında oksijen bulunur. Bu nedenle balık, sürekli olarak büyük miktarda su değiştirmek zorundadır. Kılcal damarlarda gaz alış verişi oldukça etkindir. Çünkü kılcal damarlar içerisindeki kan akımı su akış oğrultusuna terstir. Buna ters akım alış verişi denir. solunum aşağı yukarı 1/4’nü oluşturur. Fakat CO2’nin %60-65’i deri ile dışarıya atılır. Sürüngenler, akciğer solunumu yaparlar. Yılanların yalnız sağ akciğerleri gelişmiştir. Sürüngenlerin akciğerleri derin bölmeli bir yapı göstererek solunum yüzeylerini artırıcı bir yapı kazanmıştır. Kuşlarda bir çift akciğere ek olarak, vücut boşluğunun büyük bir kısmını dolduran sekiz veya dokuz hava kesesi bulunur. Hava keseleri, gaz alışverişinde doğrudan görev almaz, akciğerlere hava akışını bir körük gibi yönlendirir. Ayrıca hem soluk alırken hem soluk verirken temiz havanın akciğerden tek yönlü akmasını sağlar. Kuş akciğerinde parabronş adı verilen çok sayıda küçük hava borucukları bulunur. Bu hava borucuklarının çevresindeki kılcal damarlar içerisindeki kan akışı, hava Balıklarda bulunan yüzme keseleri, balığın bulunduğu herhangi bir derinlikte akışına ters yöndedir. Ters akım alış verişi dengeli bir şekilde kalabilmesini sağlar. Bu keseler, O2, N2ve CO2 gibi gazlarla sayesinde kana havadan çok miktarda O2 doldurulup boşaltılarak çeşitli derinliklere dayanma sağlanır. Bu keselere gazlar, girer. Kuş solunum sistemi: Kuşlar soluk özel bir sistemle aktif taşıma yaparak alınıp verilir. aldığında ön ve arka hava keseleri genişler. Arkadaki hava keseleri dışarıdan gelen Kurbağa, sürüngen, kuş ve memelilerde solunum akciğerler ile yapılır. Karada temiz hava ile dolarken öndeki keselere akciğerden çıkan kirli hava girer. Soluk yaşayan omurgalılarda solunum yüzeyinin nemli tutulabilmesi için, solunum verirken her iki grup hava keseleri de kasılır, arka keselerdeki temiz hava akciğerlere organları vücudun içinde geçerken ön keselerdeki kirli hava dışarı çıkar. Alveol bulunmaz. yer alır. Memeli akciğerlerinin solunum yüzeyi alveol denilen kesecikler sayesinde çok Kurbağalar larva dönemini genişlemiştir. Alveollerin yüzeyi ince ve nemli olup kılcal damarlarla çevrilmiştir. tamamen suda geçirirler. Bu Dipneusti’de solungaçların yanı sıra yutağa bağlı hava kesecikleri vardır. Balık su dönemde solungaç yüzeyine çıktığında bu keseler hava ile doldurulur. solunumu yaparlar. Hayvanlardaki solunum organlarının ortak özellikleri şunlardır: Kurbağaların akciğerleri 1. Solunum yüzeyleri daima nemlidir. torba gibidir. Solunum 2. Solunum organlarının hücre çeperleri ince ve yarı geçirgendir. yüzeyini artırıcı bölmeler 3. Solunum organları gaz alış verişini etkinlikle yapabilmek için oldukça geniş bir henüz gelişmeye yüzey oluşturur. başlamıştır. Bu nedenle 4. Solunum yüzeyinde gaz alış verişi difüzyonla olur. nemli ve ince derileriyle de İNSANDA SOLUNUM SİSTEMİ deri solunumu yaparlar. Bu İnsanda solunum sistemi burun, yutak, gırtlak, soluk borusu ve akciğerlerden oluşur. akciğerlerden yapılan Yutakta mikropların iltihap oluşturması faranjite sebep olur. Gırtlak yutak ile soluk borusunu birbirine bağlar. Kıkırdaktan yapılmıştır. Solunum için alınan havayı yutaktan soluk borusuna iletir. İç yüzeyindeki epitel doku, gırtlağın yan duvarlarında bir çift kıvrıntı yaparak ses tellerini oluşturur. Ses telleri sayesinde seslerin oluşması sağlanır. Gırtlaktaki seslerin konuşmaya dönüşmesinde yutak, ağız, dil, diş ve dudaklar da rol oynar. Normal olarak hava verilirken konuşulur. Ancak vantriloglar nefes aldıkları zaman da konuşabilirler. Gırtlağın iltihaplanmasıyla laranjit hastalığı oluşur. Soluk borusu gırtlak ile akciğer arasında bulunur. Üç tabakadan oluşur: 1. İç tabaka: Silli silindirik epitelden oluşur. Goblet hücreleri vardır. 2. Orta tabaka: Yemek borusuna bakan kısmı düz kas, diğer kısmı ise at nalına benzeyen C harfi şeklinde kıkırdak halkalardan yapılmıştır. 3. Dış tabaka: Bağ dokusundan oluşmuştur. Soluk borusu iki kola ayrılarak bronşları meydana getirir. Kıkırdak halkaları tam halka şeklindedir. Bronşların iltihaplanmasına bronşit denir. Her broş bir akciğere girerek akciğer içinde bronşçuk denilen kıkırdaksız küçük kollara ayrılır. Akciğerler pleura denilen iki yapraklı akciğer zarıyla çevrilmiştir. Arası kaygan sıvı ile doludur. Bu sıvı akciğerleri korur ve çalışmasını kolaylaştırır. Sıvının iltihaplanmasıyla zatülcenp hastalığı ortaya çıkar. Sağ ve sol olmak üzere iki akciğer bulunur. Sağ üç, sol iki loptan oluşur. Bronşçuklar üzüm salkımı görünümündeki hava petekleri ile, bunlarda alveollerle sonlanır. Bir alveol 0.2 mm çapındadır. Bir akciğerde 300 milyon kadar bulunur. (70-100m2) Alveol hücrelerinin salgıladığı lipoprotein, alveolde ince bir tabaka oluşturur. Lipoprotein alveolün yüzey gerilimini düşürmeye yarar. Yüzey geriliminin düşmesi, suyun korunması ve havanın dışarı atılması için daha az kas gücünün kullanılmasını sağlar. SOLUK ALIP VERME MEKANİZMASI Göğüs boşluğu ile karın boşluğunu birbirinden ayıran özel kasa diyafram denir. Soluk Alma Soluk Verme Diyafram kası kasılarak karın Diyafram kası gevşer ve yukarı boşluğuna doğru iner doğru kubbeleşir. Kaburgalar arası kaslar kasılarak Kaburgalar arası kaslar gevşer. göğüs kafesini dışarı doğru Göğüs boşluğunun hacmi azalır. genişletir. Göğüs boşluğunun basıncı artar. İç Göğüs boşluğunun hacmi artar. basınç, atmosferdeki hava Göğüs boşluğunun basıncı azalır. basıncından yüksektir. İç basınç atmosfer basıncına göre Akciğer gazları dışarı çıkar. daha düşük olur. Bu bir pasif yöntemdir. Atmosfer gazları akciğerlere girer. Soluk verme, hem göğüs Bu bir aktif yöntemdir. Enerji boşluğunun daralmasından oluşan harcanır. basıncın hem de akciğerlerin geri yaylanma basıncının etkisiyle oluşur. Bu basınç akciğerlerin yapısındaki elastiki liflerle pleura boşluğundaki sıvı tabakasının oluşturduğu yüzey geriliminden doğar. Yetişkin bir insanda akciğer, yaklaşık 6 litre hava alabilir. Solunum esnasında ise 3 litre hava alınıp verilebilir. Bunun ancak 0.5 litresi değiştirilebilir. Çok kuvvetli soluk alıp vermede 4,5 litre hava akciğerlere girebilir. Buna canlı kapasite denir. Geriye kalana artık hava denir. Artık hava sayesinde alveoller ve kılcal damarlar arasında difüzyon sürekli tutulur. Akciğerlere giren hava ile akciğer içindeki artık hava birbiriyle karışır. *Soluk alış veriş hızı, kandaki CO2 miktarı ile ayarlanır. *Soluk alış veriş hızı ve şiddeti sinirler tarafından denetlenir. * Solunum refleksini omurilik soğanındaki ve beyindeki solunum merkezleri düzenler. *Beyindeki solunum merkezi ise istemli solunumu kontrol eder ve kısa bir süre soluk tutulabilir. *Kandaki O2 miktarının artıp azalması solunum hızını etkilemez. İnsanda gerçekleşen terleme ve soluk alıp verme olayları homeostasisin sağlanmasında doğrudan etkilidir. Solunum Gazlarının Taşınması Kanda solunum gazlarını taşıyan, protein ve metal iyonlarından oluşan solunum pigmentleri bulunur. Solunum pigmentlerine sahip olan canlılarda kan renklidir. Bu pigmentler oksijen ve karbon dioksit ile kolayca birleşip ayrılabildiğinden kanın solunum gazlarını tutma ve taşıma kapasitesini arttırır. Hayvanlarda hemoglobin, hemosiyanin, klorokrüorin, hemoeritin gibi farklı pigmentler bulunur. Trake solunumu yapan hayvanlarda ise solunum pigmenti bulunmaz. Bu nedenle kanları renksizdir. Solunum gazları trakelerle taşınır. Karbondioksitin Taşınması: Hücrelerde oluşan CO2 önce doku sıvısına, buradan da doku kılcallarına geçer. CO2 dokulardan akciğerlere üç şekilde taşınır: 1. %70’i HCO3- iyonları halinde 2. %23’ü Hb ile birleşerek 3. %7’si kan plazmasında çözünmüş olarak karbonikanhidraz Doku kan plazması alyuvar CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3Hemoglobinle Oksijen Taşınması: İnsanda vücuda alınan oksijenin %98’i hemoglobinle,%2’si kan plazmasında taşınır. Alveol kan plazması alyuvar Hb + O 2 HbO2 O2 + Hb HbO2 Doku sıvısı Dokuda Hücre Kalp kan plazmasında Kalp Akciğer kılcalları (Alyuvarda) HCO3- + H+ Dışarı OKSİJEN VE KARBONDİOKSİTİN TAŞINMASI: iyonlaşma karbonikanhidraz H2CO3 CO2 + H2O Alveol Kan plazması Vurgun: Vücut içindeki sıvılarda erimiş durumda bulunan gazların, basıncın çok düştüğü durumlarda gaz haline geçerek, kılcal damarları tıkamasıyla vurgun ortaya çıkar. (Azot Gazı) Astım: Soluk borusu ve bronşların daralmasıdır. Hastanın soluk alıp vermesi güçleşir. Zatürree: Akciğer dokusunun iltihaplanmasıdır. Boğmaca: Bakterilerin burun ve boğazda yol açtığı bir hastalıktır. Kuru, keskin ve boğulma şeklinde öksürük, burun tıkanıklığı belirtileri vardır. Anjin: Yutaklardaki bademciklerin ve bütün boğaz bölgesinin acı veren iltihaplanmasıdır. Streptokok bakterisinin yol açtığı bir anjin tedavi edilmezse kalp rahatsızlığına, romatizma hastalıklarına ve hatta damar kanamalarına yol açabilir. ● Anjin yüksek bir ateşle başlar. ●Bademcikler kızarır ve üzerlerinde beyaz noktalar oluşur. Boyun düğümleri şişer ve acı vermeye başlar. Uyku Apnesi: Uyku sırasında soluğun kesilmesidir. Üst solunum yollarında özellikle yutakta daralma sonucu soluk alma zorlaşır. Yaşlılarda ve erkeklerde daha çok görülür. Ciddi düzeyde horlama ile belirti verir. Şişman kişilerde yaygındır. Tedavi edilmez ise kalp yetmezliğine yol açabilir. Normal uyku düzeninde bozulma ve gün boyu uyku haline neden olur. Kilo vermek çoğu zaman çözüm olabilir. Doktorun yapacağı lazer veya cerrahi müdahale gerekebilir. KOAH (Kronik obstrüktif akciğer hastalığı): Nefes darlığına yol açan solunum yolu hastalığıdır. Daha çok sigara içen, havası kirli yerlerde yaşayan, toz, duman, gaz ve kimyasal maddelerle temasta bulunmayı gerektiren mesleklerde çalışan insanlarda görülür.