Solunum Sistemleri

SOLUNUM SİSTEMLERİ

Besin maddelerinin oksijenli ya da oksijensiz olarak parçalanıp enerji açığa çıkarması olayına solunum denir Canlıların bulundukları ortamdan oksijen almaları ve ortama karbondioksit bırakmalarını sağlayan sistemler gelişmiştir Bu sistemlere solunum sistemleri denir
Tek hücreliler dış ortamla doğrudan temas halinde oldukları için hücre yüzeyi ile gaz alış-verişi yapabilirler

111 BİTKİLERDE GAZ ALIŞ-VERİŞİ

Bitkiler gaz alış-verişini ve terlemeyi yapraklardaki stomalar aracılığı ile kontrol eder
Gövdede bulunan lentisel ile de sadece oksijen alınıp, karbondioksit verilir Kökte de difüzyonla oksijen alınıp karbondioksit verilir

Şekil : 111 Bitkilerde Gaz Alış Verişi

112 HAYVANLARDA SOLUNUM SİSTEMLERİ

1121 Omurgasız Hayvanlarda

Süngerler, sölenterler, yassı solucanlar ve toprak solucanında solunum difüzyonla olur Difüzyon ile alınan oksijen yine difüzyon ile vücuda dağıtılır
Omurgasızların eklembacaklılar grubuda trake denilen özel solunum sistemi vardır

A) Trake Sistemi

Trakeler havadaki oksijeni dokulara kadar götüren ve dokudaki CO2'i dışarıya taşıyan borucuklar sistemidir Trake borucukları birbirleri ile birleşerek karın bölgesinin altında stigma denilen açıklıklarla dışarı açılır
Böcekler karın bölgesindeki kaslarını kasıp gevşeterek, stigmadan gaz alışverişini denetlerler Böcekler gaz taşımasını trake ile yaptıklarından dolaşım sıvılarında pigment bulunmaz

Şekil : 112 Böceklerde Trake Sistemi

Trakelerin çeperinde yassı epitel hücreleri bunun altında ise kitin tabaka bulunur Bu kitin yardımı ile trakelerin sürekli açık kalması sağlanır Trakeler dokunun derinliklerine doğru dallanarak incelirler Mikroskobik olan bu yapılara trakeol denir Trakeollerin içinde dokuya yakın bölge sıvı doludur

1122 Omurgalılarda Solunum Sistemleri

Omurgalılardan balıklar ve kurbağa larvaları ile omurgasızlardan İstakoz gibi canlılarda solungaç solunumu görülür Ergin kurbağa, sürüngen, kuş ve memelilerde akciğer solunumu vardır

A) Solungaç Solunumu

Balıkların tamamı, kurbağa larvaları ve bazı kabuklularda görülür Balıklar ağızları ile aldıkları oksijence zengin suyu solungaçlara gönderirler Su solungaçlardan geçerken, sudaki O2 difüzyonla kana, kandaki CO de yine difüzyonla sıvıya geçer

Şekil : 113 Solungaçta Suyun İletimi

B) Akciğer Solunumu

Ergin kurbağa, sürüngen, kuş ve memelilerde solunum akciğerlerle yapılır Akciğerlerin vücudun derinliklerinde konumlanması solunum yüzeyinin sürekli nemli kalmasını sağlamıştır

a) Kurbağalarda solunum sistemleri

Kurbağalar larva dönemini suda geçirirler Bu nedenle larva
evrelerinde solunum organı olarak solungaçlar görev yapar
Ergin kurbağa karasal yaşama uyum gösterdiği için solunum
organı olarak akciğerler kullanılır Ayrıca derilerini nemli
tuturak deri solunumu da yaparlar Kurbağa akciğerleri
sağ ve sol olmak üzere iki tanedir Akciğerler solunum yüzeyini artıracak şekilde bölmelere ayrılmıştır Bu bölmeler alveol niteliğinde değildir Akciğerler karıncıktan gelen karışık kanı temizler

b) Sürüngenlerde solunum sistemi

Sürüngenlerden yılanlarda sol akciğer körelmiştir Sağ akciğerin son kısmında hava kesesi oluşmuştur Kaplumbağalarda sağ ve sol akciğer bölmelidir

Şekil : 114 Sürüngenlerde Akciğer

c) Kuşlarda solunum sistemi

Kuşların akciğerleri de sağda ve solda olmak üzere iki tanedir Akciğerlerden iskelet sistemi üzerine doğru hava keseleri uzanmaktadır Bu hava keseleri uçmayı kolaylaştırır ve göç esnasında hava yedeği sağlar

Şekil : 115 Kuşlarda Akciğer

C) Birden Fazla Solunum Sistemi Olan Canlılar

Bu özelliğe Afrika'daki nehirlerde yaşayan Dipneusti'lerde rastlanılır Dipneusti'de sindirim kanalına bağlı hava kesesi bulunur Hava kesesi balık su dışına çıktığında hava ile dolar
Dipneusti, suda solungaçlarını ve hava kesesini birlikte kullanabilir Sular çekildiğinde de (çamur içinde) hava kesesini kullanır
Bazı canlılarda özellikle de kurbağalarda larva döneminde solungaç, erginlerde akciğer ve deri solunumu görülür

1123 İnsanda Solunum Sistemi

İnsanda solunum sistemi, soluk borusu ve akciğerlerden oluşmuştur Hava soluk borusuna ağız ya da burundan gelir Burundan alınan hava temizlenir, nemlendirilir Isısı vücut ısısına ayarlanır, yutak üzerinden trakeye gönderilir Trake akciğerlere girmeden önce ikiye ayrılarak bronşları oluşturur Bronşlar da akciğer içinde alt dallara ayrılarak bronşçukları meydana getirir Bronş ve bronşçukları geçen hava alveollere gelir Alveollerde oksijen ve CO2 değişimi yapılarak, CO2'ce zengin hava aynı yoldan vücut dışına atılır

A) Soluk Borusu Bronş, Bronşçuklar ve Alveoller

Soluk borusu yutağa açılan 10-12 cm uzunluğunda 2 cm çapında bir borudur Soluk borusunun ilk kısmına gırtlak (larinks) denir Gırtlak bölgesinde ses telleri bulunur Ses telleri epitel hücrelerinin uzantılarından meydana gelmiştir

Şekil : 116 Soluk Borusunun Yemek Borusuna Göre Konumu ve Epitel Tabakanın

Büyütülmüş Şekli

Soluk borusu atnalı şeklinde halkaların üstüste gelmesi ile oluşmuştur Kıkırdaktan olan bu halkaların iki ucu yemek borusu tarafında düz kasla birleştirilir Kıkırdak halkalar soluk borusunun devamlı açık kalmasını sağlar Yemek borusunun karşısında ise kıkırdağın yerini düz kas alarak büyük lokmaların geçişi kolaylaşmıştır Soluk borusunun iç yüzeyinde mukus salgılayan goblet hücreleri ve salgı bezleri bulunmaktadır

Salgılanan mukus trakeyi nemli tutarak solunumla alınan toz, mikroorganizma ve sigara dumanının akciğerlerin derinliklerine kadar inmesini engeller
Trake iç yüzeyini döşeyen silindirik epiteldeki titrek tüyler mukus tabakası ile tutulan toz parçacıklarının dışarı atılmasına yardımcı olur
Soluk borusu akciğerlere girmeden önce iki kola ayrılarak bronşları oluşturur Bronşların yapısı soluk borusu gibidir
Bronşlar akciğer içinde binlerce borucuğa ayrılır Bu borucuklara da bronşçuk denir Bronşçuklar yapı olarak bronşlara benzemektedir Bronşçuklar gaz değişiminin yapıldığı alveollere açılır

B) Akciğerlerin Yapısı ve Görevleri

Akciğerler kalple birlikte göğüs boşluğunda bulunan esnek dokulu solunum organıdır Sağ akciğer üç bölmeli, sol akciğer ise iki bölmelidir Kalbin sol akciğere yakın olmasından dolayı sol akciğer daha küçüktür

Şekil : 117 Akciğerin Genel Yapısı

Akciğerler dış taraftan iki tabakalı zarla çevrilmiştir Bu zarlara plevra zarları denilmektedir İç ve dış plevre arasında akciğerleri mikroorganizmalara karşı koruyucu lenf sıvısı bulunur Bu sıvı nefes alıp verme esnasındaki sürtünmeyi azaltır Plevra zarı damar, sinir ve bronşların akciğerlere girdiği bölgede yoktur

Şekil : 118 Alveol Yapısı ve Alveolde Gaz Değişimi

Akciğerlerde gaz değişiminin yapıldığı birim alveollerdir Alveolün çeperinde yassı epitel bulunur Alveol sayesinde akciğerde gaz değişiminin yapıldığı yüzey 80 m2 ye ulaşabilir Alveollerin etrafı kılcal damarlarla sarılmıştır
Soluk alma ile alveollere gelen oksijence zengin hava difüzyonla alveol etrafından geçen kılcal damarlara geçer
Kılcal damarlarla gelen kandaki CO2 yine difüzyonla alveollere geçer ve soluk verme ile vücuttan uzaklaştırılır

C) Soluk Alma

Akciğerlere hava dolmasına soluk alma denir Havanın akciğerlere girmesi için akciğerlerdeki hava basıncının atmosfer basıncından düşük olması gerekir Bu durum göğüs kafesinin öne yukarıya, diyafram kasının da kasılıp düzleşmesi ile sağlanır Bu iki olayın gerçekleşmesi ile göğüs boşluğu genişler ve hava akciğerlere girer (Bkz Şekil 119)

D) Soluk Verme

Akciğerlerdeki havanın dışarı çıkmasıdır Soluk vermenin gerçekleşebilmesi için akciğerlerdeki hava basıncının atmosfer basıncından yüksek olması gerekir Bu durum diyaframın yukarı doğru kubbeleşmesi kaburga kaslarının gevşemesi ile sağlanır Bu etkenlerle göğüs boşluğu daralır ve akciğerlerdeki hava dışarı çıkar (Şekil 139)

Şekil : 119 Soluk Alıp-Verme Mekanizması

1124 Oksijen ve Karbondioksitin Taşınması

A) Oksijenin Dokulara Taşınması

Böcekler haricindeki bütün hayvanlarda oksijen ve karbondioksit kanla taşınır Kan, suya oranla altı kat fazla oksijen taşır Kana bu özelliği içinde hemoglobin molekülü bulunan alyuvarlar verir
Hemoglobin, globin proteini, hem ve demir molekülünün birlikte oluşturduğu oksijen tutucu özelliğe sahip bir pigmenttir Alveol boşluğundaki oksijen difüzyonla kan damarına (plazmaya) , plazmadan da alyuvar içine geçer Alyuvarda hemoglobin molekülü ile birleşir

Bu birleşme geçicidir Alyuvar, O nin kullanılacağı dokuya geldiğinde HbO oksijen ve hemoglobine ayrılır

HbO2 Hb+O2} Doku Kılcalları

Oksijen önce plazmaya, sonra da damar dışına çıkarak dokuya geçer Dokuda solunum reaksiyonlarına katılır

Şekil : 1110 Oksijenin Dokulara Taşınması

Hayvanlar aleminde hemoglobinden başka pigmentler de vardır Bu pigmentler Tablo 101 de gösterilmiştir

- Hemoglobin (Omurgalılar)
- Klorokruorin (Halkalı solucanlar)
- Hemoglobin (Halkalı solucanlar)
- Hemosiyanin (Yumuşakçalar)
- Hemoeritrin (Halkalı solucanlar)

Tablo : 111 Hayvan Gruplarında Kan Pigmentleri

B) Karbondioksitin Akciğere Taşınması

Hücre solunumu ile oluşan karbondioksit difüzyonla hücreler arasına buradan da doku kılcallarına geçer Doku kılcallarına geçen karbondioksit alyuvarlar tarafından tutulur
Alyuvarlarda karbonik anhidraz enziminin etkisi ile su ile birleşerek karbonik asit (H CO ) oluşturulur

Hidrojen iyonu hemoglobinle birleşir

Bikarbonat iyonu ise plazmaya geçer
Hidrojen ve bikarbonat alveol kılcallarına kadar bu şekilde taşınır Bikarbonat iyonları alveol kılcalların da plazmadan alyuvara geçerek hidrojen atomu ile birleşir, karbonik asiti oluşturur

Serbest kalan karbondioksit önce kan plazmasına sonra da akciğer alveolüne geçerek soluk verme ile vücudu terk eder Bu aşamalar Şekil 1011 gösterilmiştir

Şekil : 1111 Karbondioksitin Akciğere Taşınması

1125 Karbonmonoksit (CO) Zehirlenmesi

Hemoglobinler CO ile oksijene oranla 6 kat daha hızlı bağ kurar Kurulan bağ geri dünüşsüzdür Karbonmonoksitin bol bulunduğu ortamlarda bütün hemoglobin molekülleri bağlandığı için dokulara oksijen gidemez ve ölüm meydana gelir
Vurgun : Deniz dibinden yüzeye çıkarken ani basınç azalması nedeni ile kanda çözünmüş azot; gaz haline geçerek kılcaldamarları tıkar ve ölüme neden olur

Canlı varlık ile onun dış ortamı arasında, gaz alış-verişi ve hayâtın en temel özelliklerinden birisi olan, solunumun yapıldığı organ sistemi





Solunum Sistemi


Solumak, hayatta kalmak için temel ögelerden biridir Vücutta birikmiş olan karbondioksitin atılması, bunun yerine, oksijen alınması işlemine solunum adı verilir

Solunumun temel organı akciğerlerdir Göğüs boşluğunda asılı olarak bulunan akciğerler pembemsi renkte süngersi yapıdadır Bu pembemsi görünüm sigara içenlerde siyahlaşmış bir hal alır Hava kirliliğinin yoğun olduğu bölgelerde yaşayanlarda da sigara içilmese bile siyahlaşmış görüntü olabilir

Akciğerler göğüs boşluğunda yer alır, yan ve arka taraflarından kaburgalara, kaslara ve kıkırdaklara bağlı durumdadır Göğüs boşluğunun alt kısmında yer alan ve kaslardan oluşmuş diyafram, göğüs boşluğunu karın boşluğundan ayırırken, solunuma da büyük katkılarda bulunur

Sağ akciğer üç bölümden (loblar) oluşurken, sol akciğer, bir kenarında kalp yer aldığı için iki lobdan oluşur

Solunum sırasında hava ağız ve burundan girer Boğazın arka kısmından (farenks), hançereden (larenks) ve soluk borusundan (trakea) geçer Soluk borusu göğsün orta kısımlarına ulaştığında iki dala ayrılır (ana bronşlar) Bunlar da ağaç dalları gibi dallara ayrılır Uç kısımdaki ince nefes boruları, bronşiyol adını alır En ince bronşiyollerin ucunda alveol adı verilen ince elastik torbacıklar yer alır Kan, ince damarlarla alveollere ulaştırılır ve oksijenle, karbondioksitin alışverişi burada yapılır Ciğerlerde ortalama olarak 300-350 milyon civarında alveol bulunur

Havanın ciğerlere giriş çıkışında kaburgalar arasında yer alan kaslarla diyafram görev almaktadır Akciğerlerin üzerinde iki tabakalı zar bulunur Bu zarlardan biri akciğerin dış yüzüne, diğeri de göğüs duvarının iç yüzüne yapışıktır Aralarında hafifçe kayganlaştırıcı bir madde bulunur, ancak aralarında hava yoktur Nefes alma sırasında göğüs duvarında ve kaburgaların arasında yer alan kaslar kasılarak kaburgaları yukarı ve dışa doğru çeker, diyafram da kasıldığında aşağıya karın boşluğuna doğru ilerler Bu işlemlerin sonucunda göğüs boşluğu genişlemiş olur Bu, hareket, süngersi bir yapısı olan akciğerlerin de genişlemesine neden olur, böylece soluk borusundan hava alveollere kadar ulaşır Karbondioksitle oksijen değişimi tamamlandıktan sonra kaslar gevşeyerek göğüs duvarını eski haline döndürür Akciğerlerin hacmı da azaldığı için içindeki hava dışarı çıkar Her seferinde 1-15 litre civarında bir hava ve dakikada 12-15 kez solunumla vücudun oksijen gereksinimi karşılanmış olur Efor harcaması sırasında vücudun oksijen gereksinimi artacağı için solunum hacmının ve dakikadaki solunum sayısının artması doğaldır

Solunum sistemi ve amacı

Solunumda gâye, canlının aralıksız oksijen alması ve karbondioksit vermesidir Bâzı tek hücreli canlılar ( anaerobik bakteriler ve bazı parazitler) dışındaki bütün bitki ve hayvanlar yaşamak için oksijene muhtaçtırlar Oksijen canlılarda farklı yollardan temin edilmektedir Canlıda teşekkül eden karbondioksitin fazlası da bu yollardan uzaklaştırılır Canlı hücreyle bulunduğu ortam arasında gaz alış-verişi (oksijen ve karbondioksit), daima gazların hücre zarından içeri veya dışarı geçişiyle olur Tek hücreliler dış ortamla doğrudan doğruya temas halinde olduklarından, oksijen alma ve karbondioksit verme kolaylıkla yapılır, dolayısıyle özel bir solunum cihazına ihtiyaçları yoktur

Suda yaşayan çok hücreli fakat yapısı basit olan bâzı basit yapılı hayvanlarda, (deniz anasında) özel bir solunum sistemi yoktur Zîrâ bu hayvanlarda vücudun iç hücreleri dahi oksijen taşıyan ortamdan, yâni sudan uzak değillerdir

Bâzı hayvanlarda oksijen deri yoluyla kılcal damarlara geçer Kurbağalarda olduğu gibi, diğer çok hücrelilerde vücut kitlesi arttıkça, vücûdun iç tarafında bulunan hücrelerin solunumu bir problem meydana getirmiştir Böylece oksijeni vücûdun her hücresine götürecek ve karbondioksiti buradan uzaklaştıracak özel solunum sistemleri vardır

Biyolojik yapısı üstün olan canlılarda, yâni insanlar ve memeli hayvanlarda solunum, dış solunum ve iç solunum olmak üzere ikiye ayrılır Dış solunum deyince, dış ortam ile akciğer kılcal damarlarının kanı arasındaki gaz alış-verişi ve iç solunum deyince, vücuttaki diğer kılcal damarların kanı ile dokular arasındaki gaz alış-verişi ve aynı zamanda hücre içindeki oksidasyon olayları anlaşılır Gerek iç, gerekse dış solunumda oksijen alınır, karbondioksit verilir Solunum sistemi, dış solunumu yürüten sistemdir, yâni bedenin dış ortamla gaz alış-verişini sağlamak ve düzenlemekle yükümlüdür Görevini dolaşım sistemi ve kanla birlikte meydana getirir

Solunum sistemi; havayı dış atmosferden gaz alışverişinin yapıldığı yüzeye ileten solunum yolları, göğüs boşluğu içindeki bu yolların bir kısmıyla berâber, gaz alış-verişiyle ilgili birçok hava keselerinden yapılmış akciğerler ve bu organların işlemesini ve düzenlenmesini sağlayan plevra, solunum kasları ve sinirlerden ibârettir

Solunum yolları; burun boşluğu, yutak (farinks), gırtlak (larinks), ana nefes borusu (trakea), bronşlar ve bronşcuklardır

Solunum sistemi, burun boşluğu ile başlar, burun boşluğu çok damarlı mukoz zarla örtülüdür ve duvarında konka adı verilen bir takım çıkıntılar vardır Burun boşluğunda konkaya çarparak geçen havanın ısısı, vücut ısısına getirilir ve kuru ise nemlendirilir Hava soluk alma esnâsında burun boşluğundan geçerken, içinde bulunan yabancı cisimlerden de temizlenir Bu temizleme işlemi şu mekanizma ile olur Hava konkalara çarpınca yön değiştirir, bu sefer harekete devam eden hava burun boşluğunun duvarına çarpar ve mukoz sıvı içinde tutulurlar Solunum havasının yabancı cisimlerden temizlenmesi işinde mekanizma o kadar etkilidir ki, beş mikrondan daha iri cisimler akciğerlere doğru geçirilmezler Şâyet burun boşluğunu geçebilen cisimler olursa, bunlar daha sonraki solunum yollarında tutulurlar Burundan sonra gırtlak gelir (Bkz Gırtlak)

Nefes borusu (trakea), açıklığı arkaya bakan at nalı biçiminde yaklaşık 16-20 kıkırdak halkasından yapılmıştır Kıkırdak halkalarının uçları birbirlerine kasla bağlıdırlar, kıkırdaklar arası destek dokusu ile doludur Böylece nefes borusunun ön ve yan duvarları katı yapılı, arka duvarı yumuşak gevşek yapılıdır, bu şekilde boşluğu devamlı açık tutulan bir tüptür Yaklaşık 25 cm uzunluğundadır Kesit yüzeyi 2,5 cm2 olup, yanlama çapı ön-arka çapından 1/4 oranında daha geniştir Solunum hareketleri sırasında, hem çapı hem uzunluğu değişir

Nefes borusunun boşluğu tüylü epitel ile örtülmüştür Burada bulunan bezlerin salgıları ve tüyler, burun boşluğunu geçebilen tozları ve diğer yabancı cisimleri tutarak akciğerlere girmesini önler Epitel tüyleri yönleri ağıza doğru olmak üzere, hep beraber koordineli bir şekilde ve dalgalar hâlinde hareket ederek, üstlerini kaplayan hava yollarının salgılarını ve içinde tutulmuş olan yabancı cisimleri ağıza doğru iterler ve balgam şeklinde dışarı atılmasını sağlarlar

Nefes borusu alt ucunda 70 derecelik bir açı ile sağ ve sol ana bronşlara ayrılır Sağ ana bronş nefes borusunun hemen devamı hâlindedir, nefes borusundan 25 derecelik bir açı yapar Sol ana bronş ise 45 derecelik bir açı yapar Sağ ana bronş 1,5-2 cm uzunlukta, 12-16 mm genişlikte, sol ana bronş 5 cm uzunlukta, 10-14 mm genişliktedir İki ana bronşun toplam çapı nefes borusundan büyüktür Solunum yolları ana bronşların akciğerlere girip burada birçok dallanmalarla gaz alış-verişinin yapıldığı alveollere kadar uzanır Akciğerler kan-hava arası gaz alış-verişlerinin yapıldığı organlardır (Bkz Akciğerler)

Akciğerlerde gaz alış-verişinin meydana geldiği kısım alveol denilen hava torbacıklarıdır Dolayısiyle duvarlarını alveollerin meydana getirdiği, alveol keseleriyle birlikte duvarlarında alveollerin bulunduğu alveol kanalları ve solunumla ilgili bronşcuklar, gaz alış-verişiyle görevlidirler Bu yapılardan önceki terminal bronşcuklara kadar olan hava yolları ise alveolleri olmadığından, sâdece hava iletimiyle ilgilidirler, bunlara iletken hava yolları denir Terminal bronşcuktan sonra gaz alış-verişinin yapıldığı akciğer bölümüne solunumla ilgili birimler denir Her akciğer labülü 3-5 solunumla ilgili birimden yapılmıştır Solunum sırasında alınan havanın hepsi bu birimlere ulaşmaz, bir kısmı gaz alış-verişi yapılmayan, yâni iletken hava yollarında kalır ki buna ölü boşluk havası denir

Alveollerin etrafı kılcal damarlar tarafından kafes gibi sarılmıştır Kılcal damarlardaki kanla alveol içi hava boşluğu 0,5 mikron kalınlığında bir zarla ayrılmıştır Zarın bir yüzünde alveolün yassı epitel hücreleri, diğer yüzünde damara âit endotel hücreleri bulunur Bu zar, havayla kan arasında gaz alış-verişinin yapıldığı yerdir Burada havadan kana oksijen; kandan havaya da metabolizmanın artık ürünü karbondioksit geçer Bu geçiş bir taraftan diğer tarafa diffüzyon yoluyla olur Geçişi yürüten kuvvet ise iki taraf arasındaki, gaz çeşidi yönünden, yoğunluk farkıdır Bu şekilde dokulardan gelen kirli kan, akciğerlerde temizlenerek tekrar dokulara gider

Alveol duvarlarında veya alveoller arasında 10-15 mikron çapında kohr pencereleri adı verilen delikler vardır Bunlar alveoller arasında bağlantı sağlarlar Böylece bronşların veya bronşçukların tıkanması hâlinde, komşu segmentlerden veya lobüllerden havalanmak sûretiyle hava yolu tıkanan akciğer kısmının fonksiyonunun devâmı sağlanır Ancak bu pencereler iltihâbî olaylarda kapanabilir

Akciğerlere havanın girip çıkması, göğüs kafesiyle akciğerlerin birlikte gelişen hareketleriyle gerçekleşir Bu hareketleri yürütücü kuvvet; göğüs kafesi kasları ve diyafrağmadır Kubbe şeklinde olan diyafrağma, solunumun esas kasıdır, solunum havasının % 60’ı diyafrağma hareketleriyle temin edilir Soluk alma esnâsında diyafrağmanın ve kaburgaların öne ve yukarı doğru hareketini sağlayan göğüs kafesi kaslarının kasılmasıyla göğüs boşluğu genişletilir Bu genişlemeyi plevra aracılığıyla, göğüs kafesine yapışık olan akciğerler pasif olarak tâkip eder Bu durumda akciğer içindeki basınç, atmosfere göre düşerek hacim artışı kadar hava solunum yollarından akciğerlere akar Soluk verme (ekspirasyon) hareketinde göğüs boşluğu küçülür, akciğerlerin hacmi azaldığından, içindeki basınç dış ortamdakinin üstüne çıkarak hava dışarı atılır

Normal şartlarda, soluk verme pasif bir harekettir, yâni bir kasın yardımı olmadan meydana gelir Bu pasif olarak eski hâlini alma, soluk alma sırasında kasılan kaslarda ve çekilmeyle gerdirilen göğüs kafesi ve akciğerlerdeki elastik yapılarda depo edilen potansiyel enerjiyle meydana gelir Ancak zorlu solunum esnâsında, soluk verme de aktifleşir ve bu aktiflik göğüs kafesini daraltan kasların kasılmasıyla sağlanır Normal bir soluk vermeden sonra, soluk almaya geçilmediği sırada akciğerlerdeki hava ile atmosfer havasının basınçları birbirine denktir ki, bu sırada akciğerler ve göğüs kafesi istirahattedir

Yapılabildiği kadar en kuvvetli soluk vermeden sonra bile, akciğer içindeki hava tamâmen çıkarılamaz Bu çıkmayan hava alveolleri devamlı açık tutmaya hizmet ederek, elastik büzüşmeyle alveollerin kapanma eğilimini ortadan kaldırır Aksi takdirde kapanan alveoller, bir sonraki soluk almada açılmaya karşı direnç göstererek solunumu zorlaştırırlardı Bu havaya “rezidüel hacim” denir ve 1200 ml kadardır

Bir karın bir de göğüs tipi solunum ayırt edilir Karın tipi solunumda, solunumla berâber karın hareketleri tâkip edilir Soluk alırken karın dışarı doğru çıkar, soluk verirken de içeri çekilir Göğüs tipi solunumda kaburgaların hareketi daha bârizdir İstirahat hâlinde insanın ve hemen bütün hayvanların solunumu, karın tipi solunumdur Herhangi bir şekilde karın hareketleri önlenirse (gebelik, elbiseler, korseler) veya karında ağrı ve sancı olursa göğüs tipi solunum meydana gelir

İnsanda istirahat hâlinde normal solunum ritmi dakikada 12’dir Bu ritimde ortalama 2 sâniyelik soluk alma dönemini, 3 sâniyelik soluk verme tâkip etmektedir İstirahat hâlinde, bir defâlık solunum hacmi 500 ml kadardır Bir dakikada akciğerlere giren ve çıkan hava hacmiyse 1000 ml’dir Bu değerler istirahat dışındaki egzersiz, heyecan, yorgunluk, hastalık gibi durumlarda değişirler Bu değişiklik solunumun çeşitli faktörlerle düzenlenmesiyle meydana gelir Soluk alma ve verme işleminin ritmi, beyinde bulunan solunum merkezince düzenlenir Solunan hava değişikliklerinin derecesi de kasların kasılma durumuyla tespit edilir ki, bunu da solunum merkezinden gönderilen uyaranların şiddeti düzenler Solunum merkezinin düzenlemesiyse, çevreden sinir ve kandan kimyevî faktörlerden alınan (kandaki oksijenin ve karbondioksitin kısmî basınçları ve hidrojen iyon miktarı) haberlere göre olur Solunumun sinir yoluyla kontrolü otomatik olup, kişi şuuruyla ancak bir dereceye kadar solunumunu kontrol edebilir İrâdeyle soluk tutulması bir süre kâbildir ve sonunda otomatik kontrol faaliyete geçer Bunun sebebi kanda karbondioksit miktarının artması ve beyindeki solunum merkezinin bu artışa çok hassas olmasıdır

Solunum, genel anlamda canlı organizmada gaz değişimini ifade etmek için kullanılır


1 Dış Solunum

Solunum organlarıyla dış ortamdan hava alınması ve verilmesi, yani soluk alıp vermeye denir


2 İç Solunum

Solunum organlarına dolan havadaki oksijenin yakalanıp hücrelere kadar taşınması, hücrelerde oluşan karbondioksitin aynı yolla solunum organlarına getirilmesidir


3 Hücresel Solunum

Hücrelere kadar gelen besinlerin orada oksijenle veya oksijensiz olarak yakılması ve ATP üretilmesi olayıdır


A CANLILARDA GAZ ALIŞ VERİŞİ


Tek hücrelilerde solunum gazlarının hücreye giriş çıkışı, hücre yüzeyinden geçiş (difüzyon) ile sağlanır
Çok hücreli organizmalardan süngerler ve sölenterelerde de, özelleşmiş bir solunum sistemi yoktur Bunlarda tek hücrelilerde olduğu gibi sudaki erimiş oksijeni vücut yüzeyleri ile alır, CO2 yi de aynı yolla suya terkederler


B SOLUNUM ORGANLARI

1 Deri Solunumu

Vücut dış yüzeyini örten deri gaz değişimini sağlar Alınan oksijen iç dokulara difüzyonla ya da kanla taşınır Bu solunumu yapan, yassı ve yuvarlak solucanlarda dolaşım sistemi ve kan yoktur Toprak solucanlarının tek katlı epitel dokudan ibaret derilerinde bulunan Goblet hücreleri çıkardıkları mukoz salgıyla vücut yüzeyinin devamlı nemli kalmasını sağlarlar
Kurbağa ve semenderlerin erginlerinde esas solunum organı akciğerlerdir Nemli olan deri gerekli oksijenin %25 inin alınmasını sağlar Memelilerde de kısmi deri solunumu vardır Ancak alınan oksijenin oranı çok azdır (% 1 kadar)


2 Trake Solunumu

Eklembacaklılardan Böcekler, Çok ayaklılar, Bazı Kabuklular ve Araknitlerde trake solunumu görülür Trakeler dokulardaki hücrelere kadar sokulmuş borular sistemidir






Trakeler O2 yi doğrudan hücrelere taşır Bu hayvanların kanı O2 ve CO2 taşımada görev yapmaz Bu nedenle kanlarında oksijen taşıyan solunum pigmentleri bulunmaz Kanları renksizdir Trakelere gaz giriş çıkışı vücut ve kanat hareketleri yardımıyla sağlanır


3 Solungaç Solunumu

Suda yaşayan hayvanlarda görülür Kurbağa larvaları, deniz solucanları, bazı yumuşakçalar, kabuklular ve balıklarda bulunur Solungaçlar suda çözünmüş oksijeni alacak şekilde özelleşmiş, yaprak veya tüy biçimindeki yapılardır


Şekil : Solungaç


4 Akciğer Solunumu

Kurbağa ve Semenderlerin erginlerinde, Sürüngen, Kuş ve Memelilerin tümünde görülür Akciğer hacimleri ve yüzeyleri organizma gruplarının enerji ihtiyacına göre değişkenlik gösterir Kuşların solunum sisteminde akciğerler ve hava keseleri bulunur Hava keseleri bazı kemiklerin içlerine kadar uzanır Kuş akciğerlerinde alveol yoktur Hava keseleri hava depolar ve körük gibi fonksiyon yapar Kuşların kemik boşlukları hava taşır Bu yapı sayesinde kuşlar yükseklerde çok rahat uçabilirler


Solunum Sistemiyle İlgili Yapılanların Özellikleri


• Solunun organlarının duvarları gaz giriş çıkışını kolaylaştıracak biçimde ince bir yapıya sahiptir
• Solunun organlarındaki tabakalar yüzey genişlemesine dolayısıyla difüzyon imkanının artmasına yardımcı olur Örneğin akçiğerşerdeki alveollerin toplam yüzeyi yaklaşık 100m2 dir
• Solunum gazllarının giriş-çıkışı olduğu yerlerdeki yüzeyler nemlidir



5 Birden Fazla Solunum Organı Taşıyan Hayvanlar

a Akciğerli balıklarda (Dipneusti) iki solunum organı faaliyet gösterir Bu balıklar nehirlerde yaşar, bu sürede solungaçlarını kullanırlar
Su yüzeyine çıkarak hava keselerini dolduran balık, suların çekilmesiyle çamur altına girer Uzun bir süre hava kesesindeki hava ile hayatını sürdürür


b Kurbağalar ve semenderler larva devresinde tamamen suda yaşadıkları için solungaç solunumu yaparlar Ergin hale gelen kurbağalarda solungaç kaybolur, yerini akciğer alır Ergin kurbağa hem deri ile, hem de akciğerleriyle solunum yapar Kurbağalar derilerini nemli tutmak için genelde nemli ortamlarda yaşarlar Kurak bir ortamda uzun süre kurbağa yaşayamaz

C İNSANDA SOLUNUM SİSTEMİ

İnsanda solunum sistemi akciğerler ve bu akciğerlere hava taşıyan borulardan oluşur Burun, ağız, yutak, gırtlak, soluk borusu ve bronşlar solunum esnasında faaliyet gösteren yapılardır



1 Solunum Sisteminin Bölümleri

a Burun :



Burunun iç yapısı, havayı temizleme, nemlendirme ve ısıtmaya uygun olduğu için, hava girişinde bu organın önemi daha büyüktür


b Soluk Borusu (Trake) :



Ağız boşluğunun son kısmında yer alan yutağa soluk borusu bağlanır 10 – 12 cm uzunluğunda ve 2 cm çapında olan bu borunun başlangıç bölümüne gırtlak denir Gırtlağın içindeki ses telleri epitel uzantılardan meydana gelmiş olup, gerginlikleri kaslarla ayarlandığından çeşitli tonlarda ses çıkartılmasını sağlar
Soluk borusunun, düz olan arka yüzü yemek borusu ile komşudur ve iç yüzü hareketli siller taşıyan epitel hücreleri ile döşenmiştir Bu hücrelerin meydana getirdiği epitel tabakası altında salgı bezleri bulunduğu gibi, hücrelerin arasında da salgı yapan goblet hücreleri bulunur

Bu hücreler mukus denilen bir madde çıkarırlar Mukus hareketli siller üzerinde ince bir tabaka oluşturur İnce mukus tabakası, hem epitel yüzeyin nemli kalmasını sağlar, hem de solunumla giren havadaki toz ve diğer yabancı maddeleri tutar
Soluk borusunun yapısında epitel tabakasından sonra kıkırdak doku tabakası bulunur Kıkırdak doku, soluk borusunun duvarlarının birbirine yapışmasını önleyecek şekilde bir gerginlik sağlar Yemek borusuna bakan yüzeyde kıkırdak yoktur Soluk borusu arkada dördüncü sırt omuru hizasında iki kola ayrılır Bu kollara bronş adı verilir


Şekil : İnsanda Solunum Sistemi


Bronşların herbiri akciğere girdikten sonra binlerce ince borucuğa ayrılır Bunlara bronşçuk adı verilir Bronşçukların uçlarında hava keseleri bulunur (alveol) Alveoller çok ince, tek sıra epitel hücrelerden oluşmuş olup dışı kılcal damarlar ile donatılmıştır

c Akciğerlerin Yapısı ve Görevleri :



Akciğerler, sağ ve sol olmak üzere iki kısımdan meydana gelir
Sağ akciğer üç bölmeli, sol akciğer iki bölmelidir Sol akciğerin küçük olmasının nedeni, kalbin buraya yakın oluşudur Her iki akciğer pleura denilen iki yapraklı ince bir zar ile örtülüdür Bu iki zarın iç ve dış yaprakları arasındaki boşluklarda az miktarda lenf sıvısı ve hava bulunur


2 Soluk Alıp Verme Mekanizması

Soluk alıp verme mekanizması, göğüs boşluğu ve akciğerlerin genişleyip daralmasına dayanır Aynı zamanda bu mekanizmada diyafram kası ve kaburgalar arası kaslar etkin rol oynarlar


Şekil : Soluk Alıp Verme Mekanizması


Soluk alırken, diyafram kası kasılır ve kaburgalar arası açılarak hacim artar, göğüs iç basıncı düşer ve içeriye hava girer Bu esnada göğüs boşluğu genişlemiştir
Soluk verirken; diyafram kası gevşer, kaburgalar birbirine yaklaşarak hacim azalır, göğüs iç basıncı artar ve dışarıya hava verilir Bu esnada göğüs boşluğu daralmıştır
Solunum hızı kandaki CO2 miktarına göre düzenlenir CO2 artışı soluk alıp vermeyi hızlandırırÇünkü CO2 kanın pH sını düşürür ve ortam asit hale gelir Bu da beyni uyarır
Soluk alış verişinin hızı ve şiddeti omurilik soğanındaki sinirler tarafından denetlenir

3 Solunum Gazlarının Taşınması

Kanın en önemli özelliklerinden biri; CO2 ve O2 taşıma kapasitesinin çok yüksek olmasıdır
a Oksijenin Taşınması : Hayvanların kanında O2 taşıyıcı solunum pigmentleri bulunur
Pigmentleri şu şekilde sıralayabiliriz: Hemoglobin, Hemosiyanin, Klorokruorin, Hemoeritrin
Oksijen kanda oksihemoglobin halinde taşınır Çok az bir kısmı kan plazmasında çözünmüş olarak taşınır (% 2 kadar) Akciğerlerde kana geçen O2, alyuvarlardaki hemoglobinle birleşip oksihemoglobini oluşturur
Hb + O2 HbO2 (Oksihemoglobin)
Doku kılcallarında hemoglobinden ayrılıp doku sıvısına, oradan da difüzyonla hücrelere geçer




Tablo : Hayvanlarda Solunum Pigmentleri ve Bulunduğu Yer


b Karbondioksitin Taşınması: Hücrelerde oluşan CO2, doku sıvısına geçip difüzyonla kılcal damarlara geçer Normal olarak CO2, kanda çok az erir ve az bir kısmı kan plazması ile taşınır Büyük bir kısmı ise alyuvarlara girer Alyuvarlarda karbonik anhidraz enziminin katalizlemesi sonucu CO2, su ile birleşerek karbonik asiti oluşturur
Karbonik asit (H2CO3), iyonlaşarak H+ ve HCO3– (bikarbonat) iyonu meydana getirir H+ iyonu alyuvarlarda hemoglobinle, birleşerek HCO3 iyonları ise plazmada taşınarak akciğer kılcallarına getirilir

Karbonik anhidraz enzimi



Akciğer kılcallarında HCO3 iyonları tekrar alyuvarlara girerek H+ iyonları ile birleşir ve H2CO3 (karbonik asit) oluşturur
Yine karbonik anhidraz enziminin etkisiyle, karbonik asit, H2O ve CO2 e ayrışır Böylece serbest kalan CO2 difüzyonla önce plazmaya, oradan da akciğer alveollerine geçer ve soluk verme ile dışarı atılır


Şekil : Kanda O2 ve CO2 nin Taşınması


CO2 nin çok az bir kısmının hemoglobin ile de taşınabildiği belirtilmektedir İnsanın soluduğu havada fazla oranda karbon monoksit (CO) bulunursa zehirlenme meydana gelir
Çünkü, CO hemoglobin ile sıkı bağ yapar ve kolayca kopmaz Bunun sonucunda oksijen hemoglobinle bağlanamaz ve dokular O2 siz kalır