SOLUNUM SİSTEMİ

Solunum olayları ile elde edilen enerji,hücrede ATP’nin yüksek enerjili bağlarının oluşturulmasında kullanılır.Hücrede gerçekleşen bu olaya Hücre solunumu denir.

Hücrenin kendisinin , kan yada diğer vücut sıvılarının aracılığı ile yaptığı gaz alışverişine iç solunum denir.İç solunumda oksijen kandan hücreye karbondioksit ve su hücreden kana difüzyonla geçer.

Kan dolaşım hızı,açığa çıkan CO2 miktarı ve kullanılan O2 miktarı yapılan faaliyetlerle doğru orantılı olarak artar.Canlılarda organizasyon düzeyi arttıkça O2 kullanımı da artar.

Canlılarda oksijen alabilmek için akciğer, solungaç ve trake gibi yardımcı organlar gelişmiştir.Solunum organları ile yapılan gaz alışverişine dış solunum denir.Burada da difüzyon olayı etkilidir.

1.Bir hücrelilerde Solunum :

Paramesyum ,amip gibi bir hücreli canlılar ,yaşadığı ortamla doğrudan temas halindedirler.Gaz değişimi difüzyon ile olur.

2.Bitkilerde Solunum :

Bitkilerde gelişmiş yapılı hayvanlardaki gibi bir solunum sistemi yoktur. Gaz alış verişi;yaprak,gövde ve kökte difüzyon ile olmaktadır.Yapraklarda ve genç bitki köklerinde gaz alışverişi gözenekler (Stoma) aracılığı ile difüzyon ile gerçekleşir.

Oksijenin bir kısmı odun borularındaki suda eriyerek hücrelere taşınır. Bitkinin dokularındaki karbondioksit konsantrasyonu havadakinden fazla olduğu için bu gaz dokulardan difüzyon ile havaya geçer.Fotosentez sırasında CO2 alıp O2 verir.Gündüzleri solunum ve fotosentez olayları birlikte cereyan ederken üretilen oksijen karbondioksit den daha fazladır.

Yaşıl bitki gövdelerinde ise,gaz alışverişini kovucuklar(Lentisel) yapar. Kovucuklarda alınan oksijen,diğer hücrelere geçerek gerekli bölgelere iletilir. Genç bitki köklerinde epidermis hücrelerinden oksijen alınır ve karbondioksit verilir.

3.Omurgasızlarda Solunum :

Omurgasız canlılarda hemoglobin kan plazmasında bulunur ve oksijen depolar.Çünkü omurgasızlarda alyuvar bulunmaz.

Süngerlerde ve sölenterler den hidrada sudaki erimiş oksijen vücut yüzeyinden difüzyon ile alınır.Planarya ve toprak solucanında deri solunumu yapılır.

Böçeklerde,trake solunumu görülür.Bu solunumda oksijen hücrelere kadar trake denilen boru sitemi ile taşınır.Böceklerin karın halkalarının alt tarafında stigma denilen küçük açıklıklar vardır.Böceklerin vücutlarını gevşeterek aldığı hava stigmadan içeri girer.Trake boruları vücudu bir ağ gibi sarar ve içi sıvı dolu olan trakeol ile sonlanır.

Havanın dar borucuklarda difüzyonu çok az olacağından,böceklerin belirli bir vücut büyüklüğünün üstüne çıkması olanaksızdır.Böceklerde oksijen hücrelere doğrudan taşındığından solunumun dolaşımla doğrudan ilgisi yoktur.

NOT:Böceklerde O2 ve CO2 taşıyan solunum pigmenti yoktur.Bu nedenle böceklerde kan dolaşımı ile oksijen taşınmaz.Dolayısı ile kılcal damarları yoktur.

 

Akreplerde ve örümceklerde kitapsı akciğer solunumu görülür.Bu solunum organında,karnın 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 alışverişi yapılır.

 

 

Solunum pigmentleri :

Böceklerin dışında ,dolaşım sistemi bulunan bütün canlılarda oksijen ve karbondioksit kanla taşınır.

Solunum pigmentleri,kana yüksek oranda oksijen ve karbondioksit taşıma kapasitesi sağlar.En Belirgin solunum pigmenti Hemoglobindir.Hemoglobin tüm omurgalılarda alyuvarlarda bulunur ve bir alyuvar 280 milyon hemoglobin molekülü taşıyabilir.Hemoglobin omurgasızlarda kan plazmasında bulunur.

Hemoglobin,hem denilen demirli bir porfirin halkası ve bir çeşit protein olan globulin molekülü yapısındadır.

Oksijen basıncının azlığında oksijenden kolayca koparlar.Pigmentlerin oksijen ile birleşme derecesi kandaki O2 basıncına bağlıdır.

 

 

Pigment

Renk

Element

Yeri

Hayvan

100ml kandaki O2 miktarı ml olarak

Hemoglobin

 

 

 

 

 

 

 

Hemosiyanin

Klorokruorin

 

Hemoeritrin

Kırmızı

 

 

 

 

 

 

 

Mavi

Yeşil

 

Kırmızı

Demir

 

 

 

 

 

 

 

Bakır

Demir

 

Demir

Alyuvarlar

 

 

 

 

Plazma

 

 

Plazma

Plazma

 

Kanhücreleri

Memeliler

Kuşlar

Sürüngenler

Kurbağalar

Balıklar

Halkalı solucanlar

Yumuşakçalar

Yumuşakçalar

Halkalı solucanlar

H solucanlar

25

18.5

9

12

9

 

6.5

1.5

2-8

9

 

2


 

Hemoglobin ve kaslara rengini veren miyoglobin molekülleri oksijen taşıma özellğine sahiptirler.Miyoglobin molekülü.bir oksijen atomu bağlarken, hemoglobin molekülü dört oksijen atomu bağlar.

Solunum pigmentleri oksijen ve karbondioksit ile tersinir reaksiyonlara girerler.

4.Omurgalılarda Solunum :

Omurgalılardan balıklarda solunum,solungaçlar yardımı ile yapılır. Balıklarda solungaçlar başın iki yanında yer alırlar.Solungaçların gaz alış verişini sağlayan yapı birimi solungaç yapraklarıdır.

Gaz değişimi,solungacı çeviren sudaki erimiş oksijen ile kılcal damarlarda dolaşan kan arasında olur.Su solungaç yaprakları arasından geçerken oksijen difüzyon ile kana ,kanda bulunan karbondioksit ise suya geçer.Havada %21 ,suda % 1,2 oranında oksijen bulunur.

Solungaçlar ancak bir sıvıda çözünmüş haldeki oksijeni alabilirler.Solungaç iplikleri ince bir hücre tabakasından oluşmuştur.Bu gaz alış verişini kolaylaştırır.

Kılcal damarlarda gaz alışverişi oldukça etkindir.Çünkü kılcal damarlar içerisindeki kan akımı su akış doğrultusuna terstir.Buna ters akım alış verişi denir.

Derin denizlerde yaşayan balıklar büyük basınç ve düşük oksijen yoğunluğunda bulunurlar.Bu balıklarda basınca dayanıklılığı sağlayan ve % 85 oksijen depolayan yüzme keseleri bulunur.

 

Kurbağa,sürüngen,kuş ve memelilerde solunum akciğerler ile yapılır.

Karada yaşayan omurgalılarda solunum yüzeyinin nemli tutulabilmesi için, solunum organları vücudun içerisinde yer alır.

Kurbağalar larva dönemini tamamen suda geçirirler.Bu dönemde solungaç solunumu yaparlar.Ergin kurbağalar ise akciğer solunumu yaparlar.Kurbağaların akciğerleri torba gibidir.Solunum yüzeyini artırıcı bölmeler henüz gelişmeye başlamıştır. Bu nedenle nemli ve ince derileri ile de deri solunumu yaparlar.Bu akciğerlerden yapılan solunum aşağı yukarı 1/4’nü oluşturur.Fakat CO2’in %60-65’i deri ile dışarı atılır.

Sürüngenler,akciğer solunumu yaparlar.Yılanların yalnız sağ akciğerleri gelişmiştir.Sürüngenlerin akciğerleri derin bölmeli bir yapı göstererek solunum yüzeylerini artırıcı bir yapı kazanmıştır.

Kuşlarda solunum,çok özel bir yapıya sahip akciğerler ile yapılır. Akciğerler bronşlara,bronşlar bronşçuklara dallanır.Bronşçukların ucunda bronşçuk zarının genişlemesi ile oluşmuş olan hava keseleri vardır.Bunlar çok yüksekte ucan kuşlarda yedek hava deposu olarak görev yaparlar.

Memeli akciğerlerinin solunum yüzeyi alveol denilen kesecikler sayesinde çok genişlemiştir.Alveollerin yüzeyi ince ve nemli olup kılcal damarla çevrilmiştir.Gaz alış verişi ,kılcal damarlardaki kirli kanla alveollerde bulunan hava arasında olur.

Akciğerli balıklarda(dipneusti) birden fazla solunum organı görev yapar. Bunlarda solungaçların yanı sıra yutağa bağlı hava kesecikleri bulunur.Bu hava kesecikleri yüzeyde hava ile doldurulur.

Trake,solungaç ve akciğerlerde,

-Solunum yüzeyi,gaz değişimini kolaylaştıracak şekilde geniş ve incedir.

-Solunum yüzeyinde gaz değişimi difüzyon ile olur.

-Solunum yüzeyi her zaman nemlidir.Oksijen,yalnız nemli ortamlardan difüze olabilir.

Kapalı dolaşım yapan canlılarda kandaki oksijen kılcal damar yardımı ile dokulara taşınır.

5.İnsanda Solunum Sistemi :

İnsanda solunum sistemi organları,burun,yutak,gırtlak,soluk borusu ve akciğerlerdir.

A-Solunumla ilgili yapılar :

a)Burun :Koku alma duyusunun ve solunum sisteminin başlangıcıdır. Burnun iç yüzeyi epitel dokudan salgılanan mukusla kaplıdır.Burnun içerisinde bulunan kılcal damarlar alınan havayı ısıtır.Burnun tıkalı olması halinde ağızdan hava alınır.Ağızdan alınan hava ısıtılmadığı ve nemlenmediği için insan hasta olabilir.

b)Yutak:Yutak ağız ve burun boşluğunun birleştiği yerdir.Orta kulaktaki ostaki borularının uçları da yutağa açılır.Küçük dil ve bademcikler burada bulunur.Bademcikler zararlı mikropların tutulmasına yardım eder.Yutakta mikropların iltihap oluşturması faranjite sebep olur.

c)Gırtlak:Yutak ile soluk borusunu birbirine bağlar.Kıkırdaktan yapılmıştır. İç yüzeyindeki epitelyum doku,gırtlağın yan duvarlarında bir çift kıvrıntı yaparak ses tellerini oluşturur.Gırtlağın iltihaplanması ile laranjit oluşur.

d)Soluk borusu :Soluk borusu,gırtlak ile akciğerler arasında bulunur. Gırtlaktaki havayı akciğerlere ve hava keseciklerine gitmek üzere bronşlara taşır.Soluk borusu C harfi şeklinde kıkırdaktan yapılmıştır.İç yüzeyi silli epitel dokuyla kaplıdır.Ayrıca epitelyum dokuda bulunan goblet hücreleri mukus salgılar.

Soluk borusu bronş adı verilen kola ayrılarak akciğerlere girer.Bronşların yapısı soluk borusuna benzer.Tek fark kıkırdak halkalarının tam halka şeklinde olmasıdır.Bronşların iltihaplanmasına bronşit denir.

 

e) Akciğerler :

Göğüs boşluğunda,diyaframın üstünde bulunan organdır.Sağ akciğer üç bölmeli sol akciğer iki bölmelidir.Sol akciğerde,üçüncü bölme yerine kalp yerleşmiştir.

Bronşlar akciğerlere girdikten sonra bronşçuk denen küçük dallara ayrılır. Bronşçukların yapısında siler ve kıkırdak halkalar bulunmaz. Bronşçuklar daha sonra üzüm salkımı gibi görünen hava keseleri ile son bulurlar.Hava keseleri çok ince çeperli alveol denen küçük keseciklerden oluşmuştur.Bir akciğerde 300 milyon kadar alveol bulunur.Akciğerler yaklaşık 55-90 m’2 alana sahiptirler. Alveoller kılcal damar ağı ile sarılmıştırlar.Alveollerin yüzeyi tek tabakalı yassı epitelden oluşmuştur.Bu gaz alış verişini hızlandırır.

Oksijen alveollerde yoğun olup kandan dokulara doğru yokuş aşağı taşınmaktadır.CO2 ise dokularda yoğun olup kandan alveollere doğru az yoğun bölgeye doğru taşınmaktadır.

Alveol hücrelerinin salgıladığı lipoprotein,alveolün yüzey gerilimini düşürür.Akciğerlerin etrafını iki tabakalı plöra zarı sarar.Damar,sinir ve bronşların akciğere girdiği yerde plöra zarı yoktur.Plöra sıvısının iltihaplanması ile zatülcenp hastalığı ortaya çıkar.

Akciğerler solunumla alınan oksijenin kana geçmesini sağlar.Kanın getirdiği karbondioksiti alarak soluk yolu ile dışarı verir.

 

B.Soluk Alıp Verme Mekanizması :

İnsanda soluk alıp verme kaburgalar arası kaslarla,diyafram kasının kasılıp gevşemesi ile olur.Diyafram,göğüs boşluğu ile karın boşluğunu birbirinden ayırır.Bu kaslar birlikte hareket ederek göğüs boşluğunun hacmini artırıp azaltarak ,gaz değişimini sağlar.

Soluk Alma

Soluk Verme

-Diyafram kası,kasılarak karın boşluğuna doğru iner.

-Kaburgalar arası kaslar kasılarak göğüs kafesini dışarı doğru genişletir.

-Göğüs boşluğunun hacmi artar.

-Göğüs boşluğunun basıncı azalır.İç basınç atmosfer basıncına göre daha düşük olur.

-Atmosfer gazları içeri girer.

-Bu bir aktif yöntemdir.Enerji harcanır

-Diyafram kası gevşer ve yukarı doğru kubbeleşir.

-Kaburgalar arası kaslar gevşer.

-Göğüs boşluğunun hacmi azalır.

-Göğüs boşluğunun basıncı artar.İç basınç,atmosferdeki hava basıncından yüksektir.

-Akciğer gazları dışarı çıkar.

-Bu bir pasif yöntemdir.

-Soluk verme,hem göğüs boşluğunun daralmasından oluşan basıncın hem de akciğerlerin geri yaylanma basıncının etkisi ile oluşur.Bu basınç akciğerlerin yapısındaki elastik liflerle plöra boşluğundaki sıvı tabakasının oluşturduğu yüzey geriliminden doğar.

 

Yetişkin bir insanın akciğeri,yaklaşık 6 litre hava alabilir.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 kılcallar arasında difüzyon sürekli ve sabit tutulur.Akciğere giren hava ile akciğer içindeki artık hava birbiri ile karışır.

 

 

 

 

 

NOT :

-Soluk alıp verme hızı,kandaki CO2 miktarı ile ayarlanır.

-Kandaki O2 miktarının artıp azalması solunum hızını etkilemez.

-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.

Kanda CO2’in artması asitliğin artmasına neden olur,kanın pH’ı düşer.Bu kan omurilik soğanından geçer ve onu uyarır.Otonom sinirler uyarılır.Otonom sinirler diyafram ve kaburga kaslarını uyarır ve kasılmalarını sağlar.

 

İnsanda gerçekleşen terleme ve soluk verme olayları homeostasisin sağlanmasında doğrudan etkilidir.

 

C.Oksijen ve Karbondioksitin Taşınması :

İnsanın alyuvarlarında hemoglobin bulunur.Hemoglobin,kanda O2 ve CO2 taşıma yoğunluğunu artırır.Hemoglobin demirli bir moleküldür.Solunum gazları ile kolayca birleşip ayrılabilir.

Oksijenin taşınması

1.İnsanda vücuda alınan oksijenin %98’i alyuvarlardaki hemoglobin ile taşınır.Oksijen,alveollerdeki akciğer kılcallarına girer,sonra kan plazmasından alyuvarlara geçer.Alyuvarlarda hemoglobinle birleşerek oksihemoglobini oluşturur.

Akciğer kılcalı

Hb+O2 HbO2

Doku kılcalı

Oksihemoglobini taşıyan kan açık kırmızı renklidir.Oksihemoglobin kan dolaşımı ile önce kalbe gider,kalp den de tüm dokulara pompalanır.Dokularda CO2 yoğunluğu O2 yoğunluğuna göre fazla olduğu için ortamın asitliği artmıştır.Dokular dada oksihemoglobin yoğunluğu fazladır.Bu nedenlerden dolayı oksijen oksihemoglobin ayrılır.Serbest kalan oksijen difüzyon ile doku kılcallarına gecer.

2.İnsanda vücuda alınan oksijenin %2’si kan plazması ile çözülmüş halde taşınır.

Hemoglobin karbonmonoksit (CO) ile kolayca birleşebilir.Fakat,oksijen ve karbondioksit gibi gevşek bağ oluşturmaz.Bu durumda,karbonmonoksit ile bağlanmış bir hemoglobin oksijen taşıyamaz.Hücre ve dokular oksijensiz kalır. Buna Karbonmonoksit zehirlenmesi denir.

Yükseklere çıkıldıkça oksijen azalır ve dolayısı ile hemoglobinin tutacağı oksijen miktarı da düşer.Dağlık bölgelerde yaşayan insanların kanlarında genel olarak alyuvar sayısı normalin üstündedir.Alyuvar sayısının artması kanın oksijen taşıma kapasitesinin artmasını sağlar.

Karbonmonoksitin Kanla taşınması

Dokularda kalbe dönen kan alveollerdeki havadan daha karbondioksit bulundurulur.CO2 kısmen alyuvarlarda kısmen kan plazmasında taşınır.

1.CO2’nin %70’i alyuvarlara girer.Karbondioksitin % 70’i HCO3 olarak taşınır. Alyuvarlara giren CO2 karbonik anhidraz enzimi etkisi ile alyuvarlardaki su ile birleşerek karbonik asite (H2CO3)’a dönüşür.Karbonik asit iyonlaşarak H ve HCO3 (bikarbonmata)’a dönüşür. Hidrojen iyonları alyuvarların hemoglobini tarafından tutulur. Bikarbonat iyonları ise alyuvardan kan plazmasına geçer.

Her ikisi de dolaşım sistemi önce kalbe ora dan da akciğerlere taşınır. Alyuvarlarda meydana gelen reaksiyon iki yönlüdür.Akciğerlerde reaksiyon ters işler.

 

 

Doku kılcalı

H2O+CO2 Karbonik anhidraz H2CO3 H+HCO

Akciğer kılcalı

 

2.Karbondioksitin %23’ü alyuvarlarda zayıf bir bağ ile bağlanarak karbominohemoglobin şeklinde taşınır.Hemoglobin ile karbondioksit arasında meydana gelen iki yönlü reaksiyon aşağıdaki gibi özetlenebilir.

Doku kılcalı

Hb+CO2 HbCO2 (Karbomino hemoglobin)

Akciğer kılcalı

3.CO2’nin % 7’si ise kan plazmasında çözünmüş olarak taşınır.

 

Hemoglobinin oksijene ilgisi ortamın sıcaklık ve asit baz (pH) derecesine bağlıdır.Örneğin,kanın asitlik derecesi artarsa yani pH düşerse soluk alış veriş hızı hızlanır.Asitlik derecesi artıkça bikarbonat iyonlarının H iyonları ile birleşip karbonik asite dönüşmesi ve karbonik asitin su ve karbondioksite yıkılması hızlanır.Bu durum kandaki karbondioksit miktarının artmasına yol açar.Kandaki karbondioksit miktarının artması ise soluk alış verişinin hızlanmasına sebep olur.Kanda asitliğin artması ile HbO2’nin oksijeni ve hemoglobini ayrılır.Çünkü ortamdaki H çokluğu HbO2’nin oksijene olan ilgisini azaltır.

Vücut içindeki sıvılarda erimiş durumda bulunan gazların,basıncın çok düştüğü durumlarda gaz haline geçerek ,kılcal damarları tıkaması ile Vurgun ortaya çıkar.Dalgıçlar hızla su yüzeyine çıktığında yada uçaklarda kabin basıncı düştüğünde ,azot bağ yapamadığı için kabarcıklar oluşturur ve bu kabarcıklar kılcal damarları tıkar.Felç ve ölüm meydana gelebilir.

Yorum Yaz
Arkadaşların Burada !
Arkadaşların Burada !