Upload
others
View
23
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Solunum Sisteminin Temel Anatomisi
– Burun veya ağız
– Farinks
– Larinks
– Trakea
– Bronşlar
– Bronşioller
– Alveoller
• İletim bölgesi: gaz değişimine katılmayan ağız, burun, larinks, trakea, bronşlar ve bronşioller
• Solunum bölgesi: gaz değişiminin meydana geldiği alveoller
2
VENTİLASYON
• Havanın akciğerlere mekanik olarak girip çıkması işlemine denir
– İnspirasyon (havanın akciğerlere girişi)
– Ekspirasyon (havanın akciğerlerden çıkışı)
6
Maksimum Dakika Ventilasyonu
• Bir dakika içerisinde akciğerlere giren veya çıkan hava miktarı (MDV)
• (Solunum Dakika Ventilasyonu, SDV)
• TV: Tidal volüm, bir solukta verilen hava miktarı
• SF: Solunum frekansı, bir dakikadaki solunum sayısı
8
MDV = TV x SF (L/dk) (L/soluk) (soluk/dk)
İstirahat Ventilasyonu
• Cinsiyet ve vücut büyüklüğüne göre farklılık gösterir – Kadınların erkeklerden daha düşük
• Ortalama solunum volümü 0.50 l/soluk
• Ortalama solunum frekansı 12 soluk/dk
• Ortalama MDV: 6 L/dk
9
Egzersiz Ventilasyonu
• Maksimum dakika ventilasyonu artar – Kasların kullandığı O2 ve ürettiği CO2 miktarı artmaktadır
• Uzun süreli dayanıklılık egzersizlerinde – MDV
• Erkeklerde 80-100 L/dk
• Kadınlarda 45-80 L/dk
• Kısa süreli maksimal egzersizlerde – MDV
• 120-140 L/dk ya ulaşmaktadır
10
• Şiddetli egzersizler sırasında – Solunum frekansı 35-45 soluk/dk
• Antrenmansız kişilerin egzersiz sırasında MDV değerleri daha düşük
11
Egzersiz Ventilasyonu
Alveolar Ventilasyon ve Anatomik Ölü Boşluk
• Alveolar Ventilasyon – Alveollere ulaşan ve gaz değişimine uğrayan yani kapiller
damarlardaki kanın oksijenleşmesini ve kandaki CO2’nin akciğerlere geçişini sağlayan hava miktarı
• Anatomik Ölü Boşluk – Ventilasyon sırasında burun, ağız, farinks, trekea,
bronşlar ve bronşiollerde kalan ve gaz değişimine katılmayan hava miktarı
• Erkeklerde 0.15 L
• Kadınlarda 0.10 L
12
Alveolar Ventilasyon • Alveolar ventilasyonun hacmi:
– Solunum derinliği (solunum hacmi)
– Solunum frekansı
– Anatomik ölü boşluk
13
Akciğer Volüm ve Kapasiteleri
• İnspirasyon Yedek Volümü: – normal bir inspirasyonun ötesinde yapılan derin bir
inspirasyon ile akciğerlere alınabilen maksimal hava volümü
• Ekspirasyon Yedek Volümü: – Normal bir ekspirasyonun ötesinde derin bir ekspirasonla
ekspire edilebilen hava volümü
• Rezidüel Volüm: – Maksimal bir ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava
miktarı
• Vital Kapasite: – Maksimal bir inspirasyondan sonra akciğerlerden dışarı
verilebilen maksimal hava volümüdür
14
• Total Akciğer Kapasitesi: – Maksimal bir inspirasyondan sonra akciğerlerde bulunan
hava volümüdür
• Fonksiyonel Rezidüel Kapasite: – Normal bir ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava
volümü
• Zorlu Vital Kapasite: – Maksimal inspirasyondan sonra süratle ve zorlu olarak
yapılan ekspirasyon ile verilen hava volümü
– Genellikle 1 saniyede yüzde kaçının ekspire edildiği önemlidir
• Solunum yollarında herhangi bir problemin olup olmadığı anlaşılabilir
15
Akciğer Volüm ve Kapasiteleri
Akciğerlerde Gaz Değişimi
• Pulmoner diffüzyon: – Akciğerlerdeki gaz değişimi
– İki temel görev
• Vücutta hücreler tarafından oksidatif enerji üretiminde kullanıldığı için azalan kandaki O2 miktarının tekrar normal seviyeye gelmesini sağlamak
• Venöz kanla gelen CO2’nin akciğerlere geçişini sağlamak
16
• Pulmoner diffüzyon; – Akciğerlere O2 getiren hava (ventilasyon) ve
akciğerlerden O2 alarak CO2 bırakan kan (perfüzyon) olmak üzere iki kısımdan oluşur
17
• Gazların Kısmi Basıncı – Bir gaz karışımı içindeki her bir gaz karışımdaki
konsantrasyonları oranında bir basınç uygular
– Bir gaz karışımı içinde her bir gazın uyguladığı bireysel basınca “kısmi basınç” ya da “parsiyel basınç” denir.
18
• Dalton’un gaz kanunlarına göre: – Bir gaz karışımının toplam basıncı o gaz karışımı içindeki
gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir.
– Örn:
• Solunan havada – % 79.04 N2, %20.93 O2 ve % 0.03 CO2
• Deniz seviyesinde atmosferik basınç: 760 mm Hg – PN2= 760 x % 79.04 = 600.7 mm Hg
– PO2= 760 x % 20.93 = 159 mm Hg
– PCO2= 760 x % 0.03= 0.3 mm Hg
19
• Vücuttaki gazlar sıvı içerisinde çözünürler – Henry’nin gaz kanununa göre
• Gazlar sıvı içerisinde o sıvıdaki çözünebilirlik düzeyleri ve ortamın ısısına bağlı olarak kısmi basınçları oranında çözünürler
• Bir gazın kandaki çözünebilirliği sabittir
• Kanın ısısı da genel olarak aynıdır
• Alveoller ile kan arasındaki gaz değişimi için en önemli faktör iki alan arasındaki basınç farkıdır
20
Kanda Oksijen ve Karbondiyoksitin Taşınması
• Oksijenin Taşınması: – Kanda kırmızı kan hücrelerinde (alyuvar, eritrozit)
bulunan hemoglobine (Hb) bağlı olarak ( % 98)
– Kanın sıvı kısmında çözünmüş olarak (% 2) taşınır
• Plazmada bulunan O2 herhangi bir kimyasal reaksiyona uğramadan plazmada çözünerek fiziksel solüsyon şeklinde taşınır
22
• Vücuttaki yaklaşık 4-6 milyar alyuvar içinde bulunan Hb’nin O2 taşıma kapasitesi plazmada çözünebilen O2’den 70 kat daha fazladır. – Kanın O2 taşıma kapasitesi temel olarak
hemoglobin miktarına bağlıdır
– Her 100 ml kanda • Erkeklerde 14-18 gr Hb
• Kadınlarda 12-16 gr Hb
23
• Hb alyuvarlarda bulunan heme (demir atomu) ve globin (protein)den oluşan kompleks bir moleküldür – Her Hb de 4 heme grubu vardır
– Her bir heme grubu kimyasal olarak 4 oksijen molekülü ile birleşebilir
• Miktar olarak bir gram Hb 1.34 ml oksijen ile birleşir ve bu durumda Hb doymuş olur.
24
• Hemoglobinin oksijen ile birleşmesine oksihemoglobin, oksijenden ayrılmasına ise deoksihemoglobin denir
• Oksijen-Hemoglobin Ayrılma Eğrisi – Hb’nin O2 ile birleşmesini etkileyen çeşitli faktörler
vardır:
• O2 ve CO2’nin kandaki kısmi basınçları
• Kandaki 2,3-difosfogliserat (2,3-DPG) düzeyi
• Kanın ısısı
• pH değeri
25
• Karbondioksitin Kanda Taşınması – 3 değişik şekilde taşınır
• 1. Plazmada çözünmüş olarak
• 2. Karbonik asitten ayrışan bikarbonat iyonu olarak (HCO3)
• 3. Hemoglobine bağlı olarak
29
• Plazmada Çözünmüş CO2: – Dokulardan bırakılan CO2’nin bir kısmı
plazmada çözünmüş olarak bulunur
– % 7-10
30
• Bikarbonat İyonu: – % 60-70 gibi bir kısmı kanda bulunan bikarbonat
iyonu olarak taşınır (HCO3)
– Kanda bulunan CO2 ve su molekülleri birleşerek karbonik asit molekülünü oluşturur (H2CO3)
– Karbonik asit kanda hızlı bir şekilde ayrışır hidrojen iyonu (H+) ve bikarbonat iyonu (HCO3) açığa çıkar
31
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
– Serbest kalan H+ hemen Hb’ye bağlanır ve Bohr etkisi oluşur
• Bikarbonat iyonunun oluşumu O2’nin Hb’den ayrılmasını ve serbest kalmasını sağlar
• Hb tampon görevi yaparak H+ iyonunu bağlaması ve nötralize etmesi, kandaki asit-baz dengesinde olabilecek önemli değişiklikleri önler
32
• Kan akciğerlere girdiğinde – PO2 düşüktür
– Bu şekilde CO2 tekrar oluşur ve alveollere geçerek solunum yolu ile dışarı atılır
33
H+ + HCO3- H2CO3 CO2 + H2O
Kaslardaki Gaz Değişimi
• İnternal Solunum: – Kapiller kan ile dokular arasındaki gaz değişimi ve taşınması
• Oksijen Taşınması ve Dokular Tarafından Alımına Etki Eden Faktörler:
• 1. Kandaki O2 miktarı
• 2. Kan akışının miktarı
• 3. Bölgesel koşullar
37
Egzersiz Sırasında Ventilasyon
• Fiziksel aktivitenin başlamasıyla birlikte solunumda iki aşamalı artış:
– Solunumda ani oluşan hissedilebilir artışı, solunum derinliği
ve frekansında oluşan daha dereceli bir artış izler
– Egzersiz başlarken, herhangi bir kimyasal uyarı oluşmadan önce, serebral motor korteks daha aktif hale gelir ve sinirsel uyarılar solunumdaki artıştan sorumlu olan solunum merkezine iletilir
• Egzersizin psikolojik etkisi
• Çalışan kaslardan ve eklemden gelen proprioseptif girdiler yapılan hareket hakkında ek bilgi sağlar
38
• Solunumdaki artışın ikinci aşaması – Arteryal kanın ısısı ve kimyasal yapısında meydana gelen
değişiklikler sonucu oluşur
• Egzersizin süresi arttıkça ısı, CO2 ve H+ de artar
• Bunlar da kaslardaki O2 kullanımını ve a-v O2 farkının artmasına neden olur
• Kemoreseptörler ve solunum merkezi uyarılır
– Solunum frekansı ve derinliği artar
39
• Egzersizin sonunda kasların enerji ihtiyacı istirahat düzeyine çok hızlı bir şekilde geri döner – Pulmoner solunumun normale dönmesi daha uzun
zaman alır • Asit-baz dengesi, PCO2 ve kan ısısı
– Yapılan egzersizin şiddeti ne kadar yüksekse
solunumun normale dönmesi için o kadar uzun süre alır
41
Solunum ve Enerji Metabolizması
• Uzun süreli steady state egzersizlerde solunum, enerji metabolizmasının hızını karşılayabilecek düzeydedir
• Oksijen için Ventilasyon Eşitliği (Solunum Değeri) – Dokularda harcanan oksijen miktarının (VO2) solunan
havanın hacmine (VE) olan oranıdır
• Solunum ekonomisinin bir göstergesidir
• VE/VO2
• Harcanan her bir litre O2 için solunan havanın miktarı (L) ölçülerek belirlenir
42
• Oksijen için Ventilasyon Eşitliği (Solunum Değeri)
• İstirahat sırasında – VE/VO2 tüketilen her litre O2 başına yaklaşık olarak
23-28 L havadır
• Maksimal bir egzersiz sırasında – 30 L hava değerine ulaşabilir
43
Ventilasyon Kırılma Noktası
• Egzersizin şiddeti maksimuma doğru yükselirken belli bir noktada solunumun oksijen tüketimine oranla daha orantısız bir şekilde arttığı nokta
– Dakika başına üretilen CO2 miktarında (VCO2)
olan artışı da yansıtır
– Anaerobik eşik kavramı ile eş anlamı kullanılır
44
• Anaerobik eşik ile ventilasyon kırılma noktası arasındaki ilişki: – Egzersizin şiddeti kişinin maks VO2’sinin %55 inden % 70’ine
doğru yükseldiğinde • Kaslara giden O2 miktarı enerji için gerekli O2 miktarını
daha fazla karşılayamaz
• Anaerobik glikoliz devreye girer
• Laktik asit üretimi ve birikimi artar
• LA tamponlanma üzere sodyum bikarbonat ile birleşerek sodyum laktat, H2O ve CO2 oluşturur
• CO2 deki artış solunum merkezini ve kemoreseptörleri uyarır
• Solunum artar
45
Laktat Eşiği ve Anaerobik Eşik
• Laktak eşiği: – şiddeti dereceli olarak artan egzersiz testlerinde kan laktat
düzeyinin istirahat değerinin üzerinde birikmeye başladığı nokta
• Ventilasyon Kırılma Noktası: – Dakika başına üreliten CO2 miktarındaki artış
46
47 47
OBLA: Sağlıklı antrenmansızlarda VO2 maksın %55-65’inde Antrenmanlılarda VO2 maksın %80’ninde
Ventilatuvar eşik, Laktat eşiği ve OBLA
Asit-Baz Dengesinin Solunum Tarafından Düzenlenmesi
• Asit molekülleri hidrojen iyonu (H+) açığa çıkarır (laktik asit, karbonik asit)
• Alkali maddeler serbest H+ iyonu ile birleşip onu tamponlayan veya nötralize eden maddelerdir – Tampon (buffer) maddeler de denir
48
• H+ konsantrasyonu genellikle pH değeri ile ifade edilir – H+ iyonu konsantrasyonu arttığında pH düşer, azaldığında
artar
– Düşük pH asidik durum veya asidoz
– Yüksek pH bazik durum veya alkaloz
– pH kasta 7.1, kanda 7.4
• Vücutta bulunan en önemli 3 kimyasal tampon: – Bikarbonat iyonu
– Fosfat
– Proteinler
49
H+ + HCO3- H2CO3 CO2 + H2O