Canlılar hücresel solunumda (oksijenli solunum) kullanılan oksijeni hücre içine almak ve oluşan karbondioksiti hücreden uzaklaştırmak için bulundukları ortamla gaz alış verişi yaparlar. Bu gaz alış verişi olayı bazen solunum diye belirtilse de hücresel solunumla karıştırılmamalıdır. Hücresel solunum besinden enerji elde etmektir.
Gazların hücreye giriş ve çıkışları daima difüzyondur. Yani oksijen ve karbondioksitin kan damarına giriş çıkışında ATP harcanmaz.
İNSANDA SOLUNUM SİSTEMİ
Sadece memelilerin akciğerlerinde alveol denen küçük baloncuklar şeklinde yapılar bulunur. Ayrıca sadece memelilerde göğüs boşluğu ile karın boşluğu arasında kaslı diyafram bulunur.
Alveoller sayesinde solunum yüzeyi genişler. Alveoller kılcal damarlarla sarılı olduğu için gaz alış verişi alveollerde gerçekleşir.
Alveollerin iç yüzeyi sürtaktan adı verilen lipoprotein bir tabakayla örtülüdür. Bu lipoprotein tabaka, kılcallardan alveollere daha az su geçişini sağlayarak solunumla su kaybını önler. Ayrıca bu tabaka alveollere esneklik kazandırdığı içine havanın atılmasını kolaylaştırır ve alveollerin açık kalmasını da sağlar.
İnsanda solunum sistemi ağız, burun, yutak, gırtlak, soluk borusu (trake) ve akciğerlerden oluşur.
Soluk havası sırasıyla; yutak — gırtlak — soluk borusu — bronş — bronşçuk — alveol yapılarından geçer.
Alınan soluk havası akciğere gelinceye kadar ısıtılır, nemlendirilir ve mikroplardan arındırılır. Soluk borusundaki goblet hücreleri mukus üreterek mikropları tutar.
İnsanların sağ akciğeri sol akciğerinden daha büyüktür. Sağ akciğer 3 loplu, sol akciğer ise 2 lopludur.
Bir akciğerde yaklaşık 300 milyon alveol bulunur. Akciğerlerde oksijen çok olduğu içinî hemoglobin akciğer kılcallarına (alveol kılcalı) geldiğinde karbondioksiti bırakıp oksijeni tutar. Doku kılcallarında ise hücrelerin solunumda açığa çıkardığı karbondioksit çok olduğu için hemoglobin doku kılcallarına geldiğinde oksijeni bırakıp karbondioksiti tutar (tersinir çalışma).
Soluk borusunda silli silindirik epitel hücreleri bulunur. Bu siller mikropları tutar.
Gırtlağın üst kısmında ağızdan gelen besinlerin soluk borusuna kaçmasını önleyen küçük dil (epiglottis) vardır. Yutma sırasında gırtlağın yukarı doğru hareketi ile epiglottis soluk borusunu kapatır. Böylece besin soluk borusuna geçmeyip yemek borusundan mideye geçer.
Soluk borusu bronş denen küçük borular şeklinde dallanarak akciğerlerin içine uzanır. Bronşlar da daha küçük olan bronşçuk adındaki borucuklar şeklinde dallanır. Bronşit hastalığı akciğerin yapısındaki branşların iltihaplanmasıdır.
Akciğerin görevi oksijeni vücuda alıp karbondioksiti uzaklaştırmaktır. Oksijenin hücrelere taşınması solunum sisteminin değil dolaşım sisteminin görevidir.
Solunum pigmentleri
Solunum pigmentleri oksijen ve karbondioksit taşıyan ve kana renk veren maddelerdir.
Bütün omurgalıların solunum pigmenti hemoglobin olup alyuvarın içinde bulunur.
Hemoglobinin özellikleri
1. Kana renk verir.
2. Protein ve metal iyonundan (demir) oluşur.
3. Kanın gaz taşıma kapasitesini arttırır.
4. Gazlarla tersinir (çift yönlü) çalışır. Yani hangi gaz çoksa onu tutup diğerini bırakır. Çünkü solunum pigmenti oksijen ve karbondioksitle kararsız bileşik oluşturur. Böylece rahatlıkla solunum gazından ayrılabilir.
5. Kanın pH dengesini sağlar. Çünkü CO2’i kandan uzaklaştırmada görev alır (karbondioksit asidik karakterlidir).
Kanın gaz taşıma kapasitesini arttıran faktörleri;
1. Solunum pigmentinin olması
2. Solunum pigmentinin alyuvarın içinde bulunması
3. Olgun alyuvarların çekirdeksiz olması (memelilere özgü bir özelliktir)
Grafikte de görüldüğü gibi pH 7.4 ‘ten 7.2 ‘ye düştüğünde hemoglobinin oksijene doygunluğu azalmıştır yani hemoglobin oksijeni serbest bırakmıştır.
Oksijenin Taşınması
1. Oksijenin % 1 — 2’si kanın plazmasında çözünmüş halde taşınır.
2. Oksijenin yaklaşık olarak % 98’i alyuvarın içinde hemoglobine bağlanarak taşınır. Yani oksijenin en büyük bölümü alyuvarlarda taşınır.
Karbondioksitin taşınması
1. Karbondioksitin yaklaşık % 7 *si kanın plazmasında çözünmüş halde taşınır.
2. Karbondioksitin yaklaşık % 23 ‘ü alyuvarın içinde hemoglobine bağlanarak taşınır.
3. Karbondioksitin yaklaşık % 70’ i Kanın plazmasında HCO3 (bikarbonat) şeklinde taşınır. Yani karbondioksitin en büyük bölümü plazmada bikarbonat şeklinde taşınır. Bikarbonat oluşumu sırasında oluşan H+ iyonları da hemoglobinle birleşerek bohr etkisi oluşturur (H+ pH ‘ı düşürdüğü için).
Bikarbonat alyuvardan çıkıp plazmaya geçer ve plazmada akciğere kadar taşınır. Akciğere geldiğinde tekrar alyuvar zarından içeri geçer ve reaksiyonlar tersine döner.
Soluk alıp verme olayı
Soluk alma sırasında görülen olayların sıralaması:
1. Diyafram kası ve kaburga kasları kasılır. Böylece diyafram düzleşir ve kaburgalar yukarı doğru yükselir.
2. Kaburga kasları ve diyafram kasının kasılması göğüs boşluğunu genişleterek hacmini arttırır. Artan hacimle birlikte, göğüs boşluğunun ve akciğerlerin hava basıncı düşer.
3. Göğüs boşluğundaki hava basıncının düşmesi, dışarıdaki basıncın içerdeki basınçtan yüksek hale gelmesini sağlar ve dışarıdaki hava akciğerlere dolar.
Koşan bir insanda olayların sıralaması;
1. Çizgili kaslarda oluşan karbondioksitin kana geçmesi
2. Kanda artan karbondioksit (pH’ ı düşürür), solunum merkezi olan omurilik soğanını uyarır.
3. Omurilik soğanı, kalbin çalışma hızını arttırarak akciğere daha çok kan pompalanmasını sağlar. Bu esnada kan basıncı da artar.
4. Soluk alıp verme hızı artarak kandaki karbondioksit dışarı atılır.
