GAZ ALIŞVERİŞİ Canlıların hayatsal olaylarını sürdürebilmeler için enerjiye ihtiyaçları vardır. Bu enerji organik besin maddelerinin yıkılmasıyla elde edilir. Hücrelerin besin olarak alınan organik moleküllerdeki kimyasal bağ enerjisini, metabolizma olaylarında kullanılan ATP’ ye dönüştürmesine hücre solunumu denir. Canlıların büyük bir kısmı solunum yaparken oksijene ihtiyaç duyarlar. Hücrelere bu oksijeni sağlamak için hayvanın organizasyon derecesine göre birçok solunum organı oluşmuştur. Gaz alışverişinin kan ile hücreler arasında gerçekleşmesine iç solunum, solunum organıyla kan arasında gerçekleşmesine ise dış solunum denir. B ![]() Bir hücreli canlılar gaz alışverişini hücre yüzeyinden difüzyonla gerçekleştirirler. Canlıların organizasyon düzeyi arttıkça, enerji ihtiyaçları da artar. Bu enerjinin sağlanması için oksijene olan ihtiyaç da artar. Bu nedenle, dış ortamdan daha çok oksijenin alınmasını ve karbondioksitin kolayca atılmasını sağlayan özel solunum organları gelişmiştir. Bu solunum organlarının ortak özellikleri şunlardır:
O murgasız hayvanlardan süngerler, sölenterler, yassı ve yuvarlak solucanlar özel bir solunum sistemine sahip değildirler. Kan sıvısı bulunmayan bu canlılar, nemli vücut yüzeyi ile suda erimiş oksijeni, karada yaşıyorsa havanın oksijenini doğrudan doğruya difüzyonla alıp, karbondioksiti de aynı yolla dışarı verirler. DERİ SOLUNUMU:
TRAKE SOLUNUMU:
![]() ![]()
Böcekler dışındaki diğer hayvanların tümünde kan plazmasında ya da alyuvarların içinde solunum pigmenti vardır. Solunum pigmenti kanın O2 taşıma kapasitesini arttırır. Taşıdığı elemente göre kana renk verir. SOLUNGAÇ SOLUNUMU:
BALIKLAR:
![]()
Balıklarda kanın solungaç kılcallarındaki akış yönü ile suyun solungaçlardaki akış yönü birbirine terstir. Yani oksijence zengin su, solungaca girerken oksijence fakir kanla karşılaşır. Ters akım alışverişi denilen bu durum daha fazla oksijen alınmasını sağlar. KURBAĞALAR:
AKCİĞER SOLUNUMU:
KURBAĞALARDA AKCİĞER:
Kurbağalarda Akciğer SÜRÜNGENLERDE AKCİĞER:
KUŞLARDA AKCİĞER: * Kuş akciğeri ![]() * Kuşların akciğerleri diğer omurgalılardan farklı bir yapı gösterir. Bu canlılarda karın, boyun ve kanatlarda akciğerlere bağlı hava depolayan keseler bulunur. Bu keseler vücut yoğunluğunu azaltarak uçmayı kolaylaştırır. Gaz alış verişinde doğrudan görev almayıp akciğerlere hava akışını bir körük gibi yönlendirir. ![]() *Soluk alınırken ön ve arka hava keseleri genişler. Arkadaki hava keseleri dışarıdan gelen temiz hava ile dolar. Öndeki keselere ise akciğerlerden gelen kirli hava girer. *Soluk verirken hava keseleri kasılır. Arka keselerdeki temiz hava akciğerlere geçer. Ön hava keselerindeki kirli hava da dışarı çıkar . *Solunumda akciğerlere daima temiz hava verilir. * Hava akımı tek yönlüdür ve kanın akış yönüne zıttır. Böylece kuşlar, havadaki oksijeni kesintisiz olarak alabilir ve oksijenin az olduğu yükseklerde dahi rahatça oksijen gereksinimini karşılayabilir. Soludukları havanın içerisindeki oksijenden faydalanma oranı memelilerde %20-25 iken kuşlarda bu oran %80-90'a ulaşır. * Kuşlarda uçma kasları ve diyaframın çalışması hava keselerindeki havanın yeniden akciğerlere dönmesini sağladığı için kuşlar havanın oksijeninden, hem girişte hem çıkışta yararlanırlar. Bu özellikle kuşların birim hacimdeki havada bulunan oksijenin daha fazlasını almalarını sağlar. *Kuşların solunum hızı diğer omurgalılara göre oldukça yüksektir. Bunun nedeni, kuşların daha aktif bir yaşam şekline, daha yüksek bir metabolizmaya ve vücut sıcaklığına sahip olmalarından kaynaklanır. MEMELİLER: Memelilerde akciğerler, alveol denilen hava kesecikleri oluşturarak yüzeylerini oldukça genişletmişlerdir. Memelilerin solunum sisteminin en tipik örneği insan solunum sistemidir.
K ![]() İki katlı akciğer zarı (pleura) Sadece memelilerde görülür. Alveollü akciğer ![]() Memeli akciğeri BİRDEN FAZLA SOLUNUM ORGANI TAŞIYAN HAYVANLAR *Kurbağalarda ve akciğerli balıklarda birden fazla solunum organı bulunur. *Kurbağaların solunum yüzeyleri çok geniş değildir. Bu nedenle nemli ve ince derileriyle de deri solunumu yaparlar. Böylece akciğer ve deri solunumu yaparak iki solunum organını da aynı anda kullanırlar. Deri yoluyla yapılan solunum akciğerle yapılan solunumun %25 kadardır. *Akciğerli balıklarda ise solungaçları yanı sıra yutakla bağlantısı olan hava keseleri vardır. Balık su yüzüne çıkınca ince çeperli hava keseleri hava ile doldurulur. Böylece hayvan hava keselerini akciğer gibi kullanarak havanın serbest oksijeninden yararlanır. Kurak mevsimde sular çekilince hava keselerini akciğer gibi kullanırlar. Bataklıkta gömülerek mevsimi geçirmeye çalışırlar. İNSANDA SOLUNUM Solunum sisteminin, oksijenin alınıp karbondioksitin vücuttan uzaklaştırılması yanında başka görevleri de vardır. Konuşma seslerinin oluşması, mikroplara karşı vücudu koruma bunlardan bazılarıdır. Örneğin: soluk borusundaki silli hücreler ve mukus, hava ile alınan toz ve mikroorganizmaları tutar. silli hücrelerin hareketiyle bu maddeler vücut dışına atılır. SOLUNUMLA İLGİLİ YAPILAR ![]() *İnsanda solunum sistemi; ağız, burun, yutak, gırtlak, soluk borusu ve akciğerlerden oluşur. *Fiziksel etkinliklerin artması sırasında solunum hızı arttığı için ağızda solunuma katılır. *Bu nedenle ağza, solunuma yardımcı organ da denir. BURUN VE AĞIZ: *Burun havanın alındığı bir çift delikle dışarı açılır. *Solunum sisteminin dış ortamla bağlantısını sağlar. *Burun boşluğunun iç yüzeyi epitel dokudan oluşan ve mukus salgılayan mukoza ile kaplıdır. *Mukus havayı nemlendirir. * Burun iç yüzeyindeki girinti ve çıkıntılar, kıllar havadaki küçük tanecikleri tutar, mukus ise nemlendirilmesini sağlarken, *Burunun iç yüzeyini kaplayan kılcal damarlar alınan havanın ısıtılmasını sağlar. *Alınan hava ağız ve burun boşluğunun açıldığı yutağa daha sonra da gırtlağa geçer. YUTAK VE GIRTLAK: ![]() *Ağız ve burun boşluğunun son kısmı olan yutağa soluk borusu bağlanır. *Yutakta bademcikler ve küçük dil bulunur. *Gırtlak; temel olarak kıkırdak doku, bağ doku ve çok katlı silli epitel dokudan oluşur ve içinde ses tellerini bulundurur. *Ses telleri, akciğerden dışarıya hava çıkarken burada bulunan kasların istemli kasılmasıyla gerilip titreşerek sesi oluşturur. *Yutkunma sırasında gırtlak yukarı doğru kalkar ve gırtlak kapağı (epiglottis) soluk borusunun girişini kapatır. *Böylece yutma sırasında lokmanın soluk borusuna girmesi engellenir. *Yalnızca yutkunma sırasında nefes durur. Bunun dışında soluk borusu hep açıktır. SOLUK BORUSU: * ![]() *Soluk borusu içten dışa doğru silli epitel hücreler, kıkırdak halkalar ve bağ dokudan oluşur. *İç yüzeyinde silli silindirik epitel hücreleri yer alır. Bu hücrelerin arasında mukus salgılayan goblet hücreleri vardır. *Mukus, alınan havanın nemli kalmasını sağlamanın yanı sıra havadaki toz ve yabancı maddeleri tutar. *Soluk borusundaki sillerin yutağa doğru tek yönlü hareketiyle yabancı maddeler dışarı atılır. ![]() *Soluk borusu C şeklinde kıkırdaklarla desteklenmiştir. * Bu kıkırdaklar soluk borusunun gergin ve açık kalmasını sağlar. *Soluk borusunun yemek borusuna bakan tarafında kıkırdak bulunmaz. Yemek borusuna komşu olan kısmında kıkırdak doku yerine düz kaslar bulunur. Böylelikle yemek borusundan lokmalar, peristaltik hareketlerle kolaylıkla aşağı inebilir. *Soluk borusu akciğerlere girerken bronş adı verilen iki kola ayrılır. *Akciğer içerisinde ise daha ince kollara ayrılarak bronşçukları oluşturur. *Bronşçuklar, kaslı yapıda olup kıkırdak halka içermez. ![]() *Bronşcuklar alveol olarak adlandırılan hava kesecikleri ile sonlanır. *Tek katlı yassı epitel hücrelerden oluşan alveoller, kılcal kan damarlarıyla çevrilidir. *Alveol hücrelerinden salgılanan lipoproteinler su kaybını azaltma ve solunumu kolaylaştırma görevi yapar. *Alveollere gelen havadaki oksijen içerideki nemli ortamda çözünerek kılcal damarlara, damarlar içerisindeki karbondioksit ise alveollere geçer. * Alveoller solunum yüzeyini oldukça arttırır. Omurgalı canlılar içerisinde alveoller sadece memelilerde bulunur. Akciğerlerimizde bulunan milyonlarca alveol 70-100 m2’lik solunum yüzey alanının ortaya çıkmasını sağlar. AKCİĞERLER: *Akciğerler, kalp ile birlikte göğüs boşluğunda ve diyaframın üzerinde yer alır. * İnsanların sağ akciğerleri üç sol akciğerleri ise iki loptan oluşur. ![]() *Akciğerlerin dış kısmında içerisinde özel bir sıvı (pleura sıvısı) bulunan çift katlı akciğer zarı (pleura) bulunur. *Dıştaki zar ile akciğerin göğüs boşluğuna ve diyaframa tutunması sağlanır. *Zarlar arasındaki sıvı, akciğerlerin korunmasını sağlar ve hareketini kolaylaştırarak soluk alıp vermeye yardımcı olur. * Sinir, damar ve bronşların girdiği kısımlarda akciğer zarı bulunmaz. * Çizgili kastan oluşan diyafram omurgalı canlılar içerisinde sadece memelilerde bulunur. ![]() ![]() •Kan akciğer kılcallarından geçerken O2 artmakta,CO2 azalmaktadır. •Kan doku kılcallarından geçtikçe O2 oranı azalıp CO2 oranı artmaktadır. ![]() NOT: Kanda O2 artması azalması solunum hızını etkilemez. NOT: Solunum omurilik soğanı ve beyindeki merkezce denetlenir. SOLUK ALIP VERME MEKANİZMASI *Akciğerlerin kasılıp gevşeme özelliği yoktur. *Soluk alıp vermede göğüs boşluğu basıncının ve akciğerlerin hacminin değişmesi etkilidir. *Bu olay kaburgalar arası kasların ve diyaframın kasılıp gevşemesiyle gerçekleşir. NEFES ALMA:
İşte bu olaylarda enerji harcanır. Nefes alma aktif bir olaydır.( gaz değişimi difüzyonla olmaktadır.) NEFES VERME:
sıvının oluşturduğu yüzey gerilimiyle sağlanır. ![]()
SOLUNUM HIZI *Solunum hızı, kandaki karbondioksit miktarına göre düzenlenir. *Kandaki karbondioksit oranı arttığında kanın pH’ı düşer ve asitlik artar. *Bu durum omurilik soğanındaki solunum merkezinin uyarılmasına neden olur. *Omurilik soğanı önce kalp atışlarının daha sonra da nefes alışverişinin hızlanmasını sağlar. *Kanda bulunan karbondioksit hızla dışarı verilir ve kanın pH’ı normale döner. OKSİJEN VE KARBONDİOKSİDİN KANLA TAŞINMASI *Dolaşım sistemi bulunan bütün hayvanlarda(böcekler hariç)oksijen ve karbondioksit kanla taşınır. *Kanın oksijen ve karbondioksit tutma ve taşıma kapasitesi çok yüksektir. Bu özellik kanda bulunan solunum pigmentlerinden kaynaklanır) SOLUNUM PİGMENTLERİNİN ORTAK ÖZELLİKLERİ;
OKSİJENİN KANLA TAŞINMASI *O2 ‘nin kısmi basıncının çok olduğu yerde hemoglobin O2 tutma eğilimindedir. Bu olay akciğer alveol kılcallarında olur. *O2’nin %2 kadarı kan plazmasında çözünmüş olarak taşınır. Bu yeterli değildir.O2’nin çoğu alyuvar içinde oksihemoglobin olarak taşınır(HbO2) *O2’nin kısmi basıncının az olduğu yerlerde ise HbO2,O2’yi bırakır. Bu doku kılcallarında olur.
![]() KARBONDİOKSİDİN KANLA TAŞINMASI
( ![]() Alyuvara giren CO2 nin çoğu karbonik anhidraz enziminin etkisi ile H2O ile birleşir.H2CO3 oluşur. Karbonik anhidraz ![]()
![]()
Karbonik anhidraz ![]()
CO2 molekülü kanda taşınırken oluşan karbonik asit kanın pH seviyesini düşürür. Düşük pH, hemoglobinin O2’ye karşı ilgisini azaltır. Bu duruma Bohr kayması denir. ![]()
Derin su altında yüksek basınç etkisi ile kandaki gazlar(daha çok N2)eriyik faza geçer.böyle biri su yüzeyine hızlı bir şekilde çıkarsa eriyik olan N2,O2,CO2 yeniden gaz fazına geçer ve oluşan kabarcıklar kılcal kan damarlarını tıkar. SOLUNUM SİSTEMİ SAĞLIĞI FARENJİT: *Enfeksiyon veya kimyasallara bağlı olarak yutağın tahriş olmasıdır. * Bakteri kaynaklı farenjitte gerekli önlem alınmazsa iltihaplanma gırtlağa, sinüslere ve kulaklara yayılabilir. *Sonuçta yutmada zorluk, burun akıntısı, ağır öksürük ve yüksek ateş şeklinde belirtiler ortaya çıkabilir. LARENJİT (GIRTLAK İLTİHABI): *Virüsler ya da bakteriler, sağlıksız içecekler, alerjenler ve sesin yanlış kullanılması larenjite (gırtlak iltihabı) yol açabilir. *Çocuklarda nefes darlığına neden olabilir. *Yetişkinlerde kronikleşen larenjit, gırtlak kanserine dönüşebilir. En belirgin özelliği seste oluşan değişikliklerdir. BRONŞİT *Bronşların iltihaplanması sonucunda oluşan bronşit; kuru bir öksürük, yüksek ateş ve hırıltılı nefes alma şeklinde belirtiler gösterir. *Zamanında tedavi edilmezse zatürreye dönüşebilir. ZATÜRRE *Akciğer dokusunun iltihaplanmasıyla oluşan zatürre; yüksek ateş, ağrı, öksürük ve koyu balgamla kendini belli eden tehlikeli bir hastalıktır. Ölümle sonuçlanabilir. ASTIM *Astım; enfeksiyon, duygusal ve alerjik nedenlere bağlı olarak akciğer içi hava yollarının daralmasıdır. *Bu daralma, aşırı mukus salgılanmasına bağlı olabileceği gibi, bronş düz kaslarının genişlemesi ile de olabilir. *Ani nefes darlıkları ve öksürük nöbetleri şeklinde belirtiler gösteren bu rahatsızlık, genelde genetik bir hastalıktır. *Astıma neden olan en önemli alerjenlerden biri polenlerdir. *Polenlerin yoğun olduğu dönemlerde, dış ortama fazla çıkmayarak, maske veya gözlük takarak veya kapı ve pencereleri fazla açmayarak polen alerjisinden korunmak mümkün olabilir. KOAH *Nefes darlığına yol açan solunum yolu hastalığı da Kronik Obstrüktif Akciğer Hastalığıdır (KOAH). * En önemli nedeni sigara olmakla birlikte, havası kirli yerlerde yaşayan veya toz, duman, gaz ve kimyasal maddelerle temasta bulunmayı gerektiren mesleklerde çalışan insanlarda da görülür. ![]() |