NORMAL SOLUNUM FONKSİYONU
solunum olayında 4 ayrı sistem bulunmaktadır;
1- Akciğerler ve hava yollan
2- Pülmoner damar sistemi
3- Göğüs duvarı ve diyafragma
4- Merkezi sinir sisteminde, inspirium ve ekspiriunuın gerçekleşmesini sağlayan, solunum merkezleri.
Bu organların ahenk içinde çalışmaları sayesinde, solunumla ilgili su fonksiyonlar sağlanır:
A- Havanın akciğerlere girip çıkması: Vantilasyon
B- Kanın akciğerlere girip çıkması: Pülmoner dolaşım veya pülmoner perfüzyon.
C- Alveollerde gaz alış verişi: Diffüzyon.
Bu fizyolojik olayların düzenli çalışması sayesinde dokuların gereksinimi olan oksijen (02) sağlanır ve dokularda biriken karbon dioksid (C02) oralardan alınıp dışarıya atılır.
Tek tek bu fonksiyonların normal oluşu, da yeterli değildir. Şöyle ki bir dakikada akciğerlere girip çıkan hava miktarı ve bir dakikada akciğerlere girip çıkan kan miktarı normal olabilir. Fakat havanın girip çıktığı aiveoiierden bir böiümününün çevresinde pülmoner kapiller dolaşımı yoksa veya pülmoner kapiller dolaşımın normal olduğu bölgeye hava giremiyorsa, gaz alışverişi olamayacaktır. Şu h^!d’ vantilasyon/perfüzyon uyumunun bulunması gerekir. Bazı hastalıklarda bu uyumun bozulmuş olduğunu ileride göreceğiz.
Normalde, istirahat halinde, alveollerin tümüne hava girip çıkmamaktadır. Alveollerin bu bölümü kapalıdır. Fakat kapalı olan alveollerin çevresinde kan dolaşımı da durmuş olduğundan vantilasyon/perfüzyon dengesizliği yoktur.
Solunum fonksiyonlarına daha yakından bakalım.
VANTİLASYON
Vantilasyonda iki faz bulunur: havanın akciğerlere alınması (inspirium) ve akciğerlerden dışarı atılması (cxpirium).
inspirium aktif olarak yapılır. Normalde, özellikle istirahatta, ekspirium pasif bir olaydır, kendiğinden olur.
Akciğerlerin genişlemesine komplians (compliance), büzülmesine ise elastans (elestance) denir.
Akciğerlerin genişleyebilmesi için büzülme gücüne karşı aktif olarak güç sarf etrnek gerekir, inspirium sırasında boyun kasları kaburgaları yukarı doğru çeker. Göğüs kafesi genişler, sternum öne doğru yükselir. Göğüs kafesinin ön-arka çapı %20 kadar genişler. Fakat inspiıiumda en önemli görev diyafragmndadır. Diyafrrıgınanın kasılmasıyla akciğerler uzunluğuna genişlerler. Istiıahatte, inspiriumda diyafragmatik solunum daha önemli yer lutar. Erkeklerde diyafragmatik. kadınlarda torakal solunum ön plandadır.intraplevral basınç negatif 4 mmHg dir. Bu kadar hafif bir negatif basınç, akciğerleri açık tutmaya yeterlidir. inspiriumda göğüs kafesi genişleyip di- yafragmo aşağı inince intraplevral negatif basınç arttığından akciğerler genişler. Deıiıı inspiriumda intraplevral basınç -18 mmHg’ye kadar inebilir. Göğüs duvarına bağlı nedenlerle inspiriumun lam yapılamaması veya hava yollarında darlığın bulunması sonucu akciğerlerin genişlemesi, yani kompli- ans, tam yapılamaz.
Akciğerlerin büzülme gücü vardır. İnspirium sona erip diyafragma ve boyun kasları gevşeyince akciğerler eski hallerine büzülürler. Bu büzülmeyi, yani elastansı, sağlayan iki kuvvet vardır. Akciğer interstisyumunda bulunan kollajen ve elastik lifler inspiriumda gerilirler, inspirium sona erince tekrar eski hallerine dönerler. Büzülme gücünün 1/3 ünü bu lifler sağlar. Büzülmeyi sağlayan ikinci güç, alveollerdeki yüzey gerilim gücüdür. Alveollerin içini kaplayan sıvının intermoleküler gücü alveolleri küçülmeye zorlar. Bu yüzey gerilim gücü, elastansın 2/3 sini sağlar. Bu yüzey gerilim gücüne karşı koyan sürfaktanı biraz aşağıda anlatacağız.
İnspirium sırasında alveollerde basınç negatifleşir. Fakat çok hafif bir negatiflik söz konusudur, -1 mm Hg dir. Bu hafif negatif basınç bile havanın alveollere girmesine yeter. Normal ekspiriumda ise alveol içi basınç +1 mmHg olur. Bu hafif basınç artışı bile havanın dışarı atılmasına yeter. Glottis kapalı iken kuvvetli ekspirium yapıldığında intraalveoler basınç 140 mmHg’ye çıkarılabilir.
Akciğerlerin elastans gücüne rağmen akciğerlerin tamamen kollabe olmalarını önleyen iki güç vardır: intraplevral negatif basınç ve alveol içindeki sürfaktan. Sürfaktan (surfaclant), sabun veya deterjan benzeri yüzey aktivitesi olan bir maddedir. Alveol epitelindeki tip II hücrelerden (granüler pnömositler, sürfaktan salgılayan hücreler) salgılanan bir fosfolipiddir. Terkibinde lesitin ve sfingomiyelin bulunur. Alveollerin ve bronşiollerin iç yüzüne yayılmış olan bu maddenin görevi, yukarıda bahsettiğimiz yüzey gerilim gücüne karşı koymak. yüzey gerilim basıncını düşürmektedir. Yüzey gerilim alveolleri kapamağa. büzmeye uğraşır. Bu büzücü güç olmazsa alveoller aşırı genişler ve patlar. Fakat sürfaktan olmazsa alveoller kollabe olur. Sürfaktan olmasaydı, alveolleri açık tutabilmek için intraplevral basıncın -20 ile -30 mmHg olması gerekecekti. Bazı yeni doğanlarda, özellikle erken doğanlarda, sürfaktan sal- gılanışı yeterli olmamaktadır. Bu bebekler vantilasyon yetersizliği ile ölürler. Bu tabloya eskiden “Hiyalin membran hastalığı” denmekteydi. Şimdi “Yeni doğanın stktnltlt solunum sendronıu” (Rcvpirjlo/y dislress sıjndroıııc of ınuvbomc) denmektedir.
Akciğer Volüm ve Kapasiteleri
Normal solunum sayısı dakikada 12-18 dir. Kendiliğinden devam edip gider. Bilinçli olarak yavaslatılabilir. hızlandmlabilir, bir süre için durdurulabilir. Kadınlarda solunum biraz daha hızlıdır. Yeni doğanda 44 dür. büyüdükçe yavaşlar.
Akciğerlere girip çıkan hava miktarının ölçülmesine spirometri denir.
Bazı spirome’.rik değerleri bilmek gerekir.
Solunum Volümü
Normal bir inspiriumla alınan havaya solunum volümü (tidal volüme) denir. Erkeklerde ortalama 500. kadınlarda 400 mL dir. Aynı miktar hava eks- piriumia atılır. Eforda bu volüm artar.
Dakikada Solunum Volümü
İstirahatte. bir dakikada, alınıp verilen hava miktarıdır. Dakikada solunum sayısı ortalama 15 kabul edilirse, dakikada solunum volümü 15 x 500 = 7.5 L dir. Kadında solunum volümü daha düşük, fakat dakika solunum sayısı daha fazla olduğundan buna yakın değer çıkar. Eforda, hem solunum sayısı, hem de solunum volümü yükselir. Kısa bir süre için dakikada 1.5 litre hava ile (dakikada 3 solunum) yaşanabilir. ”
İnspirasyon Yedeği
Normal bir inspiriumdan sonra yapılan zorlu inspiriumla alınabilen havaya inspirasvon yedeği (inspiratory reserve uolume) denir. Ortalama 3000 mL dir. Eforda solunum volümü arttıkça inspirasvon yedeği azalır.
Inspirasyon Kapasitesi
Norma! bir ekspiriumdan sonra alınabilecek azami hava miktarına inspir- asyon kapasitesi (inspiratory capacity) denir. Yani solunum havası + inspi- rasyon yedeğidir. Ortalama 3500 mL dir. Eforda artar, çünkü daha derin ekspirium yapılır.
İnspirasyon yedeği ve kapasitesi kadınlarda %20 daha düşüktür.
Ekspirasyon Yedeği
Normal bir ekspiriumdan sonra zorlu ekspirium yapılarak bir miktar daha hava atılır. Bu havaya, ekspirasyon yedeği (expiratory reserve volüme) denir. Erkeklerde ortalama 1 100 mL dir. Eforda azalır, çünkü solunum volümü artar.
Reziduet Haca
Zorlu ekspiriumdan sonra akciğerlerde kalan ve çıkarılmasına olanak olmayan havaya rsziduel hava (residual volüme) denir. Spirometri ile ölçülemez. Helium dilüsyon yöntemiyle veya vücut pletismografisivle ölçülür. Or- ‘dlöma 1200 mL dir. Kırk yasına kadar, totai akciğer kapasitesinin 1/5 i d i r. Yaslandıkça bu oran artar. Altmış yaşın üstündeki normal erkeklerde 17002700 mL. kadınlarda 1300-2400 mL dir. Amfizemde reziduel hava artar. Rezidüel havanın görevi, solunum aralarında.-pülmoner kapillerlerden geçen kana oksijen vermektir. Böylelikle oksijenlenme kesintisiz olarak devam eder.
Fonksiyonel Rezidüel Kapasite
Ekspirasyon yedeği+reziduel havaya fonksiyonel rezidüel kapasite (functi- onal residual capacity) denir. Normalde, ortalama 2300 mL dir. Eforda azalır.
Vital Kapasite
Zorlu bir inspiriumdan sonra dışarı verilebilecek havanın tümüne vital kapasite (uital capacity) denir. Yani solunum havası+inspirasyon yedeği+eks- pirasyon yedeğidir. Altmış yaşın altındaki erkeklerde 3300-5900 mL (ortalama 4600 mL) ve kadınlarda 2400-4400 mL (ortalama 3100 mL) dir. Altmış yaşından sonra azalır. Amfizemde, kronik obstrüktif akciğer hastalığında, bronşial astmada. yaygın tüberkülozda, ilerlemiş akciğer kanserinde, fibrotik plörezide. solunum kasları felcinde vital kapasite düşer.
Zorlu ve hızlı bir ekspiriumia bütün hava en kısa sürede, dışarı çıkarıldığında. “Zorlu Vital Kapasite” (Forced uital capacity. FVC) söz konusudur.
Total Akciğer Kapasitesi
Zorlu bir inspiriumdan sonra akciğerlerde bulunan havaya total akciğer kapasitesi (total lung capacity) denir. Spirometri ile ölçülemez. Helium di- lüsyon yöntemiyle veya vücut pletismografisiyle ölçülür. Erkeklerde 48007900 (ortalama 5800) mL dir. Kadınlarda % 20 düşüktür. Atletlerde ve geniş göğüslülerde fazla, asteniklerde azdır.
Maksimal S olunum Kapasitesi
Bir dakika içinde en derin ve en hızlı solunumla alınıp verilebilecek mak- sima hava miktarına maksimal solunum kapasitesi (maximum breathing capacity) denir. Solunum sayısı dakikada 40-50 ye çıkarılabilir. Fakat bu hızda ne kadar derin soluk alınırsa alınsın solunum havası miktarı vital kapasitenin yansına bile ulaşamaz. Maksimal solunum kapasitesi erkeklerde 120, kadınlarda 100 L ye ulaşabilir.
Solunum. Yedeği –
Maksima solunum kapasitesiyle dakikada solunum volümü arasındaki fark solunum yedeğidir. Dispnelerde solunum yedeği azalır.
Saniyede Zorunlu Ekspirlum Volümü
Zorunlu ekspiriumia ilk saniyede, vital kapasitenin %75-80 ni çıkarılır. Buna. ] saniyede zorunlu ekspirium volümü i forced cxpiratory volüme in I seconc1= FEVi) denir. FEVı/FVC 0.75-0.80 dir. Amfizemde ve obstrüktif hastalıklarda bu değer düşüktür. Yaşlandıkça da biraz düşer.
Maksimum Ekspirium Hızı
FEVı’e benzer bir ölçüm olan maksimum ekspirium hızı {Peak expiratory
flote rale. PFFR) hız ölçer cihaza (flowmeter) üflemekle elde edilir. Zamanla sınırlı değildir. İnspirium yaptıktan sonra birden, olanca kuvvetle, alete üflenir. Ağır obstrüksiyonlarda düşük değer çıkar.
Ölü Mesafe
Burundan bıonşiollere kadar olan solunum yolunda bulunan havaya
“Anatomik ölü mesafe” (anaLomic deaıl space) denir. Erkekte 150. kadında
100 mL dir. Yiiııi her solunumda alınan 500 mi havanın 150 mi si bu ölü mesafede kalır.
Çevresinde kan dolaşımı bulunmayan alveollere hava girebilir, fakat bu havadan yararlanılamaz. Anatomik ölü mesafeye bunu da eklemek gerekir.
Buna “Fizyolojik ölü mesafe” (plıysiological dead space) denir. Normal insanda anatomik ve fizyolojik ölü mesafe eşittir. Fakat bazı hastalıklarda, örneğin pülmoner ambolide, alveollerin perfüzyonunun bozulduğu hallerde, fizyolojik ölü mesafe, anatomik olanın birkaç misli olabilir.
Alveoler Vantilasyon
Bir dakikada alveollere giren havaya alveoler vantilasyon denir. Solunum havasından (500 mL) anatomik ölü mesafe (150 mL) çıkarıldığında alveoler vantilasyon miktarı (350 mL) elde edilir. Bir dakikadaki solunum sayısıyle çarpıldığında dakikadaki alveoller vantilasyon bulunur (ortalama 4200 mL hava). Bu miktarın 1/5 i oksijendir.