Solunum Sistemi Fizyolojisi

Solunum Sistemi
Fizyolojisi
Doç. Dr. Sinan CANAN
[email protected]
Genel Bilgiler
Ders Kaynakları:
Guyton Tıbbi Fizyoloji
Gannong Physiology Review
Vander’s Human Physiology
Google&Wikipedia... 
İletişim:
[email protected]
facebook.com/drsinancanan
Ders notları:
www.sinancanan.net.tr/p/dersler.html
Solunum Sistemi: Genel Bakış
Solunum Sistemi Ne İş Yapar?
•  O2 değişimi
•  Havadan kana
•  Kandan hücrelere
•  CO2 değişimi
•  Hücrelerden kana
•  Kandan havaya
•  Kan pH’sının
düzenlenmesi
•  Ses çıkartma
Solunum Sistemi: Genel Bakış
Solunum Sistemi: Genel Bakış
Hava Yolları:
Dışarıdan Alveollere Havanın Taşınımı
•  Süzme, ısıtma ve nemlendirme
•  Burun, (ağız), trake, bronşlar ve bronşioller
•  Enine kesit alanında büyük artış!
Solunum Sistemi: Genel Bakış
Solunum Sistemi: Genel Bakış
CO2
O2
Başlıca Gaz Kanunları
TEMEL GAZ KANUNLARI
•  Gazlar, sıkışabilirler.
•  Basınç farkı yönünde akarlar.
•  Direnç artarsa akış azalır.
•  “Hava”, bağımsız olarak difüze olan gazların bir
karışımıdır.
•  Her bir gazın karışım içinde miktarına bağlı bir
“kısmî basıncı” (Pgaz) vardır.
Başlıca Gaz Kanunları – Boyle Kanunu
•  P1 x V1 = P2 x V2
Başlıca Gaz Kanunları
•  Bir Gazın Çözünürlüğünü Etkileyen Faktörler
•  Gazın “kısmi basıncı”
•  Sıcaklık (ters orantı!)
•  Çeşitli çözücülerdeki çözünürlüğü
•  Suda O2: 0.15 mmol/L (zayıf)
•  Suda CO2: 3.0 mmol/L (kuvvetli [x20])
Gazların Çözünürlüğü ve Kısmi Basınç Kavramı
•  Oksijenin sudaki çözünürlüğü zayıftır
Gazların Çözünürlüğü ve Kısmi Basınç Kavramı
•  Karbondioksit suda iyi çözünür
Havalanma (Ventilasyon) Mekaniği
•  HAVALANMA (Ventilasyon)
•  Birim zamanda akciğerlere veya alveollere
giren-çıkan hava miktarı
•  Nefes alma (inspirasyon)
•  Nefes verme (ekspirasyon)
•  Diyafram
•  Göğüs kafesi: Kaburgalar ve kaslar
•  Plevra Zarı
Havalanma (Ventilasyon) – Plevra (pleura) Zarı
Viseral plevra
Plevra boşluğu
Parietal plevra
Havalanma (Ventilasyon) – Plevra (pleura) Zarı
Viseral plevra
Plevra boşluğu
Parietal plevra
Havalanma (Ventilasyon) – Diyaframın Rolü
Havalanma (Ventilasyon) – Plevra Zarı
Patm
Plevra boşluğu
içindeki vakum
Havalanma (Ventilasyon) – Diyaframın Rolü
Havalanma (Ventilasyon) – Diyaframın Rolü
Havalanma (Ventilasyon) – Diyaframın Rolü
Havalanma (Ventilasyon) – Diyaframın Rolü
Havalanma (Ventilasyon) – Göğüs Kafesi
Havalanma (Ventilasyon) – Göğüs Kafesi
Ventilasyona Etkiyen Önemli Faktörler
•  Havayolu çapı (1°)
•  Bronkokonstriksiyon
•  Bronkodilatasyon
•  Havayolu Direnci
•  Müköz engelleme
•  Alveol “kompliyans”ı
•  Sürfaktan
•  Yüzey gerilimi
•  Alveolün elastikliği
Soluk Dinamiği
Doç. Dr. Sinan CANAN
[email protected]
Akciğerde Hacim Uyumu (compliance)
•  Hacim Uyumu (kompliyans): Verilen bir
basınç artışına bağlı olarak ortaya konabilen
hacim artışının ölçüsü (1/elastans)
•  Bir “balonun” kompliyansı:
•  Yumuşak bir balon → şişmeye karşı az direnç →
şişirmek için gereken iş daha az →
yüksek kompliyans
•  Sert bir balon → şişmeye karşı daha çok direnç →
şişirmek için daha fazla güç gereksinimi →
düşük kompliyans
Akciğerde Hacim Uyumu (compliance)
Toplam A.C. kapasitesi
Su ile dolu
Normal
Surfaktansız
Transpulmoner Basınç (mmHg)
Sürfaktan’ın Bileşimi
•  Dipalmitoil fosfatidil kolin [lesitin] (%40-60)
•  Fosfatidil glisin (%5)
•  Diğer fosfolipidler (%10)
•  Nötral yağlar (%13)
•  Proteinler
•  SP-A: Sürfaktan geri emilimi
•  SP-B ve SP-C: Film oluşumunu kolaylaştırır.
•  SP-A ve D: Koruyucu
•  Ca2+ (%2)
Sürfaktan’ın İşlevi
ALVEOL
σ
Elastik lifler
σ: Yüzey gerilimi
NRDS “Yenidoğan Zorlu Solunum Hastalığı”
•  Yenidoğan Zorlu Solunum Hastalığı
“Newborn Respiratory Distress Syndrome”; NRDS
•  Sürfaktan eksikliği;
•  Aşırı alveol yüzey gerilimi;
•  Akciğerlerin sönmesi/şişememesi;
•  Yenidoğan (öz. prematur) bebeklerde ölümcül…
Havalanma (Ventilasyon) – Nefes Döngüsü
Transpulmoner
basınç
Akciğer Hacim ve
Kapasiteleri
Doç. Dr. Sinan CANAN
[email protected]
Akciğer Hacimleri: Spirometre
Spiro-: Ruh, nefes…
-metre: ölçüm
Akciğer Hacimleri: Spirometre
Akciğer Hacim ve Kapasiteleri
Kapasite: En az iki hacim değerinin toplamı
Akciğer Hacim ve Kapasiteleri
Akciğer Hacim ve Kapasiteleri
IRV
IC
VC
TV
TLC
Spirometre ile
ölçülebilir
ERV
FRC
RV
RV
Spirometre ile ölçülemez
Akciğerlerde Gaz
Değişiminin İlkeleri
Doç. Dr. Sinan CANAN
[email protected]
Ölü Boşluk (VD) Kavramı
•  Anatomik Ölü Boşluk
•  Hava iletim yollarında gaz değişimine
katılmayan hava miktarı ~ 150ml
•  Fizyolojik Ölü Boşluk
•  İşlevsiz alveollerin hacmi + anatomik ölü
boşluk (değişkendir)
Ölü Boşluk (VD) Kavramı
Ölü Boşluk (VD) Kavramı
Ölü Boşluk (VD) Kavramı
Nefes 4
Nefes 1
Nefes 2
Nefes 3
Nefes 8
Nefes 12
Nefes 16
Solunumun Etkinliği:
Akciğer ve Alveol Havalanması
•  Toplam Akciğer Havalanması
(total pulmoner ventilasyon: TPV)
(Solunum sayısı X tidal hacim (VT) ≈ 6 L/min)
•  Alveol havalanması (alveolar ventilasyon: VA)
(Solunum sayısı X (VT–VD) ≈ 4.2 L/min)
•  Kandaki [O2] ve [CO2] derişimini belirleyen en
önemli faktör!
•  Egzersizde
•  Soluk derinliği [↑] → yedek hacimler kullanılır
•  Havalanma 20-30 kat artabilir…
Solunumun Etkinliği:
Akciğer ve Alveol Havalanması
Bazı Terimler…
•  Eupnea: Normal, sessiz nefes alıp-verme
•  Hyperpnea: Artmış soluma (egzersiz)
•  Hiperventilasyon: Fazla havalanma (heyecansal vb.)
•  Hipoventilasyon: Azalmış havalanma (yavaş soluk, astım, vb.)
•  Tachypne: Hızlı, yüzeyel soluma (“tıknefes”)
•  Dispnea: Soluma zorluğu (patolojik, ağır egzersiz, vb.)
•  Apnea: Solumanın durması (istemli, sinirsel depresyon, vb.)
Alveollerde Gaz Alış-Verişi
Difüzyon hızı α
Alan x Derişim
Mesafe
Akciğerlerde:
Gaz değişim yüzey alanı
Difüzyon mesafesi
Gaz Alış-Verişi
O2 Taşınması
Venöz kanda
PCO2: 46 mmHg
PO2: 40 mmHg
O2 Taşınması
Gaz Alış-Verişi – O2 Taşınması
Gaz Alış-Verişi – O2 Taşınması
•  Oksijen-hemoglobin disosiyasyon eğrisi
Gaz Alış-Verişi – O2 Taşınması
•  pH’nın etkisi
Gaz Alış-Verişi – O2 Taşınması
•  Sıcaklığın etkisi
Gaz Alış-Verişi – O2 Taşınması
•  Karbondioksitin etkisi (Bohr etkisi)
Gaz Alış-Verişi – O2 Taşınması
•  2-3 Difosfogliserat’ın etkisi (Hb-β zinciri üzerinden)
Gaz Alış-Verişi – O2 Taşınması
•  Fetal ve erişkin hemoglobinleri için:
Oksijen Miktarı Anormallikleri
•  Hipoksi
•  Hipoksik hipoksi (PO2 ↓)
•  Anemik hipoksi (Hb ↓)
•  İskemik hipoksi (Kan akımı ↓)
•  Histotoksik hipoksi (O2 kullanımı ↓)
Gaz Alış-Verişi – CO2 Taşınması
•  Asetazolamid (K.A. İnhibitörü) → doku PCO2’sinde aşırı
artış (45 → 80 mmHg)
Ventilasyon-Perfüzyon
İlişkileri;
Solunum Sistemi
Fizyopatolojisi
Doç. Dr. Sinan CANAN
[email protected]
Ventilasyon-Perfüzyon Eşleşmesi
Ventilasyon-Perfüzyon Eşleşmesi
Ventilasyon-Perfüzyon Eşleşmesi
Akciğer Lenf Akımı
Venöz Sistem
Lenfatikler
Arter
Ven
Solunum Sistemi Hasar ve Hastalıkları
Akciğerde
Gaz Alış-Verişi Anormallikleri
Örnekleri
Gaz Değiş-Tokuş Anormallikleri
Gaz Değiş-Tokuş Anormallikleri
Normal
Amfizem
Pnömotoraks
Pnömotoraks
Pnömotoraks
Pnömotoraks
Sönmüş
akciğer
Pulmoner Ödem
•  Akciğer dokusunda sıvı birikimi
•  Akciğer kılcallarında aşırı basınç artışı
•  Akciğer kılcallarının duvarlarında hasar
(zehirlenmeler vb.)
•  Alveollere “taşma” (alveol ödemi) →
[akut durumda] ölüm…
Solunumun Sinirsel
Kontolü
ve Diğer İşlevler
Doç. Dr. Sinan CANAN
[email protected]
Solunumun Sinirsel Kontrolü
•  Medulla oblongata
•  Merkezi kalıp üreteçleri (central pattern generators)
•  Diyafram ve dış interkostal kasların kasılması
•  “Rampa” potansiyeli veya şebeke devreleri
Solunumun Sinirsel Kontrolü
•  Medulla oblongata
•  Dorsal solunum grubu (n. tractus solitarius)
•  “I” nöronları (inspirasyon)
•  Ventral solunum grubu (n. ambiguus, n. retoroambiguus)
•  “E” nöronları (aktif ekspirasyon)
•  “I+” nöronları (yedek inspirasyon)
Solunumun Sinirsel Kontrolü
Solunumun Sinirsel Kontrolü
•  Pons
•  Pnömotaksik merkez (n. parabirachialis)
•  Aktive olduğunda, inspirasyon süresini kısaltır!
Solunumun Sinirsel Kontrolü
•  Pons
•  Apnöstik merkez?
•  Dorsal grubu etkiler,
•  İnpirasyon derinliği?
•  “Rampa”yı uzatır
Havalanmanın Refleks Kontrolü
•  CO2, H+ ve O2’in etkileri
•  CO2 ve H+ → doğrudan merkezi etki
•  O2 → glomus aorticum ve glomus karotikum
üzerinden sinirsel etki
Havalanmanın Refleks Kontrolü
•  CO2 ve H+: Merkezi Kemoreseptörler
Havalanmanın Refleks Kontrolü
Periferik Kemoreseptörler
Havalanmanın Refleks Kontrolü
•  Periferik reseptörler - O2
saptanması
•  Duyu lifleri →
Hering siniri →
n. glossofaringeus →
medulla dorsal solunum
grubu
Havalanmanın Refleks Kontrolü
Kemoreseptörlerin
en duyarlı
oldukları
aralık
(60-30mmHg)
Havalanmanın Refleks Kontrolü
•  Hering-Brauer Refleksi
•  A.C. Gerim reseptörleri → [n. vagus] →
solunum hızı artar.
•  Koruma amaçlı
Havalanmanın Refleks Kontrolü
•  Bronşial Tonus
•  İnspirasyonda gevşeme (sempatik sis.)
•  Ekspirasyonda daralma (parasempatik sis.)
•  Sıcaklık düşmesi → Daralma
Solunum İşlevinin Bileşik Kontrolü
Solunum Sistemindeki Önemli Ajanlar
•  Histamin [mast hc.] → Bronşlarda daralma
•  Anaflaksinin yavaş etkiyen maddesi → Bronşlarda
daralma
•  Adrenalin: β2-R → Bronşlarda genişleme
•  NE: β-R → Bronşlarda genişleme
•  ACh → Muskarinik-R → Bronşlarda daralma
•  P-maddesi: Mukus salgısı, bronşlarda daralma
•  Non-kolinerjik, non-adrenerjik innervasyon
•  VIP → Bronşlarda gevşeme
Ses Çıkartma ve Konuşma
•  Phonation & Articulation
Tiroid
kıkırdağı
Vokal
ligament
Aritenoid
kıkırdak
Tiroaritenoid
kas
Lateral kriko
aritenoid kas
Posterior
krikoaritenoid
Transvers
aritenoid kas kas
Tam
abdüksiyon
Nazik
abdüksiyon
Fısıltı
Ara durum
(güçlü fısıltı)
Ses
çıkartma
Solunum Dışı Hava Hareketleri
•  Refleks yanıtlar
•  Öksürük
•  Hapşırma
•  Hıçkırma – Diyaframda ani, kesikli kasılmalar
•  Esneme? – Oksitosin? ACTH? MSH? BULAŞICI!
•  Ağlama?
•  Kahkaha?
•  Hissî hava hareketleri [iç geçirme, oflama, puflama vb..]
Sonuç:
Halk içinde muteber bir
Nesne yok devlet gibi
Olmaya devlet cihanda
Bir nefes sıhhat gibi…
Kanuni Sultan Süleyman