2.Solunum Fizyolojisi: Basınçlar ve Süreçler

Solunum ile İlgili Basınçlar

• Hava diğer sıvılar gibi yüksek basınçlı alandan düşük basınçlı alana doğru hareket eder.
• Atmosfer basıncı ile alveoller arasındaki basınç farkı akciğerlere havanın girip çıkmasını sağlar.
• Ağız basıncı üst solunum yollarında bulunan basınçtır. Glottis kapalıyken hava akımı olmadığı için basınç sıfırdır ve alveoler basınca eşittir.
• Vücut yüzey basıncı atmosfer basıncına eşittir ve sıfır olarak kabul edilir.
• Vücut yüzey basıncının sıfır kabul edilmesi akciğerlerin daha kolay genişlemesini sağlar.

Ekspirasyon

• Ekspirasyon göğüs kafesi ve akciğer hacminin azalmasıyla akciğerlerden havanın dışarı çıkmasıdır.
• Ekspirasyonda diyafram ve eksternal interkostal kasların kasılması durur.
• Sakin solunum anında soluk verme pasif bir olaydır. Bu durumda intrapulmoner basınç 20-30 mm-Hg olabilir.

İnspirasyon

• İnspirasyon sırasında alveolar basınç atmosfer basıncının altına (- 1), ekspirasyon sırasında ise atmosfer basıncının üzerine (+ 1) çıkarak hava akışını yönlendirir.
• Bu basınç farklılıkları, göğüs kafesi ve diyaframın hareketiyle inspirasyon sırasında akciğer hacminin artması ve ekspirasyon sırasında azalmasıyla sağlanır.
• Akciğerlerin genişlemesine bağlı olarak pulmoner (alveoler) basınç hafifçe negatif olur (-1) ve hava akciğerlere dolar.

Transpulmoner Basınç

• Alveoler basınç ile plevral basınç arasındaki farktır.
• Trans pulmoner basınç akciğerlerin içi (alveol) ile dışı arasındaki basınç farkını ifade eder.
• İnspirasyonda yüksek, ekspirasyonda ise düşüktür.

Heimlich Manevrası

• Solunum yoluna kaçan yabancı cismi çıkarmak için kullanılır.
• Hasta arkasından kucaklanır, bir el yumruk yapılarak sternumun altına ve göbeğin üstüne yerleştirilir, diğer elle yumruk sıkıca kavranır.
• Ani hareketle karnın üst bölümüne, aşağıdan yukarıya doğru basınç uygulanır.
• Artan abdominal basınç, diyaframı toraks içine iterek torakal hacmi azaltır ve alveolar basıncı artırır.

Pnömotoraks

• Göğüs duvarının yaralanması sonucu plevral boşluğa hava girmesine pnömotoraks adı verilir.
• Pnömotoraks iki şekilde oluşur;
  • Açık pnömotoraks: Plevra boşluğu ile dış ortam arasında bir bağlantı oluşur.
  • Kapalı pnömotoraks: Plevra boşluğu ile dış ortam arasında bir bağlantı yoktur.
• Pnömotoraksın oluşmasında üç faktör etkilidir;
  • Akciğerlerin genişlemesi
  • Birbirine bağımlılık (interdependence)
  • Toraks içi negatif basınç

Pulmoner Kompliyans

• Üzerine etkili faktörler;
  • Akciğer hacmi
  • Solunum sayısı
  • Yaşlanma
  • Bronşiyal düz kas tonusu
  • Hastalıklar
• Akciğer kompliyansının azalması; akciğerlerde genişleme sağlanması için daha fazla enerji harcanmasına neden olur (inspirasyon kasları daha güçlü kasılır).
• Bu nedenle akciğer kompliyansı düşük kişiler, hızlı ve yüzeysel solurlar.

Akciğer Kompliyansının Oluşması

• Akciğer dokusunun kendisinde bulunan elastik güçler (doku elastikiyeti-elastik direnç) tarafından (elastik ve kollagen fibriller), Kompliyans: 1/elastik direnç
• Yüzey gerilimi (sürfaktan)

Yüzey Gerilimi

• Bir sıvı ve bir gaz arasındaki sınırdan kaynaklanır.
• Alveollerde 70-100 m2’lik bir gaz değişim alanı üzerinde yüzey gerilimi etkili olur.
• Alveollerdeki düşük yüzey gerilimi, alveollerin içini kaplayarak yüzey gerilimini azaltan fosfolipit yapısındaki sürfaktan’a bağlıdır.
• Sürfaktan, alveol hücresinde bulunan Tip II epitel hücreleri tarafından sentezlenir ve eksositozla salgılanır.
• Sürfaktan eksikliği kompliyansı azaltarak, alveollerin kollapsına yol açar ve akciğer ödeminin oluşmasına neden olabilir.

Sürfaktan'ın Önemi

• Sürfaktan doğumda önemlidir. Sürfaktan, gebeliğin 24. haftasında oluşmaya başlar ve 35. haftada yeterli düzeye ulaşır.
• Sürfaktan, küçük alveollerin kolaps olmasını ve büyük alveollerin daha da genişlemesini önler.
• Sürfaktan'ın olmadığı durumda alveol çapı azalınca, yüzey gerilimi değişmez ve buna bağlı olarak basınç artar.
• Dar çaplı alveolde basınç fazla olduğundan, hava buradan geniş çaplı alveole doğru akar.

Solunum Yolu Direnci

• Solunum yollarında hava akımına karşı oluşan dirençtir.
• Solunum yollarında oluşan direncin büyük bir bölümü iletim bölgesinde (trachea, bronşlar) oluşur.
• Solunum yollarında direnci belirleyen başlıca faktör, yarıçaptır.
• Bronş ağacı boyunca direncin başlıca yerleşim yeri orta büyüklükteki bronşlardır.
• Hava yolları dallara ayrıldıkça, paralel olarak bağlanır ve bu da küçük hava yollarında toplam direnci düşürür.
• F (akım hızı) = ΔP (Pağız-Palveol) / R

Hava Yolu Direnci Önemi

• Normal solunum sırasında hava akımına karşı oluşan direncin yaklaşık olarak % 80’i çapı 2 mm’den daha büyük hava yollarında oluşur.
• Küçük hava yollarının ise toplam akciğer direncine çok az etkisi vardır.
• Bu nedenle hava yolu direnci ölçümü küçük hava yolu tıkanmasını saptamada zayıf bir testtir.
• Ancak hastalık koşullarında durum değişir. Hastalık durumunda;
  • Bronkokonstriksiyon,
  • Duvarlarında ödem oluşması,
  • Lümenlerinde mukus birikmesi sonucu tıkanmalarıyla hava akımına direnci belirlemede daha büyük rol oynarlar.

Diğer Etkiler

• Akciğer hacminin artması hava akımına karşı direnci azaltır.
• Bu nedenle hava yolu direnci artmışlarda daha yüksek hacimlerde solunum görülür.
• Hava yolunda mukus ve ödem oluşması veya bronşiyal düz kasların kasılması hava yolu direncini artırır.
• Bronşiyal düz kasların gevşemesi ise hava yolu direncini azaltır.

Akciğer Hacim ve Kapasiteleri

• Normal Solunum Hacmi (Tidal Volüm): Normal bir inspirasyonla solunum sistemine giren (veya normal bir ekspirasyonla solunum sisteminden çıkan) hava miktarıdır (500 ml).
• İnspirasyon Yedek Hacmi: Normal bir inspirasyondan sonra yapılan en zorlu inspirasyonla akciğerlere giren hava hacmidir (3.300 ml).
• Ekspirasyon Yedek Hacmi: Normal bir ekspirasyondan sonra yapılan en zorlu ekspirasyonla akciğerlerden çıkarılan hava hacmidir (1.000 ml).
• Rezidüel Hacim: En zorlu bir ekspirasyondan sonra bile akciğerlerde kalan hava hacmidir (1.200 ml).
• Rezidüel hava;
  • Kollaps Havası: Pneumotoraks oluşturularak rezidüel havanın bir kısmı (800 ml) akciğerlerin dışına çıkarılabilir.
  • Fonksiyonel Rezidüel Kapasite: (FRC) Normal bir ekspirasyondan sonra akciğerlerde kalan hava miktarıdır. (2.200 ml) FRC, solunum sisteminin elastik gerginliğinin ve akciğerlerin dinlenme durumunun belirlenmesinde kullanılır.