Sistemik ve Pulmoner Dolaşım

Açılış

Kalp tek bir organdır ama kanı tek bir devrede dolaştırmaz. Sağ yarısı kanı yalnızca akciğerlere gönderir, sol yarısı bütün bedene. İki devre birbirine arka arkaya bağlıdır: bir damla kan bedeni dolaştıktan sonra mutlaka akciğerden geçer, akciğerden geçtikten sonra da mutlaka bedene gider.

Sol karıncık kanı yaklaşık 120 mmHg basınçla aorta iterken, sağ karıncık aynı miktarda kanı yalnızca 25 mmHg civarında bir basınçla akciğere gönderir. Aynı hacmi taşıyan iki pompa neden bu kadar farklı basınçla çalışıyor?

Bu derste ne olacak

Önce iki devreyi başladıkları ve bittikleri odacıklarla birlikte adlandıracağız. Sonra akciğer devresinin neden düşük basınçla çalışmak zorunda olduğunu, gaz değişiminin yapıldığı engelin inceliğinden yola çıkarak göreceğiz. Ardından beden devresinin yüksek basıncını ve bunu üreten sol karıncık duvarını inceleyeceğiz. Son olarak iki pompanın neden her atımda aynı hacmi atmak zorunda olduğunu ve doğumdan önce bu düzenin nasıl kısa devre yapıldığını ele alacağız.

Sıfır noktası

Mekanizma

İki devre, dört odacık

Pulmoner dolaşım sağ karıncıkta (ventriculus dexter) başlar. Kan truncus pulmonalis'e, oradan sağ ve sol arteriae pulmonales'e geçer ve akciğerde alveollerin çevresini saran kapiller ağa dağılır. Oksijen alıp karbondioksit bırakan kan dört venae pulmonales ile, her akciğerden ikişer ven hâlinde, sol kulakçığa (atrium sinistrum) döner.

Sistemik dolaşım sol karıncıkta (ventriculus sinister) başlar. Kan aorta çıkar, organlara ve dokulara dağılır, vena cava superior ve vena cava inferior ile sağ kulakçığa (atrium dextrum) döner. Sağ kulakçıktan sağ karıncığa geçen kan yeniden akciğere gönderilir. Böylece iki devre bir sekiz çizer ve kalbin iki yarısı bu sekizin iki kesişme noktasında durur.

Pulmoner dolaşım neden düşük basınçla çalışır

Akciğerde gaz, alveoldeki havadan kapillerdeki kana hava-kan engelini aşarak geçer. Bu engel üç katmandan oluşur: alveolün yassı epitel hücresi (tip I pnömosit), kaynaşmış iki bazal lamina ve kapiller endoteli. Engelin en ince yerlerinde toplam kalınlık 0,5 µm'nin altına iner. Difüzyon mesafe kısaldıkça hızlandığı için bu incelik, dinlenmede bir alyuvarın kapillerden geçtiği yaklaşık üç çeyrek saniyede gaz değişiminin tamamlanmasını sağlar.

Bu kadar ince bir duvar yüksek basınca dayanamaz. Kapiller içindeki basınç yükseldiğinde kan sıvısı önce alveollerin arasındaki dokuya, sonra alveollerin içine sızar ve gazın geçmesi gereken yüzeyi kaplar. Bu tabloya akciğer ödemi denir. Dolayısıyla akciğer kapillerlerinde düşük basınç yalnızca dayanıklılık için değil, gaz değişiminin kendisi için de şarttır.

Pulmoner dolaşım bu yüzden düşük basınçlı bir sistemdir. Truncus pulmonalis'teki basınç yaklaşık 25/10 mmHg, akciğer kapillerlerindeki basınç ise yaklaşık 10 mmHg düzeyindedir. Akciğer damarları kısa, geniş ve kolay genişleyen damarlardır; egzersizde akış birkaç katına çıktığında bile basınç çok az yükselir, çünkü kapalı duran kapillerler açılır ve açık olanlar genişler.

Sistemik dolaşım neden yüksek basınç ister

Sistemik dolaşım kanı beyne, böbreklere ve ayak parmaklarına kadar götürür; en uzak dokular kalpten bir metreden fazla uzaktadır. Kan bu yol boyunca sürtünmeyle enerji kaybeder ve kaybın en büyük kısmı arteriollerde olur. Başlangıç basıncı yüksek olmasaydı kan, uzak dokuların kapillerlerine yeterli basınçla ulaşamazdı.

Bu yüksek basıncı sol karıncık üretir. Sol karıncığın kas duvarı, sağ karıncığınkinin yaklaşık üç katı kalınlıktadır. Sağ karıncık hilal biçiminde, ince duvarlı bir kese gibi sol karıncığın önüne sarılır; sol karıncık ise kalın duvarlı, yuvarlağa yakın kesitli bir odacıktır. İki karıncığın duvar kalınlığındaki bu fark, iki devrenin basınç farkının yapıdaki izidir.

Aynı hacim, farklı basınç

İki devre arka arkaya bağlı olduğu için iki karıncık her atımda aynı miktarda, yaklaşık 70 mL kan atmak zorundadır. Dakikada yaklaşık 70 atımda bu, her devreden dakikada yaklaşık beş litre kan geçmesi demektir. Sağ karıncık sol karıncıktan her atımda biraz daha fazla kan atsaydı, fark birkaç dakika içinde akciğer damarlarında birikirdi; tersi olsaydı kan sistemik venlerde toplanırdı.

Bu dengenin bozulmasının klinikte adı vardır. Sol karıncık yetersiz kaldığında kan sol kulakçıkta ve venae pulmonales'te geriye doğru birikir, akciğer kapillerlerindeki basınç yükselir ve akciğer ödemi gelişir. Sağ karıncık yetersiz kaldığında ise birikim sistemik venlerde olur; boyun venlerinin dolgunluğu ve ayak bileklerinde şişlik bunun işaretleridir. Her iki durumda da birikim, yetersiz kalan karıncığın gerisindeki devrede olur.

Doğumdan önce bu düzen kısa devre yapılır. Cenin oksijeni akciğerden değil plasentadan aldığı için, kanın çoğu akciğeri atlar: kulakçıklar arasındaki foramen ovale kanı sağ kulakçıktan sol kulakçığa geçirir, ductus arteriosus ise truncus pulmonalis'ten aorta kan aktarır. Doğumdan sonra ilk nefeslerle akciğer damarlarının direnci düşer, bu iki kısa yol kapanır ve iki devre ilk kez tam olarak arka arkaya çalışmaya başlar.

Kendin dene

Toparlayalım

• Pulmoner dolaşım: sağ karıncık → truncus pulmonalis → arteriae pulmonales → akciğer kapillerleri → dört venae pulmonales → sol kulakçık.
• Sistemik dolaşım: sol karıncık → aort → beden kapillerleri → venae cavae → sağ kulakçık.
• Hava-kan engeli tip I pnömosit, kaynaşmış bazal laminalar ve endotelden oluşur; yer yer 0,5 µm'den incedir.
• Akciğer devresinde basınç yaklaşık 25/10 mmHg'dir; yüksek basınç akciğer ödemine yol açar.
• Sol karıncık duvarı sağınkinin yaklaşık üç katı kalınlıktadır; sistemik basınç yaklaşık 120/80 mmHg'dir.
• İki karıncık her atımda aynı hacmi atar; dengesizlik, yetersiz karıncığın gerisindeki devrede birikime yol açar.
• Cenin döneminde foramen ovale ve ductus arteriosus kanı akciğerin yanından geçirir; doğumdan sonra kapanırlar.

Ders 09-01'de üç damar tipini, bu derste de bu damarların kurduğu iki devreyi tanıdık. Şimdi bir damla kanın bu iki devreyi arka arkaya dolaşırken geçtiği bütün durakları, sol karıncıktan başlayıp yine oraya dönene kadar tek bir yolculuk olarak izleyeceğiz. Büyük ve Küçük Dolaşımın Yolculuğu.