Büyük ve küçük dolaşım

On sekizini yeni dolduran Ferdi, okul bahçesine gelen kan bağışı otobüsünde ilk kez kan veriyor. Torba dolarken işlemi yürüten teyzesi Handan'a bu kanın kime gideceğini soruyor. Handan, bir kazada bacağından yaralanmış biri olabileceğini söylüyor. Ferdi yolu kafasında hemen çiziyor: «Koluna bağlarsınız, kan oradan bacağına iner. Kan vücutta zaten tek bir halka çizer: kalpten çıkar, organları dolaşır, akciğerde temizlenip kalbe döner.» Handan kalemi alıp torbanın etiketinin arkasına bir kalp çiziyor, ortasından da yukarıdan aşağı kalın bir duvar geçiriyor: «Kalpte birbirine kan geçirmeyen iki pompa var. Senin halkan bunların hangisinden geçiyor, öbürü boşuna mı çalışıyor?» Ferdi çizime bakıp susuyor. Hastanın koluna giren kan, yaralı bacağa varmadan önce kalbin hangi odacıklarından ve hangi organdan geçmek zorunda?

• Küçük ve büyük dolaşımda kanın izlediği yolu odacık ve damar adlarıyla sıralarsın.
• Atardamar ve toplardamar adlarını kanın akış yönüne göre kullanır, her damarın oksijence zengin ya da fakir kan taşıdığını belirlersin.
• Kapı toplardamarı sistemini ve emilen besinlerin karaciğere uğrama nedenini açıklarsın.
• Bir maddenin vücutta bir noktadan ötekine giderken geçtiği odacık, damar ve kılcal ağları izleyerek iz sürme sorularını çözersin.

İki pompa, iki devre

Handan'ın çizdiği duvar, «Kalbin yapısı ve çalışması» dersinde tanıdığımız bölmedir: sağlıklı bir yetişkinde bu bölme iki yarıyı birbirinden ayırır ve aralarında kan geçmez. Her yarı kendi devresine kan basar. Sağ yarı kanı yalnız akciğerlere gönderip geri alır; sol yarı bütün vücudu besleyen devreyi yürütür. Ferdi'nin tek halkası bu iki devreyi birbirine yapıştırıyor ve kalbi yalnız bir kez sayıyor.

Damar adlarını o dersteki ölçüte göre kullanacağız: kanı kalpten uzaklaştıran atardamar, kalbe getiren toplardamar adını alır; içindeki kanın oksijen yükü ada girmez. Oksijence zengin kana temiz kan, fakir kana kirli kan dendiğini de biliyoruz. «Kirli» kan bozuk ya da zararlı değildir; hücrelere oksijenini bırakmış ve onlardan CO₂ almıştır. Ferdi'nin torbasındaki kanın koyu kırmızı görünmesi de bundandır: kol toplardamarından alınan kan, dokulara oksijen vermiş kandır.

Bu derste kalbi bir kavşak gibi kullanacağız: kalbin bir kapısından çıkan kanı, aynı kapıya yeniden varana kadar adım adım izleyeceğiz.

Küçük dolaşım: akciğere gidiş dönüş

Küçük dolaşım (akciğer dolaşımı) sağ karıncıkta başlar. Sağ karıncık kasıldığında kan akciğer atardamarına basılır. Bu damar kısa bir yol aldıktan sonra sağ ve sol akciğere giden iki kola ayrılır. Akciğer atardamarındaki kan oksijence fakirdir: vücudu dolaşıp dönmüş ve sağ kulakçıktan sağ karıncığa geçmiş kandır. Adının atardamar olması yalnız kanın kalpten uzaklaştığını söyler.

Akciğerlerde atardamar dallanarak hava keseciklerini saran akciğer kılcallarına ayrılır. Gaz alışverişi burada gerçekleşir: kan CO₂ bırakır, oksijen alır. Bu alışverişin hava kesecikleriyle nasıl yürüdüğü solunum sisteminin konusudur; şimdilik sonucu bilmek yeter: kılcallardan çıkan kan oksijence zengindir.

Kılcallar yeniden birleşerek akciğer toplardamarlarını oluşturur. Bu damarlar oksijence zengin kanı kalbe, sol kulakçığa getirir. Kanı kalbe taşıdıkları için toplardamardırlar; taşıdıkları kan ise vücudun en oksijenli kanlarındandır. Küçük dolaşım sol kulakçıkta biter.

Küçük dolaşımın görevi kanı oksijenle yüklemek ve kandaki CO₂'yi akciğerlere bırakmaktır. Bu devre hiçbir organı beslemez; akciğer dokusunun kendi beslenmesi de büyük dolaşımın dallarından karşılanır.

Büyük dolaşım: bütün vücudu dolaşan devre

Büyük dolaşım (vücut ya da sistemik dolaşım) sol karıncıkta başlar. Sol kulakçıktan sol karıncığa geçen oksijenli kan, karıncığın kasılmasıyla vücudun en büyük atardamarı olan aorta basılır. Aort kalpten çıktıktan sonra kavis yapar ve göğüs ile karın boyunca aşağı iner. Yol boyunca baş, kollar, mide ve bağırsaklar, böbrekler, bacaklar gibi her bölgeye giden atardamarlar ondan ayrılır.

Organın içinde atardamarlar giderek incelir ve sonunda doku kılcallarına dönüşür. Kılcalların duvarı çok incedir ve hücrelerin hemen yanından geçer. Kan burada hücrelere oksijen, glikoz, amino asit gibi besinler ve hormonlar bırakır; hücrelerden CO₂ ile üre gibi atıkları alır. Bu alışverişin nasıl ve hangi kuvvetlerle gerçekleştiği bir sonraki dersin konusudur.

Kılcallardan çıkan, oksijenini bırakmış kan önce küçük toplardamarlarda, sonra giderek büyüyen toplardamarlarda toplanır. Baş, boyun ve kollardan gelen kan üst ana toplardamarda, karın organlarından ve bacaklardan gelen kan alt ana toplardamarda birleşir. İki ana toplardamar da sağ kulakçığa açılır ve büyük dolaşım orada biter. Kalp kası da büyük dolaşımdan beslenir: onu besleyen taç (koroner) damarları aortun başlangıcından ayrılır; bu damarları «Kalbin yapısı ve çalışması» dersinde tanımıştık.

Büyük dolaşımın görevi bütün doku hücrelerine oksijen ve besin götürmek, onlardan CO₂ ve atıkları toplamaktır. Hormonların hedef hücrelere, ısının iç organlardan deriye taşınması da bu devre üzerinden olur.

İki devre, tek kavşak: çift dolaşım

İki devreyi uç uca eklediğimizde kanın bir tam turu çıkar. Sol bacaktaki bir kılcaldan yola çıkan bir alyuvarı izleyelim:

bacak kılcalı → toplardamarlar → alt ana toplardamar → sağ kulakçık → sağ karıncık → akciğer atardamarı → akciğer kılcalları → akciğer toplardamarları → sol kulakçık → sol karıncık → aort → bacak atardamarları → bacak kılcalı

Alyuvar başladığı yere dönene kadar kalpten iki kez geçer: birinde sağ yarıdan, ötekinde sol yarıdan. Ferdi'nin çizdiği tek halka gerçekte kalpte birbirine bağlanan iki halkadır ve bu düzene çift dolaşım denir. Kalbin sağ yarısı yalnız oksijence fakir kanı, sol yarısı yalnız oksijence zengin kanı taşır; iki yarı arasında geçiş olmadığı için insanda iki kan karışmaz.

Bu iki halka sırayla değil, aynı anda çalışır. İki karıncık birlikte kasıldığı için kalbin her atımında bir miktar kan akciğer atardamarına, ona yakın bir miktar da aorta basılır. Kan sürekli dolaştığına göre, bir devreye giden kan uzun sürede ötekine giden kana denk olmak zorundadır.

Hangi damarda hangi kan?

Yön kuralı ile iki devre birlikte düşünüldüğünde her damarın taşıdığı kan kolayca bulunur. Büyük dolaşımda atardamarlar oksijence zengin, toplardamarlar fakir kan taşır; küçük dolaşımda tablo tersine döner.

Tablodan çıkan sonuç şudur: «Bütün atardamarlar temiz kan taşır» ve «bütün toplardamarlar kirli kan taşır» genellemelerinin ikisi de akciğer damarlarında bozulur. Bir damarın taşıdığı kanı bulmak için önce hangi devrede olduğuna, sonra kanın gaz alışverişi yapılan kılcallardan önce mi sonra mı geldiğine bakılır.

Kapı toplardamarı: önce karaciğer

Büyük dolaşımda kan genellikle tek bir kılcal ağdan geçip toplardamarlarla kalbe döner. Sindirim organlarından gelen kan bu kuralın önemli bir istisnasıdır. Mide, ince ve kalın bağırsak, pankreas ve dalağın kılcallarından toplanan kan, doğrudan alt ana toplardamara gitmez. Bu kan kapı toplardamarında birleşir ve karaciğere taşınır. Karaciğerde yeniden kılcallara ayrılır; buradan karaciğer toplardamarlarıyla çıkıp alt ana toplardamara katılır. Kan böylece kalbe dönmeden önce arka arkaya iki kılcal ağdan geçer.

Bu düzenin anlamı «Emilim ve kalın bağırsak» dersinde gördüğümüz emilimle açılır. İnce bağırsak tüyleri içindeki kılcallara geçen glikoz, amino asitler ve suda çözünen öteki maddeler vücudun geri kalanına dağılmadan önce karaciğere uğrar. Karaciğerin bu kanla ne yaptığını «Karaciğer ve pankreas» işlemişti: glikozun fazlasını glikojene çevirip saklar, birçok zararlı maddeyi etkisizleştirir ve amino asitlerin azotlu kısmından üre yapar. Yağların büyük kısmı ise kana değil lenfe geçer ve bu yolu izlemez.

Karaciğer oksijenini kapı toplardamarından değil, aorttan ayrılan karaciğer atardamarından alır. Bu yüzden karaciğere iki damar kan getirir, karaciğer toplardamarları bu kanı götürür.

Böbreğe giden kan

Böbrekler de büyük dolaşımın bir koludur. Aorttan ayrılan böbrek atardamarları her böbreğe oksijence zengin kan getirir; kan böbrekte süzülüp atıklarından bir kısmı idrara ayrılır ve böbrek toplardamarlarıyla alt ana toplardamara döner. Böbrek toplardamarındaki kan, böbrek atardamarındakine göre hem oksijence hem üre bakımından daha fakirdir. Süzmenin nefronda nasıl yürüdüğünü boşaltım sisteminde ayrıntılı göreceğiz.

Bir glikoz molekülünün yolculuğu

Sistemlerin birlikte çalıştığını en açık biçimde bir molekülün izini sürmek gösterir. Kahvaltıdaki ekmeğin nişastasının sindirimi ağızda başlar, ince bağırsakta glikoza kadar tamamlanır. Glikoz ince bağırsak tüyündeki kılcala geçer ve şu yolu izler:

ince bağırsak kılcalı → kapı toplardamarı → karaciğer kılcalları → karaciğer toplardamarı → alt ana toplardamar → sağ kulakçık → sağ karıncık → akciğer atardamarı → akciğer kılcalları → akciğer toplardamarı → sol kulakçık → sol karıncık → aort → bacak atardamarı → baldır kasındaki kılcal → kas hücresi

Glikozun kasa varmadan önce akciğerden geçmesi öğrencileri şaşırtır, ama başka yolu yoktur: bağırsaktan dönen kan kalbin sağ yarısına gelir ve oradan yalnız akciğere çıkabilir. Kas hücresi glikozu solunumda kullanınca açığa çıkan CO₂ ters yönde yola çıkar: kas kılcalından toplardamarlarla sağ kalbe, oradan akciğere ve dışarıya. Sindirim besini sağlar, solunum oksijeni getirip CO₂'yi uzaklaştırır, boşaltım atıkları ayıklar; dolaşım bu üç sistemi birbirine bağlayan taşıma ağıdır.

Omurgalılarda kalp ve dolaşım

«Hayvanlar: omurgalılar» dersinde sınıfları kalp odacığı sayısıyla karşılaştırmıştık. Çift dolaşım kavramı bu farkların ne anlama geldiğini gösterir.

Balıkta kalpten çıkan kan önce solungaçlara gider, oradan doğrudan vücuda dağılır; oksijen yüklü kan kalbe uğramadan organlara ulaşır. Dört odacıklı kalpte ise iki kanın hiç karışmaması dokulara olabildiğince oksijenli kan gönderilmesini sağlar. Sürüngenler için «üç odacıklı» genellemesini kurarken timsahı ayrı tutmak gerekir.

Sıradaki durak: damarların kendisi

Bu derste damarlara yalnız kanın yönüne göre ad verdik ve kılcalda «alışveriş olur» deyip geçtik. Aortun duvarı neden kalın ve esnek, bacak toplardamarlarında kanın geri kaçmasını ne önler, alışveriş neden yalnız kılcallarda olur ve kanın basıncı kalpten uzaklaştıkça nasıl düşer? «Damarlar ve kan basıncı» dersi, atardamar, toplardamar ve kılcal duvarını karşılaştırarak kan basıncını ve kılcaldaki madde alışverişini ele alıyor.

Örnek 1 — Sağ kulakçıktan sağ kulakçığa

Soru: Sağ kulakçığa gelen bir alyuvar yeniden sağ kulakçığa dönüyor. Aradaki güzergâhı eksiksiz ve doğru sırayla veren seçenek hangisidir?

• A) Sağ kulakçık → sol kulakçık → aort → vücut → sağ kulakçık
• B) Sağ kulakçık → sağ karıncık → aort → vücut → akciğer → sağ kulakçık
• C) Sağ kulakçık → sağ karıncık → akciğer atardamarı → akciğer → akciğer toplardamarı → sol kulakçık → sol karıncık → aort → vücut → ana toplardamarlar → sağ kulakçık
• D) Sağ kulakçık → sağ karıncık → akciğer toplardamarı → akciğer → akciğer atardamarı → sol karıncık → aort → sağ kulakçık
• E) Sağ kulakçık → sol karıncık → akciğer → sağ karıncık → vücut → sağ kulakçık

Çözüm: Sağ karıncık kanı yalnız akciğer atardamarına basar; akciğerden dönen kan sol kulakçığa gelir, sol karıncıkla aorta çıkar ve ana toplardamarlarla sağ kulakçığa döner. A kanı kulakçıktan kulakçığa geçirir, B sağ karıncıktan aorta çıkarır, D akciğer damarlarının yönünü ters kurar, E sağ yarıdan sola doğrudan geçiş yapar. Cevap: C.

Örnek 2 — Damarın adı mı, kanın gazı mı?

Soru: Aort, akciğer atardamarı, akciğer toplardamarı ve alt ana toplardamar için hangi eşleştirme takımı doğrudur?

• A) Aort: zengin · akciğer atardamarı: fakir · akciğer toplardamarı: zengin · alt ana toplardamar: fakir
• B) Aort: zengin · akciğer atardamarı: zengin · akciğer toplardamarı: fakir · alt ana toplardamar: fakir
• C) Aort: fakir · akciğer atardamarı: fakir · akciğer toplardamarı: zengin · alt ana toplardamar: zengin
• D) Aort: zengin · akciğer atardamarı: fakir · akciğer toplardamarı: fakir · alt ana toplardamar: fakir
• E) Hepsi zengin, çünkü hepsi kalbe bağlı büyük damarlardır.

Çözüm: Önce devreyi bul: aort ve alt ana toplardamar büyük dolaşımdadır; aort kılcallardan önce (zengin), alt ana toplardamar kılcallardan sonra (fakir) gelir. Akciğer damarlarında sıra tersinedir: akciğer atardamarı gaz alışverişinden önce (fakir), akciğer toplardamarı sonra (zengin). B «atardamar = temiz» genellemesinden, D «toplardamar = kirli» genellemesinden doğar. Cevap: A.

Örnek 3 — Ayaktan beyne

Soru: Varsayımsal olarak sağ ayağın bir toplardamarına verilen zararsız bir boya maddesinin beyne ulaşana kadar kalpte geçtiği odacıklar sırasıyla hangileridir?

• A) Yalnız sol kulakçık ve sol karıncık
• B) Sağ kulakçık, sol kulakçık
• C) Sağ karıncık, sağ kulakçık, sol karıncık, sol kulakçık
• D) Sağ kulakçık, sağ karıncık, sol kulakçık, sol karıncık
• E) Hiçbiri; boya toplardamarlardan doğrudan beyne çıkar.

Çözüm: Ayak toplardamarları kanı alt ana toplardamarla sağ kulakçığa getirir. Sağ karıncık boyayı akciğere basar; boya akciğer toplardamarlarıyla sol kulakçığa, sol karıncıktan aorta ve oradan beyne giden atardamarlara geçer. Boya kalbin iki yarısından da geçer, akciğeri atlayamaz. Cevap: D.

Örnek 4 — Kalpten kaç kez?

Soru: Kanı bir tam turda kalpten yalnız bir kez geçen ve kalbinden yalnız oksijence fakir kan geçen omurgalı grubu hangisidir?

• A) Kurbağalar
• B) Balıklar
• C) Timsahlar
• D) Kuşlar
• E) Memeliler

Çözüm: Balık kalbi kanı solungaçlara basar; solungaçlarda oksijen alan kan kalbe dönmeden vücuda dağılır. Kalpten geçen kan bu yüzden hep vücuttan dönen kandır ve tek dolaşım söz konusudur. Öteki gruplarda çift dolaşım vardır. Cevap: B.

• Damarı taşıdığı kana göre adlandırmak. Atardamar kalpten uzaklaşır, toplardamar kalbe gelir. Akciğere giden atardamarda oksijeni azalmış, akciğerden dönen toplardamarda oksijen yüklenmiş kan akar; «akciğer toplardamarında kirli kan» en sık çeldiricidir.
• Kanın kalpten bir turda bir kez geçtiğini sanmak. İnsanda bir tam turda kan kalpten iki kez geçer: bir kez sağ yarıdan akciğere, bir kez sol yarıdan vücuda.
• Koldan ya da bacaktan verilen bir maddenin doğrudan hedef organa gittiğini düşünmek. Toplardamara giren her şey önce sağ kulakçık ve sağ karıncıktan, sonra akciğer kılcallarından, sonra sol kalpten geçer; ancak aorttan organlara dağılır.
• Kapı toplardamarını karaciğerden çıkan damar sanmak. Kapı toplardamarı sindirim kanalı ve dalaktan gelen kanı karaciğere getirir; karaciğerden çıkan kan karaciğer toplardamarlarıyla alt ana toplardamara gider.
• Bütün sürüngenlerin kalbini üç odacıklı saymak. Sürüngenlerin çoğunda karıncık kısmen bölünmüştür; timsahta karıncıklar tam ayrılır ve kalp dört odacıklıdır.