Damarlar ve kan basıncı

İzel, teyzesi İkbal'le birlikte bütün geceyi otobüste geçiriyor; molalarda bile koltuğundan pek kalkmıyor. Sabah terminalde ayakkabısını zor bağlıyor: ayak bilekleri şişmiş, çorabının lastiği deride derin bir iz bırakmış. Durumu kendince hemen açıklıyor: «Bütün gece kan ayaklarıma indi. Kalp onu yukarı çekmeye yetmedi, bileğim kanla doldu.» İkbal şişkin bileğin üstüne başparmağıyla birkaç saniye bastırıp çekiyor. Parmağın yerinde soluk bir çukur kalıyor ve çukur ancak yavaş yavaş doluyor; deri ne morarmış ne kızarmış. Terminalden eve yürüdükleri yarım saatte şişlik gözle görülür biçimde iniyor. Bilekte biriken şey kan değilse nedir, damarların içinden dokuya nasıl çıkmıştır ve yürümek onu neden geri gönderir?

• Atardamar, toplardamar ve kılcal damarı duvar yapısı, basınç, kapakçık ve görev bakımından ayırt edersin.
• Aorttan ana toplardamarlara uzanan yolda basınç ve akış hızı eğrilerini, eksenleri sözle anlatılmış bir grafikte yorumlarsın.
• Kılcal damarın iki ucunda sıvının hangi yöne geçtiğini kan basıncı ile osmotik basıncı karşılaştırarak bulursun.
• Kan basıncını değiştiren bir etken ya da toplardamar dönüşüne yardım eden bir düzenek bozulduğunda sonucu öngörürsün.

Bilekteki sıvı

İzel'in bileğinde biriken şey kan değildir. Kanın sıvı bölümünden süzülüp hücrelerin arasına geçmiş, doku sıvısı denen berrak bir sıvıdır. Kan damardan dışarı taşmış olsaydı deri morarır ya da kızarırdı; parmakla bastırınca kalan çukurun yavaşça dolması ise dokuda serbestçe yer değiştiren bir sıvının itilip geri akmasıdır. Bu sıvının damarın içinden nasıl çıktığını, normalde neden birikmediğini ve yürümenin onu nasıl geri gönderdiğini anlamak için önce kanı taşıyan üç damar türünü tanımak gerekir.

Bir damarın atardamar mı toplardamar mı olduğunu kanın kalbe göre gidişi belirler: kalpten uzaklaşan akış atardamarda, kalbe yaklaşan akış toplardamarda olur. «Büyük ve küçük dolaşım» dersinde gördüğümüz gibi kanın oksijence zengin olup olmaması bu adı belirlemez; akciğerden kalbe oksijenli kan getiren akciğer toplardamarı da bir toplardamardır.

Duvarın üç katmanı

Atardamar ve toplardamar duvarı içten dışa üç katmandan kurulur. En içte kanla temas eden, tek katlı yassı hücrelerden oluşan endotel bulunur; yüzeyi pürüzsüzdür ve kanın sürtünmeden akmasına yardım eder. Ortada düz kas ve esnek (elastik) lifler yer alır; damarın genişleyip daralması bu katmanın işidir. En dışta damarı çevresine bağlayan ve koruyan bağ doku vardır. Atardamarda orta katman kalındır; toplardamarda aynı katman incedir, bu yüzden toplardamar duvarı ince, iç boşluğu ise geniştir. Kılcal damarda orta ve dış katman yoktur; duvar yalnız endotelden ibarettir.

Atardamarın esnekliği bir işe yarar. Nabzı, her atımla atardamar duvarında yayılan genişleme dalgası olarak «Kalbin yapısı ve çalışması» tanıtmıştı. Aynı duvar karıncık gevşerken eski hâline dönerek içindeki kanı ileri iter; akış bu sayede atımlar arasında da kesilmez. Esnek bir duvar atımın sert darbesini de yumuşatır.

Koldan kan alınırken üst kola bağlanan bant, duvar farkını gözle görülür kılar. Orta sıkılıktaki bant deri altındaki ince duvarlı, düşük basınçlı toplardamarları yassılaştırır, ama daha derinde seyreden, kalın duvarlı ve yüksek basınçlı atardamarları kapatamaz. Kan kola girmeyi sürdürür, çıkamaz ve bandın el tarafında toplardamarları kabartır; bilekteki nabız da atmayı sürdürür.

Atardamardan toplardamara giden yol

Kalpten çıkan kan, giderek dallanan bir ağaçta ilerler: atardamar → atardamarcık → kılcal damar → toplardamarcık → toplardamar. Atardamarcıkların duvarında kalın bir düz kas tabakası bulunur ve bu kas damarın çapını değiştirebilir. Böylece hangi dokuya ne kadar kan gideceği atardamarcık düzeyinde ayarlanır. «Çevresel sinir sistemi» dersinde soğukta deri damarlarının sempatik uyarıyla daraldığını görmüştük; daralan damarlar tam olarak bunlardır.

Kılcallar o kadar incedir ki alyuvarlar içlerinden çoğunlukla tek sıra hâlinde geçer. Vücuttaki hücrelerin hemen hepsi bir kılcala çok yakın durur. Kalın duvarlı atardamar ve toplardamardan dokuya madde geçmez; besin ve oksijen kandan ancak kılcalda, kısa bir mesafeyi aşarak dokuya ulaşır. Kılcallardan sonra kan toplardamarcıklarda birleşir, toplardamarlar giderek kalınlaşır ve sonunda ana toplardamarlarla kalbe döner.

Kan basıncı

Bir bahçe hortumunun ucunu parmakla kısınca suyun hortumun iç yüzeyine daha güçlü bastırdığı hissedilir. Kan da damar duvarına bir kuvvet uygular; duvarın birim alanına düşen bu kuvvete kan basıncı denir. Ölçüm genellikle üst koldaki atardamardan yapılır ve iki değer verir. Karıncıklar kasılıp kanı aorta attığı anda ölçülen yüksek değer sistolik basınç, karıncıklar gevşediği sırada atardamarda kalan düşük değer diyastolik basınç adını alır. Sağlıklı genç bir yetişkinde dinlenme sırasında tipik değer yaklaşık 120'ye 80 milimetre cıvadır (mmHg).

Basınç ve hız aynı yolu izlemez

Yatay eksene damar türlerini kalpten çıkış sırasıyla dizdiğimizi düşünelim: aort, büyük atardamarlar, atardamarcıklar, kılcallar, toplardamarcıklar, toplardamarlar, ana toplardamarlar. Düşey eksende önce basıncı izleyelim. Eğri aortta en yüksektir ve her atımla inip çıkar. Büyük atardamarlarda ortalama basınç az düşer. Atardamarcıklarda eğri en dik düşüşünü yapar ve iniş çıkışlar burada söner; dar, kaslı duvarlar akışa en büyük direnci gösterir. Basınç kılcallar boyunca azalmayı sürdürür, toplardamarlarda düşük seyreder ve kalbe varırken sıfıra yaklaşır.

Aynı eksende akış hızını çizince başka bir şekil çıkar. Hız aortta en yüksektir, atardamarlar boyunca azalır, kılcallarda en düşük değerine iner, toplardamarlarda yeniden artar, ama aorttaki düzeye ulaşmaz. Hızı belirleyen, o düzeydeki damarların toplam kesit alanıdır. Tek bir kılcal çok dardır, ama milyonlarcası yan yana açıldığında toplam alan aortunkinden kat kat büyür. Dar bir derenin geniş bir göle açılınca yavaşlaması gibi, her düzeyden dakikada aynı miktar kan geçtiği için alan büyüdükçe akış yavaşlar. Bu yavaşlık bir kusur sayılmaz; madde alışverişine zaman tanır.

İki eğri bu yüzden ayrışır. Kılcalda basınç toplardamardakinden yüksektir, ama hız toplardamardakinden düşüktür. «Basınç düşükse kan yavaş akar» genellemesi grafikte çöker.

Basıncı değiştiren etkenler

Kan basıncı tek bir nedene bağlı değildir. Kalbin her kasılmada attığı kan (atım hacmi) ya da dakikadaki atım sayısı (kalp hızı) artarsa damarlara giren kan artar ve basınç yükselir. Damar çapı daralırsa, özellikle atardamarcıklar kasılırsa, akışa direnç artar ve basınç yükselir; genişleme tersini yapar. Kan hacmi artarsa damarlar daha dolu olur, basınç yükselir; kanamada hacim azalır, basınç düşer. Kanın akışkanlığı azalıp koyulaşması da akışı zorlaştırır ve basıncı yükseltme yönünde etki eder. Yaşla esnekliğini yitiren atardamar duvarı da atımın darbesini daha az yumuşatır.

Düzenleyiciler: sinir ve hormon

Büyük atardamarların duvarındaki basınç algılayıcıları değişimi duyu nöronlarıyla omurilik soğanına bildirir; kalp ve damar etkinliğini ayarlayan merkez buradadır. Basınç düştüğünde sempatik uyarı artar: kalp daha hızlı ve güçlü kasılır, atardamarcıklar daralır, basınç toparlanır. Basınç yükseldiğinde sempatik etki azalır, kalbe giden parasempatik uyarı artar ve kalp yavaşlar.

Hormonlar daha yavaş ama daha kalıcı bir ayar yapar. Adrenalin ile aldosteronu «Böbrek üstü bezleri» işlemişti: adrenalin kalbi hızlandırarak, aldosteron böbrekte Na⁺ ve onu izleyen suyu tutarak basıncı yükseltir. «Hipotalamus ve hipofiz» dersindeki ADH böbrekte suyun geri kazanılmasını artırır; kan hacmi büyür, basınç yükselir.

Kılcalın iki ucu

Kılcal duvarından su ve küçük moleküller geçebilir; alyuvarlar ve büyük kan proteinleri ise genellikle içeride kalır. Sıvının yönünü iki karşıt etki belirler. Kan basıncı sıvıyı duvardan dışarı iter. Kandaki proteinlerin, özellikle karaciğerde yapılan plazma proteinlerinin doğurduğu osmotik basınç ise suyu kana geri çeker. «Pasif taşıma: difüzyon ve osmoz» dersinde suyun, çözüneni daha bol olan yana yöneldiğini görmüştük; proteinler kanda doku sıvısındakinden çok daha boldur, bu yüzden su kana doğru çekilir.

Kılcalın atardamar ucunda kan basıncı osmotik basınçtan büyüktür; su, glikoz, amino asit ve iyonlar doku sıvısına çıkar, oksijen de difüzyonla dokuya geçer. Kan kılcal boyunca ilerledikçe basıncı düşer, osmotik basınç ise neredeyse aynı kalır. Toplardamar ucunda osmotik basınç ağır basar ve su, karbondioksit ve atıklarla birlikte kana döner. Çıkan sıvı geri dönenden biraz fazladır. Dokuda kalan bu fazla, ince lenf kılcallarına alınır; bu sıvının nereye taşındığı «Lenf sistemi» dersinde izlenecek.

Bu dengeyi bozan iki yol vardır. Kan proteinleri azalırsa osmotik çekim zayıflar, toplardamar ucunda daha az sıvı döner ve doku arasında sıvı birikir; bu şişkinliğe ödem denir. Toplardamarlarda basınç yükselirse kılcalın toplardamar ucundaki kan basıncı da yükselir ve geri dönüş yine azalır.

Kanı yukarı taşıyan yardımcılar

Ayaktaki birinin bacak toplardamarlarında kan, düşük basınçla kalbe kadar yukarı tırmanmak zorundadır. Bu işte üç yardımcı vardır. Toplardamarların iç yüzündeki kapakçıklar yalnız kalbe doğru açılır ve kanın geriye kaçmasını önler. Yürürken baldır kasları kasılınca aralarındaki toplardamarları sıkıştırır; kapakçıklar yönü belirlediği için sıkışan kan yukarı itilir. Buna iskelet kası pompası denir. Soluk alırken göğüs boşluğundaki basınç düşer ve kan büyük toplardamarlardan kalbe doğru çekilir.

İzel'in gece yolculuğunda olan tam olarak budur. Saatlerce kıpırdamadan oturunca kas pompası neredeyse durur; kan bacak toplardamarlarında birikir, toplardamar basıncı yükselir ve kılcalın toplardamar ucunda kana dönmesi gereken sıvının bir bölümü dokuda kalır. Yürüyüş başlayınca baldır kasları toplardamarları yeniden boşaltır, basınç düşer, dokudaki sıvı kana ve lenfe dönebilir; şişlik bu yüzden iner. Kapakçıklar zamanla yetersiz kalırsa kan geriye kaçıp birikir ve toplardamarlar genişleyip deri altında kıvrımlı biçimde belirginleşir; bu duruma varis denir. Kan basıncının dinlenmede de sürekli yüksek seyretmesi ise yüksek tansiyon adıyla anılır; kalbe ve damar duvarına uzun süre ek yük bindirir.

Kılcal duvarının ayırdığı

Kılcalın iki ucunu izlerken bir ayrım hep karşımıza çıktı: su ve küçük moleküller duvardan geçiyor, alyuvarlar ve büyük proteinler içeride kalıyor. Bu, damarlarda akan şeyin bir karışım olduğunu gösteriyor. Suyu kana geri çeken proteinler hangileri ve nerede yapılıyor? Kılcaldan tek sıra geçen alyuvarın biçimi bu dar yola nasıl uyuyor? Bazı kan hücreleri kılcal duvarını aşıp dokuya neden çıkabiliyor? Sıradaki ders kanın kendisini açıyor: sıvı bölümünü ve hücrelerini, kanamanın nasıl durduğunu ve bir nakilde kanın neden gruba göre seçildiğini ele alıyor.

Örnek 1 — Üç tarif, üç damar

Soru: Birinci damarın duvarı yalnız tek katlı endotelden oluşuyor. İkinci damarın duvarı ince, iç boşluğu geniş ve iç yüzünde tek yönlü kapakçıklar var. Üçüncü damarın duvarında kalın bir düz kas ve esnek lif katmanı bulunuyor ve içindeki basınç her atımla inip çıkıyor. Bu damarlar sırasıyla hangileridir?

• A) Atardamar, kılcal damar, toplardamar
• B) Kılcal damar, atardamar, toplardamar
• C) Kılcal damar, toplardamar, atardamar
• D) Toplardamar, kılcal damar, atardamar
• E) Atardamarcık, atardamar, kılcal damar

Çözüm: Tek katlı endotel kılcalın imzasıdır. İnce duvar, geniş boşluk ve kapakçık toplardamarı gösterir. Kalın kaslı-esnek duvar ve atımla dalgalanan basınç atardamara aittir. A ile D ilk iki tarifin karşılığını karıştırıyor, B kapakçığı atardamara veriyor, E atardamarcığı kılcal sanıyor ve kapakçıklı damarı atardamara yazıyor. Cevap: C.

Örnek 2 — En yavaş nerede?

Soru: İsmihan «Kan basıncı en düşük toplardamarlarda olduğuna göre kan en yavaş toplardamarlarda akar» diyor. Bu yargıyı hangi seçenek doğru değerlendirir?

• A) Doğrudur; akış hızı her zaman basınçla aynı yönde değişir.
• B) Yanlıştır; kan en yavaş kılcallarda akar, çünkü kılcalların toplam kesit alanı en büyüktür. Toplardamarlarda basınç daha düşük olsa da toplam alan küçüldüğü için hız yeniden artar.
• C) Yanlıştır; kan en yavaş aortta akar, çünkü aortun duvarı en kalındır.
• D) Doğrudur; toplardamarlarda kapakçıklar akışı yavaşlatır.
• E) Yanlıştır; kan en yavaş kılcallarda akar, çünkü tek bir kılcalın çapı aorttan geniştir.

Çözüm: Hızı toplam kesit alanı belirler; kılcal ağında bu alan en büyüktür ve hız en düşüktür. A basınçla hızı eş sanıyor, D kapakçığa hayalî bir fren görevi veriyor, C aorttaki en yüksek hızı tersine çeviriyor. E doğru sonuca yanlış gerekçeyle varıyor: tek bir kılcal çok dardır, geniş olan toplamdır. Cevap: B.

Örnek 3 — Varsayımsal kılcal

Soru: Varsayımsal bir kılcalda kan basıncı atardamar ucunda 35 birim, toplardamar ucunda 16 birimdir; kan proteinlerinin osmotik basıncı iki uçta da 25 birimdir. Bu kılcal için hangisi doğrudur?

• A) Atardamar ucunda sıvı kana girer, toplardamar ucunda dokuya çıkar.
• B) İki uçta da sıvı dokuya çıkar.
• C) Sıvı hiçbir uçta yer değiştirmez, çünkü osmotik basınç sabittir.
• D) Atardamar ucunda dışarı iten fark 10 birim, toplardamar ucunda içeri çeken fark 9 birimdir; dokuya çıkan sıvının küçük bir fazlası dokuda kalır ve lenfle toplanır.
• E) İki uçta da sıvı kana girer, doku kurur.

Çözüm: Atardamar ucunda 35 − 25 = 10 birimlik fark dışarı iter. Toplardamar ucunda 25 − 16 = 9 birimlik fark içeri çeker. Çıkış dönüşten biraz fazla olduğu için artan sıvıyı lenf toplar. A iki ucun yönünü yer değiştiriyor; B de E de farkın uçtan uca işaret değiştirdiğini kaçırıyor; C sabit kalan değerle net akışı karıştırıyor. Cevap: D.

Örnek 4 — Proteinler azalınca

Soru: Varsayımsal olarak uzun süre çok az protein alan ve kan proteinleri belirgin biçimde azalan bir kişide doku sıvısı için hangisi beklenir?

• A) Osmotik basınç düşer; kılcalın toplardamar ucunda kana daha az sıvı döner ve doku arasında sıvı birikerek ödem oluşur.
• B) Osmotik basınç yükselir; dokudan kana fazla sıvı çekilir ve doku kurur.
• C) Kan basıncı sıfıra iner ve atardamar ucunda sıvı çıkışı durur.
• D) Değişiklik olmaz, çünkü proteinler kılcal duvarından zaten geçemez.
• E) Lenf damarları sıvı toplamayı bırakır.

Çözüm: Suyu kana geri çeken güç proteinlerden gelir; proteinler azalınca bu çekim zayıflar ve geri dönüş azalır. B yönü ters çeviriyor. D doğru bir bilgiden (proteinlerin geçmemesi) yanlış sonuç çıkarıyor; proteinler tam da geçmedikleri için suyu tutabilir. C ile E bu değişikliğin dokunmadığı düzenekleri durduruyor. Cevap: A.

• Damarı içindeki kanın oksijenine göre adlandırmak. Ölçüt yöndür: kalpten götüren atardamar, kalbe getiren toplardamardır. Akciğer toplardamarı oksijenli kan taşır, akciğer atardamarı oksijence fakir kan taşır.
• Akış hızını basınçla aynı yönde sanmak. Hızı toplam kesit alanı belirler; basınç toplardamarlarda en düşükken hız en düşük kılcallardadır.
• Tek kılcalın darlığını toplam alanla karıştırmak. Tek bir kılcal en dar damardır, ama kılcal ağının toplam kesit alanı en büyüktür.
• Kılcal uçlarında yönü ters kurmak. Atardamar ucunda kan basıncı ağır basar ve sıvı dokuya çıkar; toplardamar ucunda osmotik basınç ağır basar ve sıvı kana döner.
• Kapakçığı atardamara yazmak. Ders kitabı düzeyinde atardamarlarda kapakçık bulunmaz; toplardamarlarda, özellikle bacaklarda bulunur ve kanın geri kaçmasını önler.
• Basıncın en çok kılcallarda düştüğünü sanmak. En dik düşüş atardamarcıklarda olur; atımla gelen iniş çıkışlar da orada söner.