Solunum yolları

Pansiyonlu lisenin yemekhanesinde Sezgin, karşısındaki Revna'nın anlattığı bir fıkraya gülerken ağzına bir kaşık pilav atıyor. Birkaç pirinç tanesi «yanlış yere kaçıyor»; Sezgin gözleri yaşararak art arda öksürüyor. Kendine gelince olayı hafife alıyor: «Boğazdan aşağı tek bir boru iner, hava da yemek de oradan geçer. Pirinç biraz erken düştü, o kadar.» Revna iki parmağını kendi boynunun önündeki sert çıkıntıya koyup bir yudum su içiyor, sonra Sezgin'den aynısını istiyor; yutkunurken bir de mırıldanmasını. Sezgin deniyor. Çıkıntı parmaklarının altında yukarı sıçrıyor, mırıltısı da yutkunduğu anda kesiliyor. Tek bir boru olsaydı yutarken solumak neden dursun? Pirinç tanesi mideye giden yoldaysa beden onu neden öksürükle geri fırlattı?

• Havanın burun boşluğundan alveole kadar geçtiği yapıları sırasıyla adlandırırsın.
• Kıkırdak halkaları, gırtlak kapağını, mukus ve silleri gördükleri işle eşleştirirsin.
• Alveolün yapısını gaz değişimine uygunluğu açısından gerekçelendirirsin.
• Sillerin durması ya da ağızdan soluk alınması gibi varsayımsal durumların sonucunu öngörürsün.

Solunum sistemi ne iş görür?

Vücuttaki hemen her hücre enerjisini besinleri oksijenle yıkarak elde eder ve bu yıkımın artığı olarak CO₂ üretir. Hücrenin içinde yürüyen bu tepkimelere hücresel solunum denir; ayrıntısını enerji dönüşümleri modülünde, glikoliz ve elektron taşıma sistemi derslerinde göreceğiz. Solunum sisteminin işi, o tepkimelerin ihtiyaç duyduğu oksijeni dış ortamdan kana ulaştırmak ve kanın getirdiği CO₂'yi dışarı vermektir. Hava ile kan arasındaki asıl alışveriş akciğerin derinindeki küçük keseciklerde, alveollerde olur. Ders kitapları akciğerdeki bu alışverişe dış solunum, doku kılcalları ile hücreler arasındakine iç solunum der; ikisinin nasıl yürüdüğü «Gaz değişimi ve taşınması» dersinin konusudur.

Burun deliğinden alveole kadar uzanan yolun geri kalanında gaz alışverişi yapılmaz. Bu kanallar havayı taşır, ısıtır, nemlendirir ve temizler. Yolu bu yüzden iki kısma ayırarak düşünmek işe yarar: havayı ileten borular ve gaz değişiminin yapıldığı uç keseler. Bu derste ikisini de, yukarıdan aşağıya inerek izleyeceğiz.

Burun boşluğu: havanın ilk durağı

Burnun solunumdaki rolünü «Burun ve dil» dersinde görmüştük. Burun deliklerinin girişindeki kıllar iri tozu durdurur; mukozanın yapışkan salgısı daha ince tozu ve mikropları tutar; pembe bölgenin kanla dolu kılcalları da geçen havaya ısı verir. Akciğere giden hava böylece süzülmüş, ısınmış ve nemlenmiş olarak yutağa geçer. Ağızdan soluk alındığında bu hazırlığın büyük kısmı atlanır: hava daha soğuk, daha kuru ve daha az süzülmüş olarak aşağı iner. Gaz değişimi yine alveolde yapılır, ama hava yollarının iç yüzü bu kuru ve soğuk havaya daha çok maruz kalır.

Yutak ve gırtlak: iki yolun ayrıldığı yer

Sezgin'in tek boru düşüncesi yarı yarıya doğrudur. Ağızdan ve burundan gelen yollar boğazın arkasında, yutakta birleşir; lokma da hava da bu ortak geçitten geçer, bunu «Ağız ve yemek borusu» işlemişti. Ama yutağın alt ucunda yol ikiye ayrılır: önde gırtlak ve onun devamı olan soluk borusu, arkada yemek borusu. Hava öndeki kola, lokma arkadaki kola girmelidir.

Gırtlak, birkaç kıkırdak parçasının oluşturduğu kısa bir kutudur. Revna'nın parmaklarını koyduğu sert çıkıntı, bu kıkırdaklardan en büyüğünün boyun derisinin altından ele gelen ön yüzüdür. Gırtlağın girişinin üstünde gırtlak kapağı bulunur. Yutma sırasında gırtlak yukarı kalkar, kapak gırtlağın ağzını örter ve lokma kapağın üstünden kayarak yemek borusuna geçer. Sezgin'in parmaklarının altında sıçrayan çıkıntı bu yükselmeydi. Gırtlağın ağzı kapalıyken hava geçemez; yutma süresince soluk kısa bir an durur. Mırıltının kesilmesi bunu duyulur hâle getiriyordu.

Mırıltıyı üreten yapı da gırtlaktadır. Gırtlağın iç duvarlarından uzanan ses telleri, soluk verirken akciğerden yükselen havanın basıncıyla titreşir; ses bu titreşimden doğar ve ağızda, dilde, dudaklarda biçimlenir. Konuşmak için havanın gırtlaktan yukarı doğru akması gerekir. Soluk alırken uzun bir cümle kurmanın zor gelmesi bundandır.

Gülerken lokma yemek iki işi aynı kavşağa yükler: kahkahanın arasında alınan ani soluklar havayı gırtlaktan içeri çekerken yutma gırtlağın ağzını kapatmak ister. Kapak zamanında kapanmazsa bir parça soluk borusuna kaçar. Soluk borusunun iç yüzü bu yabancı parçayı algılar ve öksürme refleksi başlar: önce derin bir soluk alınır, gırtlak kısa süre kapanır, sonra göğüs ve karın kaslarının ani kasılmasıyla hava büyük hızla dışarı itilir ve parçayı yukarı sürükler. Burun boşluğunda tahriş edilen mukoza ise hapşırma refleksini başlatır. İki refleksin merkezi de omurilik soğanında bulunur, bunu «Merkezi sinir sistemi: beyin» anlatmıştı; Sezgin öksürmeye karar vermemişti, öksürük onun yerine işe girişti.

Soluk borusu: hep açık kalan boru

Gırtlaktan sonra yol, boynun önünden göğüs boşluğuna inen soluk borusu ile sürer. Soluk borusu, duvarına gömülü üst üste dizili kıkırdak halkalarla desteklenir. Bu halkalar borunun soluk alıp verirken içe doğru çökmesini önler ve hava yolunu her an açık tutar. Bahçe hortumu ile ıslak bir kâğıt boruyu düşünün: içinden hava çekildiğinde kâğıt boru büzülür, hortum biçimini korur. Soluk borusu hortum gibi davranır.

Halkalar tam bir daire değildir; C harfi biçimindedir. Açık uçları arkaya bakar ve bu boşluğu düz kas ile bağ dokusu kapatır. Soluk borusunun hemen arkasında yemek borusu uzanır. Bir lokma yemek borusundan geçerken o bölge genişleyebilir, çünkü önündeki soluk borusunun arka yüzü sert değil esnektir. Halkalar tam daire olsaydı lokma her yutkunmada sert bir duvara dayanırdı. «Soluk borusu baştan sona kapalı kıkırdak halkalardan yapılmıştır» cümlesi bu yüzden yanlıştır.

Bronşlar ve bronşçuklar: dallanan ağaç

Göğüs boşluğunda soluk borusu ikiye ayrılır: biri sağ, biri sol akciğere giren iki bronş. Her bronş akciğerin içinde tekrar tekrar dallanır ve giderek incelir. Baş aşağı çevrilmiş bir ağaca benzeyen bu düzende gövde soluk borusu, kalın dallar bronşlar, en ince sürgünler bronşçuklardır.

Dallanma ilerledikçe duvarın desteği değişir. Bronşlarda kıkırdak hâlâ bulunur ama halkalar yerini giderek küçülen kıkırdak parçalarına bırakır. Bronşçukların duvarında kıkırdak yoktur; duvarı belirgin bir düz kas tabakası sarar. Bu kas kasılıp gevşedikçe bronşçuğun çapı değişir ve akciğerin bölgelerine giden hava miktarı ayarlanır. «Çevresel sinir sistemi» dersindeki sempatik etki bronşçukları genişletir; koşan birinin akciğerine daha çok hava gitmesi bu yüzden kolaylaşır. Astımda ise bronşçukların düz kası aşırı kasılır, duvar şişer, mukus artar; yol daralınca soluk vermek güçleşir.

Mukus ve siller: yukarı akan temizlik bandı

Lokmayla paylaşılan yutak bölümü dışında, burun boşluğundan bronşçuklara kadar hava yollarının iç yüzü büyük ölçüde iki tür hücreyle döşelidir. Bir kısmı yapışkan mukus salgılar; burnun süzgecinden kurtulan toz, polen ve mikroorganizmalar bu tabakaya yapışır. Aralarındaki hücrelerin serbest yüzeyinde ise tüy gibi kısa uzantılar, siller bulunur. Siller hep aynı yöne doğru dalga dalga çırpar ve mukus tabakasını üstündeki yükle birlikte yukarı, yutağa doğru sürükler. Yutağa gelen mukus çoğunlukla fark edilmeden yutulur ya da öksürükle atılır.

Bu düzen, mikroplara karşı vücudun ilk engelleri arasındadır; mukusun ve sillerin bu savunmadaki yerini «Bağışıklık» dersinde ayrıca ele alıyoruz. Bant yavaşlarsa ne olacağı kolayca kestirilir: mukus aşağıda birikir, onu dışarı atma işi öksürüğe kalır ve yakalanan mikroorganizmalar yolda daha uzun süre kalır. Sigara dumanı tam bu noktaya dokunur. Duman sillerin hareketini yavaşlatır ve mukus salgısını artırır; sigara içenlerde sık görülen sabah öksürüğü bu birikimle ilişkilidir.

Alveol: gaz değişimi için biçilmiş kese

Bronşçukların uçları üzüm salkımına benzeyen alveol keselerine açılır. Her kesenin duvarı, alveol denen çok sayıda küçük odacıkla kabarmıştır. Akciğerin içi büyük ve boş bir balon değildir; yüz milyonlarca küçük keseden oluşan süngerimsi bir dokudur. Bu bölünmenin kazancı yüzeydir. Aynı hacim tek bir büyük kese yerine çok sayıda küçük keseye paylaştırıldığında havanın değdiği toplam yüzey katlanarak büyür; iki akciğerdeki alveollerin toplam yüzeyi derinin yüzeyinin onlarca katıdır.

Alveolün duvarı tek katlı yassı epitelden oluşur, yani hücreler olabildiğince incedir. Duvarın dış yüzünü yoğun bir kılcal ağı sarar. «Büyük ve küçük dolaşım» anlatılırken akciğer kılcalları dediğimiz damarlar bunlardır ve onların duvarı da tek hücre kalınlığındadır. Havayla kan arasında yalnız iki ince hücre tabakası kalır; gazlar bu kısa yolu TYT'de hücre zarında tanıdığımız difüzyonla aşar. Alveolün iç yüzü ayrıca nemlidir. Gazlar önce bu ince sıvı tabakasında çözünür, sonra duvardan geçer. Sıvı tabakadaki yüzey gerilimini azaltan bir madde (sürfaktan) da salgılanır; bu madde soluk verirken küçük keselerin birbirine yapışıp sönmesini zorlaştırır.

Alveolde mukus bezi ve sil bulunmaz; kalın mukus burada gazların yolunu kapatırdı. Buraya kadar inebilen çok küçük parçacıkları alveol yüzeyinde dolaşan ve onları içine alan savunma hücreleri temizler. Uzun yıllar sigara içen bazı kişilerde alveol duvarları yıkılır, komşu odacıklar birleşip daha az sayıda büyük boşluğa döner ve gaz değişimine açık yüzey küçülür. Keselerin büyümesi bu kez yüzeyi küçülttüğü için bir kayıptır.

Akciğerler ve göğüs zarı

Alveoller, bronş ağacı, kılcallar ve bunları bir arada tutan bağ dokusu birlikte akciğerleri oluşturur. Akciğerler göğüs boşluğunda, kalbin iki yanında durur. Sağ akciğer üç, sol akciğer iki lobludur. Sol akciğerin biraz daha küçük olması kalbin göğüs boşluğunun ortasından sola doğru yer kaplamasından kaynaklanır.

Her akciğeri çift katlı bir zar, göğüs zarı (plevra) sarar. İç katman akciğerin yüzeyine, dış katman göğüs duvarının iç yüzüne yapışıktır. İki katman arasındaki ince sıvı tabakası, akciğer her soluğu izleyerek genişleyip daralırken yüzeylerin birbirine sürtünmesini azaltır.

Yolun tamamı

Tabloyu yukarıdan aşağıya okuyunca bir eğilim görülür: kıkırdak azalır, siller seyrelir, duvar incelir. Yol, taşıyan bir borudan alışveriş yapan bir zara dönüşür.

Havayı içeri ne çeker?

Bu derste havanın geçtiği yolu kurduk, ama onu iten bir pompadan hiç söz etmedik. Akciğerde havayı içeri çekecek bir iskelet kası yoktur; kalp gibi kendiliğinden kasılan bir duvarı da yoktur. Öyleyse her soluk alışta göğüs nasıl büyür ve hava neden içeri dolar? «Soluk alıp verme mekaniği» dersi, göğüs boşluğunun tabanındaki diyaframı ve kaburgaların arasındaki kasları, göğüs boşluğunun hacmi değişince akciğer içindeki basıncın nasıl değiştiğini ve bu ritmi sürdüren solunum merkezini ele alıyor.

Örnek 1 — Kavşakta ortak olan

Soru: Soluk havasının ve lokmanın ikisinin de geçtiği yapı hangisidir?

• A) Gırtlak
• B) Soluk borusu
• C) Yutak
• D) Yemek borusu
• E) Bronş

Çözüm: Ağızdan ve burundan gelen yollar yutakta birleşir; lokma da hava da bu ortak geçitten geçer. Yutağın alt ucunda yol ayrılır: hava öndeki gırtlağa ve soluk borusuna, lokma arkadaki yemek borusuna girer. Gırtlak, soluk borusu ve bronş yalnız havanın yoludur; yemek borusu yalnız lokmanın. Gırtlağı seçen öğrenci, lokmanın gırtlak kapağının üstünden kaydığını, gırtlağın içine girmediğini atlamıştır. Cevap: C.

Örnek 2 — Yapıyı işiyle buluşturmak

Soru: Aşağıdaki eşleştirmelerin hangisinde yapıya ait görev doğru yazılmıştır?

• A) Gırtlak kapağı – soluk alırken burun boşluğunu kapatır.
• B) Siller – akciğer kılcallarına oksijen pompalar.
• C) Alveol duvarındaki kıkırdak – kesenin sönmesini önler.
• D) C biçimli kıkırdak halkalar – soluk borusunu açık tutar, arka yüzdeki esnek kısım yemek borusunun genişlemesine izin verir.
• E) Bronşçuk – sesin çıktığı ses tellerini taşır.

Çözüm: Halkalar borunun içe çökmesini engeller; açık kalan arka yüz düz kas ve bağ dokusuyla kapalıdır ve yemek borusu oraya doğru genişleyebilir. Gırtlak kapağı yutarken gırtlağın ağzını kapatır, soluk alırken değil. Siller mukusu yutağa taşır, gaz pompalamaz. Alveolde kıkırdak yoktur; ses telleri gırtlaktadır. Cevap: D.

Örnek 3 — Bir kese mi, çok kese mi?

Soru: Varsayımsal bir modelde aynı hacimdeki hava iki biçimde tutuluyor: P düzeneğinde yarıçapı 8 birim olan tek bir küre, R düzeneğinde yarıçapı 1 birim olan 512 küçük küre. R düzeneğinde havanın değdiği toplam yüzey P'ninkinin kaç katıdır?

• A) Yüzeyler eşit, oran 1
• B) Oran 8
• C) Oran 64
• D) Oran 512
• E) Oran 1/8, yani R daha küçük

Çözüm: Önce hacimlerin eşit olduğunu doğrula: kürenin hacmi yarıçapın küpüyle orantılıdır; 8³ = 512, küçük kürelerin toplamı da 512 · 1³ = 512. Yüzey yarıçapın karesiyle orantılıdır: P'de 8² = 64, R'de 512 · 1² = 512. Oran 512 / 64 = 8. Aynı hava çok küçük keseye bölününce değdiği yüzey katlanır; alveollerin çokluğunun anlamı budur. Hacim oranını yüzey oranı sanan D'yi, hacmin değişmediğini görüp yüzeyin de değişmediğini düşünen A'yı seçer. Cevap: B.

Örnek 4 — Bant durursa

Soru: Varsayımsal bir kişide hava yollarındaki mukus salgısı olağandır, ama siller hiç hareket etmemektedir. Bu kişide beklenen durum hangisidir?

• A) Mukus üretimi kendiliğinden durur.
• B) Alveollerde gaz değişimi tamamen durur.
• C) Soluk borusu halkalarını kaybedip çöker.
• D) Gırtlak kapağı yutma sırasında kapanamaz.
• E) Mukus ve yakaladığı parçacıklar yukarı taşınamayıp hava yollarında birikir; temizlik büyük ölçüde öksürüğe kalır ve solunum yolu enfeksiyonları kolaylaşır.

Çözüm: Siller mukusu taşıyan banttır; salgıyı üreten başka hücrelerdir, bu yüzden mukus yapılmaya devam eder ama yerinde kalır. Gaz değişimi alveolde yapılır ve sillere bağlı değildir; kıkırdak halkalar ile gırtlak kapağı da sillerle ilgisizdir. Cevap: E.

• Hava ile lokmanın aynı borudan indiğini sanmak. Ortak olan yalnız yutaktır; altında hava gırtlak ve soluk borusuna, lokma yemek borusuna ayrılır. Gırtlak kapağı yutarken soluk borusunun yolunu kapatır; küçük dil ise burun boşluğuna giden yolu.
• Soluk borusunu tam halka saymak. Kıkırdak halkalar C biçimlidir, arkaları açıktır ve bu yüz yemek borusuna bakar.
• Bronşçukta kıkırdak aramak. Kıkırdak soluk borusundan bronşlara doğru azalır, bronşçuklarda hiç yoktur; bronşçuk duvarında düz kas belirgindir.
• Gaz değişimini hava yollarının her yerinde yapılıyor saymak. Burun, gırtlak, soluk borusu ve bronşlar havayı iletir, ısıtır, temizler; oksijen kana alveolde geçer.
• Sillerin parçacıkları akciğerin içine ittiğini düşünmek. Sillerin çırpışı mukusu yukarı, yutağa doğru taşır; alveolde ise sil yoktur.
• Büyük keseyi iyi kese sanmak. Gaz değişimini belirleyen toplam yüzeydir; alveoller birleşip büyüdüğünde yüzey küçülür.