Gaz Alışverişi

Canlılarda oksijenin alınıp, karbondioksitin verilmesi olayına solunum denir. Solunum gazlarının alınıp verilmesini sağlayan organlar ise solunum organları olarak adlandırılır.

Solunum organlarıyla oksijenin alınıp, karbondioksitin verilmesi olayına dış solunum, hücrelerin kan veya diğer vücut sıvıları aracılığıyla yaptığı gaz alışverişine iç solunum denir.

Hücrelere giden oksijenin mitokondri içerisinde kullanılarak enerji üretilmesine de hücre solunumu denir.

Tek hücreli canlılar ihtiyaç duydukları oksijeni yaşadıkları ortamdan difüzyonla alabilirler. Artık madde olan karbon dioksiti yine difüzyonla dış ortama verirler.

Fakat sudaki oksijen miktarı havadakinden çok az olduğu için, hücre yüzeyindeki suyun sürekli değiştirilmesi gerekir. Bunun için sil hareketi ya da kasılıp gevşeme hareketi kullanılır. Bu hareketler, bir hücrelilerde solunuma yardımcı olur.

Canlıların yaşamını sürdürmesi ve büyüyüp gelişmesi için sürekli olarak enerji üretmesi gerekir. Canlılar gereksinim duyduğu bu enerjiyi organik maddeleri yıkarak, bağlarındaki kimyasal enerjiden sağlarlar. Bu bağ enerjisi de ATP şeklinde depolanır ve kullanılır.

Basit yapılı çok hücrelilerde (süngerler ve sölenterler gibi) solunum yine bu şekilde difüzyonla yapılır. Çünkü bu canlılarda solunum sistemi yoktur. Dışarıdan alınan oksijen iç doku hücrelerine kadar difüzyonla iletilir.

Diğer çok hücreli canlıların vücut hacmi arttığından, gaz alışverişini sağlayan solunum organları görev yapar. Çok fazla enerji kullanan canlılarda solunum yüzeyi geniştir.

İnsan Solunum Sistemi

İnsan solunum sistemi, ortamdan oksijeni yakalayan ve oksijeni akciğerlere nakleden karmaşık bir organ ve doku grubundan oluşur. İnsan solunum sistemini oluşturan organlar ve dokular arasında burun, farinks, trakea ve akciğerler bulunur.

Burun

İnsanın solunum sistemi burunla başlar, burada hava ısınır ve nemlendirilir. Kemik bölmeleri, burun boşluğunu, hava akımı içinde sarkan odacıkları ayırır. Saçlar ve saçlı silya tutucu toz parçacıkları ve havayı arındırır.

Yutak

Burun bölmeleri, ağız arkasında farinks (boğaz) olarak adlandırılan boşluğa açılırlar . Farinksten, östaki tüpleri denilen iki tüp, hava basıncını dengelemek için orta kulağa açılır. Farenks ayrıca mikroorganizmaları yakalamak ve filtrelemek için kullanılan lemfatik doku cepleri olan bademcikleri ve adenoidleri de içerir .

Nefes borusu

Farenksi geçtikten sonra hava, nefes borusuna veya trakeaya geçer . Trakea, C gibi şekilli yaklaşık 16 ila 20 açık kıkırdak çemberiyle düz kası bir çerçeveye sahiptir. Bu halkalar trakea sertlik kazandırır ve açık kalmasını sağlar.

Trakea açılması glottis denilen yarık benzeri bir yapıdır . Epiglot adı verilen ince bir doku örtüsü , yutma sırasında deliğin üzerine katlanır ve gıdanın trakeaya girmesini önler. Trakeanın üst ucunda, birkaç kat kıkırdak gırtlak veya ses kutusu oluşturur. Larenkste, ses kablosu adı verilen, flap benzeri doku çiftleri, bir kişi sızar ve ses ürettiğinde titreşir.

Alt ucunda trakea iki büyük bronşa (tekil bronş ) dallanır . Bu tüplerin ayrıca düz kas ve kıkırdak halkaları vardır. Bronşlar, daha küçük bronşiollere dalarak bir bronş “ağacı” oluştururlar. Bronşioller alveolde son bulurlar.

Akciğer

İnsan akciğerleri yaklaşık 300 milyon alveolden oluşur. Kırmızı kan hücreleri tek bir dosyada kılcal damarlardan geçer ve her alveoldeki oksijen, kırmızı kan hücrelerine girer ve hemoglobine bağlanır. Buna ek olarak, plazmada ve kırmızı kan hücrelerinde bulunan karbondioksit, kılcal damarlardan ayrılır ve nefes alındığında alveollere girer. Çoğu karbondioksit, alveollere bikarbonat iyonları olarak ulaşır ve yaklaşık yüzde 25’i gevşek olarak hemoglobin ile bağlanır.

Bir kişi nefes aldığında, kaburga kasları ve diyaframlar büzüşür ve böylece göğüs boşluğunun hacmi artar. Bu artış, göğüs boşluğundaki hava basıncının azalmasına yol açar ve hava alveollere akar ve onları genişletmeye ve doldurmaya zorlar. Akciğerler pasif olarak bu işlemle ortamdan hava alırlar. Ekshalasyon sırasında, kaburga kasları ve diyafram gevşer, göğüs boşluğu hacmi azalır ve iç hava basıncı artar. Basınçlı hava alveolü kapatmaya zorlar ve hava dışarı akar.

Solunumu kontrol eden sinir aktivitesi, göğüs boşluğuna geçen ve kaburga kasları ve diyaframda son bulan sinir lifleri tarafından taşınan dürtülerden kaynaklanır. Bu dürtüler kandaki karbondioksit miktarı ile düzenlenir: Yüksek karbondioksit konsantrasyonu, artmış sayıda sinir uyarısı ve daha hızlı bir nefes alma oranına neden olur.

 

Gaz Alışverişi (Geniş Özeti)

Solunum, organizmaların vücut hücreleri ve çevre arasında gaz alışverişi yaptığı süreçtir. Gönderen prokaryotik bakteri ve Archaeans ökaryotik için protistler , mantarlar, bitkiler ve hayvanlar, bütün canlı organizmalar solunum uğrarlar. Solunum sürecin üç unsurundan herhangi birine atıfta bulunabilir. İlk olarak, solunum, havalandırma olarak da adlandırılan dış solunum ya da nefes alma süreci anlamına gelir (teneffüs ve ekshalasyon). İkinci olarak, solunum, vücut sıvıları (kan ve interstisyel sıvı) ile dokular arasındaki gazların difüzyonu olan iç solunumu ifade edebilir. Son olarak, solunum, biyolojik moleküllerdeki enerjiyi ATP formundaki kullanılabilir enerjiye dönüştüren metabolik süreçleri ifade edebilir. Bu proses , anaerobik solunumda olduğu gibi aerobik hücresel solunumda görüldüğü gibi oksijen tüketimini ve karbon dioksit üretimini gerektirebilir veya oksijen tüketimini içermeyebilir.

DIŞ SOLUNUM

Ortamdan oksijen almak için bir yöntem dış solunum veya nefes yoluyla yapılır. Hayvan organizmalarında, dış solunum süreci çeşitli şekillerde gerçekleştirilir. Solunum için özel organlardan yoksun hayvanlar oksijen elde etmek için dış doku yüzeyleri arasında difüzyona ihtiyaç duyar. Diğerleri ya gaz alışverişi için uzmanlaşmış organlara sahipler ya da tam bir solunum sistemi görüyorlar . Nematodlar (yuvarlak kurtlar) gibi organizmalarda, gazlar ve besinler hayvan vücudunun yüzeyi boyunca difüzyon yoluyla dış çevre ile değiştirilir. Böcekler ve örümceklerin solunum organları trakea, balıklarda solungaçlar gaz alışverişi için yerler olarak bulunur. İnsanlar ve diğer memelilerözel solunum organları ( akciğerler ) ve dokuları olan bir solunum sistemi oluşturun . İnsan vücudunda oksijen inhalasyon yoluyla akciğerlere alınır ve karbon dioksit akciğerlerden ekshalasyon yoluyla dışarı atılır. Memelerde dış solunum, nefesle ilgili mekanik süreçleri kapsar. Buna, diyafram ve aksesuar kasların daralması ve gevşemesi ile solunum hızı dahildir.

İÇ SOLUNUM

Dış solunum süreçleri oksijenin nasıl elde edildiğini açıklar, ancak oksijen vücut hücrelerine nasıl ulaşır ? İç solunum, gazların kan ve vücut dokuları arasında taşınmasını içerir. Akciğerlerdeki oksijen, akciğer alveollerinin (hava keseleri) ince epiteli boyunca oksijen tüketir ve kanı içeren çevreleyen kılcal damarlara yayılır. Aynı zamanda karbondioksit ters yönde (kandan akciğer alveolüne kadar) yayılır ve dışarı atılır. Oksijen bakımından zengin kan dolaşım sistemi ile taşınır. Akciğer kılcal damarlarından vücut hücrelerine ve dokulara. Oksijen hücrelerden atılırken, karbon dioksit toplanır ve doku hücrelerinden akciğerlere taşınır.

Canlılarda Gaz Alış Verişi

Tüm canlılar, karbonhidratlar ve yağlar gibi enerji açısından zengin bileşikleri metabolize ederek ihtiyaç duydukları enerjiyi elde eder. Organizmaların çoğunda bu metabolizma, oksijen gerektiren bir süreç olan solunumla gerçekleşir. Bu süreçte, karbondioksit gazı üretilir ve vücuttan çıkarılması gerekir.

Bitki hücrelerinde karbon dioksit de solunumun atık bir ürünü gibi görünebilir, ancak fotosentezde kullanıldığı için, karbondioksit bir yan ürün olarak düşünülebilir. Karbon dioksit, bitki hücreleri için mevcut olmalı ve oksijen gazı çıkarılmalıdır. Gaz değişimi, enerji metabolizmasında önemli bir süreçtir ve gaz alışverişi yaşam için vazgeçilmez bir ön şarttır, çünkü enerji yetersiz olduğu zaman, yaşam devam edemez.

Gaz değişiminin temel mekanizması, nemli bir zar boyunca difüzyondur. Yayılma, konsantrasyon gradyanını izleyen yönde moleküllerin daha büyük konsantrasyonlu bir bölgeden daha düşük konsantrasyonlu bir bölgeye taşınmasıdır. Canlı sistemlerde, moleküller akışkan tarafından sürekli olarak nemlendirilmiş hücre zarları boyunca hareket ederler.

Basit organizmalar

Tek hücreli organizmalar, örneğin bakteri ve protozoa, dış ortamlarıyla sürekli temas halindedir. Gaz değişimi membranlarında difüzyon yoluyla gerçekleşir. Yeşil algler gibi basit çok hücreli organizmalarda bile hücreleri çevreye yakın olabilir ve gaz alışverişi kolaylıkla gerçekleşebilir.

Daha büyük organizmalarda adaptasyonlar çevreyi hücrelere daha yakın hale getirir. Örneğin Liverwort’ların iç ortamında çok sayıda hava odası var. Süngerler ve hidralar su dolu orta boşluklara sahiptirler ve planaria gastrovasküler boşluklarının branşlarının tüm bölümlerine bağlanan dallarına sahiptir.

Bitkiler

Bitkiler karmaşık organizmalar olmasına rağmen, gazlarını çevre ile oldukça basit bir şekilde değiştirirler. Sucul bitkilerde su, dokular arasında geçer ve gaz alışverişi için ortam sağlar. Karasal bitkilerde hava dokulara girer ve gazlar iç hücreleri banyo eden neme nüfuz eder.

Bitkinin yaprağında, bol miktarda karbondioksit kaynağı olmalı ve fotosentezden çıkan oksijen çıkarılmalıdır. Gazlar yaprak kütikülü arasından geçemez; manikür ve epidermisdeki stoma adı verilen gözenekleri geçer . Stomalar yaprak alt yüzeyinde bol miktarda bulunurlar ve fotosentez oranı en yüksek olduğu gün boyunca normalde açıktırlar. Çevreleyen bekçi hücrelerindeki fizyolojik değişiklikler, stomaların açılıp kapanmasını sağlar.

Hayvanlar

Hayvanlarda, gaz alışverişi, bitkilerdeki ile aynı genel deseni izler. Oksijen ve karbon dioksit, nemli zarlar arasında difüzyon yoluyla hareket eder. Basit hayvanlarda, değişim doğrudan çevreyle birlikte gerçekleşir. Ancak, memeliler gibi karmaşık hayvanlarla, değişim çevre ile kanlar arasında gerçekleşir. Kan, daha sonra derin gömülü hücrelere oksijen taşır ve karbondioksiti vücudun dışına çıkarmak için dışarı taşır.

Solucanlar oksijeni ve karbondioksiti doğrudan derileri vasıtasıyla alırlar. Oksijen deri yüzeyindeki minik kan damarlarına yayılır ve burada kırmızı pigment hemoglobini birleştirir . Hemoglobin gevşek olarak oksijene bağlanır ve hayvanın kan dolaşımına gönderir. Karbondioksit hemoglobin tarafından deriye geri gönderilir.

Karasal eklembacaklıların vücut yüzeyinde spiracles adı verilen açıklıklar dizisi vardır . Spiracles , eklembacaklı gövdesinin tüm bölgelerine uzanan ince dallara kadar genişleyen trakea adında minik hava tüplerine açılır .

Balıklar vücut yüzeyinin dışa açılımlarını gaz alışverişi için solungaçlar olarak kullanırlar. Solungaçlar zengin kan damarları ile beslenen doku kanatlarıdır. Bir balık yüzerken suyunu ağzına ve solungaçlara doğru çeker. Oksijen, suyun dışına doğru solungaçın kan damarlarına yayılırken, karbondioksit kan damarlarını terk ederek solungaçlardan geçen suyun içine girer.

Amfibiler, sürüngenler, kuşlar ve memeliler gibi karasal omurgalılar akciğerleri olan iyi gelişmiş solunum sistemlerine sahiptir. Kurbağalar hava akciğerlerine girer, burada oksijen kan dolaşımına girer ve kırmızı kan hücrelerinde hemoglobin ile birleşir. Amfibi de cildi üzerinden gaz değişimi yapabilir. Sürüngenler gaz değişiminde artan yüzey alanı sağlamak için katlanmış akciğerlere sahiptir. Kaburga kasları akciğerlerin genişlemesine ve akciğerlerin yaralanmalara karşı korunmasına yardımcı olur.

Kuşların akciğerlerinde hava kesesi olarak adlandırılan geniş hava boşlukları vardır . Bir kuş nefes aldığında, kaburga kafesi birbirinden ayrılır ve akciğerlerde kısmi bir vakum oluşur. Hava akciğerlere, sonra da gaz değişiminin gerçekleştiği hava keselerine akar. Bu sistem, uçuş zorluklarına ve geniş metabolik taleplerine kuşların uyarlanmasıdır.

Memelilerin ciğerleri, alveol adı verilen milyonlarca mikroskobik hava kesesine ayrılır (tekil alveoltür ). Her alveol, gaz taşımak için zengin bir kan damarı ağı ile çevrilidir. Buna ek olarak, memeliler göğüsleri karından ayıran kubbe şeklindeki bir diyaframa sahiptir ve kan dolaşımını ve pompalanmasını sağlayan ayrı bir göğüs boşluğu sağlarlar. Teneffüs sırasında, diyafram daralır ve ciğerlerinde kısmi bir vakum oluşturacak şekilde düzleşir. Akciğerler hava ile doldurur ve gaz alışverişi yapılır.

PAYLAŞ

CEVAP VER

Please enter your comment!
buraya adınızı giriniz