Slayt 1

SOLUNUM
SİSTEMİ – 1
SOLUNUM SİSTEMİ
Hayvanlar hücresel solunumda, mitokondri
reaksiyonlarında oksijen kullanıp, karbondioksit üretirler.
Oksijen bulunduğu ortamdan sağlanır.
Hücresel solunumun devamlılığı için sabit bir
oksijen kaynağının bulunması ve atık ürün olan
karbondioksitin devamlı olarak dışarı verilmesi
gerekmektedir.
Oksijen ve karbondioksit difüzyonla pasif olarak vücut
yüzeyinde özel epitellerden doğrudan doğruya geçerler.
Solunum yüzeyleri tek sıralı
epitel hücrelerinden oluşmuştur
ve
0,5-5 mikrometre kalınlığındadır.
Örneğin insanlarda akciğer alveollerinde solunum
yüzeyi yaşa ve akciğer solunumundaki şişmeye bağlı
olarak 50-100 metrekare arasında değişir.
Halbuki vücut yüzeyi 2 metrekareden azdır.
SOLUNUM PİGMENTLERİ:
Solunum epitelinden diffüz eden oksijen, kanın özel rengini
veren solunum pigmentleri ile birleşir.
En çok bilinen solunum pigmenti kırmızı renkli
Hemoglobin (Hb) pigmentidir.
Oksijeni tutarak kandaki oksijen miktarını arttırır. Solunum
pigmenti bulunmazsa kandaki oksijen miktarı düşük olur.
Bunsen çözünürlük katsayısına göre, 100 ml kanda 2,4 ml
oksijen bulunur.
HEMOGLOBİN NEDİR?
Hem molekülü
Demir atomu
ALFA-GLOBİN
Hemoglobin, ASLINDA BİR PROTEİNDİR.
Nasıl bir proteindir?
Eritrositlerin yüzeyinde bulunan oksijeni akciğerlerden alıp,
dokulara götüren ve dokulardan karbondioksiti alıp
akciğerlere getiren bir proteindir.
Alveollerden geçen oksijenin %97 si hemoglobine
bağlı olarak taşınır. Hb, oksijen ile karşılaşınca
yapısındaki hidrojeni bırakır.
Daha sonra Hb, oksijen ile bağlanır ve
oksihemoglobin meydana gelir.
Hücre düzeyinde oksijen, Hb’den ayrılır ve hücre
içine diffüze olur.
(Eritrositlerin görevi Hb taşımaktır)
CO (karbonmonoksit) Hb ile sıkı bir şekilde birleşme
yeteneğine sahiptir.
Bir kez birleşince bir daha ayrılmaz.
Üstelik, CO, Hb yüzeyinde oksijen ile aynı yere birleşir. Bu
durumdaki bir Hb, oksijen taşıyamaz.
Bir Hb molekülü 4 mol oksijen taşır.
Oksijen taşıyan hemoglobine “Oksihemoglobin”
denir.
Karbondioksit taşıyan hemoglobine
“Karboksihemoglobin” denir.
Karbondioksit taşınması:
CO2 vücutta 3 şekilde taşınır:
1. Plazmada bikarbonat iyonu şeklinde (HCO3)
2. Doğrudan Hb molekülüne bağlanarak eritrositler
aracılığı ile,(Hb-CO2)
3. Plazmada fiziksel olarak çözünmüş halde taşınır.
Omurgalılar arasında Antarktik Buz balığı kanında solunum
pigmenti bulunmaz.
Bu nedenle bu balığın kanında oksijen miktarı düşüktür.
Ayrıca Antarktik balıklarının kanındaki AFGP (Antarktik Fish
Gliko-Protein) proteini bir çeşit doğal antifriz olarak görev
yapar.
Özel genler tarafından üretilen bu proteinler buz kristallerine
bağlanarak balığın vücudunda çoğalmalarını engellerler.
Bu sayede balığın buzda donması engellenmiş olur.
Antarktik Buz balığı
Hb yokluğu, kan miktarının artması ve kalbin hızlı
çalışması ile giderilebilir.
Bu balıkta hemoglobinin kaybolmasındaki evrimin
muhtemel faktörü düşük temperatürdür.
Düşük temperatürde, Poikiloterm (=Soğukkanlı omurgalılar)
hayvanların düşük metabolik hızları arasında bir benzerlik
vardır.
Bütün gazlar gibi oksijende düşük sıcaklıklarda yüksek oranda
bir çözünürlüğe sahiptir.
Solunum pigmentleri bir protein kompleksi olup, metabolik
iyonlara bağlı olarak her birinin kendine özgü rengi vardır.
Solunum pigmentinin taşıdığı oksijen miktarına göre rengi
değişir.
Hemoglobin, oksijen ile yüklendiğinde parlak kırmızı renk alır.
Hb, yaklaşık olarak eşit ağırlığa sahip dört alt üniteye
ayrılır.
Bu ünitelerin her biri bir polipeptid zincirine ve bir hem
grubuna sahiptir.
Ferro durumundaki demir (Fe+2), dört pirol azotlu koordine
bağlarını oluşturan Hem’in porfirin halkasına bağlıdır.
Hemoglobinlelerin oksijen bağlanma özellikleri farklıdır.
Bu farklılıklar globin molekülünün yapısındaki
değişikliklerden ileri gelir.
Omurgasız hayvanların farklı gruplarında farklı solunum
pigmentleri bulunur.
Örneğin;
*Pripulida, Brachiopoda ve Annelida’da Hemeritrin,
*Annelidlerin bazı türlerinde Klorokruorin ,
*Mollusca ve Arthropoda’da Hemosiyanin ve
birçok omurgasız grubunda Hemoglobin bulunur.
Hemosiyanin hücrede değil plazmada bulunur ve oksijenli
iken mavi diğer zamanlarda renksizdir.
Diğer solunum pigmentlerinin renkleri?
“Hemosiyanin”, Demir yerine bakır
ihtiva eden ve yengeçlerde
bulunan yeşil kan pigmentidir.
Denizlerde yaşayan bazı solucan türlerinde, yine
bakır içeren ve yeşil renkli bir pigment olan
“Klorokruorin” bulunur.
Yine poliketlerin bazı türlerinde bulunan
“Hemoeritrin”, oksijen yüklüyken menekşe renginde
olan bir pigmenttir.
OMURGASIZ HAYVANLARDA SOLUNUM SİSTEMİ
TEK HÜCRELİLERDE SOLUNUM SİSTEMİ:
Tek hücrelilerde özel solunum organları yoktur. Solunum hücre
yüzeyi ile yapılır. Çoğunlukla aerobik solunum görülür.
Bu canlıların hücre zarlarında gerçekleşen basit difüzyon, gaz
değişimi için yeterlidir.
PORİFERA’DA (SÜNGERLER) SOLUNUM SİSTEMİ.
Süngerlerde özel solunum organları yoktur. Gaz değişimi
her hücre tarafından ayrı ayrı yapılır.
KNİDARİA’DA (KNİDLİLER) SOLUNUM SİSTEMİ:
Knidlilerde de özel solunum organları yoktur.
Sölom içine alınan suyun erimiş oksijeninden yararlanılır.
Sölom içindeki suyun sirkülasyonu, endodermis
hücrelerine ait kamçı ve silerli ile vücut hareketlerinin ortak
etkisi sonucunda gerçekleşir.
PLATYHELMİNTHES’LERDE (YASSI SOLUCANLAR)
SOLUNUM SİSTEMİ.
Yassı solucanlarda özel solunum organları yoktur. Gaz değişimi vücut
yüzeyinde gerçekleşir. Serbest yaşayanları ile dış parazitler aerobik
solunum yaparlar.
Digenea’nın erginlerinde genel olarak anaerobik solunum görülür.
MOLLUSCA’DA (YUMUŞAKÇALAR) SOLUNUM SİSTEMİ:
Az bir istisna hariç yumuşakçaların tümünde solunum, solungaçlarla yapılır.
Solungaçlar manto ve kabuk tarafından korunur.
Yumuşakçalarda ortam suyunun solungaç
yüzeylerindeki sirkülasyonu çeşitli yollarla sağlanır.
Genelde bu işlem sillerin hareketi ile
gerçekleşmekle birlikte daha büyük su akıntısı kaslı
yapılar tarafından yapılır.
Örneğin Bivalvia’da kabuk kapama kasları
kullanılarak su pompalanır.
Pulmonata’da ise pnömastom’un açılıp,
kapatılmasıyla ventilasyon sağlanır.
Cephalopoda’da suyun manto boşluğuna
alınması ve dışarı pompalanması manto
kaslarının hareketi ile düzenlenir.
Bir mürekkep balığının solungaçları.
Çözünmüş oksijen (soldaki siyah ok) manto
gevşediği zaman içine akar.
Manto kasılınca mantonun yaka kısmı deliği
kapatır ve oksijeni azalmış olan su, huniden
çıkmaya zorlanır.
Aynı zamanda manto kasılınca suyun çok
hızla dışarı fırlaması hayvanın geriye doğru
büyük bir güçle itilmesine yol açar.
ARTHROPODA’DA (EKLEMBACAKLILAR) SOLUNUM
SİSTEMİ:
Eklembacaklıların solunum organları yaşadıkları ortama
göre değişiklik gösterir.
Karada yaşayanlar vücut yüzeyi, boru trakeler veya kitapsı
trakeler (kitapsı akciğerler) ile
sularda yaşayanlar ise solungaçlarla solunum yaparlar.
Ayrıca tüm vücut yüzeyi ile solunum yapanlarda vardır.
Trakeler böceklere özgü basit borulardan ibaret bir solunum
sistemidir.
Atmosferik hava özel borular aracılığı ile vücudun iç
hücrelerine doğru iletilerek gaz alış-verişini sağlarlar.
A. Boru Trakeler:
Vücut örtüsünün içeri doğru çökmesi sonucunda oluşan ve
dokuların içine kadar uzanan, kitin astarlı borular halindir.
Trake sistemi içindeki gazların sirkülasyonu küçük formlarda
pasif olarak sağlandığı halde, büyük formlarda ise trake
sistemini kuşatan kasların ritmik hareketi ile aktif olarak
gerçekleşir.
Eklembacaklılarda gaz
değişim organları
Eklembacaklılarda trake sisteminin dışarı açıldıkları deliklere
Stigma denir. Stigmaların sayı ve yerleri türlere göre değişiklik
gösterir.
Stigmalardan giren hava iç organlara kadar uzanan hava
boruları (trakeler) ile taşınır.
Trakeler içi bir sıvı ile dolu ve trakeol olarak adlandırılan çok
ince borucuklarla sonlandırılırlar. Boru trakelerin dokular
içindeki kılcal uçları kapalı olup, içi sıvı ile doludur.
B. Kitapsı Trakeler (Kitapsı akciğerler):
Vücut yüzeyinde yarık şeklinde açıklığı bulunan keseler ile
(stigma), bu keseler içinde kitap yaprakları gibi üst üste
sıralanmış olan lemellerden meydana gelirler.
Kitapsı trakeler kara solunumuna uyum sağlamak üzere
solungaçların vücut içine dönmesi sonucunda meydana
gelmişlerdir.
Eklembacaklılarda örümcek ve akreplerde görülür.
C. Solungaçlar:
Sularda yaşayan eklembacaklılarda görülen solungaçlar
genellikle üyelerin değişmesi veya vücut örtüsünün dışa
doğru genişlemesi sonucunda meydana gelirler. Solungaç
yüzeyleri katlanma, kıvrılma ve dallanmalarla arttırılır. Bu
yüzeylerdeki kitin örtü çok inceldiğinden gaz değişimi
kolaylaşır.
ECHİNODERMATA’DA (DERİSİDİKENLİLER) SOLUNUM
SİSTEMİ:
Derisidikenlilerde gaz değişimi ile ilgili çeşitli yapılar
mevcuttur. Katı iskelete sahip olanlarında, vücut sıvısının
dış ortama yakınlaşmasını sağlayan ince çeperli bazı
yapılar, gaz değişim yüzeylerini oluştururlar.
Denizyıldızlarındaki deri çıkıntıları,
denizkestanelerinde ise ağzın yakınında yer alan ve silli epitel
taşıyan, ince çeperli keseler halindeki solungaçlar
gaz değişiminin yapıldığı yerlerdir.
Yine bunlardaki tüp ayaklar su boruları sistemindeki sıvının
dış ortama yaklaşmasına ve gaz değişiminin
gerçekleşmesine yardımcı olurlar.
Pelajik yaşayan formlar ve kazıcı formlar oksijeni vücut
yüzeyi ile alırlar.
Diğerlerinde solunum anüs veya su akciğeri=solunum ağacı
denilen organlarla sağlanır.
Bu organ sölom içinde ağaç gibi dallanmış, uçlarında ince
çeperli ampuller bulunduran bir yapıdır.
Su bu tüpler içinde kloakın ve su akciğerinin pompalamasıyla
hareket ettirilir.
Bu sayede solunum yavaşça gerçekleşir.
Denizhıyarlarında arka
bağırsağın kıvrımları olan su
akciğerleri ince çeperli solunum
merkezleridir.
Bunlarda suyun anüsten dışarı
pompalanıp tekrar içeri alınması
gaz değişimine yardımcı
olmaktadır.