SOLUNUM SİSTEMİ
Solunum sistemi dış ortamla gaz değişiminin gerçekleştiği bölümler arasındaki bağlantıyı sağlayan tüp sistemi ile akciğerleri içerir. Ayrıca göğüs kafesi, kaburga arası kaslar, diyafram ve akciğerlerin elastik ve kolajen yapılarından oluşan soluma düzeneği havanın akciğerlerin iletici ve solunum bölümlerine doğru hareket ettirilmesinde önemlidir. Solunum sistemi genellikle iki temel bölgeye ayrılır. İletici bölüm, burun boşluğu, nazofarinks, bronşlar (Yun. bronchos: soluk borusu), bronşiyoller ve sonlandırıcı (terminal) bronşiyolierden; solunum bölümü (gaz değişiminin gerçekleştiği bölüm) ise, solunum (respiratuvar) bronşiyolleri, alveol kanalları ve alveollerden oluşur. Alveoller akciğerin büyük bölümünü oluşturan kese şeklinde özelleşmiş yapılardır. Bunlar akciğerlerin başlıca işlevi olan, solunan hava ile kan arasında karbondioksit ve oksijen değişiminin gerçekleştiği esas bölgelerdir. İletici bölüm iki önemli işlev görür; bunlar: içinden havanın akciğerlere gidip gelebildiği bir kanal sağlamak ve solunan havayı uygun hale getirmektir. Kıkırdak, elastik ve kolajen lifler ve düz kas sayesinde iletici bölüme sert bir yapısal destek sağlanırken, bükülebilme ve uzayabilme yeteneği ile hava iletiminin kesintisiz olması güvence altına alınır.
Solunum Epiteli
İletici bölümün büyük bir bölümü goblet hücrelerinden zengin yalancı çok katlı prizmatik titrek tüylü solunum epiteliyle döşelidir. Tipik solunum epiteli (elektron mikroskopta görüldüğü üzere) beş tip hücreden oluşur. Prizmatik titrek tüylü hücreler en bol olan hücre tipidir. Her hücrenin tepeye bakan yüzeyinde yaklaşık 300 titrek tüy bulunur; titrek tüylerin altında bazal cisimciklere ek olarak çok sayıda küçük mitokondri bulunur. Yapılan deneysel çalışmalarda titrek tüy hareketi İçin adenozin trifosfatın (ATP) gerekli olduğu gösterilmiştir. Bu gözlem mitokondrilerin tepeye yerleşmesiyle de uyum göstermektedir.
Klinik Bilgi
Hareketsiz titrek tüy sendromu, erkekte kısırlık, her iki cinsiyette ise kronik solunum yolları enfeksiyonları ile seyreden bir hastalıktır. Bu hastalıkta normal titrek tüy yapısında bulunan dinein adlı bir proteinin eksikliği söz konusudur. Bu durum titrek tüylerin ve kamçıların hareketsiz kalmasına neden olur. Dinein titrek tüy hareketinde rol üstlenir. İkinci en sık bulunan hücre tipi ise müköz goblet hücreleridir. Bu hücrelerin tepe bölümü glikoproteinlerden oluşan müköz damlacıklar içerir. Geri kalan prizmatik hücreler tepeye bakan yüzeylerinde çok sayıda mikrovillus içermeleri nedeniyle, fırça hücreleri olarak bilinirler. Fırça hücrelerinin taban yüzlerinde getirici sinir uçları bulunur ve bu hücreler duyu reseptörü olarak kabul edilirler. Bazal (kısa) hücreler, bazal lamina üzerine oturan ve epitelin iümene bakan yüzeyine kadar uzanamayan küçük, yuvarlak hücrelerdir. Bunların mitozla çoğalıp diğer tip hücrelere farklılaşan üretken hücreler olduklarına inanılır. Başka bir hücre tipi de bazal hücrelere benzeyen, ancak çapı 100-300 nm, merkezi bölümünde çok sayıda yoğun granüller bulunmasıyla bazal hücrelerden ayrılan, küçük granüllü hücrelerdir. Histokinıyasal çalışmalar, bu hücrelerin yaygın nöroendokrin sistemin elemanları olduklarını göstermektedir. Yalancı çok katlı titrek tüylü prizmatik epitelin bütün hücreleri taban zarına temas eder.
Klinik Bilgi
Epitel, burun boşluğundan gırtlağa doğru yer yer çok katlı yassıdır. Bu tip epitel doğrudan hava akımına ya da fiziksel aşınmaya uğrayan bölgelerde izlenir (örn., orofarinks, epiglot, ses telleri). Bu epitel aşınmaya karşı tipik solunum epitelinden daha koruyucudur. Hava akımı değişir ya da yeni aşınma bölgeleri gelişirse, etkilenmiş bölgelerde tipik yalancı çok katlı titrek tüylü prizmatik epitel, çok katlı yassı epitete dönüşebilir. Benzer şekilde sigara içenlerde sayısı artan parçacıklar ve gaz kirliliğini (örn, CO, SO2) temizlemek amacıyla, titrek tüylü hücreler ile goblet hücreleri arasındaki oran değişebilir. Sigara içenlerde kirlenmenin daha çabuk temizlenmesini sağlamak üzere goblet hücre sayısının artmasına karşın, aşırı CO miktarının titrek tüylü hücrelerin sayısında azalmaya yol açması, mukus tabakasının hareketini azaltır ve buna bağlı olarak küçük çaplı hava yollarında tıkanma oluşur.
BURUN BOŞLUĞU
Burun boşluğu dışta vestibül ve içte burun çukurları olmak üzere iki yapıdan meydana gelir.
Vestibül
Vestibül, burun boşluğunun en önde bulunan ve en geniş bölümüdür. Burun dış yüzeyinin derisi, burun deliklerinden içeri girer ve vestibüle kadar kısmen devam eder. Burun deliklerinin iç yüzeylerinde çok sayıda yağ ve ter bezi ile solunan havadaki iri parçacıkları tutan, burun kılları adı verilen kısa kıllar vardır. Vestibüldeki epitel keratin yapısını yitirir ve burun çukurlarına girmeden önce tipik solunum epiteline dönüşür.
Burun çukurları
Kafatası içinde, kemiksi bir yapıdan oluşan burun bölmesiyle birbirinden ayrılmış iki kavernöz odacık vardır. Her bir odacığın yan duvarında konka adı verilen raf şeklinde üç tane kemiksi çıkıntı bulunur. Üst, orta ve alt konkadan yanlızca orta ve alt konkalar solunum epiteliyle döşelidir. Bu duruma karşın üst konka özelleşmiş koku epiteli ile döşelidir. Konkalar tarafından oluşturulmuş dar şerit şeklindeki yolaklar, solunum epiteli içeren yüzey alanının artmasına ve hava akımında dalgalanmaya sebep olarak solunan havanın uygun hale getirilmesine yardımcı olur. Sonuçta hava akımı ile müköz tabaka arasındaki temas artar. Konkaların lamina propriasında erektil cisimcikler olarak bilinen geniş ven pleksusları vardır. Her 20-30 dakikada bir, burun çukurlarından birinin duvarında bulunan erektil cisimcikler kanla dolar ve böylece konka mukozası kabarır ve aynı anda geçen hava akımında azalma olur. Bu sırada havanın büyük bölümü diğer burun çukurundan geçer. Bu dönemsel kapanma aralıkları ile hava akımı azaltılır ve böylece kuruyan solunum epitelinin toparlanması sağlanır.
Klinik Bilgi
Alerjik tepkimeler ve yangı her iki çukurdaki erektil cisimciklerin anormal bir şekilde dolgunlaşmasına yol açarak hava akımının aşırı derecede azalmasına neden olur. Erektil cisimciklerin yanı sıra, burun boşluğu zengin ve karmaşık bir damar sistemi içerir. Büyük damarların kemik dış zarına komşu olarak oluşturduğu sıkı bir örgü biçimindeki damar ağlarından gelen damarlar kemer şeklinde yüzeye doğru yayılırlar. Bunlardan dallanan daha küçük damarlar ise yüzeye dik olarak uzanırlar. Bu küçük damarlar epitelin altında zengin bir kılcal yatağı oluşturur. Kan, arkadan öne doğru her iki çukura dağılır. Kemer şeklindeki arter dallarında kan akımı, solunan hava akımına ters yöndedir. Bunun sonucu olarak, giren hava, karşıt yönde akan kan sistemi ile etkin bir biçimde ısıtılır.
Koku
Koku kemoreseptörleri burun boşluğu tavanında bulunan üst konkanın müköz zarının özelleşmiş bir bölümü olan koku epitelinde yer alır. İnsanda bu epilelin alanı yaklaşık 10 cm2’dir ve kalınlığı 10 pm’ye ulaşır. Üç tip hücreden oluşan yalancı çok katlı prizmatik bir epiteldir. Destek hücrelerinin tepeleri geniş, silindir şeklinde, tabanları ise dardır. Serbest yüzeylerindeki mikrovilluslar bütün epitel yüzeyini örten bir sıvı tabakanın içinde bulunur. İyi gelişmiş bağlantı kompleksleri destek hücrelerini bitişik koku hücrelerine bağlar. Hücrelerde koku mukozasına rengini veren açık sarı bir pigment bulunur.Bazal hücreler küçüktür; küre ya da koni şeklindedir ve epitelin tabanında tek bir kat oluşturur. Bazal hücreler ile destek hücreleri arasında koku hücreleri bulunur. Çift kutuplu nöronlar olan bu hücreler destek hücrelerinden çekirdeklerinin konumu ile ayırt edilir; çekirdekleri destek hücrelerinin çekirdeklerinden daha aşağıda yer alır. Tepelerinde (dendritleri) 68 titrek tüy içeren yüksek ve geniş alanlar bulunur. Bu titrek tüyler çok uzun ve hareketsizdir ve kokulu maddelere karşı reseptör potansiyeli oluşturarak yanıt verirler. Bunlar reseptör yüzeyini önemli ölçüde artırır. Bu bipolar nöronların getirici aksonları birleşerek merkezi sinir sistemine doğru yönelen küçük demetler oluşturur ve burada beyindeki koku lobunda bulunan sinir hücreleriyle sinaps yapar. Koku epitelinin lamina propriasında Bowman bezleri bulunur. Salgıları koku titrek tüylerinin çevresinde titrek tüyü yıkayarak yeni kokulu maddelerin ulaşmasını kolaylaştıracak olan sıvı bir ortam oluşturur.
Havanın Uygun Hale Getirilmesi
İletici bölümün başlıca görevi solunan havayı uygun hale getirmektir. Solunan hava akciğerlere girmeden önce temizlenir, nemlendirilir ve ısıtılır. Bu işlevlerin yürütülebilmesi için, iletici bölümün mukozası özelleşmiş bir solunum epiteli ile döşenmiştir ve lamina propriada çok sayıda müköz ve seröz bezler ile zengin bir yüzeysel damar ağı bulunur. Hava burundan girdiğinde büyük burun kılları (özelleşmiş kıllar) kaba parçacıkları tutar. Hava burun çukurlarına ulaştığında küçük parçacıklar ve gaz halindeki kirler mukus tabakası tarafından tutulur. Aynı zamanda bu mukus, seröz salgı ile birlikte solunan havayı nemlendirerek ince alveol epitelinin kurumasını önler. Ayrıca, solunan hava zengin bir yüzeysel damar ağı tarafından ısıtılır.
BURUN ÇEVRESİ (PARANAZAL) SİNÜSLERİ
Paranazal sinüsler frontal, maksiller, etmoid ve sfenoid kemiklerin içindeki kör boşluklardır. Az sayıda goblet hücresi İçeren, normalden daha ince bir solunum epiteli ile döşelidir. Lamina propria sadece birkaç küçük bez içerir ve alttaki periosteumla devam eder. Burun boşluğuyla bağlantı ufak delikler aracılığı ile sağlanır. Bu boşlukta üretilen mukus, titrek tüylü epitel hücrelerinin etkinliği ile burun boşluğuna boşaltılır.
Klinik Bilgi
Sinüzit, sinüslerin akaç deliğinin tıkanmasına bağlı olarak uzun sürebilen yangısal bir olaydır. Kronik sinüzit, titrek tüy hareket bozukluğu ile özellik kazanan, hareketsiz titrek tüy sendromunun bileşenleridir.
NAZOFARİNKS
Nazofarinks, yutağın ilk bölümüdür ve aşağıya doğru yutağın ağza ait bölümü olan orofarinksle devam eder. Yumuşak damakla temas ettiği bölümde solunum epiteliyle döşelidir.
GIRTLAK (LARİNKS)
Gırtlak, yutağı soluk borusuna bağlayan düzensiz bir tüptür. Lamina propriada birtakım gırtlak kıkırdakları bulunur. Büyük kıkırdaklar (tiroid, krikoid ve aritenoid kıkırdakların çoğu) hiyalin kıkırdaktır ve bunların bazıları yaşlılarda kireçlenir. Küçük kıkırdaklar (epiglot, küneiform, kornikulat ve aritenoidin uçları) ise elastik kıkırdaktır. Kıkırdaklar, destek sağlamanın yanı sıra (hava yolunu açık tutulması), katı ve sıvı besinlerin yutulması sırasında bunların soluk borusuna kaçmasını önleyen bir kapak görevi üstlenirler. Ayrıca ses oluşturulmasına katkıda bulunurlar. Epiglot, gırtlağın kenarından yutağa uzanır. Hem dile, hem de gırtlağa bakan yüzü vardır. Dile bakan yüzün tamamı ve gırtlağa bakan tarafın tepe bölümü çok katlı yassı epitelle döşelidir. Laringeal yüzde epiglotun tabanına doğru epitel titrek tüylü yalancı çok katlı prizmatik epitele dönüşür. Epitel altında karışık seröz ve müköz bezler vardır. Epiglotun altında, mukoza gırtlağın lümenine uzanan iki çift katlanma yapar. Üstteki çift, yalancı ses tellerini (veslibiiler katlanmalar) oluşturur. Bunlar solunum epiteli ile döşelidir ve epitelin altındaki lamina propriada çok sayıda seröz bez bulunur. Alttaki çift katlanma ise gerçek ses telleridir. Vokal bağı oluşturan iri demetler halinde, birbirine koşut elastik lifler, çok katlı yassı epitelle döşeli vokal katlanmaların içinde yer alır. Bağlara koşut olarak, katlanma ve bağlardaki gerilimi düzenleyen ve iskelet kası demetlerinden oluşan ses kasları yer alır. Hava katlanmalar arasında sıkıştırıldığı zaman, bu kaslar değişik frekanslarda seslerin oluşmasını sağlar.
SOLUK BORUSU (TRAKEA)
Soluk borusu, tipik solunum epiteliyle döşelidir. Lamina propriada trakeanın lümenini açık tutmaya yarayan C harfi şeklinde, 16-20 adet hiyalin kıkırdak halkası ve daha akışkan mukus salgılayan çok sayıda serömüköz bez bulunur. Kıkırdak halkaların serbest uçları trakeanın arka yüzünde bulunur. Bu serbest uçlar birbirleriyle perikondriyuma bağlanmış bir fibroelastik bağ ve düz kas demeti ile birleştirilir. Bağ lümenin aşırı gerilmesini önlerken, kas lümen genişliğini ayarlar. Kasın kasılması ile trakea lümeninin daraltılması, öksürük refleksinde kullanılır. Kasılma sonucu trakea çapının azalması, dışarı verilen havanın hızını artırır; bu da hava yolunun temizlenmesine yardım eder.
BRONŞ AĞACI
Trakea, hilumdan akciğerlere giren iki adet birincil bronşa ayrılır. Her iki hilumdan arterler akciğere girerken, venler ve lenf damarları organı terk eder. Akciğere giren ve çıkan bu yapılar, tıkız bağ dokusuyla sarılıdır ve pulmoner kök denen birimi oluştururlar. Birincil bronşlar akciğere girdikten sonra aşağı ve dışa doğru inerek sağ akciğerde üç, sol akciğerde iki bronşa ayrılırlar. Bunların her biri bir akciğer lobunu donatır. Bu lober bronşlar defalarca dallanarak daha küçük bronşları oluştururlar. Bunların sonlandırıcı dallarına bronşiyol denir. Her bronşiyol bir akciğer lopçuğuna girer ve burada da dallanarak beş ila yedi adet sonlandırıcı bronşiyol oluşturur. Akciğer lopçukları, tepesi hiluma dönük bir piramit şeklindedir. Bağ dokusundan ince bir bölme her lopçuğu sarar. Bu septum fetusta daha belirgindir. Erişkinde bu septumlar genellikle tam değildir. Bu da lopçuk sınırlarının belirlenmesini güçleştirir.
Birincil bronş, genellikle trakeayla aynı histolojik görüntüyü sergiler. Solunum bölümüne doğru gidildikçe, epitel ve altındaki lamina proprianın histolojik düzeni basitleşir. Bu yapısal sadeleşme kademeli olarak izlenir; bronşlardan bronşiyollere ani bir yapısal geçiş gözlenmez. Bu nedenle solunum yollarının bronş, bronşiyol v.s. şeklinde ayrılması, bir ölçüde yapay olsa da öğretici ve pratik değer taşır.
Bronşlar
Her birincil bronş ikiye ayrılarak 9-12 defa iki uç çatallanır (dikotomi) ve böylece her dal çapı yaklaşık 5 mm oluncaya dek İncelir. Bronş mukozası kıkırdak ve kasların düzenlenişi dışında, yapısal olarak trakea mukozasına benzer. Bronşlarda kıkırdakların şekli trakeaya oranla daha düzensizdir; ancak büyük bronşlarda kıkırdak halkaları tümeni tam sarar. Bronş çapı azaldıkça kıkırdak halkaların yerini yalıtık hiyalin kıkırdak plakları ya da adaları alır. Epitelin altında, bronşun lamina propriasında birbirini çaprazlayan spiral düz kas demetleri yer alır. Solunum bölgesine yaklaştıkça iletici bölümün duvarındaki düz kas demetleri daha da belirginleşir. Ölümden sonra bu kasların kasılması, histolojik kesitlerde bronş mukozasına kıvrıntılı bir görünüm verir. Lamina propria elastik liflerden zengindir ve boşaltım kanalları bronş lümenine açıan çok sayıda seröz ve müköz bezler içerir. Lamina proprianın içinde ve epitel hücreleri arasında çok sayıda lenfosit bulunur. Ayrıca lenf düğümcükleri de vardır ve bunlar özellikle bronşların dallanma noktalarında çok sayıda bulunurlar.
Bronşiyoller
Bronşiyoller, çapı 5 mm ya da daha az olan lopçuk içindeki hava yollarıdır. Mukozalarında kıkırdak ya da bez içermezler, sadece başlangıç parçalarında epitel içine dağınık goblet hücreleri bulunur. Büyük broşiyollerde, epitel yalancı çok katlı prizmatik titrek tüylü epiteldir. Daha küçük sonlandırcı bronşiyollerde bu epitelin boyu ve karmaşıklığı azalır, titrek tüylü tek katlı prizmatik ya da kübik olur. Sonlandırıcı bronşiyol epiteli aynı zamanda Clara hücrelerini de içerir. Bu hücrelerin titrek tüyleri yoktur, tepe sitoplazmalarında salgı granülleri bulunur ve bronşiyol yüzeyini oksitleyici artıklardan ve yangıdan koruyan proteinleri salgıladıkları bilinmektedir. Bronşiyollerde nöroepiteliyal cisimcikler adı verilen özelleşmiş bölgeler de bulunmaktadır. Bu yapılar, salgı granülleri içeren ve kolinerjik sinir uçları alan 80-100 hücreden oluşmuş gruplardır. İşlevleri çok anlaşılamamıştır ancak, olasılıkla hava yolundaki gaz bileşimine tepki veren kemoreseptörlerdir. Ayrıca görünüşe göre hasar gören hava yolunun onarmanda da rol üstlenirler.
Bronşiyolün lamina propriası büyük ölçüde düz kas ve elastik liflerden oluşur. Bronşların ve bronşiyollerin kasları vagus sinirinin ve sempatik sinir sisteminin kontrolü altındadır. Vagusun uyarılması bu yapıların çapını daraltırken, sempatik uyarı ters yönde etki oluşturur.
Klinik Bilgi
Sempatik sinir sisteminin uyarımına yanıt olarak bronşiyol çapında izlenen artış, astım ataklarında, düz kasların gevşemesi için neden epinefrin ve diğer sempatomimetik ilaçların kullanıldığı sorusuna açıklama getirir. Bronş ve bronşiyol duvarının kalınlığı karşılaştırıldığında, bronşiyolde kas tabakasının bronştakine göre daha iyi gelişmiş olduğu görülür. Astımda hava yolu direncinde izlenen artışın, esas olarak bronşiyol düz kaslarının kasılması sonucunda oluştuğuna inanılmaktadır.
Solunum Bronşiyolleri
Her sonlandırıcı bronşiyol, solunum sisteminin iletici bölümü ile solunum bölümü arasında geçiş bölgesi olan iki ya da daha fazla solunum bronşiyolüne ayrılır. Solunum bronşiyollerinin mukozası, duvarında gaz değişiminin gerçekleştiği çok sayıda kese şeklinde (sakkiiler) alveol bulunması dışında sonlandırıcı bronşiyol mukozası ile aynı yapıdadır. Solunum bronşiyolü bölümleri titrek tüylü kübik epitel ve Clara hücreleri ile döşelidir, ancak alveollerin açıldığı bölümde bronşiyol epiteli yassı alveol epiteli hücreleriyle (tip I alveol hücreleri) devam eder. Bu bronşiyoller boyunca öteye doğru alveol sayısı büyük ölçüde artar ve alveoller arası mesafe önemli ölçüde azalır. Alveoller arasında, bronşiyol epiteli titrek tüylü kübik epiteldir, ancak daha ileri kısımlarda titrek tüyler bulunmayabilir. Solunum bronşiyolii epitelinin altında düz kas ve elastik bağ dokusu vardır.
Alveol Kanalları
Solunum bronşiyolleri boyunca öteye doğru bronşiyol duvarına açılan alveol sayısı artarak, duvarda alveolden başka bir yapı bulunmaz hale gelir ve tüp artık alveol kanalı adını alır. Hem alveol kanalları hem de alveoller çok ince yassı alveol hücreleriyle döşelidir. Lamina propriada alveollerin kenarları boyunca düz kas hücrelerinden oluşan bir ağ bulunur. Büzücü kas benzeri bu düz kas demetleri bitişik alveoller arasında yumrular şeklinde görülür. Düz kas alveol kanallarının öte uçlarında kaybolur. Buralarda kanal ve alveoller sadece elastik ve kollajen 1 illerle desteklenir. Alveol kanalları, alveol keseleri ile bağlantılı olan atriyumlara açılır. Her atriyumdan iki ya da daha fazla alveol kesesi çıkar. Atriyumların ağızları, alveol keseleri ve alveoller, elastik ve retiküler liflerden oluşan karmaşık bir ağ ile sarılıdır. Elastik lider soluk alma ile alveollerin genişleyebilmesini ve soluk verme sırasında edilgin olarak büzülebilmesini sağlar. Retiküler liderin sağladığı destekle ince kan kapilerleri ile alveol bölmelerinin aşırı gerilmesi ve zarar görmesi önlenir.
Alveoller
Alveoller solunum bronşiyolleri, alveol kanalları ve alveol keselerinde bulunan kese şeklinde (çapı yaklaşık 200 pm) çıkıntılardır. Akciğerlerin süngerimsi yapısını oluşturur. Yapısal olarak alveoller bal peteklerine benzeyen, tek tarafı açık küçük cepler halindedir. Bu kadeh biçiminde ki yapılarda hava ile kan arasında 02 ve C02 değişimi gerçekleşir. Alveol duvarının yapısı, dış ve iç ortanı arasında dağılmasını arttıracak şekilde özelleşmiştir. Genelde her duvar iki komşu alveol arasında yer alır ve bu nedenle alveoller arası bölme ya da duvar olarak isimlendirilir. Alveoller arası bölme (septum), arasında kılcal kan damarları, fibroblastlar, elastik ve retiküler lifler ile makrofajlar bulunan iki ince yassı epilel tabakasından oluşur. Kılcal kan damarları ile bağ dokusu matriksi interstisyumıı oluşturur. Alveol bölmesinin interstisyumunda organizmanın en zengin kılcal kan damar ağı yer alır. Alveollerdeki hava ile kılcal kan damarlarındaki kan üç bileşenden oluşan bir kan-hava engeli ile birbirinden ayrılır. Bu bileşenler, alveollerin yüzey epiteli ve alveol hücrelerinin sitoplazmasi; birbirine çok yakın konumdaki alveol ve endotel hücrelerinin kaynaşmış bazal kurunası ve endotel hücrelerinin sitoplazmasıdır. Bu tabakaların toplam kalınlığı 0,1-1,5 pm arasında değişir. Alveoller arası bölme içinde ağızlaşmalar yapan akciğer kılcal kan damarları, retiküler ve elastik liflerin oluşturduğu bir ağla desteklenir. Alveol duvarının daralıp genişlemesine uygun bir biçimde düzenlenmiş olan bu lifler alveollerin temel yapısal desteğidir. Bölmenin interstisyumunda taban zarı, lökositler, makrofajlar ve fibroblastlar da bulunur. Alveol duvarının epitel (alveol) hücreleri ile endotel hücreleri tarafından üretilen iki bazal lamina kaynaşarak bazal zarı oluşturur. Alveoller içindeki havadan gelen oksijen kılcal kan damarları içindeki kana bu tabakaları geçerek ulaşır; C0 2 yayılımı ise ters yönde gerçekleşir. C02’in LUCCh’den ayrılması eritrositlerde bulunan karbonik anhidraz enzimi ile katalizlenir. Akciğerlerde bulunan yaklaşık 300 milyon alveol akciğerlerin iç değişim yüzeyini önemli ölçüde artırır. Bu yüzeyin yaklaşık 140 m2 olduğu hesaplanmıştır. Kılcal kan damarlarının endotel hücreleri çok incedir ve kolaylıkla tip I alveol epitel hücreleri ile karıştırılabilir.
Kılcal kan damarlarının endoteü pencereli değildir ve kesintisiz olarak kapilerleri döşer. Çekirdek ve diğer organellerin bir araya toplanması, hücrenin geri kalan bölümünün gaz değişimini kolaylaştırmak için ileri derecede incelmesine olanak verir. Hücrenin yassılaşmış kısmının sitoplazmasında görülen en belirgin özellik çok sayıdaki pinositotik veziküllerdir. Yassı alveol hücreleri olarak da isimlendirilen tip I hücreler alveol yüzeyini döşeyen ileri derecede incelmiş hücrelerdir. Tip I hücreler alveol yüzeyinin % 97’sini kaplar (geri kalan % 3’ü tip II hücreler örter). Bu hücreler o denli incedir ki (bazen yalnız 25 nm) tüm alveollerin epitelle döşendiğini göstermek için elektron mikroskop incelemesi gerekir. Golgi kompleksi, endoplazma retikulumu ve mitokondri gibi organeller çekirdek çevresinde kümelenerek kan-hava engelinin kalınlığını azaltır ve organelden tamamen yoksun geniş sitoplazma alanları oluştururlar. İnce kısmın sitoplazmasında, sürfaktan dönüşümünde (aşağıda açıklandı) ve yüzeyin küçük parçacıklardan temizlenmesinde rol oynayabilen çok miktarda pinositoz keseciği bulunur.
Tip II hücreler, tip I alveol hücreleri arasına serpilmiş olarak bulunurlar ve tip I hücreler ile aralarında desmozomlar ve zonula okludensler vardır. Tip II hücreler yuvarlak yapıdadır ve genellikle alveollerin birleştikleri ve birbirleriyle açılar oluşturdukları noktalarda iki ya da üç hücreden oluşan gruplar halinde bulunurlar. Taban zarı üzerine oturarak epitelin bir bölümünü oluşturan bu hücreler alveol duvarını döşeyen tip I hücrelerle aynı kökenden gelir. Kendilerinin ve tip I hücrelerin sayısını korumak üzere mitozla bölünürler. Histolojik kesitlerde, sitoplazmaları keseye benzer ya da köpüksü tipik bir görüntü sergiler. Bu keseler elektron mikroskop için hazırlanan dokularda iyi korunmuş ve belirgin olarak görülen lameller cisimcikler tarafından oluşturulur. Ortalama 1-2 jam çapında olan ve üst üste ya da birbirine koşut lameller içeren bu yapılar birim zarla sarılıdır. Histokimyasal çalışmalarda fosfolipidler, glikozaminoglikanlar ve proteinler içeren bu cisimciklerin hücrelerde sürekli sentez edilip hücrenin üst yüzeyinden salgılandığı saptanmıştır. Bu lamelli cisimcikler alveol yüzeyine yayılarak hücre dışı bir alveol örtüsü meydana getiren ve yüzey gerilimini düşüren pulmoner sürfaktanı oluşturur. Sürfaktan tabakası başlıca dipalmitoyil fosfatidilkolin ve fosfatidilgliserolden oluşan tek moleküllü ince bir fosfolipid tabakasıyla kaplı, sulu, proteinsi bir hipofazdan oluşur. Ayrıca birkaç tip protein de içerir. Pulmoner sürfaktanın akciğerde birkaç önemli işlevi vardır. Öncelikle, alveol hücrelerinin yüzey geriliminin azaltılmasına yardımcı olur. Yüzey geriliminin azaltılmasının anlamı, alveollerin havayla dolması için daha az soluk alma gücü harcanması ve böylece solumanın kolaylaştırılmasıdır. Ayrıca sürfaktan olmaksızın soluk verme sırasında alveollerin kendi üstüne kapanması söz konusudur. Fetus gelişiminde sürfaktan, tip II hücrelerde lamelli cisimciklerin görülmeye başlamasıyla birlikte gebeliğin son haftalarında belirir.
Klinik Bilgi
Yeni doğanın solunum güçlüğü sendromu, yaşamı tehlikeye sokan, sürfaktan eksikliğine bağlı bir akciğer hastalığıdır. Esas olarak erken doğumlarda gözlenir ve erken doğan çocuklarda mortalitenin önde gelen nedenini oluşturur. Solunum güçlüğü sendromunun görülme sıklığı gebelik süresiyle ters orantılıdır. Olgunlaşmamış akciğerde sürfaktanın niceliği ve bileşimi eksiktir. Normal bir yeni doğanda solumanın başlamasıyla depolanmış durumdaki sürfaktan topluca salıverilerek alveollerin yüzey gerilimi azaltılır. Bu sayede alveolün şişirilmesi için daha az soluk alma gücü harcanır ve sonuçta soluma işi azaltılmış olur. Mikroskopta alveoller kapalı görünür ve solunum bronşiyolleri ile alveol kanalları genişlemiş ve ödem sıvısı ile dolu olarak izlenir. Alveol kanallarını hyalin zar denilen fibrinden zengin eozinofilik bir madde kaplar. Bu durum, sıkıntılı solunum sendromunun önceleri neden hyalin zar hastalığı olarak anıldığını açıklamaktadır. Neyse ki, sıkıntılı solunum sendromu bulunan olgularda kullanılan bir ilaç olan glikokortikoidler verilerek sürfaktan sentezi uyarılabilir. Son zamanlarda, sürfaktanın bakterisid bir etkisi olduğu ve alveollere ulaşan potansiyel olarak tehlikeli bakterilerin ortadan kaldırılmasına yardım ettiği ileri sürülmüştür.
Sürfaktan tabakası durağan değildir; sürekli olarak yenilenir. Yüzeydeki lipoproteinler yassı epitel hücrelerinin pinositoz vezikülleri, makrofajlar ve tip II alveol hücreleri tarafından aşamalı bir biçimde ortadan kaldırılır. Alveol yüzeyindeki sıvı, titrek tüylerin aktivitesi ile de iletici yollardan uzaklaştırılır. Salgı hava yolundan geçerken bronş mukusu ile karışarak brondkoalveoler sıvıyı oluşturur. Bu sıvı, solunan havadaki parçacıkların ve zararlı bileşenlerin uzaklaştırılmasına yardım eder. Bu sıvı içinde muhtemelen alveoler makrofajlardan kaynaklanan, parçalayıcı bazı enzimler (ör. lizozim, kollajenaz, fi-glikuronidaz) vardır.
Akciğer Makrofajları
Toz hücreleri de denen alveol makrofajları alveoller arası bölmenin iç tarafında bulunur ve çoğu kez alveol yüzeyinde görülür. Büyük damarlar çevresindeki bağ dokusunda ya da plevrada çok sayıda bulunan karbon ve toz yüklü makrofajlar muhtemelen hiçbir zaman epiteli aşmamış olan hücrelerdir. Bu hücrelerdeki fagositoz artıkları da alveol lümeninden interstisyuma büyük olasılıkla tip I hücrelerin pinositoz etkinliği ile geçmektedir. Epitelin dış yüzünde, sürfaktan tabakası içinde temizleyici görev üstlenen fagositik makrofajlar gırtlağa doğru gönderilirler ve buradan yutulurlar.
Klinik Bilgi
Konjestif kalp yetmezliğinde, akciğerler kanla dolar ve alveol içine geçen alyuvarlar alveol makrofajları tarafından yutulur. Bu olgularda, akciğer ile balgamda rastlanması durumunda sözü edilen makrofajlara kalp yetmezliği hücreleri denir ve bu hücreler demir pigmentine (hemosiderin) karşı pozitif histokimyasal tepkime vermesiyle tanınır. Kolajen sentezi artışı sık görülür ve sıkıntılı solunuma yol açan birçok hastalığın akciğer fibrozuyla ilişki gösterdiği bilinmektedir. Bu patolojik koşullarda tip I kolajen oluşur.
Alveol Delikleri
Alveoller arası bölme, komşu alveolleri birleştiren 10—15 pm çapında bir ya da daha fazla sayıda delik içerebilir. Bunlar alveollerdeki basıncı eşitler ve bir bronşiyol tıkandığında yan bağlantılardan hava dolaşımı sağlayabilirler.
Alveol Epitelinin Yenilenmesi
N02 solunması, alveolleri döşeyen hücrelerinin çoğunun (tip I ve tip II hücreler) hasar görmesine neden olur. Bu bileşiğin ya da aynı etkiyi gösteren diğer zehirli maddelerin oluşturduğu hasardan sonra sağlam kalan tip II hücrelerinin mitoz etkinliği artar. Tip II hücrelerin günlük yenilenme hızının normalde % 1 olduğu belirlenmiştir. Bu sayede hem bu hücreler, hem de tip I hücreler sürekli olarak yenilenmektedir.
Klinik Bilgi
Alveol duvarının hasar görmesi ve ardından akciğerlerin solunum bölümlerinin azalmasına amfizem denir. Amfizem genellikle yavaş gelişir ve solunum yetmezliği ile sonuçlanır. Amfizemin başlıca nedeni içilen sigaradır. Sigara içmeyenlerde orta dereceli amfizem bile ender görülür. Sigaraya bağlı tahriş olasılıkla, alveoller arası bölmeyi oluşturan elastik liflerin ve başka bileşenlerin parçalanmasına ya da yeniden sentezinin azalmasına neden olur.
AKCİĞERLERİN KAN DAMARLARI
Akciğerlerdeki dolaşım, hem besleyici (sistemik) hem de işlevsel (pulmoner) damarları kapsar. İşlevsel dolaşımı pulmoner arterler ve venler oluşturur. Pulmoner arterler, akciğer dolaşımında düşük basınçla karşılaşan (sistolik 25 mm Hg, diyastolik 5 mm Hg) ince duvarlı damarlardır. Bu arterler, pulmoner venlerden daha fazla düz kas hücresi ve elastik lif içerirler. Arterlerde iç elastik zar vardır; bu yapı pulmoner venlerde bulunmaz. Akciğerlerde pulmoner arter dalları, bronş ağacına eşlik ederek dallanır. Bu dallar bronş ve bronşiyollerin adventisyası ile sarılıdır. Alveol kanalı seviyesinde bu arter dalları alveoller arası bölmede alveol epiteliyle yalcın temasta bulunan bir kılcal kan damarı ağı oluşturur. Akciğerler organizmanın en iyi gelişmiş kılcal kan damarı ağına sahiptir. Solunum bronşiyollerinde bulunanlar da dâhil olmak üzere tüm alveollerin arasında kılcal kan damarları bulunur. Kapiler ağlarından çıkan venüller parenkimde hava yollarının uzağında tek başlarına izlenirler. Bunlar ince bir bağ dokusu örtüsü ile desteklenerek lopçuklar arası bölmeye girer. Lopçuğu terk eden venler bronş ağacını izleyerek hiluma doğru ilerlerler. Besleyici damarlar bronş ağacını izleyerek, kanı solunum bronşiyollerine kadar akciğerlerin büyük bölümüne dağıtırlar. Solunum bronşiyolleri pulmoner arterlerin küçük dallarıyla ağızlaşır.
AKCİĞERLERİN LENF DAMARLARI
Lenf damarları bronşları ve pulmoner kan damarlarını izler; bunlar lopçuklar arası bölmede de bulunur ve tümü hilum bölgesindeki lenf düğümlerine açılır. Bu lenfatik ağı, viseral plevradaki lenf damarlarını içeren yüzeysel ağdan ayırt etmek için derin ağ adı verilir. Yüzeysel ağın lenf damarları hiluma doğru ilerler. Bunlar ya plevrayı boylu boyunca kat eder ya da lopçuklar arası bölmeden akciğer dokusuna girer. Lenf damarları bronş ağacının son bölümlerinde ve alveol kanallarının ilerisinde bulunmazlar.
SİNİRLER
Akciğerlerin sinir ağını hem sempatik hem de parasempatik götürücü lifler dağıtır; ayrıca yeri kesinleştirilemeyen ağrı duyularını taşıyan genel viseral getirici lifler de vardır, Sinirlerin çoğu geniş hava yollarının etrafındaki bağ dokusu içinde bulunur.
PLEVRA
Plevra akciğerleri saran seröz bir zardır. Hilum bölgesinde de devam eden pariyetal ve viseral iki tabakadan oluşur. Her iki zar da kolajen ve elastik lifler içeren ince bir bağ dokusu üzerinde yer alan mezotel hücrelerinden oluşmaktadır. Bazı patolojik durumlarda plevra boşluğu, içinde sıvı ya da hava bulunan gerçek bir boşluğa dönüşebilir. Diğer seröz boşluklar (periton ve perikard) gibi plevra boşluğunun da duvarı, su ve diğer maddelere karşı oldukça geçirgendir. Bu nedenle, patolojik koşullarda bu boşlukta sık olarak sıvı toplanması (plevra efüzyonu) olur. Bu sıvıyı, kan plazmasından geçen sıvı oluşturur. Tersine, bazı koşullarda, plevra boşluğunda bulunan sıvı ve gazlar hızla emilebilir.
SOLUNUM HAREKETLERİ
Soluk alma sırasında kaburgalar arasındaki kasların kasılması ile kaburgalar yukarı çekilir ve diyaframın kasılması İle göğüs boşluğunun tabanı aşağı itilir. Böylece göğüs boşluğunun çapı artar ve sonuçta akciğerler genişler. Bronş ve bronşiyoller, soluk alma sırasında uzar ve genişler. Solunum bölümü de başlıca alveol kanallarının hacminin artmasıyla genişler; alveoller ise çok az genişleme gösterir. Bu genişleme ile pulmoner parenkimin elastik lifleri gerilir. Soluk verme sırasında akciğerlerin büzülmesi edilgin bir edimdir. Kasların gevşemesi ve gerilmiş elastik liflerin etkisiyle, akciğerler tekrar eski durumunu alır.
SAVUNMA DÜZENEKLERİ
Klinik Bilgi
Solunum sistemi, dış ortam ve kanla ilişkili son derece geniş bir alana sahiptir. Bu şekilde, solunan havadan gelen bulaşıcı ve tahriş edici ajanların etkisine oldukça açıktır. Bu nedenle, solunum sisteminin iyi gelişmiş savunma mekanizmaları sergilemesi doğaldır. 10 pm’den daha büyük parçacıklar burun içi yollarda, 2 ile 10 pm’lik parçacıklar ise mukusla kaplı titrek tüylü epitelde tutulurlar. Bu parçacıklar öksürük refleksi ile balgam çıkarılarak ya da yutularak ortamdan uzaklaştırılır. Daha küçük parçacıklar ise alveol makrofajları tarafından ortadan kaldırılır. Bu gibi özgül olmayan düzeneklerin yanı sıra bronşların lenfoid dokusunda, özellikle akciğer makrofajlarıyla birlikte etkiyen T ve B lenfositlerinin bulunduğu lenf düğümcüklerinde, kapsamlı ve duyarlı bağışıksal olaylar gelişir.
Akciğer Tümörleri
Klinik Bilgi
Akciğer tümörleri erkeklerde yüksek oranda görülür, ancak günümüzde sigara yüzünden kadınlarda da sıklığı artmaktadır. Başlıca akciğer tümörü olan yassı hücreli karsinomun, sigaranın bronş ve bronşiyolleri döşeyen epitelde yarattığı etki ile oluştuğuna ilişkin kesin kanıtlar bulunmaktadır. Süreğen olarak içilen sigara solunum epitelinin çok katlı yassı epitele dönüşmesini hızlandırır; bu durum, tümöre dönük farklılaşmanın ilk adımıdır.