Ventilasyon yani nefes alıp-verme kritik öneme sahiptir. Bu sebeple sıklığı ve derinliği vücudun talepleri doğrultusunda ayarlanır. İnspirasyon-ekspirasyon, kasların kasılması ve gevşemesiyle meydana geldiği için beyin ve sinir sistemi tarafından oldukça ince bir şekilde kontrol edilir.
Beyinde birden fazla ventilasyon merkezi bulunur. Bu merkezler medulla oblangata (omurilik soğanı) ve ponsta yer alır. Nefes alıp-vermenin kontrolü bu merkezlerin hepsinin birlikte fonksiyon görmesiyle sağlanır.
Görsel - Respirasyon kontrol merkezleri
Dinlenim anındaki solunum ritmimizin düzeninden çoğunlukla pre-Bötzinger kompleksi sorumludur. Ritim oluşumundan sorumlu diğer iki nöron kümesi ise ponsta yer alır. Bu iki kısım akıcı ve koordinatif bir ventilasyon için meduller merkezlere bilgi sağlar.
Dorsal respiratuvar grup (DRG) ana inspirasyon kaslarını kontrol eder. DRG yaklaşık olarak 2 saniye uyarı oluşturur ve 3 saniye boyunca pasif kalır. Bu sebeple normal sessiz inspirasyon yaklaşık 2 saniye pasif ekspirasyon yaklaşık 3 saniye sürer.
"Dinlenim anında ortalama nefes alma 2, ortalama nefes verme 3 saniye sürer."
DRG tarafından aktifleştirilen ventral respiratuvar grup (VRG) inspirasyon yardımcı kaslarını uyararak derin nefes almamızı sağlar. Aktif yani kuvvetli bir nefes vermek istediğimizde ise DRG inaktif olur ancak VRG ekspirasyon kaslarını uyararak akciğer hacmini iyice daraltır.
Solunumun sıklığı ve derinliği birçok yerden toplanan bilgiyle düzenlenir. Vücudun farklı bölgelerinden toplanan bilgilerin bütününe dayanarak tüm kontrol merkezleri birbirleriyle etkileşimde bulunarak ventilasyonun düzenini oluşturur (periferik kemoreseptörler, akciğerdeki esneme reseptörlerinden, kaslardaki mekanoreseptör ve kemoreseptörler, merkezi vücut ısısı, kandaki kimyasal durum).
Görsel - Medüller kontroldeki faktörler
Merkezi kemoreseptörler medulla oblangatada bulunurlar. Medulla oblangatada olmalarına rağmen respirasyon merkezinden anatomik olarak ayrı konumlanmışlardır. Serebrospinal sıvıdaki (beyin-omurilik sıvısı) CO2 basıncı ve H+ miktarı değişimi bashettiğimiz merkezi kemoreseptörlerde etki yaratır. Serebrospinal sıvının CO2 basıncının artması veya pH değerinin düşmesi merkezi kemoreseptörlerin respirasyon merkezlerini ventilasyonu artırmaları konusunda uyarır.
"Vücuttan toplanan bilgilerin beyine iletilmesine afferent input denir."
Periferik kemoreseptörler aortik ark ve karotid arterde bulunur. Bu periferik reseptörler merkezilerde olduğu gibi CO2 basıncının ve H+ miktarındaki artışla uyarılır. Karotid arter yapısında yer alan kemoreseptörler aynı zamanda potasyum (K+) ve norepinefrin (NE) artışına, O2 basıncının azalmasına ve vücut ısısının artışına karşı da hassastır.
Görsel - Karotid arter ve aortik arkın konumu
Respirasyon merkezine nöral girdiler hem afferent yollarla hem de yüksek beyin merkezlerinden gelir. Afferent yollarla ulaşan girdilerle ventilasyon çok ince bir şekilde kontrol edilir. Buna ek olarak ventilasyonu kendimiz hızlandırabilir veya derinleştirebiliriz. Bunun nedeni, motor kortekste istemli olarak oluşturduğumuz uyarıların medulladan geçip ventilasyonda görevli kaslara yayılmasıdır.
Sonuç olarak, ventilasyonun sıklığı ve derinliği vücudun ihtiyaçları doğrultusunda oldukça ince şekilde düzenlenir. Bu düzenlemede birden fazla görevli merkez bulunur ve bu merkezler beyinde (medulla oblangata ve pons) yer alır. Merkezi kemoreseptörler CO2 basıncı ve H+ artışıyla ventilasyonu artışı uyarır. Aortik arkta bulunan periferik kemoreseptörler CO2 basıncı ve H+ artışıyla uyarılır. Karotid arterda bulunanlar ise CO2 basıncı ve H+ ile uyarılır, potasyum ve norepinefrin artışına, O2 basıncının azalmasına ve vücut ısısının artışına karşı da hassastır. Ventilasyon kontrolü otomatik olarak düzenlense de nefesi motor korteksten üretilen uyarılarla istemli olarak hızlandırabilir veya derinleştirebiliriz.
Konuya ilişkin bilginizi tamamlamak ve kendinize seviye atlatmak için önceki ve sonraki yazılara göz atmayı ihmal etmeyin. Linklere aşağıdan ulaşabilirsiniz.
SSPS - level up yourself
Bu ve sitemizde yer alan diğer yazılar SSPS spor ve sağlık bilimleri kütüphanesi kaynakları kullanılarak hazırlanmıştır.