Bebekler anne karnında, hususi bir sıvının içinde yaşarlar. Bu sıvı akciğerlere gitmesin diye nefes almazlar. Bebek doğar doğmaz ilk nefesini almalıdır. Anne karnından çok farklı olan dış ortam, bebeğin ilk nefesini almasına vesile olur. Mesela bebeğin oksijensiz kalması, üşümesi veya acı hissetmesi onun nefes almasında önemli unsurlar olarak sayılmakla birlikte bu konuda yapılan sayısız araştırmaya rağmen aslında ilmi olarak ilk nefesin nasıl alınıp verildiği bilinmemektedir. Rabbimiz her an insan vücudundaki mucizelerini bizlere göstermektedir.
Nefes almak için kasılan diyafram ve diğer nefes kaslarımızı çalıştıran emirler (elektrik sinyalleri) beynimizin altında bulunan omurilik soğanı ve onun üstündeki bölgede (medulla oblongata ve pons) bulunan solunum merkezinden gelmektedir. El, kol ve bacak kaslarımız beyinden emir gelmeden kasılmaz. Kaslarımız isteyerek yaptığımız hareketlere sebep olur. Ancak nefes kaslarına, irademiz dışında (uykuda ve komada bile) ritmik emirler iletilir. Bu emirlerin solunum merkezinde nasıl kaynaklandığı tam olarak anlaşılamamıştır.
Beyinde doğumla birlikte başlayan nefesle ilgili elektrik sinyalinin, ömür boyu söndürülmeden Allah’ın izniyle devam ettirildiği aşikârdır. Bunu şöyle bir misalle anlatabiliriz: Diyelim ki ıssız bir adadasınız ve yanınızda kibritiniz yok. Bir şekilde yaktığınız ateşi söndürmemek için arka arkaya yenisini yakıyorsunuz. Benzer şekilde, solunum merkezinde nörondan nörona dolaştırılan elektrik sinyali, belli aralıklarla solunum kaslarına iletilmekte ve ölünceye kadar, irademiz dışında, nefes almaya ve vermeye devam etmekteyiz.
Solunum merkezinde üç farklı alt merkez bulunur:
1- Arka (dorsal) solunum alanı: Bu alandan kaynaklanan ritmik sinyallerle istirahat solunumu gerçekleştirilir. Ritmik sinyallerin irade dışı nasıl doğduğu bilinmemektedir. İstirahatte sadece diyafram kasının kasılması yeterlidir.
Akciğerlerimizde alveol denilen, nefes aldığımızda hava ile dolan, yaklaşık 300 milyon hava keseciği vardır. Bunların duvarları çok incedir ve hava kesecikleri, aşırı şişen bir balonun patladığı gibi kolayca patlayabilir. Bu yüzden, dorsal solunum alanından kaynaklanan sinyaller, diğer kaslarımıza giden sinyallerden farklıdır. Normalde beyinden kaslara gelen sinyal keskindir ve kas, bir kerede kasılır. Hâlbuki akciğerlerde genişleme yavaş ve aşamalıdır. Yırtılmaları önlemek için akciğerler yavaş yavaş şişirilir. Buna rampa sinyali denilmektedir. Eğer rampa sinyali olmasaydı, alveoller bir kasılma ile havayla birden doldurulurdu ki bu da onların yırtılmalarına sebep olurdu. Akciğer alveollerinin duvarları aşırı derecede incedir. Bu incelik kandan havaya karbondioksitin ve havadan kana oksijenin kolayca geçmesini sağlamak içindir. Allah (celle celaluhu) her şeyi ölçülü ve hesaplı yaratır. Hiçbir mahlûk, asla kendi kendine meydana gelmez veya şuursuz sebepler ve tabiatın eseri olamaz. Bu mekanizmaların vücuda yerleştirilmesi için mutlaka sonsuz ve kusursuz ilim, kudret ve irade lazımdır.
2- Ön (ventral) solunum alanı: Bu alan, istirahat halindeki solunumunda aktif değildir. Uyurken veya bir iş yapmadan otururken sadece arka solunum alanı ve kas olarak da diyafram çalışır. Ön solunum alanı sadece derin nefes almada devreye girer. Koşarken, spor yaparken, merdiven çıkarken veya ağır bir iş yaparken ekstradan nefes almamız gerekir. Bu durumda sadece diyafram hareketi yeterli olmaz ve göğüs ön yüzünde bulunan bazı nefes alma kaslarının da devreye sokulması gerekir.
3- Solunumun hızını ayarlamakla görevli merkez (pnömotaksik merkez): Pnömotaksik merkez, arka solunum alanının bir faaliyeti olan nefes alma işini sonlandırır. Yani, nefes alma süresini kısaltır. Eğer pnömotaksik merkez olmasaydı, rampa sinyali sürekli devam eder ve kişi nefes almayı sonlandırıp nefes vermeye geçemezdi. Yüce Rabbimizin bize ihsan ettiği sayısız nimetlerin bir misali olarak pnömotaksik merkez, nefes alma süresini kısaltarak birim zamandaki nefes sayısını (solunum frekansını) artırır. Pnömotaksik merkez aşırı çalışırsa, bir dakikadaki solunum sayısı 200’e kadar yükselebilir. Öte yandan, pnömotaksik merkez çalışmazsa, nefes sayısı dakikada 4-5’e kadar azalabilir. Bir anlamda pnömotaksik merkez, “apne” durumunun ortaya çıkmasını engellemektedir. Apne, kişinin nefes almasını durduramayıp nefes vermeye geçememesi sonucunda ortaya çıkan bir solunum durması durumudur ki ölüme yol açabilen, tedavi edilmesi gerekli bir durumdur.
Pnömotaksik merkez ayrıca kişinin uzun süreli nefes almasını engelleyerek çok ince yaratılmış alveol keselerinin yırtılmasını da engelleyerek çok hayati bir görevi de yerine getirmektedir. Her nefeste birçok mucize ile karşı karşıya kalıyoruz, fakat çoğu zaman bunu fark edemiyoruz. Ancak apne veya akciğer delinmesi (pnömotoraks) gibi problemler ortaya çıkınca, nimetin kadri bilinmeye başlıyor.
Hareket ve Uyku
Hareket, iş ve spor yapma; nefes alırken hem derinlik, hem de sıklıkta artışa sebep olur. Peki, egzersizle birlikte niçin daha derin ve sık nefes almaya başlıyoruz? Bunun için solunum mekanizmasına iki önemli mekanizma yerleştirilmiş. Birincisi: Kişi iş yapmaya başlayınca, kaslara emirler giderken aynı zamanda beynimizden emirler solunum merkezine gönderilmektedir. Yani kişi farkına varmadan sadece koşmaya karar verdiğinde nefesinin derinliği ve sıklığı artırılmaktadır.
İkincisi: Kişi hareket etmeye başladığı zaman, eklemlerinden solunum merkezine uygun sinyaller gidiyor. Yani siz ne kadar ağır iş yapıyorsanız, oksijen ihtiyacınız o oranda daha çok olduğundan, yaptığınız işe uygun sinyaller beyindeki solunum merkezine gidiyor. Bu sinyaller sonucunda solunumun hızı ve derinliği artırılmış oluyor. Bu iki mekanizma sonucunda, kandaki oksijen ve karbondioksit seviyeleri ve kanın pH’si, kişi çalışsa da, spor yapsa da aynı oranda kalıyor.
Uykuda ise bütün organ ve sistemler, dolayısıyla solunum da yavaşlar. Egzersizde solunumun derinleşmesi veya uykuda yavaşlaması, beyinde bulunan solunum merkezi vesilesiyle olur. Ancak bu mekanizma tam olarak bilinmemektedir. Kalpte ritmik sinyallerin doğmasına benzer şekilde, fakat tamamen farklı bir mekanizmayla, ritmik emirler solunum kaslarına gönderilmekte ve solunumun hızı ve derinliği ayarlanmaktadır.
Solunumun Kimyevi Kontrolü
Yukarıda kişi uyusa da ağır bir işte çalışsa da oksijen ihtiyacına göre solunumun ayarladığından ve oksijen ve karbondioksit konsantrasyonlarının hep sabit kaldığından bahsettik. Eğer hastalık veya başka bir sebeple oksijen miktarında azalma veya karbondioksit miktarında artma ortaya çıkarsa, o zaman kimyevi reseptörler devreye girer. Kimyevi reseptörler vücutta iki yerde bulunur.
Birincisi, beyindeki solunum merkezinin hemen altında, “kimosensitif alan” denilen yerde bulunur ki burası daha çok aşırı karbondioksit ve buna bağlı kanın pH’sındaki bozukluğun giderilmesinden sorumludur. Kanda aşırı karbondioksit olursa, beyin dokusuna geçer. Beyinde karbondioksit su ile birleşir ve karbonik asit oluşur. Karbonik asit beyin dokusunda bikarbonat ve hidrojen iyonlarına parçalanır. Kimosensitif alan hidrojen iyon fazlalığını algılamak ve bu anormal durumu solunum merkezine bildirmekten sorumludur. Dolayısıyla kanda karbondioksit artarsa veya beyin dokusunda pH azalırsa (hidrojen artarsa), solunumun hem derinliği ve hem de hızı artırılarak karbondioksitin vücuttan atılması sağlanır. Kanda, karbondioksitin artması önce komaya ardından ölüme yol açar.
İkincisi, kalın atardamarlarımızın (aorta ve karotis) duvarında bulunur. Atardamarlarda bulunan kimyevi reseptörler oksijenin kanda azalmasına karşı duyarlıdır. Kanda oksijen azalınca, bu bilgiyi hemen solunum merkezine iletirler. Bu sayede solunumun derinliği ve hızı artırılır ki sonuçta azalan oksijen miktarı telafi edilir.
Bütün bu hassas mekanizmalar ile kişi oksijen sıkıntısı çekmeden veya karbondioksiti kolayca atarak hayatını devam ettirebilmektedir. Bunların hepsini bilmek ve ona göre şükrümüzü artırmak da bizim vazifemizdir.
