İnsan Yaşamı için Gereklilikler
İnsanlar en azından son 200.000 yıldır Dünya'daki yaşama alışmaya çalışıyorlar. Dünya ve atmosferi bize solumamız için hava, içmemiz için su ve yememiz için yiyecek sağlamıştır, ancak hayatta kalmak için tek gereksinim bunlar değildir. Nadiren düşünseniz de, gezegenimizin yüzeyinin ve atmosferinin sağladığı belirli bir sıcaklık ve basınç aralığının dışında da yaşayamazsınız. Sonraki bölümlerde yaşamın bu dört gerekliliği incelenmektedir.
Oksijen
Atmosferik havanın sadece yüzde 20'si oksijendir, ancak bu oksijen ATP üreten reaksiyonlar da dahil olmak üzere vücudu canlı tutan kimyasal reaksiyonların önemli bir bileşenidir. Beyin hücreleri, yüksek ve sürekli ATP üretimine ihtiyaç duymaları nedeniyle oksijen eksikliğine karşı özellikle hassastır. Oksijen olmadan beş dakika içinde beyin hasarı ve on dakika içinde ölüm muhtemeldir.
Besinler
Besin, yiyecek ve içeceklerde bulunan ve insanın hayatta kalması için gerekli olan bir maddedir. Üç temel besin sınıfı; su, enerji veren ve vücut geliştiren besinler ve mikro besinlerdir (vitaminler ve mineraller).
En kritik besin maddesi sudur. Çevre sıcaklığına ve sağlık durumumuza bağlı olarak, su olmadan sadece birkaç gün hayatta kalabiliriz. Vücudun işlevsel kimyasalları suda çözülür ve taşınır ve yaşamın kimyasal reaksiyonları suda gerçekleşir. Dahası, su hücrelerin, kanın ve hücreler arasındaki sıvının en büyük bileşenidir ve su bir yetişkinin vücut kütlesinin yaklaşık yüzde 70'ini oluşturur. Su ayrıca iç sıcaklığımızı düzenlemede ve eklem ve birçok diğer vücut yapısını yastıklama, koruma ve yağlama konusunda da yardımcı olur.
Enerji veren besinler öncelikle karbonhidratlar ve lipitlerdir, proteinler ise esas olarak vücudun yapı taşları olan amino asitleri sağlar. Bunları bitkisel ve hayvansal gıdalarda ve içeceklerde alırsınız ve sindirim sistemi bunları emilebilecek kadar küçük moleküllere ayırır. Karbonhidrat ve lipitlerin parçalanma ürünleri daha sonra bunları ATP'ye dönüştüren metabolik süreçlerde kullanılabilir. Tek bir öğünü kaçırdıktan sonra açlıktan ölüyormuş gibi hissetseniz de, enerji veren besinleri tüketmeden en az birkaç hafta hayatta kalabilirsiniz.
Su ve enerji veren besinler makro besinler olarak da adlandırılır çünkü vücut bunlara büyük miktarlarda ihtiyaç duyar. Buna karşılık, mikro besinler vitamin ve minerallerdir. Bu elementler ve bileşikler, sinir uyarıları gibi birçok temel kimyasal reaksiyon ve sürece katılır ve kalsiyum gibi bazıları da vücudun yapısına katkıda bulunur. Vücudunuz bazı mikro besin maddelerini dokularında depolayabilir ve birkaç gün veya hafta boyunca diyetinizde tüketmezseniz bu rezervlerden yararlanabilir. C vitamini ve B vitaminlerinin çoğu gibi diğer bazı mikro besinler suda çözünür ve depolanamaz, bu nedenle bunları her gün veya iki günde bir tüketmeniz gerekir.
Dar Sıcaklık Farkı
Muhtemelen sıcak çarpmasından ölen atletler ya da soğuğa maruz kaldığı için ölen yürüyüşçülerle ilgili haberler görmüşsünüzdür. Bu tür ölümler, vücudun bağlı olduğu kimyasal reaksiyonlar sadece 37°C'nin (98,6°F) hemen altından hemen üstüne kadar olan dar bir vücut sıcaklığı aralığında gerçekleşebildiği için meydana gelir. Vücut ısısı normalin çok üstüne çıktığında veya çok altına düştüğünde, kimyasal reaksiyonları kolaylaştıran bazı proteinler (enzimler) normal yapılarını ve işlev görme yeteneklerini kaybeder ve metabolizmanın kimyasal reaksiyonları ilerleyemez.
Bununla birlikte, vücut kısa süreli sıcağa (aşağıdaki şekil) veya soğuğa maruz kalmaya etkili bir şekilde yanıt verebilir. Vücudun sıcağa verdiği tepkilerden biri de elbette terlemektir. Ter deriden buharlaşırken, vücuttan bir miktar termal enerjiyi uzaklaştırarak vücudu soğutur. Ter üretmek için yeterli su (vücuttaki hücre dışı sıvıdan) gereklidir, bu nedenle ter tepkisi sırasında bu kaybı dengelemek için yeterli sıvı alımı şarttır. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, ter tepkisi nemli bir ortamda çok daha az etkilidir çünkü hava zaten suya doymuştur. Böylece cilt yüzeyindeki ter buharlaşamaz ve vücut iç sıcaklığı tehlikeli derecede yükselebilir.
Vücut ayrıca kısa süreli soğuğa maruz kalmaya da etkili bir şekilde yanıt verebilir. Soğuğa verilen tepkilerden biri, ısı üreten rastgele kas hareketi olan titremedir. Bir başka tepki de ısı üretmek için depolanan enerjinin daha fazla parçalanmasıdır. Ancak bu enerji rezervi tükendiğinde ve çekirdek sıcaklığı önemli ölçüde düşmeye başladığında, kırmızı kan hücreleri oksijen verme yeteneklerini kaybedecek ve beyni ATP üretiminin bu kritik bileşeninden mahrum bırakacaktır. Bu oksijen eksikliği kafa karışıklığına, uyuşukluğa ve nihayetinde bilinç kaybına ve ölüme neden olabilir. Vücut, soğuğa, kanın orada soğumasını önlemek ve vücudun merkezinin sıcak kalabilmesi için ekstremitelere, ellere ve ayaklara kan dolaşımını azaltarak tepki verir. Ancak merkez vücut sıcaklığı sabit kalsa bile, şiddetli soğuğa maruz kalan dokularda, özellikle de el ve ayak parmaklarında, ekstremitelere giden kan akışı çok azaldığında donma meydana gelebilir. Bu tür bir doku hasarı kalıcı olabilir ve etkilenen bölgenin kesilmesini gerektiren kangrene yol açabilir.
| GÜNDELİK BAĞLANTI Kontrollü Hipotermi Öğrendiğiniz gibi, vücut sabit bir sıcaklığı korumak için sürekli olarak koordineli fizyolojik süreçler yürütür. Ancak bazı durumlarda bu sistemi geçersiz kılmak faydalı, hatta hayat kurtarıcı olabilir. Hipotermi, anormal derecede düşük vücut ısısı için kullanılan klinik bir terimdir (hipo- = “altında”). Kontrollü hipotermi, bir organın veya bir kişinin tüm vücudunun metabolik hızını azaltmak için klinik olarak uygulanan hipotermidir. Kontrollü hipotermi, örneğin açık kalp ameliyatı sırasında sıklıkla kullanılır çünkü beyin, kalp ve diğer organların metabolik ihtiyaçlarını azaltarak bu organların zarar görme riskini azaltır. Kontrollü hipotermi klinik olarak kullanıldığında, hastanın titremesinin önlenmesi hastaya için ilaç verilir. Vücut daha sonra 25-32°C’ye (79-89°F) soğutulur. Kalp durdurulur ve harici bir kalp-akciğer pompası hastanın vücudundaki dolaşımı sağlar. Kalp daha da soğutulur ve ameliyat süresince 15°C’nin (60°F) altındaki bir sıcaklıkta tutulur. Bu çok soğuk sıcaklık, kalp kasının ameliyat sırasında kan akışı eksikliğini tolere etmesine yardımcı olur. Bazı acil servis doktorları, kalp krizi geçiren hastalarda kalp hasarını azaltmak için kontrollü hipotermi kullanmaktadır. Acil serviste doktor komaya sokar ve hastanın vücut ısısını yaklaşık 91°F dereceye düşürür. Bu durum 24 saat boyunca sürdürülerek hastanın metabolizma hızı yavaşlatılır. Hastanın organları çalışmak için daha az kana ihtiyaç duyduğundan, kalbin iş yükü azalır. |
Dar Atmosferik Basınç Farkı
Basınç, bir maddenin başka bir madde ile temas ettiği noktada uygulanan kuvvettir. Atmosferik basınç, Dünya atmosferindeki gazların (öncelikle nitrojen ve oksijen) karışımı tarafından uygulanan basınçtır. Siz algılamasanız da atmosferik basınç sürekli olarak vücudunuza baskı yapar. Bu basınç, -vücut sıvılarındaki gaz halindeki nitrojen gibi- vücudunuzdaki gazların çözünmesini sağlar. Bu basınç, vücudunuzdaki gazları, örneğin vücut sıvılarında bulunan gaz halindeki azot gibi çözünmüş olanları içeride tutar. Eğer bir uzay gemisinden aniden Dünya atmosferinin üzerine fırlatılsaydınız, normal basınçtaki durumdan çok düşük basınçlı bir duruma geçmiş olacaktınız. Kanınızdaki nitrojen gazının basıncı, vücudunuzu çevreleyen boşluktaki nitrojen basıncından çok daha yüksek olacaktır. Sonuç olarak, kanınızdaki nitrojen gazı genişleyerek kan damarlarını tıkayabilecek ve hatta hücrelerin parçalanmasına neden olabilecek kabarcıklar oluşturacaktır.
Atmosferik basınç kan gazlarının çözünmesini sağlamaktan daha fazlasını yapar. Nefes alabilmeniz, yani oksijen alıp karbondioksit salabilmeniz de hassas bir atmosfer basıncına bağlıdır. İrtifa hastalığı kısmen, yüksek irtifalardaki atmosferin daha az basınç uygulaması, bu gazların değişimini azaltması ve nefes darlığı, kafa karışıklığı, baş ağrısı, uyuşukluk ve mide bulantısına neden olması nedeniyle ortaya çıkar. Dağcılar, yüksek rakımlarda hem düşük oksijen seviyelerinin hem de düşük barometrik basıncın etkilerini azaltmak için oksijen taşırlar (aşağıdaki şekil).
| HOMEOSTATİK DENGESIZLİKLER Dekompresyon Hastalığı Dekompresyon hastalığı (DCS), kanda veya diğer vücut dokularında çözünmüş olan gazların vücut üzerindeki basıncın azalmasını takiben artık çözünmediği bir durumdur. Bu durum, derin bir dalıştan çok hızlı bir şekilde yüzeye çıkan su altı dalgıçlarını etkiler ve basınçsız kabinli uçaklarda yüksek irtifalarda uçan pilotları etkileyebilir. Dalgıçlar bu durumu genellikle DCS'nin bir belirtisi olan eklem ağrısına atıfta bulunarak "vurgun" olarak adlandırırlar. Her durumda, DCS barometrik basınçtaki bir düşüşten kaynaklanır. Yüksek irtifada, barometrik basınç Dünya yüzeyindekinden çok daha azdır çünkü basınç, vücudun üzerindeki hava sütununun ağırlığının vücuda baskı yapmasıyla oluşur. Derin sularda dalgıçlar üzerindeki çok büyük basınçlar da aynı şekilde vücuda baskı yapan bir su sütununun ağırlığından kaynaklanır. Dalgıçlar için DCS normal barometrik basınçta (deniz seviyesinde) meydana gelir, ancak dalgıçlar derin suyun yüksek basınç koşullarından deniz seviyesindeki düşük basınca yükselirken basıncın nispeten hızlı bir şekilde düşmesiyle ortaya çıkar. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, göl yüzeyindeki barometrik basıncın deniz seviyesindekinden daha az olduğu derin dağ göllerinde dalışın DCS ile sonuçlanma olasılığı deniz seviyesindeki suda dalıştan daha yüksektir. DCS'de, kanda çözünmüş gazlar (esas olarak nitrojen) hızla çözeltiden çıkarak kanda ve diğer vücut dokularında kabarcıklar oluşturur. Bunun nedeni, bir gazın bir sıvı üzerindeki basıncı azaldığında, sıvı içinde çözünmüş olarak kalabilecek gaz miktarının da azalmasıdır. Normal kan gazlarınızın kanda çözünmesini sağlayan hava basıncıdır. Basınç düşürüldüğünde, daha az gaz çözünmüş olarak kalır. Gazlı bir içeceği açtığınızda bunun etkisini görmüşsünüzdür. Şişenin kapağının çıkarılması gazın sıvı üzerindeki basıncını azaltır. Bu da çözünmüş gazların (bu durumda karbondioksit) sıvıdaki çözeltiden çıkmasıyla kabarcıklara neden olur. DCS'nin en yaygın semptomları eklemlerde ağrıdır ve vakaların yüzde 10 ila yüzde 15'inde baş ağrısı ve görme bozuklukları görülür. Tedavi edilmezse, çok şiddetli DCS ölümle sonuçlanabilir. Derhal saf oksijen ile tedavi edilmelidir. Etkilenen kişi daha sonra bir hiperbarik odaya taşınır. Hiperbarik oda, atmosferik basınçtan daha yüksek bir basınca sahip, güçlendirilmiş, kapalı bir odadır. Vücudun basıncını azaltarak DCS'yi tedavi eder, böylece basınç daha sonra çok daha kademeli olarak kaldırılabilir. Hiperbarik oda vücuda yüksek basınçta oksijen verdiği için kandaki oksijen konsantrasyonunu artırır. Bu, kandaki nitrojenin bir kısmını çözelti dışında tolere edilmesi daha kolay olan oksijenle değiştirme etkisine sahiptir. |
Vücut sıvılarının dinamik basıncı da insanın hayatta kalması için önemlidir. Örneğin, kan basıncı, kan damarları içinde akarken kan tarafından uygulanan basınçtır ve tüm vücut dokularına kanın ulaşabilmesi için yeterince yüksek olmalıdır, ancak hassas kan damarlarının sürtünme ve basınçlı kanın atım akışı kuvvetine dayanabilecek kadar düşük olmalıdır.
Önceki Ders: İnsan Yaşamının İşlevleri
Yorumlar
Yorum Gönder