Deri Vasıtasıyla Teneffüs

Scientific American’ dan derleyen Müh. Mehmed Sami Polatöz

Kainatta herşey bir hesap ve plan ile umumi denge dem tutmakta.. Bu mevzuda bir zerreyi bile istisna kabul etmek mümkün değilken,canlıların teneffüs cihazları ile alakalı olarak kurulmuş olan üstün sistemin,akılsız şuursuz maddeye havalesi hiç mümkün müdür?

Canlılar alemi tetkik edildiğinde, insanları hayretten hayrete sürükleyecek birçok mu’cizelerle dolu olduğu görülür. Kurulan mükemmel dengede her canlı kendine ait bir çok hususi kabiliyetlerle donatılmış, adeta her askeri, değişik kıyafet, teçhizat ve silaha sahip muazzam bir orduyu andırmaktadır. Bu orduda her bir askerin ihtiyacı en mükemmel şekilde karşılanmakta, küçük bir hata ve gecikmeye yer verilmemektedir. Canlıların en büyük ihtiyacı olan havayı teneffüs etme de yine her canlıda kendisine en uygun şekilde ihsan edilmiş solungaçlar, akciğerler gibi hususi uzuvlar, ihtiyaca göre en iyi şekilde planlanıp yerleştirilmiştir. Ne var ki solungaçlar ve akciğerin haricinde de azami iktisat prensibiyle bazı hayvanlarda deri, bu vazifenin belli bir kısmını yüklenmektedir. Bu yazıda bilhassa omurgalılarda derinin ne ölçüde bu vazifeyi yaptığı ayrıntıları ile incelenmiş ve gözler önüne serilmiştir.

Deri teneffüsü yapan canlıların en meşhurları hiç şüphesiz ki hem karada hem de suda yaşayabilen hayvanlardır (Amfibiler). Bu hayvanlarda deri vasıtası ile ihtiyacının % 30 oksijenini temin ve % 100 karbondioksidini dışarı atma anormal değildir. Misal olarak, kurbağa larvası, solungaç ve akciğerleri olmasına rağmen teneffüs ameliyesinin % 60’ını deri vasıtası ile yapar.

Zamanlarının büyük çoğunluğunu karada geçirme durumunda kalan amfibiler hayatlarını tehdid edici zorluklarla karşılaşırlar. Çünkü gaz alışverişini kolaylaştıran derideki bu hususiyetler aynı zamanda su kaybını da hızlandırır. Buna rağmen deri teneffüsü kara amfibilerinin bütün türlerinde bulunmuştur. “Plethodontidae” ailesine ait bütün semenderlerde deri tek teneffüs uzvudur. Bu hayvanların bazı tropikal türleri 150 gram ağırlığına ve 24 cm boyuna ulaşmasına rağmen bütün teneffüslerini deri vasıtası ile yaparlar.

Deri teneffüsü balıklardan memelilere kadar diğer bütün omurgalılarda da araştırılmıştır. Balıklardan bir çoğunun gaz alışverişlerinin yarısını derileri vasıtası ile yaptıkları deney ile gösterilmiştir. Misal olarak köpekbalığı, alabalık, morina ve japon balığı toplam oksijen ihtiyaçlarının % 5 ila % 30’unu deri vasıtası ile elde eder.

Sürüngenlerin de deri teneffüsünden istifade ettikleri gösterilmiştir. Umumiyetle deri teneflüsünü kullanan tatlı su kaplumbağaları, göl sathının buz tuttuğu zamanlarda deri teneffüsüne geçerler. Avustralya’da uzun süreli dalışlar yapan, Adelaide Üniversitesinden Roger S.Seymour bazı deniz yılanlarının uzun süreli derin dalışlarda deri vasıtası ile kandaki azotu attıklarını, böylece yüzeye çıktıklarında vurgun diye tabir edilen (kanda azot kabarcıklarının oluşması), ve öldürücü olabilen hadiseyi bertaraf ettiklerini ileri sürmüştür. Bugün teknolojinin bu kadar ilerlemesine rağmen tüple derine dalan dalgıçlar hala vurgun tehlikesi ile karşı karşıyadır ve dipten su yüzüne dinlene dinlene uzun zamanda çıkabilmektedirler.

Su kaybının sürekli bir tehlike arzettiği kurak yerlerde yaşayan birçok sürüngen kendilerine ihsan edilen kalın kabuk ve derilerle bu problemin üstesinden gelmişlerdir. Amerika’nın güneybatı çöllerinde yaşayan “Chuckwalla” kertenkelesi gibi birkaç tür, kalın koruyucu derileri olmasına rağmen teneffüslerini derileri vasıtasiyle yapabilmektedirler.

Bazı omurgalılarda deri teneffüsü büyük ehemmiyet arzederken bazı omurgalılarda ise aynı durum mevzubahis değildir. Bu hayvanlardaki kürklü veya tüylü deriler kurbağa derisi kadar geçirgen olsaydı bile yine de çok yüksek metabolik hızları için akciğerlere ihtiyaç göstereceklerdi. Akciğerler gaz alışverişi için derinin sağlayabileceğinden çok daha geniş ve ince satıhlara sahiptirler. Bunun bazı istisnaları vardır. Duke Üniversitesinden Clyde F.Herreid II ve arkadaşları, yarasalarda karbondioksidin % 12’sinin ince, kılcal damarlar yönünden zengin kanat derisi vasıtası ile dışarı atıldığını bulmuştur.

İnsanlarda deri teneffüsü nasıldır? İnsan derisi vücut dokularının faydalanması için bizzat bir teneffüs uzvu olarak vazife görmez. Bununla birlikte her yaşayan doku gibi deri de metabolizma neticesinde oksijen harcar ve karbondioksit çıkarır. Derinin kullandığı gazlar ve kandaki bir miktar karbondioksit, deri vasıtası ile havaya geçer. Deriye tatbik edilen ilaçlarda da tıbben derinin geçirgen olma hususiyetinden istifade edilir.

Araştırmacılar deriyle, çok nazik ve hassas olarak inşa edilmiş akciğer ve solungaçların karşılaştırmasını yaptılar. Derinin hem kalınlık, hem de satıh alanı olarak çok dezevantaja sahip olduğunu gördüler. Çünkü deri teneffüsü difüzyon denilen fiziki bir ameliye sayesinde gerçekleşir. Difüzyon da gazlar, yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyona sahip diğer bir yere geçiş yapmaktadır. Bu geçiş esnasında difüzyon engeli diye tabir edebileceğimiz derinin veya geçirgen zarların kalınlığı mümkün mertebe azaltılmalıdır. İnsan akciğerinde bu kalınlık milimetrenin binde birinden daha azdır ve difüzyon faaliyeti çok sür’atli cereyan etmektedir. Diğer bir faktör ise difüzyon sahasının mümkün mertebe geniş tutulmasıdır ki bu da yine akciğerlerdeki yüzbinlerce küçük (Alveol) hava kesecikleri ile harika bir surette sağlanmaktadır. Ne var ki derinin sahip olduğu bu dezevantajların bazı hayvanlarda mucizevi bir surette bertaraf edildiği müşahade edilmektedir.

Bazı erkek amfibiler kur yapma mevsiminde saatlerce süren, vücut hareketlerinde bulunurlar. Bu hareketlerle birlikte oksijen alınması ve karbondioksidin atılması için olan teneffüs ihtiyacı artar. Teneffüs ihtiyacının artmasına karşılık bu amfibilerde derinin bazı kısımları genişler veya dışa doğru büyümeler ortaya çıkar. Bu satıhlar ilave teneffüs uzvu olarak iş görürler.

Derinin yapısındaki bu farklılaşmalar tüylü erkek kurbağada apaçık görülebilir. Butlarındaki tüyleri andıran deriye ait çıkıntılar sathı genişleterek oksijen alınmasını arttırırlar (Resim 1-a)

Kur mevsiminde semenderlerin birçok türlerinde erkeklerde meydana gelen gelişmiş kuyruk ve sırt yüzgeci (crista veya ibik) ve difüzyon sahasını genişletmekte ve böylece daha çok gaz alışverişini mümkün kılmaktadır. Üreme mevsimin in bitmesiyle derideki bu genişlemeler de kaybolur. Asıl enteresan olanı, nisbeten hareketsiz olan bu türlerin dişilerinde bu değişikliklerin müşahade edilmeyişidir.

Yukarıda belirtilen mevsimlik değişmelerin yanında bazı amfibiler deri teneffüsünü hızlandırıcı morfolojik karakterlere sahiptir. Bir çok amfibide nisbetsiz gibi büyümüş vücud veya kuyruk tipleri gözlenmiştir. İlim adamları bunun da deri sathına, teneffüsü arttırıcı yönde tesir ettiğini ileri sürmektedirler.

Diğer bazı cinsler sürekli deri katlanmalarına, kırışıklıklara sahiptirler. Bu da teneffüs için satıh genişlemesine yol açmaktadır. Bunların en hayret vericisi, Peru ve Bolivya arasındaki Titicaca Gölünde yaşayan kurbağadır (Telmatobius culeus). Oklahoma Üniversitesinden Victor Hutchison ve arkadaşlarının tesbit ettiği gibi Titicaca Gölü kurbağası deri teneffüsü yönünden öyle techiz edilmiştir ki, akciğerlerini kullanmasına adeta ihtiyaç yoktur. Derisi katlı ve sarkık bir haldedir (Resim 1-b) Diğer bazı kurbağa çeşitlerinde de bu tip deriye rastlanmıştır. Büyük bir su semenderi çeşidi olan Cryptobranchus allegiensis de ise deri katları küçük olmakla birlikte çok fazla sayıda ve zengin kılcal damarlarla takviye edilmiştir (Resim 2)

Teneffüs gazlarının difüzyonunu çoğaltıcı diğer bir hususiyet ise, derinin kalınlığındaki azalmadır. Tüy, kürk gibi fiziki engellerden mahrumiyetin ötesinde amfibi derileri tipik olarak 10 ila 50 mikrometre (bir metrenin milyonda biri) kalınlığındadır. Derideki bu azami incelik elbetteki deri teneffüsünü arttırıcı bir rol oynamaktadır.

Fizik prensiplerine uygun biçimde bir çok canlıda harika bir surette kendini gösteren deri teneffüsü Kainatta Hakim ve Yaratıcı Kudretin aciz mahluklar üzerindeki ilim, hikmet ve tedbirinin değişik bir tecellisi sergilenmektedir.