- تشريح التنفس الرئوي
- مراحل أو مراحل عملية التنفس
- العلاقة مع الضغط في الهواء
- حقائق ممتعة تتعلق بالتنفس
- المراجع
في الرئة التنفس هي عملية تبادل الغازات التي تحدث داخل الرئتين، حيث تزود بالأكسجين الضروري مباشرة الكائن في الدم وإطلاق ثاني أكسيد الكربون. يحدث التنفس عند البشر ما يقرب من اثني عشر إلى عشرين مرة في الدقيقة بفضل عمل الجهاز التنفسي.
على الرغم من وجود سيطرة واعية معينة على التنفس ، إلا أن الغالبية العظمى من الوقت هو عمل لا إرادي وغريزي. المركز التنفسي (CR) الموجود في جذع الدماغ هو المسؤول عن هذه العملية.
اعتمادًا على احتياجات الجسم ومستويات الأكسجين مقابل ثاني أكسيد الكربون ، يتلقى CR إشارات كيميائية وهرمونية وعصبية ، والتي تتحكم من خلالها في التردد والسرعة التي يعمل بها الجهاز التنفسي.
تشريح التنفس الرئوي
الرئتان هما العضوان الأساسيان للجهاز التنفسي اللذان يتمددان أو ينقبضان بفضل عمل الحجاب الحاجز الموجود أسفلهما. يتم تغطية الرئتين بالقفص الصدري والأضلاع ، والتي لها نصف قطر معين من التمدد للسماح للرئتين بالملء بالهواء.
الفم والأنف مسؤولان عن تصفية الهواء الذي يدخل الجسم. ثم يتم نقله عبر الحلق إلى القصبة الهوائية.
تنقسم القصبة الهوائية إلى قناتين هوائيتين تسمى القصبات ، وتتفرع هذه بدورها داخل كل رئة إلى أنابيب أصغر تسمى القصيبات.
تنتهي القصيبات في أكياس صغيرة تسمى الحويصلات الهوائية ، حيث يتم تبادل الغازات أخيرًا ، وتحديداً حيث تتصل الحويصلات بالشعيرات الدموية.
من الآن فصاعدًا ، يعد توزيع الأكسجين في جميع أنحاء الجسم مهمة جهاز الدورة الدموية. يضخ القلب الدم الذي يحمل الأكسجين إلى جميع الخلايا. إلى أبعد زوايا الجسم و / أو خفية.
بمجرد تحقيق ذلك ، يتم نقل ثاني أكسيد الكربون في الدم عن طريق الدورة الدموية إلى الرئتين ، حيث تتخلص الشعيرات الدموية منه في الحويصلات الهوائية وتطرده من خلال الشعب الهوائية باتجاه الحلق ويتم إطلاقه مؤخرًا في محيط ب.
مراحل أو مراحل عملية التنفس
يوصف فعل التنفس بأنه حركة الهواء داخل وخارج الرئتين. تبدأ العملية بالاستنشاق أو الشهيق: عندما تنقبض عضلة الحجاب الحاجز للأسفل ، فإنها تخلق فراغًا يوسع التجويف الصدري ، وبالتالي تتوسع الرئتان مما يتسبب في امتصاص الهواء من الأنف أو الفم.
يمر الهواء عبر القصبة الهوائية ويتوزع عبر القنوات المعقدة للشجرة العضدية ويدخل الأكياس السنخية الصغيرة حيث يعبر الأكسجين جدران الشعيرات الدموية. هنا يساعد بروتين الهيموجلوبين الموجود في خلايا الدم الحمراء في نقل الأكسجين من الأكياس إلى الدم.
في الوقت نفسه ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون من الشعيرات الدموية ، وإفراغه في الرئة ، وتوجيهه خارج الجسم عند الزفير أو الزفير. يرتاح الحجاب الحاجز عن طريق التحرك لأعلى ، مما يتسبب في تقلص الفراغ في التجويف الصدري إلى موضعه الأصلي.
يُطرد الهواء المملوء بثاني أكسيد الكربون من الرئة إلى القصبة الهوائية ثم يخرج عبر الفم أو الأنف إلى البيئة. يعتبر الزفير حركة سلبية ، حيث لا يبذل الجسم أي جهد لطرد الهواء.
العلاقة مع الضغط في الهواء
وفقًا لقانون بويل ، يرتبط الضغط والحجم في الأماكن المغلقة ارتباطًا عكسيًا ؛ مع تقليل الحجم يزداد ضغط الهواء وإذا زاد الحجم ينخفض الضغط.
يخبرنا قانون آخر أنه عندما يكون هناك وسيطان بضغط هواء مختلف ، عند فتح قناة اتصال ، فإن الهواء بطبيعته سيسعى إلى توزيع نفسه لموازنة الضغط في كلتا الوسيطتين. تعطي هذه الظاهرة الانطباع بأن الهواء يمتص من الوسط بضغط أعلى إلى الوسط ذي الضغط المنخفض.
ومن الأمثلة المعروفة التي توضح هذا القانون قمرة القيادة للطائرات. تحديدًا إذا كان هناك فتحة مفتوحة أثناء التواجد في المرتفعات. إذا حدث هذا ، فسيتم امتصاص الهواء الداخلي للطائرة بالكامل من المقصورة حتى يتساوى مع الضغط الجوي بالخارج. على الكوكب ، كلما ارتفع الارتفاع ، انخفض ضغط الهواء.
في التنفس ، يعتمد تبادل الهواء بين الرئتين وبيئة الغلاف الجوي أيضًا على الضغط بين الوسطين. لفهم آليات التنفس بالتفصيل ، من الضروري مراعاة العلاقة العكسية بين الحجم والضغط.
أثناء عملية الاستنشاق ، عندما يزيد حجم الرئتين ينخفض الضغط الداخلي. فيما يتعلق بالبيئة الخارجية ، يكون الضغط في تلك اللحظة الدقيقة أقل من الضغط الجوي.
يؤدي هذا الاختلاف إلى انتقال الهواء سريعًا من متوسط ضغط مرتفع إلى ضغط منخفض - وبالتالي موازنة الوسطين - مما يؤدي إلى ملء الرئتين.
أثناء الزفير تنعكس العملية. يزداد الضغط داخل الرئتين عندما يرتاح الحجاب الحاجز ويسعى التجويف الصدري إلى تقليل حجمه. لتحرير الضغط ، يتم طرد الهواء إلى البيئة ، وبالتالي موازنة الضغط الجوي.
حقائق ممتعة تتعلق بالتنفس
كما قيل سابقًا ، التنفس هو المسؤول عن إمداد الدم بالأكسجين ، وهذا بدوره مسؤول عن أكسجة الجسم بالكامل. لا يمكن لأي خلية في الجسم أن تعيش بدون أكسجين بشكل منتظم ، وهذا يجعل التنفس من أهم وظائف الإنسان.
يحتوي الجهاز التنفسي بداخله على عناصر تساعد على منع دخول المواد الخطرة إلى الرئتين.
من شعر الأنف الذي يعمل على تصفية الجزيئات الكبيرة ، إلى الشعر المجهري - الذي يسمى الأهداب - على طول الجهاز التنفسي الذي يحافظ على نظافة الممرات الهوائية. لا يسمح دخان السجائر لهذه الخيوط بالعمل بشكل صحيح ، مما يسبب مشاكل صحية وأمراض الجهاز التنفسي مثل التهاب الشعب الهوائية.
يحافظ المخاط الذي تفرزه خلايا القصبة الهوائية والشعب الهوائية على تزييت الجهاز التنفسي ويساعد على منع الغبار والبكتيريا والفيروسات والمواد المسببة للحساسية وغيرها.
في هذا الخصوص ، توجد أيضًا وظائف تابعة للتنفس تعمل على الحفاظ على الممرات الهوائية التي تم إطلاقها ؛ كالسعال والعطس.
المراجع
- كلية OpenStax. علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء - الجهاز التنفسي. OpenStax CNX. philschatz.com.
- ما هو التنفس. هيث Hype.com. حقوق الطبع والنشر 2017 Healthhype.com
- موسوعة آدم الطبية. ميدلاين بلس. حقوق النشر 1997-2017 ADAM medlineplus.gov.
- كيف تعمل الرئتين والجهاز التنفسي. (2014) المرجع الطبي WebMD. WebMD، LLC. webmd.com.
- ميكانيكا تنفس الإنسان. Boundles.com.
- اكتشف كيف تعمل الرئتين. (2012) المعهد الوطني للقلب والرئة والدم - المعاهد الوطنية للصحة. وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية. nhlbi.nih.gov.
- التنفس الفعال. التنفس الذكي. حقوق النشر 2014. smart-breathe.com