الجهاز التنفسي -الجزء الأول Respiratory system
جهاز التنفس يزود خلايا الجسم : بالاكسجين الضروري لأنشطتها، ويخلصها من ثاني أكسيد الكربون (نتاج عملية الأكسدة فيها). يمر هواء الشهيق عبر الرغامى والقصبتين (شعبتيه الاضيق) إلى الرئتين. وتشمل كل رئةٍ كثيراً من القصيبات الشعرية تنتهي بعددٍ لا يحصى من الحويصلات الهوائية (او الاسناخ) المبطنة باغشيةٍ رقيقةٍ جداً يجري عبرها تبادل الغازات من الشعيرات الدموية التي تحيط بالانساخ . وتعمل العضلات الوربية (بين الاضلاع) والحجاب الحاجزتحت الرئتين) على تشغيل الرئتين كالكير (منفاخ الحداد) ، تسحب الهواء اليهما ثم تدفعه خارجهما في فتراتٍ منتظمة.اذن ان التنفس يتم على مستوى الشعيرات الدموية .
أهمية الجهاز التنفسي:
للتنفس دور كبير في المحافظة على استمرارية النشاط داخل الجسم فبالتنفس يتم التخلص من ثاني اوكسيد الكربون الذي يعتبر تراكمه ضار لخلايا الجسم ويوازن فقدانه بالحصول على الاكسجين الذي يعتبر الوقود الذي لاتستمر الحياة بدونه لما له الدور الكبير في استمرارية العمليات الحيوية داخل الجسم وعملية التزويد بالاكسجين هي عملية مستمرة لاتنقطع . ونقصان الاكسجين يؤدي نقصان التروية إلى الدماغ وبالتالي تظهر اعراض الدوار والتعب على المريض عادة اما في حالة انقطاعه انقطاعا تاما فأنه يؤدي إلى إلى توقف عضلة القلب وبالتالي يعرض الانسان إلى احتمالية كبيرة لفقده الحياة مالم يتم انعاش القلب والرئة من جديد في وقت محدد . اذن فالتنفس هي عملية ضرورية لامداد عضلة القلب بالاكسجين وبالتالي ضخ الاكسجين عن طريق الدم إلى سائر اعضاء الجسم وبالتالي تستمر عملية الحياة بانتظام داخل جسم الانسان ..
دراسة تشريحية للجهاز التنفسي
يتم الحصول على الأكسجين بواسطة عملية التنفس التي يقوم بها الجهاز التنفسي الذي يتكون من :
- المجاري التنفسية: وتشتمل على سلسلة من الأعضاء تنقل الهواء إلى الرئتين وهذه الأعضاء هي
- الحفرتان الأنفيتان:تتصلان مع الخارج بالمنخرين وهما مبطنان بغشاء مخاطي مهدب يرطب ويسخن الهواء وينقيه.
- البلعوم:وهو الممر المباشر والممتد من ممر الانف من الخلف،الجزء الامامي منه مبطن بغشاء مخاطي والجزءالخلفي عبارة عن ممر مشترك للغذاء والهواء معا،تتصل به من الامام القصبة الهوائية ومن الخلف المريء،ويمر من البلعوم خلال فتحة المزمار إلى الحنجرة .
- الحنجرة:وهو عضو غضروفي تمتد في داخله ثنيات غشائية عضلية تكون الحبال الصوتية،فتهتز هذه الحبال بتأثير الهواء الصاعد من الرئتين فتنشأ عنهما الأصوات،فالحنجرة هي عضو الصوت،تفتح الحنجرة بفتحة المزمار،ويسدها عند البلع غضروف لسان المزمار .
- الرغامي:وهي أنبوب يتكون من غضاريف نصف دائرية تدعم الناحية الأمامية بينما تكون الناحية الخلفية التي يستند أليها المريء مرنة تسمح بمرور الطعام.يبطن الرغامي غشـاء مخاطي ذو أهداب مهتزة مخاطية تستوقف الغبار، والجزيئات التي ترافقه،ويدفعها نحو الفم فيتم بذلك تطهير الهواء المستنشق.
- القصبات الهوائية:تتفرع الرغامي بعد مسافة من الحنجرة إلى قص يبات أصغر كأغصان الشجرة ويشكل مجموعهاالشجرة القصيبية.
- الرئتان:وتوجد الرئتان في الفراغ الصدري محاطتين بالغشاء البلوري الحشوي داخل حجرة جدارها من الضلوع والقص والعمود الفقري ودعامتهما الحجاب الحاجز.وهما عضوان إسفنجيان مرنان يشتملان على الشجرة القصيبية التي نتجت عن الحويصلات الرئوية.وينقسم جوف كل حويصلة إلى عدد من التحدبات هي الاسناخ الهوائية التي تزيد من سعة السطح الداخلي للهواء. تجتمع الاسناخ لتشكل حويصلات،وتجتمع الحويصلات لتشكل كتلا هرمية الشكل تدعى الفصيصات الرئوية.وتجتمع الفصوص الرئوية وعددها ثلاثة في الرئة اليمنى وفصّان فقط في الرئة اليسرى._غشاء الجنب (الغشاء البلوري)يحيط بكل رئة غشاء ذو ورقتين يدعى غشاء الجنب،تلتصق الوريقة الداخلية بالرئة بينما تلتصق الوريقة الخارجية بالوجه الداخلي للقفص الصدري وبفضلها تتصل الرئتان بالقفص الصدري.
- الأوعية الدموية الرئوية: يخرج الشريان الرئوي من البطين الأيمن فينقسم إلى قسمين ينفذ كل منهما إلى رئة ويسير محاذيا للقصبة الهوائية ويتفرع مثل تفرعها حتى ينتهي في محيط الأسناخ.فيتشكل حولها شبكات شعرية غزيرة،وينتج عن اجتماع الشعيرات فروع وريديه تتلاقى فتشكل وريدين في كل رئة وتخرج الأوردة الرئوية الأربعة وتصب في القلب في الأذين الأيسر وبما أن جدران الاسناخ الرئوية رقيقة جدا فيكون الدم فيها وهواء الاسناخ على اتصال مباشر بسطح واسع جدا وتم عندها التبادل الغازي الرئوي.
وظائف التنفس
يقوم التنفس بالوظائف التالية:
- تزويد الجسم بالأكسجين من الجو إلى الرئتين،ثم أكسدته في الرئتين،بفضل الضغط الجزيئي للأكسجين في الأسناخ والأوعية الدموية.
- طرح ثاني أكسيد الكربون: وذلك بفضل فرق الضغط الجزيئي له في الخلايا والأوردة والاسناخ.
- المحافظة على التوازن الحامضي_القاعدي أو الرقم الهيدروجيني.
- المحافظة على حرارة الجسم: نتيجة لعمليات الاحتراق والهدم والبناء داخل الجسم ترتفع درجة حرارة الجسم الداخلية فيعمل بعدة طرق للتخلص من الحرارة الزائدة وهذه الطرق والوسائل هي:الجهاز العصبي،الغدد الصماء،الرئتان.
آلية التنفس
يتم تجديد الهواء داخل الرئتين بواسطة ظواهر ميكانيكية،أولها حركة العضلات التنفسية التي تعمل على تغيير حجم القفص الصدري أثناء الشهيق والزفير ،والتغلب على مقاومة الممرات الهوائية والجنبة الرئوية.وتنقسم عملية التنفس إلى مرحلتين متتابعتين بشكل متلاحق ومستمر هما الشهيق والزفير:
- الشهيق (Inspiration) :وهو عملية فاعلة،تتطلب جهدا من أعضاء الجهاز التنفسي،وخاصة العضلات لإدخال الهواء إلى الرئتين
- الحجاب الحاجز :تتقلص عضلة الحجاب الحاجز فتهبط للأسفل فيتسع القفص الصدري عمودياً أو طولياً ويقل الضغط داخل الرئتين إلى أن يصبح اقل من الضغط الجوي فيندفع الهواء داخلهما .
- العضلات الوربية الخارجية:وتعمل على رفع القص ودفعه للأمام مما يزيد من حجم القفص الصدري من الأمام للخلف وجانبياً .
- الزفير (Expiration):وهو عملية سلبية أو تلقائية لا تتطلب جهدا لإخراج الهواء خارج الجسم ، وإنما تأتي كنتيجة حتمية لعملية الشهيق ولكن في الحالات الاضطرارية ،تتدخل عضلات البطن والعضلات الوربية الداخلية لتضيق القفص الصدري، فيرتفع الضغط داخل الرئتين فيطرد الهواء منهما عبر الممرات الهوائية خارج الجسم.
معدّل التنفس:
يكون وقت الشهيق أطول من وقت الزفير, كما نلاحظ لحظة توقف عند نهاية الشهيق. ويتراوح معدل التنفس عند الرجل السوي بين 13- 18 دورة في الدقيقة وفي المتوسط 16 دورة في الدقيقة ويزداد هذا المعدل في حالات الحرارة والعمل والانت ، وهو عند المرأة أكثر منه عند الرجل بدورتين.
دور الممرات الهوائية في التنفس
ليست الممرات الهوائية مجرد قنوات صافية ، وإنما تلعب دوراً في عمليتي الشهيق والزفير ،فأثناء الشهيق تتطاول وتتسع إلى أقصى حد لتسهّل مرور الهواء ، بينما وقت الزفير يقل طولها وقطرها بفعل ارتفاع الضغط داخل القفص الصدري للإسراع في طرح الهواء وكذلك تقوم بطرح وإخراج الإفرازات التي يبلغ حجمها الطبيعي 150 مللتر يومياً ويزداد في الحالات المرضية. دور الجنبة ( البلورا) في التنفس: تعمل بورقتيها الجدارية والحشوية على دعم الرئتين والجدار الصدري وهي تسمح للرئتين بالتمدد الأعظمي ، كما تسمح لها بالحركة التي تنقلها لهما من جدار القفص الصدري وبناء على ذلك فإن الضغط داخل الفجوة بين ورقتي الجنبة أثناء الزفير يكون سلبياً وهو يساوي –3 ضغط جوي ويزداد سلبية أثناء الشهيق إذ يتراوح ما بين 6-10 ، أما في حالة الزفير الإجباري قد يصل إلى +4 بينما ينخفض أثناء الشهيق الإجباري إلى _30 ضغط جوي. دور الأسناخ في آلية التنفس: تلعب الأسناخ دوراً هاماً وذلك بفضل مطاطية جدرانها والألياف العضلية بين الأسناخ وخاصة بفعل تأثير السير فاكتانت ( sur factant ) في نفخ وانكماش الأسناخ .
المراجع
- الدراسات العلمية في علم وظائف الأعضاء د. صبحي عمران شلش
- جسم الإنسان د. إديث سبرول ترجمة د. عبد الحافظ حلمي محمد
- فسيولوجيا جسم الإنسان د. حكمت عبد الكريم فريحات