حقائق وتساؤلات حول جهاز التنفس عند الإنسان

يؤدي الجهاز التنفسي دوراً رئيساً في جسم الإنسان، ونحن بصفتنا كائنات حية نتنفَّس الأوكسجين ونطرد غاز ثاني أوكسيد الكربون بمساعدة هذا النظام، ولكنَّ هذا ليس كل شيء؛ بل يوجد أكثر من ذلك بكثير.

يتكوَّن الجهاز التنفسي عند البشر من عدة أعضاء متصلة ببعضها وتتشارك في إتمام الوظيفة التنفسية المثلى، وهذه الأعضاء هي الأنف وتجويفه، والبلعوم، والحنجرة، والرغامى، والقصبتان الهوائيتان اللتان تتفرعان إلى شعب "قصيباتٍ" هوائية، وفي النهاية الرئتان التي تحوي الحويصلات الرئوية.

تنقي الرئتان الهواء الواصل إليها من ثاني أوكسيد الكربون، وتستخلص منه الأوكسجين اللازم للعمليات الحيوية في الجسم، وترفقه مع الدم عن طريق اتِّحاده مع كريات الدم الحمراء بواسطة الهيموغلوبين "خضاب الدم".

وفي مقالنا هذا سنتعرَّف أكثر إلى بعض الحقائق الرائعة والأسئلة الشائعة عن جهاز التنفس البشري.

25 حقيقة وتساؤلاً عن جهاز التنفس البشري:

فيما يأتي خمسة وعشرون حقيقة وتساؤلاً عن جهاز التنفس البشري:

1. كيف يعمل جهاز التنفس؟

يُنقل الأوكسجين الذي نتنفسه إلى خلايانا عن طريق الدم الذي يمر عبر الشرايين ليصلَ إلى الخلايا التي تحتاج إليه في عملياتها الحيوية، ويُنقل ثاني أوكسيد الكربون الذي تطلقه الخلايا عن طريق الدم إلى الرئتين لتطرحه عند عملية الزفير، وفي أثناء أداء هذه الوظيفة نأخذ حوالي 22000 نفساً إجمالياً في اليوم، ونستنشق أكثر من 2000 جالون (8000 ليتر) من الهواء كل يوم.

2. التنفس الرئوي مختلف عن التنفس الجهازي:

تتضمن عملية التنفس كلاً من التنفس الرئوي والجهازي؛ إذ يتدفق الهواء من تجويف الأنف إلى المستوى السنخي ويتم تبادله مع الدم الذي يحمله إلى القلب ومن ثم يُضَخ أخيراً إلى باقي الأعضاء، وتُسمى عملية التبادل هذه بالتنفس الجهازي.

من ناحية أخرى فإنَّ التنفس الرئوي هو العملية الخارجية لاستنشاق الهواء وزفيره التي تشمل استخدام الأنف والحجاب الحاجز والرئتين وعضلات البطن.

شاهد بالفيديو: 11 طريقة غير متوقعة للوقاية من نزلات البرد والإنفلونزا

3. ما هو مقدار الهواء الذي نتنفسه؟

عادةً يتنفس البشر 13 مكيالاً من الهواء كل دقيقة في المتوسط، ويتطلَّب كل نفس استنشاق حوالي 7 مل من الهواء لكل كجم من وزن الجسم.

4. الهيكل المعقد لجهاز التنفس البشري:

الرئتان إسفنجيتان ومرنتان، مكونتان من عدَّة حجرات صغيرة، وعندما يمر الهواء أسفلَ القصبة الهوائية يُرسَل إمَّا إلى الرئة اليسرى أو اليمنى عبر الممرات الهوائية المعروفة باسم القصبات الهوائية، والتي تتفرع إلى قصيبات لتصل إلى أكياس هوائية صغيرة تشبه البالون تسمى الحويصلات الرئوية.

تحدث عملية تبادل غاز ثاني أوكسيد الكربون والأوكسجين في الحويصلات الهوائية.

5. حجم الرئتين بحجم ملعب التنس:

قد لا تبدو الرئتان كبيرتين على السطح، لكن إن فُتِحَت هياكلها المعقدة بالكامل بشكل مسطح ووُسِّعَت إلى أقصى حجمٍ لها، فإنَّ مساحة سطحها كبيرة وتمتد في المجموع إلى ما يقارب 525 قدماً مربعة لكلا الرئتين؛ أي بحجم ملعب تنسٍ تقريباً.

6. ما هي وظيفة الحويصلات الرئوية؟

تستبدل الحويصلات الهوائية في رئتي الإنسان نفايات ثاني أوكسيد الكربون في الدم بغاز الأوكسجين النقي، وتُشير التقديرات إلى وجود ما يقرب من 300 إلى 500 مليون حويصل رئوي داخل رئة البالغين.

يُحاط كل حويصل هوائي بشبكة من الأوعية الدموية تسمى بالشعيرات الدموية، ولكلٍّ من الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية سمكٌ واحدٌ يعادل سمكَ خلية واحدة فقط؛ الأمر الذي يسمح بانتشار واسع للغاز فيها.

داخل الحويصلات الرئوية يُنتَج السورفاكتانت لتقليل التوتر السطحي الحاصل وليحميَ ويمنع الحويصلات الرئوية من الانهيار عند الزفير.

7. يمكن للرئتين أن تطفو على الماء:

الرئة إسفنجية وجوفاء البنية، وعندما تمتلِئ الحويصلات الهوائية فيها بالهواء، تصبح كالبالون يمكنها الطفو على الماء، وهي العضو الوحيد في جسم الإنسان الذي يمتلك هذه الميزة.

حاول أخذ نفس عميق وحبسه دون زفرِه لمدة وجيزة حين تكون في المسبح، وستلاحظ أنَّك تطفو بكل بساطة وخاصة من ناحية صدرك، نعم، إنَّ رئتيك الآن تعمل عمل دولاب السباحة الهوائي.

8. التنفس التلقائي اللاإرادي:

التنفس هو وظيفة لا إرادية تحدث تلقائياً بفعل جزء من جذع الدماغ يُدعى بالنخاع المستطيل؛ هو المسؤول عن دفعنا إلى الشهيق والزفير.

9. ليست الرئتان بنفس الحجم:

تُعَدُّ الرئة اليمنى أكبر من الرئة اليسرى؛ إذ تمتلك الرئة اليمنى ثلاثة فصوص بينما تمتلك الرئة اليسرى فصين فقط؛ وذلك ليتَّسع القلب داخل حفرته في الجانب الأيسر من الصدر.

كما يؤثر طول الإنسان والارتفاع الذي يعيش فيه في حجم كل فص؛ إذ تحتاج الأجسام الأكبر إلى المزيد من الهواء، وفي الوقت نفسه كلَّما كان الهواء أقل - كما في المرتفعات الشاهقة - زادت الحاجة إلى مزيد منه ومن ثم الحاجة إلى حجم أكبر من الرئتين.

10. التخلُّص الفعال من النفايات:

في أثناء التنفس يتم التخلص من 70% من النفايات عن طريق طرحها عبر الرئتين إلى خارج الجسم على شكل غازات عادمة مثل ثاني أوكسيد الكربون.

11. متطلبات الجسم للأوكسجين قليلة بالمقارنة مع ما نستنشقه:

يتكوَّن الهواء الذي نتنفسه من 21% أوكسجين، لكن لا يحتاج جسمنا سوى إلى 5% فقط منه في كل عملية شهيق بينما يطرح الباقي مع الزفير.

12. السعة الرئوية:

تبلغ السعة الرئوية عند الإنسان البالغ ما يقارب 4 إلى 6 لترات من الهواء؛ وهي أعلى عند الذكور مقارنةً بالإناث نتيجة التفاوت في الحجم والوزن والكتلة العضلية، ويبلغ الهواء الذي نتنفسه في كل شهيق حوالي نصف لتر.

13. السعة الرئوية المتبقية:

السعة المتبقية أو الحجم المتبقي هو كمية صغيرة من الهواء تكون ما بين 1 إلى 1.2 لتر من الهواء، وتبقى دائماً في رئتينا حتى بعد الزفير، ومهما حاولت دفع الهواء خارجاً سيبقى موجوداً.

هذا الهواء مفيد؛ وذلك لأنَّه يمنع الشعب الهوائية الصغيرة والحويصلات الهوائية ووحدات تبادل الهواء الصغيرة من الانهيار، ويحمي الرئتين من الانخماص.

14. يفقد الجسم المياه في أثناء عملية الزفير:

يفقد البشر ما يصل إلى 17.5 ملليلتر من الماء في الساعة عند الزفير، و0.5 أوقية من الماء يفقدها في أثناء الراحة وما يصل إلى 2 أوقية من الماء في أثناء الجهد وممارسة الرياضة.

15. يختلف معدل التنفس بين الجنسين:

يختلف حجم التنفس ومعدله بين الرجال والنساء، كما أنَّ معدل التنفس عند الأطفال أعلى من نظائرهم البالغين.

16. الهواء الميت:

يُشار بمصطلح الهواء الميت إلى الهواء الذي لا يصل إلى الحويصلات الرئوية؛ أي الهواء الذي لا يُستَخدَم في عملية تبادل الغازات.

17. يحافظ لسان المزمار على طريق الهواء:

يغطي لسان المزمار الفتحة في بداية الحنجرة والرغامى، وعند التنفس يبقى مفتوحاً للسماح بدخول الهواء إلى الرئتين، ويطبق ليغطي الرغامى في أثناء بلع الطعام للحد من دخول أيَّة مواد طعامية مبتلعة إلى القصبة الهوائية ودرء الاختناق.

18. إزالة الجزيئات الأجنبية من الهواء:

عندما نستنشق هواءً يحمل جزيئات غريبة وتدخل إلى مجرى الهواء، فإنَّها تُحاصَر في مخاط لزج تفرزه الخلايا الكأسية، وتحتوي الخلايا المبطَّنة للممرات الهوائية على بنى صغيرة تشبه الشعر تسمى الأهداب "حوالي 100 هدبة لكل خلية"، وتعمل مثل السلالم المتحركة ذهاباً وإياباً، وتمسك بالجزيئات الصغيرة والميكروبات وتمنعها عن الوصول إلى الرئتين، وتنقلها بمخاطها إلى مجرى الهواء العلوي حيث تُبلَع أو تُطرَد عن طريق الأنف.

يزيل هذا النظام الجزيئات المستنشقة بشكل فعال في غضون 24 ساعة، لكن قد يتسبب التدخين بإتلافها؛ مما يؤدي إلى تراكم المخاط داخل السبيل التنفسي.

19. يقوم الأنف بوظيفة المرشِّح والمسخِّن والمرطِّب:

يحتوي أنفنا على شعيرات دقيقة تُسمى أيضاً الأهداب، وهي مُصمَّمة لالتقاط جزيئات الغبار والجسيمات الأخرى كالبكتيريا ومسببات الحساسية كحبوب الطلع وغيرها عندما نتنفس، ومن ثم فهي تعمل كمرشحات للهواء.

يحتوي الأنف أيضاً على رفوف صغيرة تشبه العظام تُسمى التوربينات، والتي تظهر من الجدار الجانبي للأنف، وهذه التوربينات مبطنة بالعديد من الأوعية الدموية التي تعمل على تسخين الهواء المار وفقاً لدرجة حرارة الجسم.

كما توجد خطوط من الخلايا الكأسية تفرز المخاط، وتساعد على ترطيب الهواء في أثناء مروره، وتُحاصر الجسيمات والميكروبات المستنشقة في المخاط اللزج وتنقلها إلى مؤخرة الحلق بواسطة "الأهداب" لتُبلَع مع اللعاب وتتلفها العصارات الهاضمة.

20. حركات غير تنفسية لكن من الجهاز التنفسي:

السعال والبكاء والضحك والعطاس هي حركات غير تنفسية، ولكنَّها تنشأ من الجهاز التنفسي، فالسعال والعطاس من الآليات الطبيعية التي تحافظ على رئتينا خاليةً من المواد والجزيئات الغريبة التي قد نستنشقها دون قصد، كما يمكن أن يحدث العطاس نتيجة تهيُّج في الممرات الأنفية.

21. الرئتان ليستا عقيمتين:

إنَّها أسطورة تستند إلى بحث عمره أكثر من 130 عاماً، يدَّعي أنَّه لا توجد بكتيريا في الرئتين السليمتين، لكن وبعد إجراء نفس الاختبارات باستخدام التكنولوجيا الحديثة تم دحض المعتقد وعُثر فيهما على بكتيريا.

شاهد بالفيديو: أهم النصائح للوقاية من السعال والكحّة في الشتاء

22. عضلات الشعب الهوائية ليست لأي غرض:

لا يوجد أي غرض فيزيولوجي لوجود عضلات الشعب الهوائية في أجسامنا سوى أنَّها تلتهب وتتشنج وتضغط على المجاري التنفسية لتسبب أعراض الربو وأمراض الرئة السادة المزمنة.

23. ليست الرئتان مسؤولتين عن الشهيق والزفير:

نعم، ليست للرئتين أيَّة علاقة بعمليتي الشهيق والزفير؛ وإنَّما عضلة الحجاب الحاجز، وهي طبقة رقيقة من العضلات على شكل قبة بين الصدر والبطن، وتتحكم بامتلاء وتفريغ الرئتين وتوسعهما.

يؤدي التغيُّر في الضغط وتقلُّص الحجاب الحاجز إلى سحب الهواء إلى الرئتين وتوسعهما، وعندما ترتخي عضلاته يخرج الهواء منها وتنكمش.

24. الحجاب الحاجز يتحكم بحركة الصدر:

حركة الصدر ليست نتيجة لملء الهواء أو خروجه من الرئتين؛ وإنَّما مرة أخرى، وظيفة الحجاب الحاجز عندما ينقبض ويتحرك إلى الأسفل فإنَّه يزيد من المساحة في تجويف الصدر.

في الوقت نفسه، يحدث تقلص العضلات بين الضلوع للمساعدة على سحب القفص الصدري إلى الأعلى وإلى الخارج في أثناء الشهيق، ويحدث النقيض من ذلك تماماً في الزفير؛ إذ تسترخي عضلات الأضلاع والحجاب الحاجز، وتتقلص عضلات الأضلاع والحجاب الحاجز حوالي 16 مرةً في الدقيقة.

25. أمراض الرئة:

أي تغيير في بنية ووظيفة الرئتين يسبب أمراضاً مختلفةً، مثل التليُّف الرئوي وارتفاع ضغط الدم الرئوي، والربو والنفاخ الرئوي وما إلى ذلك، ويُعَدُّ التبغ والتدخين السبب الرئيس لسرطان الرئة في جميع أنحاء العالم كما يؤدي التلوث البيئي دوراً كبيراً في تضررها.

في الختام:

جهازنا التنفسي معجزة من خلق الله سبحانه، ولا نستطيع العيش لحظة واحدة دونه؛ لذا من الواجب علينا الحفاظ عليه والامتناع عن كل الممارسات التي من شأنها إلحاق الضرر به، وقد كنا معكم في هذا المقال الذي تحدثنا فيه عن أكثر من 20 حقيقة حول هذا الجهاز المثير للاهتمام وأَجبنا عن العديد من التساؤلات.

المصدر