آلية عمل الجهاز التنفسي
التنفس (بالإنجليزية: Breathing) عبارة عن عملية فسيولوجية معقدة تقوم بها أجزاء الجهاز التنفسي المختلفة؛ كالأنف والقصبة الهوائية والرئتين، وهناك مجموعة من الجوانب التي يعتمد عليها التنفس، إذ يجب أن يكون الهواء قادرًا على التدفق داخل وخارج الرئتين، وأن تكون الغازات قابلة للتبادل بين الهواء والدم، وكذلك بين الدم وخلايا الجسم، كما يجب أن يكون الجهاز التنفسي قادرًا على الاستجابة للمتطلبات المتغيرة عند الضرورة، وفيما يأتي شرح للجوانب التي تعتمد عليها عملية التنفس:[١][٢][٣]
الشهيق والزفير
يبدأ الشهيق (بالإنجليزية: Inhalation) عند دخول الهواء إلى الرئتين، ويكون الحجاب الحاجز في حالة الاسترخاء في أقصى ارتفاع له، وعند يبدأ الشهيق ينقبض الحجاب الحاجز مما يؤدي إلى اندفاعه للأسفل واندفاع العضلات الورّبية للأعلى، فيزيد حجم التجويف الصدري وينخفضّ ضغط الهواء داخل الرئتين، ويؤدي انخفاض ضغط الهواء داخل الرئتين إلى اندفاع الهواء من الأنف والممرات الأنفية نحو الرئتين لمساواة الضغط، وعند ارتياح عضلة الحجاب الحاجز تقل المساحة داخل التجويف الصدري، مما يؤدي إلى اندفاع الهواء خارجها باتجاه الممرات الأنفية فيحدث الزّفير (بالإنجليزية: Exhalation).[١][٣]
تبادل الغازات في الرئتين
يدخل الهواء إلى الرئتين من البيئة الخارجية التي تحتوي على الأكسجين اللازم لأنسجة الجسم، ويملأ هذا الهواء الأكياس الهوائية الموجودة داخل الرئتين والتي تسمى بالحويصلات الهوائية، وتكون هذه الحويصلات مبطنة بشعيرات دموية تتصل بشبكة من الشرايين والأوردة التي تنقل الدم عبر الجسم، وتكون مغطاة بغشاء رطب يذيب الهواء، ويكون تركيز الأكسجين داخل الحويصلات الهوائية أعلى من مستويات الأكسجين في الشعيرات الدموية المحيطة بها، ونتيجة لذلك ينتشر الأكسجين عبر البطانة الرقيقة لأكياس الحويصلات الهوائية في الدم داخل الشعيرات الدموية المحيطة بها، وفي نفس الوقت ينتشر ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الأكياس الحويصلية وتتم عملية الزفير عبر ممرات الهواء، ثم ينتقل الدم الغني بالأكسجين إلى القلب حيث يتم ضخه إلى باقي أنحاء الجسم.[١][٢][٣]
تبادل الغازات في الخلايا والأنسجة
يجب أن يتم تزويد خلايا وأنسجة الجسم بالأكسجين اللازم لقيامها بأنشطتها الحيوية المختلفة، والتخلص من ثاني أكسيد الكربون الناتج عن التنفس الخلوي، ويتم ذلك من خلال الدورة الدموية للقلب والأوعية الدموية، حيث ينتشر ثاني أكسيد الكربون من الخلايا إلى الدم وينتقل إلى القلب عن طريق الأوردة، وينتشر الأكسجين الموجود في الدم إلى الخلايا أيضًا، وبهذا تتم عملية تبادل الغازات في الخلايا والأنسجة.[١][٢][٣]
التحكم في الجهاز التنفسي
تتم عملية التنفس تحت إشراف الجهاز العصبي الطرفي، ويتحكم النظام اللاإرادي في الجهاز العصبي الطرفي في العمليات اللاإرادية؛ مثل التنفس، حيث يقوم النخاع في الدماغ بتنظيم التنفس، إذ تقوم الخلايا العصبية الموجودة في النخاع بإرسال إشارات إلى الحجاب الحاجز والعضلات الوربية لتنظيم الانقباضات التي تبدأ عند عملية التنفس، وتتحكم مراكز الجهاز التنفسي في النخاع في معدل التنفس، ويمكنها تسريع العملية، أو إبطائها عند الحاجة، كما تراقب أجهزة الاستشعار في الرئتين، والدماغ، والأوعية الدموية، والعضلات؛ التغيرات في تركيزات الغازات وتنبه مراكز الجهاز التنفسي لهذه التغييرات، وتكتشف المستشعرات الموجودة في ممرات الهواء وجود مهيجات؛ مثل الدخان، أو حبوب اللقاح، أو الماء، ثم ترسل هذه المستشعرات إشارات عصبية إلى مراكز الجهاز التنفسي لتساعد على السعال أو العطس لطرد المهيجات.[٢][٣]
المراجع
- ^ أ ب ت ث nih team (26/10/2020), "How the Lungs Work", nih, Retrieved 13/10/2021. Edited.
- ^ أ ب ت ث better health writer (2020), "Respiratory system", better health, Retrieved 13/10/2021. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج Regina Bailey (25/11/2019), "Respiratory System and How We Breathe", thoughtco, Retrieved 13/10/2021. Edited.
