الجهاز التنفسي
تعريف الجهاز التنفسي:
الجهاز التنفسي هو الجهاز المسؤول عن تزويد الجسم بالأكسجين والتخلص من ثاني أكسيد الكربون الناتج عن العمليات الحيوية في الجسم. يعمل الجهاز التنفسي بشكل تكاملي مع الجهاز الدوري لضمان إيصال الأكسجين إلى الخلايا وإخراج الفضلات الغازية.
مكونات الجهاز التنفسي:
1. الجهاز التنفسي العلوي:
يشمل الجهاز التنفسي العلوي الأعضاء التي تعمل على إدخال الهواء إلى الجهاز التنفسي وتهيئته لعملية تبادل الغازات في الرئتين. يتكون من:
1. الأنف (Nose):
الوظيفة الأساسية:
يعتبر المدخل الأساسي للهواء.
يتم تنقية الهواء الداخل بواسطة الشعيرات الأنفية والمخاط للتخلص من الشوائب، الغبار، والميكروبات.
يعمل على ترطيب وتدفئة الهواء القادم إلى الجهاز التنفسي بفضل الأوعية الدموية القريبة من السطح.
يتم تنقية الهواء الداخل بواسطة الشعيرات الأنفية والمخاط للتخلص من الشوائب، الغبار، والميكروبات.
يعمل على ترطيب وتدفئة الهواء القادم إلى الجهاز التنفسي بفضل الأوعية الدموية القريبة من السطح.
التركيب:
يتكون من فتحات أنفية متصلة بالتجويف الأنفي.
يحتوي التجويف الأنفي على غشاء مخاطي وأهداب تساعد على طرد الجزيئات العالقة.
يحتوي التجويف الأنفي على غشاء مخاطي وأهداب تساعد على طرد الجزيئات العالقة.
2. الجيوب الأنفية (Sinuses):
هي تجاويف مليئة بالهواء توجد داخل عظام الجمجمة.
الوظائف:
تقليل وزن الجمجمة.
ترطيب وتدفئة الهواء الداخل إلى الجهاز التنفسي.
تلعب دورًا في تحسين الرنين الصوتي.
3. البلعوم (Pharynx):
تعريفه:
هو ممر مشترك للهواء والطعام. يمتد من خلف الأنف وحتى الحنجرة.
الأقسام:
البلعوم الأنفي (Nasopharynx): يقع خلف الأنف، ويمر من خلاله الهواء فقط.
البلعوم الفموي (Oropharynx): يقع خلف الفم ويمر من خلاله الهواء والطعام.
البلعوم الحنجري (Laryngopharynx): يقع خلف الحنجرة، حيث يتفرع إلى المريء (للطعام) والحنجرة (للجهاز التنفسي).
الوظيفة:
نقل الهواء من الأنف والفم إلى الحنجرة. ويعمل كمنطقة تقاطع بين الجهاز التنفسي والهضمي.
4. الحنجرة (Larynx):
تعريفها:
تُعرف باسم "صندوق الصوت"، وهي ممر الهواء المؤدي إلى القصبة الهوائية.
التركيب:
تحتوي على الأحبال الصوتية المسؤولة عن إصدار الأصوات عند مرور الهواء واهتزازها.
تتكون من غضاريف، وأهمها لسان المزمار (Epiglottis)، الذي يمنع دخول الطعام إلى الجهاز التنفسي.
الوظائف:
نقل الهواء من البلعوم إلى القصبة الهوائية.
حماية الممرات التنفسية بفضل وظيفة لسان المزمار.
إصدار الصوت من خلال اهتزاز الأحبال الصوتية.
أهمية الجهاز التنفسي العلوي:
- تنقية الهواء: إزالة الشوائب والجزيئات الضارة قبل وصولها إلى الرئتين.
- ترطيب وتدفئة الهواء: تجهيز الهواء ليصبح مناسبًا للتبادل الغازي في الحويصلات الهوائية.
- المساعدة في النطق: الحنجرة والأحبال الصوتية تُسهم في إصدار الأصوات.
- الوقاية من الأمراض: الشعيرات الأنفية، المخاط، والأهداب تلعب دورًا رئيسيًا في الدفاع عن الجسم ضد مسببات الأمراض.
ملحوظة:
أي اضطراب أو عدوى تصيب الجهاز التنفسي العلوي (مثل نزلات البرد، التهاب الجيوب الأنفية، والتهاب الحلق) قد يعيق عملية التنفس ويؤثر على الصحة العامة.
2. الجهاز التنفسي السفلي:
يتكون الجهاز التنفسي السفلي من الأعضاء التي تعمل على نقل الهواء إلى داخل الرئتين وتبادل الغازات بين الهواء والدم.
مكونات الجهاز التنفسي السفلي:
- القصبة الهوائية (Trachea):
- التعريف:أنبوب أسطواني الشكل يبلغ طوله حوالي 10-12 سم وقطره 2.5 سم.
- التركيب:
- تتكون من حلقات غضروفية دائرية غير مكتملة من الخلف، مما يوفر لها المرونة والدعم.
- مبطنة بغشاء مخاطي وأهداب تعمل على طرد الجزيئات والشوائب إلى الأعلى بعيدًا عن الرئتين.
- الوظيفة:
- نقل الهواء من الحنجرة إلى الشعب الهوائية.
- تنقية الهواء الداخل قبل وصوله إلى الرئتين.
- الشعب الهوائية (Bronchi):
- التعريف:هي فروع تتفرع من القصبة الهوائية، تتجه إلى كل رئة.
- التركيب:
- تتفرع القصبة الهوائية إلى شعبة يسرى وشعبة يمنى، ثم تتفرع الشعب إلى شعيبات هوائية أصغر.
- تحتوي جدرانها على غضاريف وأهداب مشابهة للقصبة الهوائية.
- الوظيفة:
- توصيل الهواء إلى الشعيبات الهوائية ثم إلى الحويصلات الهوائية.
- تنقية وترطيب الهواء الداخل للرئتين.
- الشعيبات الهوائية (Bronchioles):
- التعريف:هي فروع صغيرة جدًا للشعب الهوائية، يصل قطرها إلى أقل من 1 مم.
- التركيب:
- جدرانها رقيقة وتفتقر إلى الغضاريف، مما يجعلها مرنة لتسهيل تدفق الهواء.
- الوظيفة:
- توصيل الهواء إلى الحويصلات الهوائية.
- التحكم في كمية الهواء الداخلة إلى الحويصلات من خلال التمدد والتقلص.
- الحويصلات الهوائية (Alveoli):
- التعريف:أكياس هوائية مجهرية تشبه العناقيد، يبلغ عددها حوالي 300 مليون حويصلة في الرئتين.
- التركيب:
- تتكون من طبقة خلوية رقيقة محاطة بشبكة كثيفة من الشعيرات الدموية.
- تحتوي على مادة تسمى السيرفاكتنت تمنع التصاق جدران الحويصلات.
- الوظيفة:
- تبادل الغازات:
- يتم انتقال الأكسجين من الهواء الموجود داخل الحويصلات إلى الدم عبر الشعيرات الدموية.
- يتم التخلص من ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الحويصلات ليُطرح خارج الجسم مع الزفير.
- الرئتان (Lungs):
- التعريف:الرئتان عضوان إسفنجيان يقعان داخل القفص الصدري، وتعدان مركز عملية التنفس.
- التركيب:
- الرئة اليمنى مقسمة إلى 3 فصوص.
- الرئة اليسرى أصغر قليلاً ومقسمة إلى فصين لتوفير مساحة للقلب.
- الوظيفة:
- نقل الأكسجين إلى الدم وطرد ثاني أكسيد الكربون.
- تسهيل عملية الشهيق والزفير بفضل التمدد والانكماش أثناء التنفس.
دور الجهاز التنفسي السفلي بيولوجيًا:
- نقل الهواء:
- توجيه الهواء من القصبة الهوائية إلى الرئتين عبر الشعب والشعيبات الهوائية.
- تبادل الغازات:
- امتصاص الأكسجين من الحويصلات الهوائية إلى الدم.
- طرح ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الحويصلات ثم إلى الخارج.
- تنظيم التنفس:
- يحدث التنفس عن طريق تقلص وانبساط الحجاب الحاجز والعضلات الوربية، مما يسمح بحركة الهواء من وإلى الرئتين.
أمراض الجهاز التنفسي السفلي:
الالتهاب الرئوي (Pneumonia):
- سببه عدوى بكتيرية أو فيروسية.
- الأعراض: السعال، ضيق التنفس، وارتفاع الحرارة.
الربو (Asthma):
- تضيق في الشعب الهوائية بسبب التهاب مزمن.
- الأعراض: ضيق التنفس، الصفير، والسعال.
الانسداد الرئوي المزمن (COPD):
- مرض يسبب تلف الرئة نتيجة التدخين أو تلوث الهواء.
- الأعراض: صعوبة التنفس والإرهاق.
سرطان الرئة:
- غالبًا يرتبط بالتدخين.
- الأعراض: السعال المزمن، فقدان الوزن، وضيق التنفس.
السل (Tuberculosis):
- مرض بكتيري يصيب الرئتين.
- الأعراض: السعال المزمن، الحمى، والتعرق الليلي.
3. عضلات الجهاز التنفسي:
تعد عضلات الجهاز التنفسي جزءًا حيويًا في عملية التنفس، حيث تساهم في تحريك القفص الصدري والحجاب الحاجز لتسهيل عملية الشهيق (دخول الهواء) والزفير (خروج الهواء). يمكن تقسيمها إلى عضلات رئيسية وثانوية.
1. العضلات الرئيسية للتنفس
أ. الحجاب الحاجز (Diaphragm):
- التعريف:
عضلة مسطحة كبيرة تشبه القبة، تقع بين التجويف الصدري والبطن. - الوظيفة:
- تعتبر العضلة الرئيسية للتنفس.
- عند الانقباض:
- ينخفض الحجاب الحاجز إلى الأسفل، مما يزيد من حجم التجويف الصدري ويسمح بدخول الهواء (الشهيق).
- عند الانبساط:
- يعود الحجاب الحاجز إلى وضعه الطبيعي، مما يقلل حجم التجويف الصدري ويدفع الهواء إلى الخارج (الزفير).
- التحكم العصبي:
يتحكم به العصب الحجابي (Phrenic Nerve).
ب. العضلات الوربية الخارجية (External Intercostal Muscles):
- الموقع:
توجد بين الأضلاع. - الوظيفة:
- تساعد في رفع القفص الصدري إلى الأعلى والخارج أثناء الشهيق، مما يزيد من حجم التجويف الصدري.
- تسهل دخول الهواء إلى الرئتين.
ج. العضلات الوربية الداخلية (Internal Intercostal Muscles):
- الموقع:
تقع خلف العضلات الوربية الخارجية. - الوظيفة:
- تنشط أثناء الزفير القسري (مثل السعال أو الزفير العميق).
- تسحب الأضلاع إلى الداخل والأسفل، مما يقلل من حجم التجويف الصدري ويطرد الهواء إلى الخارج.
2. العضلات الثانوية المساعدة في التنفس
تُستخدم هذه العضلات عند الحاجة إلى مجهود إضافي للتنفس، مثل أثناء التمارين الرياضية أو ضيق التنفس.
أ. عضلات الرقبة:
- العضلتان القصيتان الترقويتان الخشائيتان (Sternocleidomastoid):
- ترفع عظمة القص وتساعد في توسيع القفص الصدري.
- العضلات الأخمعية (Scalene Muscles):
- ترفع الأضلاع العليا وتساعد في إدخال كمية أكبر من الهواء.
ب. عضلات الصدر:
- العضلة الصدرية الكبرى (Pectoralis Major):
- ترفع القفص الصدري عند تثبيت الذراعين.
- العضلة الصدرية الصغرى (Pectoralis Minor):
- ترفع الأضلاع عند الشهيق القوي.
ج. عضلات الظهر:
- العضلات المنشارية الأمامية والخلفية (Serratus Anterior & Posterior):
- تساعد في رفع وتوسيع القفص الصدري.
د. عضلات البطن:
- العضلات المستقيمة البطنية (Rectus Abdominis):
- تضغط على الأعضاء الداخلية أثناء الزفير القسري.
- العضلات المائلة الداخلية والخارجية (Oblique Muscles):
- تقلل من حجم التجويف الصدري عن طريق دفع الحجاب الحاجز للأعلى.
- العضلة المستعرضة البطنية (Transversus Abdominis):
- تلعب دورًا في الزفير القسري عن طريق زيادة الضغط داخل البطن.
أهمية عضلات الجهاز التنفسي:
تنظيم الشهيق والزفير:
- العضلات الرئيسية تعمل بشكل تلقائي أثناء التنفس الهادئ.
- العضلات المساعدة تنشط في التنفس العميق أو عند الحاجة لمزيد من الأكسجين.
تحريك القفص الصدري:
- تزيد من حجم التجويف الصدري لاستيعاب الهواء الداخل.
- تقلل الحجم لدفع الهواء إلى الخارج.
تبادل الغازات:
- تسهيل حركة الهواء داخل وخارج الرئتين لضمان تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.
الأمراض المتعلقة بعضلات التنفس:
- شلل الحجاب الحاجز:
- يؤدي إلى صعوبة في التنفس بسبب ضعف عمل العضلة.
- الوهن العضلي الوبيل (Myasthenia Gravis):
- مرض مناعي يسبب ضعفًا في عضلات التنفس.
- الربو والتليف الرئوي:
- يضغط على العضلات التنفسية ويزيد من مجهودها.
- إصابات العمود الفقري:
- قد تؤثر على العصب الحجابي وتقلل من كفاءة الحجاب الحاجز.
دور الجهاز التنفسي بيولوجيًا:
تبادل الغازات (Gas Exchange):
- يتم امتصاص الأكسجين من الهواء في الحويصلات الهوائية ليصل إلى الدم، ويتم طرد ثاني أكسيد الكربون الناتج من الخلايا إلى خارج الجسم.
- تحدث هذه العملية بالانتشار عبر الغشاء الرقيق بين الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية.
إنتاج الطاقة:
- الأكسجين ضروري لعملية التنفس الخلوي التي تحدث في الميتوكوندريا، حيث يتم إنتاج الطاقة (ATP) من الجلوكوز.
الحفاظ على التوازن الحمضي القاعدي (pH):
- الجهاز التنفسي يساهم في ضبط مستويات ثاني أكسيد الكربون، والذي يؤثر على درجة حموضة الدم.
الدفاع المناعي:
- يحتوي الجهاز التنفسي على آليات دفاعية (مثل الشعيرات الأنفية، المخاط، والخلايا المناعية) تحمي الجسم من الميكروبات والملوثات.
تنظيم درجة حرارة الجسم:
- يساعد التنفس على تبريد الهواء الداخل وخروج الهواء الدافئ، ما يساهم في توازن حرارة الجسم.
إنتاج الصوت:
- مرور الهواء عبر الأحبال الصوتية الموجودة في الحنجرة يُحدث اهتزازات مسؤولة عن إصدار الأصوات والكلام.
آلية عمل الجهاز التنفسي:
الشهيق (Inhalation):
- تتقلص عضلة الحجاب الحاجز والعضلات الوربية، فيتسع القفص الصدري وينخفض الضغط داخل الرئتين، ما يسمح بدخول الهواء.
الزفير (Exhalation):
- ترتخي عضلة الحجاب الحاجز وتنقبض الرئتان، مما يؤدي إلى خروج الهواء المحمل بثاني أكسيد الكربون.
أهمية الجهاز التنفسي في الحياة:
- يزود الجسم بالأكسجين الذي يعتبر ضروريًا لكل الخلايا.
- يساهم في التخلص من ثاني أكسيد الكربون للحفاظ على صحة الجسم.
- يشارك في تنظيم الصوت وتعبير الإنسان عن نفسه.
- يحمي الجسم من الأمراض التنفسية بفضل وجود آليات الدفاع الداخلية.
المصادر والمواقع المعتمدة:
- World Health Organization (WHO): www.who.int
- Mayo Clinic: www.mayoclinic.org
- Healthline: www.healthline.com
- WebMD: www.webmd.com
- Biology Online: www.biologyonline.com
ليست هناك تعليقات