وظائف التنفس

وظائف التنفس

يقوم التنفس بالوظائف التالية:

1.     تزويد الجسم بالأكسجين من الجو إلى الرئتين،ثم أكسدة في الرئتين،بفضل في الضغط الجزيئي للأكسجين في الأسناخ والأوعية الدموية.

2.     طرح ثاني أكسيد الكربون: وذلك بفضل الفرق الضغط الجزيئي له في الخلايا والأوردة والاسناخ.

3.     المحافظة على التوازن الحامضي_قاعدي أو الرقم الهيدروجيني.

4.     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: 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 العادة تكون 16 دورة في الدقيقة ويزداد هذا المعدل في حالات الحرارة والعمل والانفعالات ، 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 .

التبادل الغازي

تشكل الأسناخ أو الحويصلات الرئوية المكان الذي يتم فيه تبادل الغازات بين الهواء الجوي والأوعية الدموية ، والطبيعة الفسيولوجية والتشريحية للأسناخ تسمح بهذا التبادل ذلك أن الأسناخ ذات جدار رقيق جداً ، ومحاطة بشبكة من الشعيرات الدموية مساحتها حوالي 70 م تحتوي خلايا تفرز مادة خاصة تدعى سير فاكتانت ( تحافظ على مطاطية الرئة واتساعها ) ، وخلايا بالعة ، وأنسجة خاصة ، وثقوب لكل هذه العوامل تعمل على تسهيل مرور الهواء من وإلى الأسناخ وتمر عملية التبادل الغازي بأربع مراحل هي:

1.     تبادل الغازات بين هواء الجو والأسناخ ، وتدعى التهوية الرئوية

2. تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الأسناخ والشعيرات الدموية.

 3. نقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الدم .

 4. تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الشعيرات الدموية والخلايا.

تأثير ثاني أكسيد الكربون الموجود في هواء الجو:

 1. عندما تكون نسبة CO2 في الهواء المستنشق طبيعية 0.05% لا يحصل أي تغيير على تنفس الحيوان

 2. إذا ارتفعت نسبة CO2 في هواء التنفس إلى 3% يزداد عمق التنفس وتبقى سرعته بطيئة ويدعى ذلك فرط التهوية.

3. إذا ارتفعت إلى حوالي 5% تزداد سرعة التنفس وعمقه.

 4. إذا ارتفعت إلى حوالي 6% تباطأت الوظائف الدورانية والتنفسية وأصابهما الخمول والهمود ويصاب الشخص بالصداع والدوار والإغماء. تأثير نقص الأكسجين في هواء الجو.

إن النسبة المئوية للأكسجين في الهواء الجوي 20.95 % فإذا انخفضت إلى أقل من 13% فإن التنفس سيزداد سرعة وعمقاً وبذلك تزداد كمية الأكسجين في الأسناخ الرئوية فتطرد كمية CO2 من الأسناخ فيقل عمق التنفس لفترة قصيرة يعود بعدها التنفس إلى عميقاً بسبب تجمع ثاني أكسيد الكربون ثانية ، وهكذا يتغير عمق التنفس بصورة متناوبة بالزيادة والنقصان ، ويدعى التنفس عندها بالتنفس الدوري المتناوب

إن ارتفاع نسبة CO2 في الدم يحدث أثناء الوقف التنفسي وفي نفس الوقت ينخفض تركيز الأكسجين في الدم، فتتنبه مراكز التنفس الدماغية فتتسبب في زيادة عمق التنفس وسرعته ، فتحدث" زيادة التهوية " وبسبب هذا تزداد نسبة الأكسجين وينخفض تركيز CO2 في الدم فيزول تنبيه المراكز التنفسية الدماغية فتعود ثانية حالة الوقف التنفسي إن هذا النوع من التنفس يدعى تنفس شاين ستول وهو تنفس دوري متناوب يدل على خطورة حالة الحيوان ، ويحدث في المناطق المرتفعة.إذا ارتفع الضغط الجزيئي للأكسجين في هواء الجو فإنه سيحدث تخريشات في أنسجة الرئة ، لذلك لا يجوز أن يتنفس الشخص أكسجيناً نقياً لفترة تزيد عن بضع ساعات إلا أنه من الممكن أن يتنفس مزيجاً غازياً مكوناً من 60% أكسجين و 40 % لفترة طويلة دون أن يسبب أضراراً صحية .

نقص الأكسجين HYPOXEMIA المقصود بنقص الأكسجين هو النقص الحاصل عند مستوى خلايا أنسجة الجسم. أسباب نقص الأكسجين:

 1. نقص الأكسجين بسبب نقص دخول الأكسجين للجسم. وذلك بفعل نقصان الضغط الجزيئي للأكسجين ( PO2 ) في الدم ويحدث في الأحوال التالية:

 أ.في المرتفعات العالية حيث ينخفض الضغط الجزيئي للهواء بما فيه الأكسجين.

 ب.استنشاق هواء فاسد يحتوي على كمية ضئيلة من الأكسجين عند مستو سطح البحر.

ج. التنفس السريع السطحي.

 د. أمراض الرئتين.

 هـ.أمراض القلب الخلقية التي فيها اتصال بين طرفي القلب الأيمن والأيسر.

 2. نقص الأكسجين بسبب فقر الدم : وينتج بسبب نقصان الهيموجلوبين في الدم الذي يحمل الأكسجين ويكون الضغط الجزيئي للأكسجين ونسبة إشباعه طبيعيين ويحدث في جميع أنواع فقر الدم أو التسمم بغاز أول أكسيد الكربون الذي يتحد مع الهيموجلوبين بنفس طريقة الأكسجين ولكن بشراهة تفوق اتحاد الأكسجين بـ 21 مرة مما يؤدي إلى نقصان الأكسجين الواصل إلى الأنسجة.

3.نقص الأكسجين التسممي. وذلك بفعل تسمم الخمائر المؤكسدة الموجودة في الأنسجة بمادة سامة مثل السيانيد حيث تصبح الأنسجة نفسها معطلة وغير قادرة على الاستفادة من الأكسجين الذي يكون ضغطه الجزيئي طبيعياً ثم يرتفع في الأوردة ليصبح أعلى مما هو في الشرايين.

4.نقص الأكسجين الركودي وهو ناتج عن بطئ دوران الدم عبر الأنسجة فالضغط الجزيئي للأكسجين في الدم الشرياني طبيعي وكمية الأكسجين المحمولة طبيعية ، ولكن الضغط الجزيئي للأكسجين وكميته في الدم الوريدي منخفضة جداً، وذلك في حالة هبوط القلب الأحتقاني.