ميكانيكية التنفس : عندما تجلس بهدوء فإن سرعة تنفسك تقل تدريجيا حتى تصبح كافية لمجرد تزويد جسمك بكمية الاكسجين التى تحتاجها وقت الراحة . أما إذا كان جسمك يقوم بنشاط ما فإن تنفسك يزداد ليوفر لك كمية أكبر من الاكسجين وهذا ما يحدث أثناء صعود الدرج أو أثناء قيامك بنشاط رياضى وتختلف سرعة التنفس أثناء الراحة اختلافا واضحأ حسب العمر , فهى أكبر بكثير فى صغار السن منها فى البالغين . وتتراوح السرعة فى الاطفال المولودين حديثا ما بين 30 - 40 مرة فى الدقيقة . وتقل سرعة التنفس هذه مع تقدم السن حتى تصبح حوالى 16 مرة فى الدقيقة فى الرجل البالغ و 18 مرة فى الدقيقة فى المراة البالغة .
ولكن ما الذي يجعل الهواء يدخل الى الرئتين ويخرج منها ؟
توجد الرئتان داخل التجويف الصدري الذى يفصله عن التجويف البطنى حاجز عضلي يعرف بالحجاب الحاجز . وتكون عضلة الحجاب الحاجز محدبة أثناء انبساطها أما عند انقبضها فإن تحدبها يقل وتصبح مستوية وتهبط الى الاسفل حوالي 1.5 سنتيمتر . وبذلك يزيد اتساع التجويف الصدري . وتبعأ لذلك يصبح ضغط الهواء داخل التجويف الصدرى أقل من ضغط الهواء الخارجي فيندفع الهواء من الخارج عن طريف الانف ( أو الفم ) فالحنجرة فالقصبة الهوائية حتى يصل الى الرئتين لمعادلة ضغط الهواء الداخلى .
وعند وصول الهواء الى الخويصلات الهوائية تنتفخ هذه الحويصلات وتعرف عملية دخول الهواء بعملية الشهيق inspiration . وعند انبساط عضلة الحجاب الحاجز يقل حجم التجويف فيزيد بذلك الضغط الداخلي , وهذا يؤدي إلى طرد الهواء من الحويصلات الهوائية الى الخارج وتعرف عملية خروج الهواء بعملية الزفير Expiration , ويعرف هذه الذي يحدث نتيجة لانقباض عضلة الحجاب الحاجز وانبساطها بالتنفس البطني .
ويحدث التنفس أيضأ نتيجة لانقباض وانبساط العضلات التى توجد بين الضلوع Inter costal Muscles وهى عبارة عن احدى عشرة عضلة خارجية , فعندما تنقبض عضلات الضلوع يرتفع القفص الصدري ويتسع تجويفه , وبذلك تحدث عملية الشهيق , وعندما تبسط عضلات الضلوع ينخفض القفص الصدري ويقل تجويفه وبذلك تحدث عملية الزفير ويعرف هذا الذي يحدث نتيجة انقباض عضلات الضلوع بالتنفس الصدري .
كيف يحدث الشهيق والزفير ؟
لقد عرفت أن عضلة الحجاب الحاجز وعضلات الاضلاع تنقبض وتنبسط باستمرار مسببة الشهيق والزفير . ولكن ما الذي يجعل هذه العضلات تنقبض وتنبسط ؟
لقد مر معك فى وظائف الجهاز التنفسي أنه ينتج عن عملية التنفس غاز ثانى اكسيد الكربون , وعند ازدياد تجمع ثاني أكسيد الكربون في الدم يؤدي الى اثارة مركز التنفس الذي يوجد فى النخاع المستطيل ( وهو الجزء الخلفي السفلي من الدماغ ) الذي يقوم بإرسال سيالات ( إشارات ) عصبية متتابعة إلى عضلة الحجاب الحاجز وعضلات الاضلاع .
وعند وصول هذه الاشارات الى العضلات تنقبض ويتسع بذلك التجويف الصدري ونتيجة لذلك تحدث عملية الشهيق فيدخل الهواء الى الحويصلات الهوائية ويؤدي الى انتفاخها وعند انتفاخ هذه الحويصلات تثار الاعصاب الحسية التى حولها فتقوم بإرسال إشارات عصبية إلى مركز التنفس لتخبره بوقف إشاراته العصبية الى عضلة الحجاب الحاجز وعضلات الاضلاع وبذلك تنبسط العضلات وتحدث عملية الزفير وبعد انكماش الحويصلات الهوائية تتوقف إثارة الاعصاب الحسية التى حولها وبذلك لا ترسل إشارت مانعة من هذه الاعصاب الى مركز التنفس . ولهذا يبدأ المركز من جديد إرسال إشاراته إلى عضلة الحجاب الحاجز وعضلات الاضلاع فتنقبض هذه العضلات وتحدث عملية الشهيق مرة أخرى وهكذا تتابع عمليتا الشهيق والزفير.
واذا حاول الانسان أن يمنع تنفسه عمدأ فإن ذلك يؤدي الى تجمع ثاني أكسيد الكربون في الدم وبالتالى يثار مركز التنفس الذي يقوم بإرسال إشاراته العصبية الى العضلات ويجبرها على الانقباض فتحدث بذلك عملية الشهيق رغم إرادة الانسان ولهذا السبب نجد أنه لايمكن لاي إنسان أن يمنع نفسه من التنفس لمدة طويلة .
العوامل المختلفة التي تؤثر على عمليات التنفس :
1 - تأثير المجهود العضلى : هذا المجهود العضلي يؤدي الى زيادة كمية ثاني اكسيد الكربون فى الدم فيسعى الجسم للتخلص من هذه الكمية الزائدة بزيادة معدل وعمق التنفس .
2 - اختلاف التركيب الهوائي المستنشق : لوحظ أن زيادة النسبة المئوية لغاز ثاني أكسيد الكربون في هواء التنفس يسبب زيادة كبيرة في كمية الغاز فى هواء الرئة وهذا بالتالى يؤثر على كيميائية الدم , ففى حالات وجود الانسان في أماكن رديئة التهوية يزداد عمق التنفس وسرغته حتى يمكن التخلص من كمية ثاني اكسيد الكربون الزائدة .
3 - اختلاف الضغط الجوي : يموت الانسان اذا تعرض لضغط جوي عالي , أما في حالة تعرضه لاقل من الضغط الجوي العادي فإنه يحدث قلة فى نسبة الاكسجين ويصاب الانسان بالدوخة والقئ , ويمكن للجسم القدرة على تعويض هذا النقص في الاكسجين بزيادة خلايا الدم الحمراء أو بزيادة سرعة التنفس .
4 - اختلاف درجة حرارة الجسم : في حالة إصابة الانسان بالحمى وارتفاع درجة حرارته يتبع ذلك زيادة في حركات التنفس ويتبع هذه الزيادة ازدياد الاكسجين التى يحتاجها الجسم .
ولكن ما الذي يجعل الهواء يدخل الى الرئتين ويخرج منها ؟
توجد الرئتان داخل التجويف الصدري الذى يفصله عن التجويف البطنى حاجز عضلي يعرف بالحجاب الحاجز . وتكون عضلة الحجاب الحاجز محدبة أثناء انبساطها أما عند انقبضها فإن تحدبها يقل وتصبح مستوية وتهبط الى الاسفل حوالي 1.5 سنتيمتر . وبذلك يزيد اتساع التجويف الصدري . وتبعأ لذلك يصبح ضغط الهواء داخل التجويف الصدرى أقل من ضغط الهواء الخارجي فيندفع الهواء من الخارج عن طريف الانف ( أو الفم ) فالحنجرة فالقصبة الهوائية حتى يصل الى الرئتين لمعادلة ضغط الهواء الداخلى .
وعند وصول الهواء الى الخويصلات الهوائية تنتفخ هذه الحويصلات وتعرف عملية دخول الهواء بعملية الشهيق inspiration . وعند انبساط عضلة الحجاب الحاجز يقل حجم التجويف فيزيد بذلك الضغط الداخلي , وهذا يؤدي إلى طرد الهواء من الحويصلات الهوائية الى الخارج وتعرف عملية خروج الهواء بعملية الزفير Expiration , ويعرف هذه الذي يحدث نتيجة لانقباض عضلة الحجاب الحاجز وانبساطها بالتنفس البطني .
ويحدث التنفس أيضأ نتيجة لانقباض وانبساط العضلات التى توجد بين الضلوع Inter costal Muscles وهى عبارة عن احدى عشرة عضلة خارجية , فعندما تنقبض عضلات الضلوع يرتفع القفص الصدري ويتسع تجويفه , وبذلك تحدث عملية الشهيق , وعندما تبسط عضلات الضلوع ينخفض القفص الصدري ويقل تجويفه وبذلك تحدث عملية الزفير ويعرف هذا الذي يحدث نتيجة انقباض عضلات الضلوع بالتنفس الصدري .
كيف يحدث الشهيق والزفير ؟
لقد عرفت أن عضلة الحجاب الحاجز وعضلات الاضلاع تنقبض وتنبسط باستمرار مسببة الشهيق والزفير . ولكن ما الذي يجعل هذه العضلات تنقبض وتنبسط ؟
لقد مر معك فى وظائف الجهاز التنفسي أنه ينتج عن عملية التنفس غاز ثانى اكسيد الكربون , وعند ازدياد تجمع ثاني أكسيد الكربون في الدم يؤدي الى اثارة مركز التنفس الذي يوجد فى النخاع المستطيل ( وهو الجزء الخلفي السفلي من الدماغ ) الذي يقوم بإرسال سيالات ( إشارات ) عصبية متتابعة إلى عضلة الحجاب الحاجز وعضلات الاضلاع .
وعند وصول هذه الاشارات الى العضلات تنقبض ويتسع بذلك التجويف الصدري ونتيجة لذلك تحدث عملية الشهيق فيدخل الهواء الى الحويصلات الهوائية ويؤدي الى انتفاخها وعند انتفاخ هذه الحويصلات تثار الاعصاب الحسية التى حولها فتقوم بإرسال إشارات عصبية إلى مركز التنفس لتخبره بوقف إشاراته العصبية الى عضلة الحجاب الحاجز وعضلات الاضلاع وبذلك تنبسط العضلات وتحدث عملية الزفير وبعد انكماش الحويصلات الهوائية تتوقف إثارة الاعصاب الحسية التى حولها وبذلك لا ترسل إشارت مانعة من هذه الاعصاب الى مركز التنفس . ولهذا يبدأ المركز من جديد إرسال إشاراته إلى عضلة الحجاب الحاجز وعضلات الاضلاع فتنقبض هذه العضلات وتحدث عملية الشهيق مرة أخرى وهكذا تتابع عمليتا الشهيق والزفير.
واذا حاول الانسان أن يمنع تنفسه عمدأ فإن ذلك يؤدي الى تجمع ثاني أكسيد الكربون في الدم وبالتالى يثار مركز التنفس الذي يقوم بإرسال إشاراته العصبية الى العضلات ويجبرها على الانقباض فتحدث بذلك عملية الشهيق رغم إرادة الانسان ولهذا السبب نجد أنه لايمكن لاي إنسان أن يمنع نفسه من التنفس لمدة طويلة .
العوامل المختلفة التي تؤثر على عمليات التنفس :
1 - تأثير المجهود العضلى : هذا المجهود العضلي يؤدي الى زيادة كمية ثاني اكسيد الكربون فى الدم فيسعى الجسم للتخلص من هذه الكمية الزائدة بزيادة معدل وعمق التنفس .
2 - اختلاف التركيب الهوائي المستنشق : لوحظ أن زيادة النسبة المئوية لغاز ثاني أكسيد الكربون في هواء التنفس يسبب زيادة كبيرة في كمية الغاز فى هواء الرئة وهذا بالتالى يؤثر على كيميائية الدم , ففى حالات وجود الانسان في أماكن رديئة التهوية يزداد عمق التنفس وسرغته حتى يمكن التخلص من كمية ثاني اكسيد الكربون الزائدة .
3 - اختلاف الضغط الجوي : يموت الانسان اذا تعرض لضغط جوي عالي , أما في حالة تعرضه لاقل من الضغط الجوي العادي فإنه يحدث قلة فى نسبة الاكسجين ويصاب الانسان بالدوخة والقئ , ويمكن للجسم القدرة على تعويض هذا النقص في الاكسجين بزيادة خلايا الدم الحمراء أو بزيادة سرعة التنفس .
4 - اختلاف درجة حرارة الجسم : في حالة إصابة الانسان بالحمى وارتفاع درجة حرارته يتبع ذلك زيادة في حركات التنفس ويتبع هذه الزيادة ازدياد الاكسجين التى يحتاجها الجسم .
جميل 😍
ردحذف