تحدّثنا في المقالين السابقين عن الجهاز التنفسي العلوي (الجزء الناقل والأنف) وسنكمل رحلتنا لاستكشاف تشريح ووظيفة الجهاز التنفسي السفلي (الجزء المسؤول عن التهوية الرئوية والتبادل الغازي)..
هنا
هنا

الجهاز التنفسي (التهويةُ الرئويةُ) Ventilation part - الجزء الأول:

كلُّ خليةٍ في جسمِ الإنسانِ بحاجةٍ للأوكسجين لكي تبقى حيّةً، ومن هنا تأتي أهميةُ الجهازِ التنفسيِّ، إذ أنّ الوظيفةَ الأساسيةَ للجهازِ التنفسيِّ هي إيصالُ الأوكسجين O2 إلى الدمِ، والذي يحملُه بدورِهِ لأنسجةِ الجسمِ المختلفةِ كما يتخلّصُ من ثنائي أوكسيدِ الكربون CO2 الناتجِ عن العملياتِ الاستقلابيةِ لهذه الأنسجة.
يمتدُّ الجهازُ التنفسيُّ من فتحةِ الأنفِ مروراً بالبلعومِ الأنفيِّ والحنجرةِ والرُّغامى والشجرةِ القصبيةِ انتهاءً بالحويصلاتِ الهوائيةِ (الأسناخ). وينقسم الجهازُ التنفسيُّ بناءً على الوظيفةِ إلى قسمين أساسيَّين هما: القسمُ المسؤولُ عن نقلِ الهواءِ والقسمُ المسؤولُ عن تبادلِ الغازات.
تم التحدّثُ مسبقاً عن القسمِ الناقلِ، وسنكملُ اليومَ لنتحدثَ عن الجزءِ المسؤولِ عن التهويةِ والتبادلِ الغازيِّ في الجهازِ التنفّسي..

لمحةٌ تشريحيةٌ:
تُعتبرُ الشجرةُ القصبيةُ والرئةُ هي الأجزاءَ المسؤولةَ عن عمليةِ التنفسِ من حيث التهويةِ الرئويةِ والتبادلِ الغازيِّ:

- الشجرة القصبية:
● القصباتBronchi : هي عبارةٌ عن أنبوبين أساسيَّين يمتدّانِ من نهايةِ الرُّغامى ليَدخلا الرئتين اليمنى واليسرى عبرَ السُّرّتين hilum الرئويتين، تكون القصبةُ اليمنى أقصرَ وأوسعَ وأكثرَ أفُقيةً من اليسرى وتنقسم لثلاثةِ فروعٍ بعد دخولِها للرئةِ اليمنى، في حين تنقسم اليسرى لقصبتين ثانويّتَين في الرئةِ اليسرى؛ تنقسم هذه بدورِها لقصباتٍ أخرى أصغرَ حجماً تنتشر في البرانشيمِ الرئويِّ pulmonary albranchemلتشكّلَ بانقسامِها الملايينَ من القُصَيباتِ الانتهائيةِ التي لا يتجاوز قطرُها المليمتراتِ، ووظيفتُها إيصالُ الهواءِ للأسناخِ الرئويةِ alveoli.

تتركّب القصباتُ الهوائيةُ من عضلاتٍ ملساءَ وغضاريفٍ عديدةٍ بشكل حرفِ C تغطّي الجزءَ الأماميَّ منها لتُكسبَها الصلابةَ ولتُبقيَ القصباتِ مفتوحةً للسماح بمرورِ الهواءِ بينما يتكوّن الجزءُ الخلفيُّ من العضلاتِ التي تتقلص للسعالِ ولتخلُقَ تياراً هوائياً يمكّن الأحبالَ الصوتيةَ من إصدارِ الأصواتِ ومن ثَمَّ الكلام. كما تُبطَّن القصباتُ بطبقةٍ من الخلايا تحمل على سطحِها أهداباً دقيقةً cilia تتحرك للأمامِ والخلفِ لإخراج المُخاطِ (وهو سائلٌ كثيفٌ تفرزه الخلايا في الرُّغامى والقصبات)، ويعمل هذا المخاطُ على ترطيبِ الهواءِ واحتجازِ الأجسامِ الغريبةِ المُستَنشَقةِ مع الهواءِ كالغبارِ والجراثيمِ والفيروساتِ، ويتم التخلّصُ منه عند العطاسِ أو السعالِ أو البُصاقِ أو قد يتم ابتلاعُه أحياناً.


Image: http://leavingbio.net/respiratory

● القُصيبات Bronchioles: كلّما زاد تفرّعُ الشجرةِ القَصبيةِ قلّ عددُ الغضاريفِ فيها وازدادت مرونتُها بسبب العضلاتِ الملساءِ والإيلاستين. وتكون وظيفةُ الطبقةِ العضليةِ هي إعطاءُ المرونةِ والمطاوَعةِ للشجرةِ القصبيةِ للتكيّفِ مع احتياجاتِ الجسمِ من الأوكسجين، إذ تسمح بالتمددِ عند الحاجةِ المتزايدةِ للأوكسجين كما في التمارينِ الرياضيةِ أو الجهدِ، في حين تعود لتتقلصَ أثناء الراحةِ لمنعِ حدوثِ فَرْطِ التهْوية.

- الرئتان Lungs:
هي شَفعٌ من الأعضاءِ الشبيهةِ بالإسفَنجِ، مساحةُ سطحِها الداخليِّ تعادل مساحةَ نصفِ ملعبِ كرة المضرب (التنس) 80-100 مترٍ مربعٍ، تتوضّع ضمنَ تجويفِ الصدرِ؛ وحشيَّ القلبِ وفوق عضلة الحجاب الحاجز (وحشيّ أي أبعدَ عن خطِّ منتصفِ الجسم).
تُحاط كلُّ رئةٍ بغشاءٍ مضاعَفٍ هو غشاءُ الجنْبِ pleura يعزلُها عن تجويف الصدر ويسمح لها بالتمددِ بسهولةٍ أثناء الشهيقِ ويمنع الاحتكاكَ بينَها وبين الأعضاءِ الأخرى.
تختلف الرئةُ اليمنى عن اليسرى قليلاً بالحجم والشكلِ بسبب توضّعِ القلبِ في الجانبِ الأيسرِ، إذ تكون الرئةُ اليسرى أصغرَ قليلاً وتتكوّن من فصَّين بدلاً من ثلاثةٍ كما في اليمنى.
يحتوي البرانشيمُ الرئويُّ بداخلِه على الملايينِ من الحويصلاتِ الهوائيةِ الصغيرةِ تُسمّى الأسناخ Alveoli، تتوضع في نهاية القُصَيباتِ الشَّعريةِ، تكون الأسناخُ رقيقةَ الجدرانِ تبطّنُها طبقةٌ واحدةٌ من الخلايا الظِّهاريةِ ومحاطةٌ بشبكةٍ دقيقةٍ من الشُعيراتِ الدمويةِ ويفصلها عن بعضِها نسيجٌ ضامٌّ يجعلها متماسكة. تلعب الأسناخُ دوراً مهمّاً في التهويةِ الرئويةِ والتبادلِ الغازيِّ مع الدمِ الموجودِ في الشُعَيراتِ الدمويةِ المحيطةِ بها بفضلِ مرونةِ جدرانِها ولِوجودِ عاملِ السطحِ السَّنْخِيِّ Surfactant؛ وهو سائلٌ يتكونُ بشكلٍ أساسيٍّ من شحومٍ فوسفوريةٍ وبروتيناتٍ تفرزها خلايا خاصةٌ في السنْخِ هي الخلايا من النمط الثاني بعد الأسبوعِ الـعشرين من الحملِ وظيفتُه منعُ انْخِماصِ السَّنْخِ بعد الزفيرِ (أيْ منعِ انهيارِ الرئتينِ للداخل).


Image: http://antranik.org/wp

● عضلةُ الحجابِ الحاجزِ Diaphragm:
لا يكتمل الحديثُ عن الجهازِ التنفسيِّ إلا بذِكْرِ الحجابِ الحاجزِ لما له من أهميةٍ في العمليةِ التنفسيةِ، وهو عضلةٌ بشكل القُبّةِ تتوضع أسفلَ الرئتينِ تفصل جوفَ الصدرِ عن تجويفِ البطنِ، وتتدخلُ بعمليةِ التنفسِ، حيث تهبط للأسفلِ خلال الشهيقِ فيتّسعُ القفصُ الصدريُّ لزيادة حجمِ الصدرِ وزيادةِ الضغطِ السلبيِّ ضمن الرئتين من أجل إدخالِ الهواءِ، وبارتفاعِها تزيد الضغطَ ضمنَ الرئتينِ لبَدءِ عمليةِ الزفير.

الوظائف الفيزيولوجية:
1- التهويةُ الرئويةُ Pulmonary Ventilation:
هي عمليةُ دخولِ وخروجِ الهواءِ من وإلى الرئتين (شهيقٌ وزفير) من أجلِ عمليةِ التبادلِ الغازيّ. وتتم عمليةُ الشهيقِ نتيجةً للضغط السلبيِّ في الرئتين الذي يجعلهما تتمدّدان لتمتلئا بالهواء حتى يصبحَ الضغطُ ضمنَهما مساوياً للضغطِ الخارجيِّ، وعندها تتوقف عمليةُ الشهيقِ ليبدأَ الزفيرُ بمساعدةِ عضلاتِ الصدرِ والحجابِ الحاجزِ لإخراج الهواء. الشهيقInspiration: وهو عمليةٌ فاعلةٌ تتطلب جهداً من أعضاءِ الجهازِ التنفسيِّ وخاصةً عضلاتِ الصدرِ والحجابِ الحاجزِ لإدخال الهواءِ إلى الرئتين.
الزفير Expiration: وهو عمليةٌ منفعِلةٌ لا إراديّةٌ لا تتطلب جهداً لإخراج الهواءِ من الرئتين في الحالةِ الطبيعيةِ، وذلك بسبب الطبيعةِ المَرِنةِ لنسيجِ الرئتين، وتعمل العضلاتُ في حالاتِ الزفيرِ القويِّ كالسعال.

يمكنكم مشاهدةُ الفيديو التوضيحيِّ التالي:
هنا

2- التبادلُ الغازيُّ:
بدخول الهواءِ المحمَّلِ بالأوكسجين إلى الرئتين وتحديداً للأسناخِ الرئويةِ، تبدأ عمليةُ التبادلِ الغازيِّ بين هواءِ الأسناخِ المشبّعِ بالأوكسجين وبين دمِ الشعيراتِ الدمويةِ المحيطةِ بالسَّنْخِ والمحمّلِ بثنائي أوكسيدِ الكربون، حيث ينتقل الأوكسجينُ من السَّنْخِ إلى الدمِ ليتمَّ نقلُه إلى أنسجةِ الجسمِ وينتقلُ ثُنائي أوكسيدِ الكربونِ من الدمِ إلى السّنخِ ليتمَّ التخلصُ منه أثناءَ الزفير.


Image: https://upload.wikimedia.org/wikipedia

يمكنكم مشاهدةُ الفيديو التوضيحيِّ التالي:
هنا

3- الحفاظُ على التوازنِ القَلَوِيِّ– الحامِضِيّ: بالحفاظ على مستوياتِ الأوكسجينِ وثنائيِّ أوكسيدِ الكربون ضمنَ الحدودِ السوِيّة.
4- المساعدةُ في الوظيفةِ الكلاميةِ: إذ يَصْدُر الكلامُ من الحنجرةِ بعد تدفّقِ الهواءِ من الرئتين.
5- تلعب دورَ حمايةٍ للقلبِ من الرضوض.

لقراءة مقالاتنا الأخرى ضمن سلسلة كيف يعمل جسم الانسان: هنا

المصادر:
هنا
هنا
هنا
هنا
تعريف الجنب:
هنا