أعضاء الجهاز التنفسي وعملية التنفس

يتكوّن الجهاز التنفسي من تراكيب تساعد على إدخال الأكسجين إلى الجسم وإخراج الفضلات الغازية منه:

• يدخل الهواء إلى الجسم عن طريق الأنف أو الفم.
• يوجد في الأنف شعيرات صغيرة تخلّص الهواء مما يعلق به من الشوائب والغبار.
• يدخل الهواء إلى تجويف الأنف، حيث يتم ترطيبه وتدفئته.
• يُبطَّن التجويف الأنفي غدد مخاطية تفرز المخاط الذي يعمل على التقاط الشوائب التي لم تستطع الشعيرات التقاطها، وبذلك يدخل الهواء نظيفًا إلى الرئتين.
• وتتموّج تراكيب صغيرة تشبه الشعيرات تُسمّى الأهداب إلى الأمام والخلف، فتحرّك المخاط والمواد العالقة إلى الخلف، وتخرجها إلى أسفل الحلق ليتم بلعها.

البلعوم: يدخل الهواء الدافئ الرطب إلى البلعوم. وهو عبارة عن أنبوب يمر خلاله الطعام والسوائل والهواء، ويوجد في آخر البلعوم لسان المزمار (اللهاة). وعند بلع الطعام يغلق لسان المزمار المجرى التنفسي، مما يمنع دخول السوائل والطعام إلى المجاري التنفسية.

الحنجرة: ينتقل الهواء إلى الحنجرة وهي ممر للهواء يتصل بأربعة أزواج من الأنسجة تسمّى الأوتار الصوتية. ويتسبّب ضغط الهواء بين الأوتار الصوتية اهتزازها وإصدار الأصوات. فعندما تتكلم تعمل العضلات على شد الأوتار الصوتية أو إرخائها، كما ينسّق الدماغ حركة العضلات في القصبة الهوائية واللسان والخدود والشفاه؛ لكي تصدر الأصوات المختلفة. وتشترك الأسنان في تشكيل صوت الحروف والكلمات.

القصبة الهوائية: يتحرك الهواء من الحنجرة إلى القصبة الهوائية التي تتكوّن من حلقات غضروفية غير مكتملة (على شكل حرف C)، بما يضمن بقاء القصبة الهوائية مفتوحة. ويبطّن القصبة الهوائية غشاء مخاطي وأهداب؛ يصطاد الغشاء المخاطي الغبار والبكتيريا وحبوب اللقاح، ويمنعها من الدخول إلى الرئتين. أما الأهداب فتحرك المخاط إلى أعلى مما يساعد على إخراجه ليتم بلعه أو طرده خارج الجسم عبر الأنف أو الفم.

يدخل الهواء إلى الرئتين عبر أنبوبين قصيرين يوجدان في الجزء السفلي من القصبة الهوائية، يدخل كل منهما إلى إحدى الرئتين ويُسمّى كل واحد منهما الشعبة الهوائية:

• تتفرّع كل شعبة إلى شعيبات أصغر فأصغر.
• إلى أن تنتهي بمجاميع من الأكياس ذات جدران رقيقة تشبه عناقيد العنب تُسمّى الحويصلات الهوائية.
• وتُعدّ الرئة كتلة من الحويصلات، يوجد تقريبًا 300 مليون حويصلة في كل رئة.
• وتُحاط الحويصلات بشبكة من الشعيرات الدموية.

تبادل الغازات: تحدث عملية تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الشعيرات الدموية والحويصلات الهوائية، ويساعد الجدار الرقيق لكل من الشعيرات الدموية والحويصلات على حدوث ذلك:

1. ينتقل الأكسجين خلال الغشاء البلازمي للحويصلات ثم خلال الغشاء البلازمي للشعيرات الدموية ليُحمَل بوساطة الهيموجلوبين إلى خلايا الجسم.
2. في الوقت نفسه يغادر ثاني أكسيد الكربون والفضلات الخلايا، فتتحرك في اتجاه الشعيرات الدموية، ثم تُحمَل بوساطة الدم إلى الرئتين، حيث تنتقل منه إلى الحويصلات الهوائية، ثم تغادر الجسم مع هواء الزفير.

يحدث التنفس نتيجة التغيّرات في الحجم، ومن ثَمّ ضغط الهواء. في الظروف الطبيعية يتحرك الهواء من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض. فعندما تقوم بالضغط على علبة بلاستيكية فإن الهواء يخرج منها؛ وذلك لأن ضغط الهواء خارج العلبة أقل منه داخلها؛ لأنك غيّرت حجمها، وعندما تعود العلبة إلى شكلها الأصلي يعود الهواء إليها مرة أخرى.

تعمل الرئتان بالطريقة نفسها، حيث ينقبض الحجاب الحاجز وينبسط مسبّبًا تغيّر حجم التجويف الصدري، ومن ثَمّ تغيّر ضغط الهواء بداخله، مما يساعد على حركة الغازات من الرئتين وإليهما.

• الشهيق: ينخفض الحجاب الحاجز ويتّسع التجويف الصدري، فيدخل الهواء.
• الزفير: يرتفع الحجاب الحاجز ويصغر التجويف الصدري، فيخرج الهواء.

إنك تدخل 500 مل تقريبًا من الهواء في كل عملية تنفس، وقد تزداد هذه الكمية عندما تقوم بنشاط شاق.