آلية التنفس تبادل الغازات
وفي عملية التنفس يتم إثراء الدم بالأكسجين عن طريق الشهيق، ويتم طرد ثاني أكسيد الكربون من الرئتين إلى الهواء الخارجي عن طريق الزفير. يتم تسهيل تبادل الغازات عن طريق عضلات الجهاز التنفسي، والتي تلعب دورًا حاسمًا في آليات التنفس. أثناء الشهيق، ينقبض الحجاب الحاجز ويتحرك نحو الأسفل، بينما تقوم العضلات الوربية الموجودة بين الأضلاع بتوسيع تجويف الصدر. وهذا يخلق تدرجًا سلبيًا للضغط داخل الرئتين، مما يتسبب في اندفاع الهواء وملء الحويصلات الهوائية بالهواء الغني بالأكسجين. وفي الوقت نفسه، ينتشر الأكسجين من الحويصلات الهوائية إلى مجرى الدم، حيث يرتبط بجزيئات الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء لنقلها إلى الأنسجة في جميع أنحاء الجسم.
على العكس من ذلك، أثناء الزفير، يسترخي الحجاب الحاجز والعضلات الوربية، مما يسمح بتجويف الصدر بالتناقص في الحجم. يؤدي هذا الضغط المتزايد داخل الرئتين إلى طرد الهواء الغني بثاني أكسيد الكربون من الحويصلات الهوائية وإطلاقه في الغلاف الجوي. تعمل عضلات الجهاز التنفسي بطريقة منسقة لتنظيم معدل وعمق التنفس استجابة لتغير مستويات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في مجرى الدم، مما يضمن تلبية احتياجات الجسم الأيضية وإزالة الغازات العادمة بكفاءة.
وتعتمد كفاءة الجهاز التنفسي على الأداء السليم لهذه العضلات التنفسية والتنسيق بين الشهيق والزفير. وأي اضطرابات في هذه العملية، مثل ضعف عضلات الجهاز التنفسي أو أمراض الرئة، يمكن أن تضعف تبادل الغازات وتؤدي إلى صعوبات في التنفس. لذلك، فإن الحفاظ على قوة عضلات الجهاز التنفسي من خلال ممارسة التمارين الرياضية بانتظام، واعتماد عادات نمط حياة صحية، وطلب الرعاية الطبية لأية مشاكل تنفسية أمر ضروري لدعم وظيفة الجهاز التنفسي المثلى والصحة العامة.
التنفس الداخلي والخارجي
التنفس الداخلي هو الأساس في تأمين الطاقة للجسم وتحويل الغذاء إلى مادة حية أو بروتوبلازم و تختلف سرعة التنفس اختلافا واضحا حسب السن وهي أكبر بكثير عند صغار السن من التي عند البالغين وتتراوح عادة عند الأطفال المولودين حديثا ما بين 30 إلى 40 حركة تنفس في الدقيقة وتصبح 16 حركة تنفس في الدقيقة عند سن البلوغ فقط عند الذكور أما عند الإناث فهي حوالي 18 حركة في الدقيقة.
في التنفس الخارجي تقوم الرئتان بامتصاص الهواء الغني بالأوكسجين من الهواء الخارجي (شهيق)، وإطلاق الهواء المحمل بثنائي أكسيد الكربون إلى الخارج، بينما التنفس الداخلي، فتقوم خلايا الجسم بالاستفادة من الأوكسجين ء الذي حصلت عليه من الدم ء في أكسدة الغذاء داخل الخلايا، وإطلاق الطاقة نتيجة عملية تغير حيوكيميائي معقدة.
تنفس النباتات
النبات الأخضر في النهار يقوم بعمليتي البناء الضوئي والتنفس لكن الناتج الصافي يكون أخذ ثاني أكسيد الكربون وطرد الأكسجين لأن البناء الضوئي أسرع من التنفس مع أن النباتات المائية تتنفس عن طريق الانتشار المباشر لأنها تتميز بارتفاع نسبة السطح إلى الحجم مثل الطحالب التي يصل نموها إلى 100 متر وهي لا تحتاج إلى جهاز تنفسي لأن معظم خلاياها تكون قريبة من الوسط الذي تعيش فيه.
الجهاز التنفسيّ
يتحمور الجهاز التنفسيّ على أربعة الأجهزة وهي :
- أنف
أنف وهو الجزء الخارجيّ من جسم الإنسان، يتم من خلاله دخول الأكسجين إلى الجسم، ويتشكل باحتوائه على
شُعيرات صغيرة تمنع الغبار والأتربة من الدّخول إلى الأجزاء الداخليّة من الجهاز التنفسيّ.
- البلعوم
البلعوم وهو عبارة عن أنبوب عضليّ يصل بين الأنف والحنجرة، ويبلغ طوله حوالي 13سم، ويقع البلعوم الأنفيّ خلف الأنف، بحيت البلعوم الحنجريّ خلف الحنجرة.
- الحنْجرَة
تقوم الحنْجرَة بالتلاعب في توتُّر هذه الحبال و بالتالي تواتر اهتزازاتها عند مرور الهواء، و هو أمر بالغ الأهمية في عمليّة التصويت. تُقع الحَنْجرة أسفل مكان انقسام البلعوم إلى رُغامى و مريء
- الرئتان
هما العضوان الرئيسيان في جهاز التنفس عند الإنسان والعديد من الحيوانات الأخرى بما فيها بعض الأسماك وبعض الحلزونات. عند الثدييات ومعظم الفقاريات تتوضع الرئتان قرب العمود الفقري على كل جانب من القلب ,كما تمتاز الرّئتين بطبيعتهما الليفيّة المرنة بحيث تتم حمايتهما عن طريق القفص الصدريّ.
.png)
وفي الختام، فإن آليات التنفس وتبادل الغازات هي عمليات أساسية تضمن حصول الجسم على إمدادات كافية من الأكسجين والتخلص من ثاني أكسيد الكربون. من خلال الجهود المنسقة للجهاز التنفسي والدورة الدموية، يتم استنشاق الأكسجين إلى الرئتين، وينتشر في مجرى الدم، وينقل إلى الخلايا في جميع أنحاء الجسم، بينما يتم إزالة ثاني أكسيد الكربون من مجرى الدم وطرده من الجسم أثناء الزفير. تعتمد هذه العملية المعقدة على وظيفة أعضاء الجهاز التنفسي الحيوية مثل الرئتين والحجاب الحاجز وعضلات الجهاز التنفسي، بالإضافة إلى البنية الدقيقة للحويصلات الهوائية حيث يحدث تبادل الغازات. يعد فهم آليات التنفس وتبادل الغازات أمرًا ضروريًا للحفاظ على صحة الجهاز التنفسي والرفاهية العامة، مع التأكيد على أهمية تبني عادات نمط حياة صحية وطلب الرعاية الطبية لأية مخاوف تتعلق بالجهاز التنفسي.