دستگاه تنفس درانسان
دستگاه تنفس ، اکسیژن بدن را تامین می کند ودی اکسیدکربن را از بدن دفع می کند.اکسیژن توسط سلول ها برای تولید انرژی مصرف می شود.
دی اکسید کربن محصول زاید تولید انرژی درون سلول های بدن است .
دستگاه تنفس به عنوان تامین کننده ی اکسیژن برای بدن ودفع کننده ی دی اکسید کربن از بدن، به ثبات محیط داخلی که برای فعالیّت طبیعی سلول ها ضروری است، کمک می کند. به عبارت دیگر، دستگاه تنفس به طول خودکار،هوا را به درون شش می فرستد وامکان خارج شدن آن را نیز فراهم می کند . این عمل به صورت چرخه ای، حداقل بیست وسه هزار بار درروز وهشت میلیون باردرسال تکرار می شود.

دیتگاه تنفس نیزمانند دستگاه های دیگر بدن ، دارای نقش مهمّی در هموستازی است .

شکل (۱) ساختار دستگاه تنفس را در انسان نشان می دهد.مطابق شکل، دستگاه تنفس، دارای دو بخش اسامی است :
بخش اول انتقال وهدایت گازهای تنفسی وبخش تبادل گازهای تنفسی (جدول شماره ۱).
بخش هدایت گازهای تنفسی شامل راه های تنفسی است که هوا را از حفره ی دهانی وبینی به درون وخارج شش ها (دو اندام بزرگ کیسه مانند درون قفسه ی سینه ) انتقال می دهند . (شکل شماره ۱)

شکل ۱-دستگاه تنفس انسان: مجاری تنفسی ومحل تبادلا گازها، نشان داده شده اند. در سمت راست ،تصویر بزرگ شده ی کیسه های هوایی، محل تبادل اکسیژن ودی اکسید کربن دیده می شود.

جدول ۱- دستگاه تنفس : اندام ها وفعالیت های آن ها
اندام نوع فعالیت
انتقال دهنده ی هوا
حفره ی بینی صاف کردن، گرم ومرطوب کردن هوا، همچنین انتقال هوا به حلق
حفره ی دهانی انتقال هوا به حلق، گرم ومرطوب کردن هوا، کمک به تولید صدا
حلق انتقال هوا به حنجره
اپیگلوت مسدود ساختن نای هنگام فرودادن غذا
حنجره تولیدصدا،انتقال هوابه نای،کمک به صاف کردن هوا وارده شده، گرم ومرطوب کردن هوا
نای ونایژه گرم ومرطوب کردن هوا، انتقال هوا به شش ها ، صاف کردن هوا
نایژک ها
تبادل گازها تنظیم مقدار هوا ورودی به درون شش ها، انتقال هوا به کیسه های هوایی
کیسه های هوایی محل تبادل گازها
راه های انتقال هوا مانند سرخرگ ها بزرگند وبه تدریج که به درون بافت شش ها راه می یابند. کوچک وکوچک ترمی شوند. تعداد زیادی ازآنها که محل تبادلات گازی اکسیژن ودی اکسید کربن هستند بسیار نازکند.
شکل ۲؛ کیسه های هوایی ومویرگ های آن ها: شکل بزرگ شده ای با کمک میکروسکوپ الکترونی از کیسه های هوایی شش ها،دراین شکل غنی مویرگی در اطراف کیسه های هوایی دیده می شود.
شش ها محل تبادلات گازی دردستگاه تنفس هستند. هرشش از میلیون ها کیسه ی کوچک با دیواره ی نازک به نام کیسه ی هوایی تشکیل شده است.

(شکل شماره ۲) .دیواره ی هریک از کیسه های هوایی محتوی شمارزیادی مویرگ است که اکسیژن هوای وارده شده (دم) را جذب می کند ودی اکسید کربنی که از سلول های بدن گرفته (بازدم) است به درون کیسه های هوایی رها می کند.

ورود وخروج هوا از شش ها: هدایت هوا
هوا از طریق بینی ودهان وارد دستگاه تنفس می شود. سپس در انتهای دهان به حلق می رسد. (شکل۳) حلق، بخشی از دستگاه تنفس است که به بینی ودهان در جلو ودر پایین به هری (لوله ماهیچه ای مخصوص انتقال غذا به رون معده ) وحنجره وصل است.
حنجره لوله ای با دیواره ی محکم است که قارهای صوتی را در خود جای داده است وبه بلعیدن لقمه ی غذایی نیزکمک می کند (شکل ۳)
حنجره به دو نایژه که هوا را به درون شش ها انتقال می دهند خت

م می شود.
شما می توانید نای را در زیر بخش غضروفی برآمده در جلوی گردن خود احساس کنید .
گاهی هنگام بلعیدن غذا ممکن است ذره ای از غذا به درون نای راه یابد. کمک های اولیه ویژه مشخص می کند که در چنین مواقعی چه باید کرد .

شکل ۳- بخش بالایی دستگاه تنفس با جزئیات دقیق تر: برآمدگی های استخوانی در حفره بینی شرایطی را فراهم می آورد که ذرات گرد وغبار در روی لایه ی موکوس ته نشین شوند. باید توجه داشت که هوا را از حلق عبور می کند وبعد وارد حنجره می شود. اما هنگام ورود ذرات غذایی به سیستم تنفسی از ورود آن توسط زایده اپیگلوت جلوگیری می شود.

همانطوریکه در شکل یک نشان می دهد نای کوتاه است ودر قفسه سینه به ۲ نایژه چپ وراست تقسیم می شود. نایژه به درون شش چپ ونایژه راست به درون شش راست راه می یابند. درون شش ها نایژه ها به شاخه های کوچکتری تقسیم می شوند که به آنها نایژک می گویند. نایژک ها نیز انشعاب می یابند وسرانجام نایژگ های بسیار کوچکی با دیواره ی نازک به نام نایژگ های انتهایی پدید می آوردند که در امتداد سرخرگ ها وسیاهرگ ها قرار می گیرند.نایژک های انتهایی هوا را به درون کیسه های هوایی انتقال می دهند .
نای ونایژه توسط غضروف های شفافی که دردیواره ی خود دارند (شکل ۴)
تقویت می شوند این غضروف ها از بسته شدن نای هنگام تنفس ممانعت کرده و ورود وخروج هوا را ممکن می کنند .
شکل ۴: برش افقی از نای ونایژه
الف) نای شامل تعدادی غضروف شفاف وکمانی شکل است که س

بب بازنگه داشته شدن آن می شود.
ب) درنایژک های درونی غضروف شفاف دیده می شود.

همانند سرخرگ ها دردستگاه گردش خون دردیواره ی نایزک ها ماه

یچه های صاف وجود دارد.
وجود این ماهیچه ها سبب می شود که نایزک ها بتوانند باز وبسته شوند وبه این ترتیب جریان هوا را در ششها تنظیم کنند. هنگام فعالیت ویا زمان هیجان ماهیچه های درون نایژک ها استحراحت می کنندو به این ترتیب جریان هوا به درون شش ها را افزایش می دهند .این عمل باعث می شودکه بافت های بدن اکسیژن بیشتری دریافت کنند .
ازسوی دیگر در هنگام مویرگ ها نیز اتساع می یابند تا خون بیشتری به بافت های بدن برسانند .
اگرچه راه های انتقال دهنده هوا به درون شش ها بیشتر کار هدایت هوا را به عهده دارند اما بصورت یک صافی نیز عمل می کنند وناخالصی هوایی که ما تنفس می کنیم را بویژه ذرات گرد وغبار وباکتری ها که با هوا حمل می شوند جدا می کنند.
ذرات معلق در هوا اندازه های متفاوت هستند. برخی ازآنها کوچکترند ومی توانند به قسمت های پایین شش ها نفوذ کنند.ذرات بزرگتر در بینی، نای ونایژک ها گرفته می شوند. ذرات معلق در هوا ممکن است شامل ذرات فلزات سمّی مثل جیوه باشند که تنفس آنها ممکن است منجر به سرطان شود.

ذرات موجود در هوا در سرتاسر راه های تنفسی از هوا جدا می شوند. بینی دارای نقش موثری دراین کاراست.
پیچیدگی درون بینی که در شکل شماره ۳ نشان داده شده است جر

یان هوا راکند می کند. این عمل سبب می شود ذرات بزگتر پایین بیفتند. موهای درون بینی نیز دربه دام انداختن معلق در هوا موثرند.
ذراتی که از هوای درون بینی ونای جدا می شوند در لایه ای از موکوس به دام می افتند.موکوس لایه ترشحی چسبنده ای است که درون بسیاری از مجاری تنفسی قراردارد. (شکل۵)موکوس به وسیله ی غده هایی که در طول مجاری تنفسی قراردارند وتوسط سلو

ل هایی دربافت پوششی به نام سلول های موکوسی ترشح می شود.
بافت پوششی درون نای همچنین دارای تعداد زیادی سلول مژه داراست. این مژه ها به طرف بالا ودر جهت دهان دارای زنش هستند این عمل باعث می شودکه به آرامی موکوس وذرات گرد وغبار وباکتریهای به دام افتاده درآن به طرف دهان حرکت کنند.
مژه های درون نای، همواره فعالیت دارند وموکوس را به طرف دهان می رانند. دردهان موکوس ممکن است بلعیده ویا به بیرون دهان انداخته شود. این فرآیند تمیز کننده مجاری تنفس وشش ها را از گزند باکتری ها وسایر ذرات حفظ می کند.
شکل ۵: قله ی موکوسی: موکوس مایع لزجی
است که توسط سلول های ترشح کننده موکوس
که دربافت پوششی بسیاری از بخشهای دستگاه تنفس
وجود داردترشح می شود. لایه موکوسی باکتریها،ویروسها
وذرات وجود درهوا را به دام می اندازد. مژک هایی که
در برخی دیگر ازسلولها قرار دارند با حرکت موجی خود، موکوس را به طرف دهان می رانند .
عمل موکوس تنفسی مانند همه ی فرآیندهای نگه دارنده ی هموستازی، همواره موفقیت آمیز نیست. گاهی باکتری ها به درون بافت پوششی نفوذ می کنند ودرآنجا زیاد می شوند وموجب عفونتهای تنفسی می شوند وبدتر ازآن دی اکسید گوگرد موجود در دود سیگار وهوای آلوده ی شهری باعث توقف کوتاه مدت فعالیت مژه ها می شود وفرآیند طبیعی تصفیه هوا را دردستگاه تنفس کاهش می دهد.
باکتریها وذرات سمّی که در لوله های تنفسی رسوب می کنند ممکن است به درون شش ها راه یابند .
به عنوان مثال در شرایطی که نیاز به فعالیت بیشتر مژه ها وجود دارد ی اکسید گوگرد موجود دردود سیگار می تواند فعالیت آنها را به مدت یک ساعت یا بیشتر مخ

تل کند.
بنابراین طبیعی است که افراد سیگاری به مراتب بیشتر از افراد غیر سیگاری از عفونتهای تنفسی رنج ببرند. الکل نیزمی تواند مژه ها را از کار بیندازد. بنابراین افراد الکلی نیز زمینه ی آماده ای برای عفونتهای تنفسی دارند.
لوله های تنفسی همچنین سبب مرطوب ساختن وگرم کردن هوای تنفسی می شوند. در زیر لایه ی پوششی دیواره ی لوله های تنفسی شبکه ای غنی از مویر

گ های خونی قراردارد که رطوبت وگرما آزاد می کنند. رطوبت ششها از خشکی وگرما از سردی هوا محافظت می کند. در اکثر مواقع جز هوای سرد، هوایی که به ششها می رسد تقریبا از آب اشباع است ودمایی به اندازه ی گرمای بدن دارد .
محل تبادل اکسیژن ودی اکسید کربن
هوایی که ما تنفس می کنیم شامل نیتروژن،اکسیژن ومقدار کمی دی اکسید کربن است. (جدول شماره ۲).اما فقط اکسیژن برای حفظ سوخت وساز سلول ها باید به مقدار نسبتا ثابتی دراختیار آنها قرار گیرد.

گاز درصد موجود درهوا جدول۲:اجزای تشکیل دهنده ی هوا
۷۸
نیتروژن (N) 21
اکسیژن (O) 9%
ارگون (Ar) 3%
دی اکسید کربن (〖CO〗_۲ ) (۴-۰) متغیر
مواد آلود کننده متغیر
بخش انتقال دهنده ی هوای تنفسی ، هوای گرم، مر

طوب وتصفیه شده ای را به نایژک های انتهایی یعنی جایی که هوا از طریق آن به درون کیسه های هوایی می رسد هدایت می کند. هرکیسه هوایی توسط یک شبکه ی غنی مویرگی احاطه شده است. دربرش میکروسکوپی بافت شش ها بصورت یک شبکه ی اسفنجی می شود (شکل ۶-الف)

 

شکل ۶- کیسه های هوایی:
الف) تصویر تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی از
شش تعدادی کیسه هوایی را نشان می دهد. کوچکترین
سوراخ ها مدخل مویرگ ها دردیواره ی کیسه های
هوایی هستند.
ب) تصویر تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی که
کیسه های هوایی را بابزرگنمایی بیشترنشان می دهد .
پیکان ها مسیر جریان هوا را مشخص می کنند .
ج) دراین تصویر که با بزرگنمایی بیشتری نسبت به
بقیه تهیه شده است ، ارتباط نزدیک بین کیسه های
هوایی ومویرگ ها دیده می شود.

هرشش شامل تقریبا یکصد وپنجاه میلیون کیسه ی هوایی است. درمجموع دو شش با یکدیگر سطحی را حدود شصت تا هشتاد مترمربع فراهم می آورند که تقریبا به اندازه ی یک زمین تنیس است. کیسه های هوایی توسط یک لایه از سلولهای پوششی پهن احاطه شده اند که سلولهای کیسه هوایی نوع اول نامیده می شوند.
(شکل ۷- الف) .سطح وسیع وسد نسبتا نازک بین خون وکیسه های هوایی مسئول انتشار سریع وکارآمد گازهای تنفسی بین خون وشش ها است . گرد وغبار وسایر ذراتی که به شش می رسند توسطی سلولهای ماکروفاژ کیسه های هوایی گرفته می شوند . این عمل آن ها را ریزه خواری می نامند.
این سلولها های ماکروفاژ درسرتاسر کیسه های هوایی پراکنده اند وبا ازبین بردن ذرات خارجی به حفاظت ششها در برابر ذرات مضر وسمی کمک می کنند .
ممانعت از تخریب کیسه های هوایی، توسط سلولهای کیسه های هوایی نوع دوم انجام می شود. این سلولها بزرگ وگرد هستند ومایع فسفرداری را به نام سورفا کتانت (شکل الف- ۷) ترشح می کنند.
سرفاکتانت ماده ای شبیه به مواد پاک کننده است که در لایه ی نازک آبی که سطح کیسه هوایی را پوشانده است حل می شود.

شکل ۷- سلول های ماکروفاژ یا سلولهای ریزه خوار کیسه ی هوایی :
الف) طرحی از کیسه هوایی که ماکروفاژهای نوع یک ودو نشان داده است .
ب) تصویری با ومیکروسکوپ الکترونی از سلول ماکروفاژ شش فرد غیر سیگاری، این تصویر را با شکل ماکروفاژ شش از یک فرد سیگاری مقایسه کنید .مشاهده می شود که سلول ها ماکروفاژ از ذرات دی اکسید کربن که توسط سلول بلعیده شده اند پرشده است .

آبی که سطح داخلی کیسه های هوایی را پوشانده است کشش سطحی تولید می کند کشش سطحی حاصل پیوندهای هیدروژنی مولکولهای آب است که سبب تراکم مولکولهای آب در سطح آن می شود.پیوندهای هیدروژنی مولکولهای سطح آب را بیش از

مولکولهای داخلی آن به طرف یکدیگر می کشند به همین دلیل است که مثلا یک قطره آب در روی شیشه ی جلوی اتومبیل بصورت یک دانه ی تسبیح درمی آید .
کششش سطحی یک لایه ی قابل ارتجاع مایع درون کیسه

های هوایی ایجاد می کند، که سبب کشیده شدن دیواره ی این کیسه ها به سمت داخل می شود.سورفا کتانت باعث کاهش نیروی کشش سطحی می شود. نیرویی که افزایش آن ممکن است سبب تخریب کیسه های هوایی شود.
هنگام تولد در برخی از نوزادان زود رس سلولهای کننده ی سورفاکتانت قادر نیستند به مقدار کافی این ماده را تولید کنند. درنتیجه کشش سطحی سبب تخریب کیسه های هوایی بزرگ تر می شود. این مساله موجب کم شدن سطح جذب می گردد.
دراین نوزادان کیسه های هوایی درمدت چند ساعت اولیه ی تولّد شروع به تخریب می کنند. این وضعیت شناخته شده سندرم تنگی نفس یا بیماری پرده ی شفاف نامیده می شود.ازویژگی های آن، به سختی وتندی نفس کشیدن است که سرانجام به مرگ نوزاد منجر می شود. اگر معالجه نشود شش ها تخریب می شوند و نوزادان می میرند. در مانهای جدید اکنون دردسترس اند در یکی از روشهای معالجه پزشکان هنگام تولد ماده ای شیمیایی شبیه سورفاکتانت رات به درون ششهای نوزاد بیمار می هند. اگر چه این روش کاملا موفقیت آمیز است اما هنوز به عنوان یک روش مطمئن وبی نقص مورد تایید قرار نگرفته است .

اعمال دستگاه تنفس
کار اصلی دستگاه تنفس وارد خارج کردن هوا به شش ها است که ازاین راه اکسیژن خون تامین می شود ودی اکسید کربن اضافی آن دفع می گردد . دستگاه تنفس کارهای دیگری را نیز انجام می دهد . تارهای صوتی که درادامه شرح داده خواهند شد ، تولید اصواتی می کنند که مردم می توانند با سخن گفتن وآواز خواندن با یکدیگر ارتباط برقرار کنند . غشای بویایی دربافت پوششی قسمت فوقانی حفره ی بینی امکان درک بوها را به ما می ده

د .دستگاه تنفس با تاثیر برروی مقدار دی اکسید کربن به حفظ pH خون کمک می کند .
فرآیند تولید صدا
تولید صدا در قلمرو جانواران مساله مهمی است. به عنوان مثال زوزه ی یک کایوت نشانه ای برای جمع شدن اعضای گروه است .همچنین وقتی کایوت در تگنا قرار بگیرد با فریاد های خشم آلود از خود حفاظت می کند.
درانسان طیف وسیعی از کاربرد صدا برای برقراری ارتباط وجود

دارد. این صداها توسط طناب های صوتی تولید می شوند.
طناب های صوتی رشته های قابل ارتجاع دردرون حلق هستند. هنگام خروج هوا از شش ها طناب های صوتی به ارتعاش درمی آیند. کیفیت صداهای تولید شده توسط طناب های صوتی به وسیله ی تغییر موقعیت زبان وشکل حفره ی دهانی تعیین می شوند.
این مساله سبب می شود صدای تولید شده د ر حلق به صورت حیرت انگیزی از انواع دیگر صداها متفاوت باشد .
ضخامت طنا بهای صوتی درافراد مختلف متفاوت است. همچنین این تفاوت بین زنان ومردان وجود دارد .بیشتر دارای طناب های صوتی ضخمیم تری نسبت به زنان هستند. به همین علت صداهای مردان نسبت به زنان بم تراست .
هورمون تستوسترون که در مردها به وسیله ی بیضه ها تولید می شود، باعث ضخمیم تر شدن طناب های صوتی درآنها می گردد .
ماهیچه های حلق نیز روی صداها تاثیردارند. ماهیچه های حلق به طناب های صوتی متصلند.
به عنوان مثال کشدگی طناب ها را تغیییر می دهند. استراحت ماهیچه های حلق از کشیدگی طنابها می کاهد وطنین صدا را کم می کندو انقباض ماهیچه ها

تاثیر مخالف برروی طنابهای صوتی دارد .
حلق اندام بسیار آسیب پذیری است باکتریها وعفونتهای ویروسی درحلق تولید بیماری لارنژیت می کنندکه نسبتا شایع است .ازویژگی های این بیماری ازبین رفتن خاصیت ارتجاعی بافت پوششی حلق وطناب های صوتی است. لارنژیت همچنین ممکن است براثر تحریک بافت حلق که ناشی از دود سیگار وتنباکو الکل، صحبت بیش ازحد، فریاد زدن ویا خوان

دن است، پیش می آید.
در کودکان ازبین خاصیت ارتجای بافت پوششی حلق ممکن است ناشی از تورم این بافت باشد . چنین وضعی مانع جریان هوا وتنفس می شود. این وضعیت خروسک نامیده می شود.

تبادل حیاتی :
خونی که به شش می رسد از بطن راست قلب آمده است. این خون که حاوی دی اکسید کربن است واز بافت های سراسر بدن جمع آوری شده برای گرفتن اکسیژن به شش ها آمده است . در شش ها دی اکسید کربن خون آزاد واکسیژن به آن اضافه می شود. اکسیژن ودی اکسید کربن به راحتی از میان مویرگ های خونی ودیواره ی کیسه های هوایی انتشار می یابند.
نیروی اصلی برای انتشار، تفاوت در تراکم گازهاست.اکسیژن موجود درکیسه های هوایی ابتدا به درون مایع بین سلولی که مویرگ های خونی را احاطه کرده است انتشار می یابد.اختلاف تراکم بین اکسیژن موجود در کیسه های هوایی ومایع بین سلولی عامل این انتشاراست.
پس اکسیژن از دیواره ی مویرگ های خونی عبور می کند و وارد پلاسمای خون می شود. در خون اکسیژن از غشای پلاسمایی گلبول های قرمز عبور می کند و به هموگلوبین درون سیتوپلاسم گلبول های قرمز می پیوندد. حدود۹۸%اکسیژن به این صورت در

خون حمل می شود بقیه اکسیژن بصورت محلول درپلاسما وسیتوپلاسم گلبولهای قرمز انتقال می یابد .
دی اکسید کربن در مسیری مخالف مسیر حرکت اکسیژن از مویرگ های خونی به درون کیسه های هوایی انتشار می یابد. عامل این انتقال هم اختلاف تراکم گاز دی اکسید کربن است.تراکم دی اکسید کربن درون مویرگ ها کمی از تراکم این گاز درکیسه های هوایی بیشتراست .
دی اکسید کربن در خون به سه صورت حمل می شود. درصد ک

می ازآن (حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد ) بصورت ترکیب با هموگلوبین ودرصد کمتری (حدود ۷ تا ۸ درصد) بصورت محلول در پلاسما بقیه دی اکسید کربن ( حدود ۶۰ تا ۷۰ درصد) بصورت یون بیکربنات در خون حمل می شود.
دی اکسید کربن وارد گلبولهای قرمز می شود ودرآنجا تحت تاثیر آن

زیمی به نام کربنیک انهیدراز به اسیدکربنیک تبدیل می شود.مولکولهای اسید کربنیک به سرعت به یون بیکربنات وهیدروژن تجزیه می شوند. یون بیکربنات از گلب

ولهای قرمز خارج می شود وبه درون پلاسما انتشار می یابد .
هنگامی که خون غنی از دی اکسید کربن به ششها می رسد یونهای بیکربنات با یونهای هیدروژن ترکیب می شوند واسید کربنیک به وجود می آید . اسید کربنیک تجزیه می شود ودی اکسید کربن می سازد. دی اکسید کربن به خارج از خون ودرون کیسه های هوایی انتشار می یابد.دی اکسید کربن هنگام بازدم ازششها دفع می شود.
بعداز گرفتن اکسیژين وآزاد کردن دی اکسید کربن خون از طریق سیاهرگ های ششی به دهلیز چپ قلب برمی گردد.سپس خون وارد بطن چپ می شود وتوسط عمل تلمبه ای بطن چپ از راه سرخرگ آئورت وشاخه های متعدد آن به بافت های بدن می رسد .
بیماریهای دستگاه تنفس
دستگاه تنفس یکی از راه های اصلی ورود باکتریها وویروسها به بدن است. لایه ی موکوس مژه های سلولهای بافت پوششی وسلولهای ریزه خوار درون ششها به مقدار زیادی سبب محافظت ازششها می شوند، اما این کافی نیست. باکتریها وویروسها ممکن است به درون بافت پوششی نفوذ کنند وبه لایه های زیرین آن راه یابند ودر آنجا تکثیر شوند. تعدادی از ویروس های کم خطر مثل ویروس آنفولانزا در سلول های پوششی لوله های تنفسی تکثیر می شوند ، اما میکروب های دیگر ممکن است به اندام های دیگر بروند (بیماری مننژیت که یک عفونت ویروسی یا باکتریایی است مثال مناسبی برای این مورد است )
عفونتهای ویروسی وباکتریایی لوله های تنفسی می توا

نند سبب ناراحتی های قابل ملاحظه ای شوند.
حتی برخی ازآنها کشنده اند. عفونت های مجاری تنفسی برحسب محل عفونت نام گذاری شده اند.
حتی برخی ازآنها کشنده اند عفونتهای مجاری تنفسی برحسب محل عفونت نام گذاری شده اند به عنوان مثال عفونتهای مربوط به برانش ها (نای) برونشیت وعفونت سینوس ها سینوزیت نادیده می شوند. برخی ازعفونت های شایع دستگاه تنفس در جدول شماره ۳ نشان داده شده است .

جدول ۳- بیماریهای دستگاه تنفس
نام بیماری علائم علت
آمفیرم تخریب کیسه های هوایی، تنفس های کوتاه مصرف سیگار وتنفس هوای آلوده
برونشیت مزمن سرفه کردن ، تنفس های کوتاه مصرف سیگار وتنفس هوای آلوده
برونشیت حاد اللتهاب نای، سرفه همراه با خلط زرد رنگ ویروس ها وباکتریها
سینوزیت اللتهاب سینوس ها،ترشح خلط، سردرد ویروس ها وباکتریها

لارنژیت اللتهاب حنجره وتارهای صوتی،گلودرد، سرفه ویروس ها وباکتریها
ذات الریه سرفه وتب،عرق کردن،دردسینه،خون درخلط باکتریها،تنفس گازهای تحریک کننده
آسم انقباض نایژه ها،خس خس کردن متناوب سینه به سختی نفس کشیدن،خلط درنایژه ها حساسیت به دانه های گرده،برخی غذاها،افزودنی های غذاها موهای سگ وگربه ، ورزش

تنفس وتنظیم دم وبازدم
هوا معمولا از همان راهی که وارد بدن می شود خارج می گردد به هر حال تنفس به صورت غیر ارادی انجام می شود وتوسط دستگاه عصبی تنظیم می گردد.
چگونگی تنفس
هنگام تنفس ابتدا هوا باید به درون ششها راه یابد. این فرآیند دم نامیده می شود. به دنبال دم هوا باید خارج شود ، فرآیند خروج هوا بازدم نام دارد .

 

جدول ۴ : خلاصه ای از دم وبازدم
دم
*تحریک ماهیچه های تنفسی (دیا گرام وبین دنده ای )
توسط پیام های عصبی تولید شده درمرکز عصبی تنفس
*انقباض ماهیچه های بین دنده ای ، موجی انبساط قفسه ی
سینه وبالا رفتن آن می شود
*انقباض دیاگرام موجب گسترده شدن آن می شود
*حجم قفسه ی سینه افزایش می یابد
*فشار درون ششها کم می شود.
*هوا از راه های بینی ودهان به درون ششها می رسد .

 

بازدم
*به پیام های عصبی ازمرکز تنفس بازخورد داده می شود.
تحریک ماهیچه های تنفسی متوقف می شود.
*ماهیچه های بین دنده ای استراحت می کنند وحجم قفسه ی سینه کم می شود.
*دیاگرام استراحت می کند وبرجسته می شود.

*شش ها به حالت قبل برمی گردند.
*هوا با فشار به بیرون ازششها رانده می شود.

دم با تحریک مخ انجام می شود. پیام های عصبی که از مخ می رسند ماهیچه ی دیافراگم را تحریک می کنند.

این تحریک ها سبب انقباض دیافراگم می شود.دیافراگم درهنگام انقباض گسترده می شود وپایین می آید. این عمل سبب رانده شدن هوا به درون شش ها می شود.
پیام های عصبی همچنین سبب تحریک ماهیچه های بین دنده ای می شود. وقتی این ماهیچه ها منقبض می شوند قفسه سینه به طرف بالا وطرفین انبساط می یابد. انقباض ماهیچه های بین دنده ای ودیافراگم سبب افزایش حجمی حدود ۵۰۰ میلی متر می شود.
افزایش حجم قفسه سینه سبب کاهش فشار درون شش ها وکیسه های هوایی می شود. این امر سبب کشیده شدن هوا ازراه دهان یا بینی به درون نای نایژه ها وسرانجام ششها می شود.
در پایان هر دم حدود نیم لیتر هوا وارد ششها می شود که به آن هوا جاری می گویند. هوا جاری مقدار هوایی است که در هر دم وبازدم عادی هنگامی که شخص درحال استراحت است وارد یا خارج می شود.
عمل دم بصورت فعّال انجام می شود ونیازمند فعالیت ماهیچه هاست. درمقابل عمل بازدم در شرایطی که فرد در حال استراحت باشد بصورت غیرفعال انجام می شود هنگامی که ششها پرهستند، دیافراگم وماهیچه های بین دنده ای استراحت می کنند.
دیافراگم برجسته ودوباره گنبدی شکل می شود ودیواره های قفسه ی سینه به آرامی به طرف داخل برمی گردد. این تغییرات ، سبب کاهش حجم قفسه ی سینه وفشار به هوای درون شش ها وخروج آن می شود.
شش ها،همچنین دارای نقش مهمّی در عمل بازدم هستند. هرشش دارای تعداد

زیادی رشته ی بافت هوایی پیوندی ارتجاعی است. شش ها هنگامی که پر هست

ند، شبیه دو بادکنک پربادند. بعداز پایان یافتن دم، شش ها به حالت اولیّه ی خود برمی گردند وبا فشاری که به هوای درون خود وارد می آورند، آن را به بیرون می رانند.
بازدم به کمک ماهیچه ها، می تواند به شدت انجام شود. دراین حالت بازدم عمل فعّالی خواهد بود، که به آن بازدم عمیق می گویند. دربازدم عمیق ، هوا با انقباض ماهیچه های موجود دردیواره ی قفسه ی سینه وشکم بافشار، به بیرون رانده می شود.
انقباض ماهیچه های شکم، فشار داخل شکم را افزایش می دهد وبه اندام های درون شکم ودیافراگم فشاروارد می کند. همچنین انقباض ماهیچه های دیواره ی قفسه ی سینه ، موجب کاهش حجم درون آن می شود وهوا به شدّت خارج می گردد.
عمل دوم رانیزمی توان به طور ارادی، توسط نیروی انقباض ماهیچه های تنفسی،شدت داد. این عمل رادم عمیق یاتنفس عمیق می نامند. به کمک نیروی انقباض بیشتر می توان مقدار هوای ورودی به شش را افزایش داد.
ورزشکاران اغلب قبل از انجام هر عملی با تنفس عمیق اکسیژن خون خود را افزایش می دهند . به عنوان مثال شنا گرما هنگام مسابقه، قبل از پریدن دراستخر، چندین بارتنفس عمیق می کشند.

تنفس سلولی
هدف اصلی تنفس ،تولید انرژی است، که به مصرف ماده سازی وفعالیّت های مختلف حیاتی دربدن می رسد. فرایند تولید انرژی، درون سلول های بدن انجام می گیرد. به این ترتیب که سلول های بدن، موادغذایی را به کمک اکسیژنی که از طریق دستگاه تنفس ودستگاه گردش خون به آن ها رسیده است ، بایکدیگر ترکیب وانرژی آزاد می کنند. این فرایند، که بسیار پیچیده اس

ت، تنفس سلولی نام دارد .

ماده اصلی که دراین فرایند مورد استفاده ی عموم سلول ها قرارمی گیرد، گلوکز است مولکول گلوگز، طی مراحل پیچیده ای شکسته می شود وانرژی آن به تدریج آزاد می شود ودر مولکول های ویژه ای ذخیره می گردد.علاوه براین درپایان فرایند، آب ودی اکسید کربن نیز تولید می شود.
تنظیم تنفس
تنفس دراصل، توسط مغز تنظیم می شود. همچنین این عمل از مواد شیمیایی ویژه ی موجود در مایعات بدن تاثیر می پذیرد.

تنظیم عصبی تنفس: مرکز تنظیم تنفس، در ناحیه ای از مغز به نام ساقه ی مغز قرار دارد .
مرکز عصبی تنفس از برخی از جنبه ها، شبیه گره ی سینوسی- دهلیزی قلب است.
دراین مرکز سلول های ویژه ای، پیام های عصبی متناوبی که سبب تحریک انقباض ماهیچه های بین دنده ای ودیافراگم می شود را به این بخش ها می فرستند که باعث عمل دم می شود.

 

 

هنگامی که شش ها منبسط می شوند، ارسال پیام های عصبی متوقف می گردد.چندین فرایند، موجب اتمام ارسال این پیام های عصبی می شوند. اولین فرایند، چرخه ی بازخود منفی است .
مرکز عصبی تنفس، پیام هایی به دیافراگم وماهیچه های ب

ین دنده ای می فرستد.
همچنین پیام هایی را نیز به ناحیه ی نزدیکی در ساقه ی مغز ارسال می کند. این ناحیه ، مرکز عصبی ویژه ای است، که پیام های عصبی را به مرکز اصلی تنفسی برمی گرداند. در نتیجه ی این عمل، از فعالیّت این مرکز جلوگیری می شود. این عمل نیز سبب استراحت ماهیچه های تنفسی می گردد.

تغییرات، عمق وتعداد تنفس، توسط بخش های دیگر ساقه ی مغز تنظیم می شود.
نواحی، پیام های عصبی را از گیرنده های شیمیایی در مغز وسرخرگ های ویژه دریافت می کنند. این گیرنده ها، تراکم گاز دی اکسید کربن وموادشیمیایی دیگر را در خون تعیین می کنند .برای مثال هنگامی که غلظت دی اکسید کربن در خون بالا رود، تعداد تنفس افزایش می یابد وعمیق ترمی شود.
سومین فرایند تنظیم ، شامل گیرنده های حسی کششی تنفسی است که در شش ها قرار دارند وبا انبساط شش ها تحریک می شوند. وقتی شش ها از هوا پر می شوند، این گیرنده ها پیام هایی را به مرکز عصبی تنفس می فرستند وآن را غیرفعّال می کنند. به هرحال شاید تنها عمل گیرنده های کششی در فعالیت های ورزشی باشد، هنگامی که حجم زیادی از هوا به شش ها وارد وخارج می شود. اگر مرکز عصبی تنفس ویا اعصابی که پیام های عصبی را به ماهیچه های فرستند، تخریب شوند (دربیماری ویروسی فلج اطفال ویا ضربه های شدید مغزی ممکن است این وضع پیش آید )،تنفس متوقّف می شود.

تنظیم شیمیایی تنفس: این تنظیم تحت تاثیر موادشیمیایی ویژه ی موجود در خون انجام می گیرد. از مهمترین این موادشیمیایی سه ترکیب دی اکسید کربن، یون های هیدروژن واکسیژن را می توان نام برد. دی اکسید کربن قوی ترین محرک است.
گیرنده های دی اکسید کربن در سرخرگ های مهمّی مثل وکاروتی

د که خون را به مغز انتقال می دهند ، وجود دارند. با بالا رفتن غلظت دی اکسید کربن در خون این گیرنده ها پیام های عصبی تولید می کنند ، که به مرکز تنفسی انتقال می یابند وتعداد تنفس را افزایش می دهند. کاهش غلظت دی اکسید کربن در خون تاثیر عکس دارد .
درمغز، دی اکسید کربن، درمایع مغزی- نفاعی منتشر می شود. این مایع، شفاف است ودر حفره های مغز (بطن های مغزی ) یافت می شود.
درمایع مغزی – نخاعی دی اکسید کربن به اسید کربنیک تبدیل می شود. سپس اسید کربنیک تجزیه می شود وتشکیل یون های بیکربنات وهیدروژن را می دهد. بنابراین بالارفتن غلظت دی اکسید کربن در خون ، سبب بالا رفتن یون هیدروژن (H^+ ) د

ر مایع مغزی- نخاعی می شود. افزایش مقدار H^+ توسط گیرنده های شیمیایی که در مغز قرار دارند، تشخیص داده می شود، این گیرنده ها پیام هایی به مرکز عصبی تنفس می فرستند وسبب افزایش تعداد وعمق تنفس می شوند.
گیرنده های شیمیایی سبب می شوند که ، شدّت تنفسی

هماهنگ با نیاز سلول های بدن باشد. به عنوان مثال ، هنگام فعالیّت های ورزشی ، میزان تولید انرژی در سلول های بدن افزایش می یابد. تولید انرژی نیاز به اکسیژن بیشتر دارد.
مصرف اکسیژن بیشتر سبب تولید دی اکسید کربن زیادترمی شود.
درنتیجه، عمق وتعداد تنفس افزایش می یابد. سرانجام با پایین آمدن غلظت دی اکسید کربت در خون ، تنفس به حالت عادی برمی گردد . افزایش تنفس همچنین ، موجب بالا رفتن مقدار اکسیژن مورد نیاز سلول ها برای تولید انرژی می شود. بدن همچنین دارای گروه سومی از گیرنده ها به نام گیرنده های اکسیژن است .
این گیرنده ها حساسیّت گیرنده های H^+ را ندارند. بنابراین غلظت اکسیژن برای تحریک گیرنده های مربوطه، باید به مقدار قابل ملاحظه ی در خون پایین آید .