كيف يعمل الجهاز التنفسي البشري

التنفس هو العملية التي تتبادل بها الكائنات الغازات ، مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، مع بيئاتها الخارجية لغرض الحفاظ على التفاعلات الكيميائية الحيوية الضرورية الحياة. لا تتطلب الكائنات الحية البسيطة أجهزة متخصصة معقدة لإجراء التنفس ؛ في الحشرات ، على سبيل المثال ، يحدث تبادل الغازات باستخدام القصبة الهوائية ، ولكن بدون الرئتين ؛ وفي الوقت نفسه ، تمتلك الحيوانات المائية خياشيم. يشتمل الجهاز التنفسي البشري على رئتين عاليتي التخصص وقناتين قصبيتين وقصبة هوائية وحنجرة و الخياشيم والفم ، وكلها تخدم عملية نقل الغازات داخل وخارج الجسم بأقصى حد نجاعة.

هذه الأعضاء ، التي هي في الحقيقة مجرد أجزاء من الجزء الخارجي من الجسم ، هي ما يعتقده معظم الناس على الأرجح أولاً عندما يظهر موضوع الجهاز التنفسي البشري. بدأ التنفس الرئوي منذ حوالي 400 مليون سنة وكان يقتصر على الحيوانات الفقارية وعدد قليل من القواقع. في البشر ، يتم توصيلهم بالرأس بواسطة أنابيب تنمو بشكل متزايد من الأعلى إلى الأسفل. على الرغم من أن الرئة اليسرى بها ثلاثة فصوص وفصوص اليمنى فقط ، فإن وظيفة الرئة اليمنى ووظيفة الرئة اليسرى متماثلتان. انظر الموارد للحصول على مخطط الرئة.

يتضمن مسار الهواء بين العالم الخارجي والقصبة الهوائية عددًا من الهياكل الأكثر تخصصًا مما قد تبدو عليه. يعمل أنفك مع البطانة المخاطية الخاصة به كمرشح للهواء الذي تتنفسه ، كما أنه يعمل على تدفئة الهواء (إذا لزم الأمر) عند دخوله إلى الجسم أثناء التنفس. ثم يمر الهواء عبر البلعوم والحنجرة ، التي تحتوي على الحبال الصوتية المشكلة بأناقة ، قبل دخول القصبة الهوائية.

إذا كان الهواء يمكن أن ينتقل إلى الرئتين دون أن تتم معالجته بالحد الأدنى ، فسوف ينتهي الأمر بالعديد من البكتيريا الضارة والقاتلة الرئتين ومجرى الدم ، بدلاً من حبس مخاطي وأهدابي ومكونات أخرى صغيرة ولكنها حيوية في الجهاز التنفسي العلوي النظام.

يحدث تبادل الغازات في أكياس صغيرة في الرئتين تسمى الحويصلات الهوائية. من خلال عملية تسمى الانتشار ، يتدفق الدم عبر الشعيرات الدموية في الرئتين من الجانب الأيمن يتلقى القلب الأكسجين من الهواء المستنشق على الجانب الآخر من الشعيرات الدموية السنخية الرقيقة جدًا غشاء. في الوقت نفسه ، ينتشر ثاني أكسيد الكربون من نفس الدم في الاتجاه الآخر ، إلى الحويصلات الهوائية ، حيث تنتهي صلاحيته في النهاية (يُنفَس). حركة هذه الغازات بهذه الطريقة تكاد تكون فورية.

التهوية مرتبطة بالتنفس ، لكنهما ليسا متشابهين. يشير التنفس إلى تبادل الغازات على وجه التحديد ، لكن مناقشات التنفس تركز بالضرورة على أنظمة الأعضاء والأنسجة الكبيرة. التهوية هي عملية التنفس الميكانيكية التي تسمح بحدوث التنفس. تعتمد التهوية بشكل أساسي على الحجاب الحاجز أسفل الرئتين وتتضمن أيضًا العضلات الوربية بين الضلوع.