فيزيولوجيا التنفس .pdf

 

هي مجموعة من العمليات التي تؤدي إلى نقل األكسجين من خارج الجسم إلى الخاليا في أنسجة

الجسم كما أنه ي عمل على نقل ثاني أكسيد الكربون من خاليا األنسجة إلى الخارج.

تختلف سرعة التنفس اختالفا واضحا حسب السن وهي أكبر بكثير عند صغار السن من التي عند

البالغين وتتراوح عادة عند األطفال المولودين حديثا ما بين 30 إلى 40 حركة تنفس في الدقيقة

وتصبح 16حركة تنفس في الدقيقة عند سن البلوغ فقط عند الذكور أ ما عند اإلناث فهي حوالي

18 حركة في الدقيقة.

ويتم التنفس في الجسم عبر المراحل التالية:

التنفس الخارجي: تقوم الرئتان بامتصاص الهواء الغني باألوكسجين من الهواء الخارجي

)شهيق(، وإطالق الهواء المحمل بثنائي أكسيد الكربون إلى الخارج )زفير(.

التنفس الداخلي: عملية التبادل الغازي بين الدم وخاليا الجسم.

التنفس الخلوي: تقوم خاليا الجسم باالستفادة من األوكسجين -الذي حصلت عليه من الدم -في

أكسدة الغذاء داخل الخاليا، وإطالق الطاقة.

هي تجدد هواء الحويصالت الهوائية بعمليتي الشهيق والزفير.

عملية الشهيق

هي عملية فاعلة إيجابية يصرف فيها جهد من قبل العضالت التنفسية وتقسم العضالت التنفسية

الشهيقية الى:

عضالت شهيقية أساسية

1 .الحجاب الحاجز

2 .العضالت الوربية الظاهرة بين االضالع وبين الجزء ال غضروفي

عضالت شهيقيه ثانوية:

1 .القترائية

2 .الصدرية الصغيرة

3 .العضالت األخمعية

المحاضرة الرابعة عشر فيزيولوجيا التنفس

2

4 .المنشارية األمامية

تشارك في الشهيق العفوي العضالت الشهيقية األساسية فقط، أما في الشهيق القسري تعمل

العضالت الشهيقية األساسية والثانوية معا.

آلية حدوث الشهيق العفوي:

❑ نتيجة لتقلص العضالت الوربية تأخذ األضالع وضعا أفقيا بعد أن كانت مائلة الى األسفل

قليال وتتقدم نهاياتها الى األمام وهذا يؤدي الى توسع القفص الصدري

❑ تتقلص عضالت الحجاب الحاجز ويتخذ الحجاب الحاجز وضعا مستويا بعد أن كان

محدبا الى األعلى

❑ يؤدي توسع القفص الصدري الى انخفاض الضغط في تجاويف الجنب والى انخفاض

الضغط داخل الحويصالت وبالتالي يصبح الضغط داخل األسناخ أقل من الضغط الجوي مما

يسمح بدخول الهواء إلى الرئتين وفقا لمدروج الضغط )حسب قانون بويل(

❑ تكون حركة الحجاب الحاجز الهابطة والصاعدة لزيادة وإنقاص القطر الطوالني لجوف

الصدر.

❑ أما ارتفاع األضالع وانخفاضها تؤدي لزيادة وإنقاص القطر األمامي الخلفي لجوف

الصدر.

عملية الزفير

❖ هي عملية سلبية تتم نتيجة الرتخاء العضالت التنفسية ورجوع األضالع والحجاب

الحاجز الى وضعها الطبيعي حيث يقل حجم الصدر والرئتين وبالتالي يخرج الهواء من الرئتين.

التنفس الهادئ

الزفير ينتج عن االرتداد المنفعل للرئتين والقفص الصدري

آلية حدوث الزفير العفوي:

1 .تسترخي العضالت الشهيقية التي تقلصت سابقا )الحجاب الحاجز والعضالت الوربية

الخارجية( وتمارس األحشاء في البطن قوة رد فعل نحو األعلى )ردا على انخفاض الحجاب

الحاجز في الشهيق على حسابها(.

2 .هذا يؤدي إلى انخفاض األضالع وارتفاع الحجاب الحاجز وبالتالي عودتهما للوضع

الطبيعي قبل الشهيق.

3 .هذا يؤدي إلى نقص في حجم جوف الصدر؛ يرافقه ارتفاع في الضغط فيه

4 .يصبح الضغط داخل األسناخ أكبر من الضغط الجوي وهذا يسمح بخروج الهواء من

الرئتين وفقا لمدروج الضغط )قانون بويل(.

المحاضرة الرابعة عشر فيزيولوجيا التنفس

3

التنفس القسري

تضم العضالت الزفيرية التي تتدخل بالزفير

القسري ما يلي:

 المستقيمة البطنية

 المائلة الخارجية

 المائلة الداخلية

 العضالت الوربية الداخلية بدون الجزء

الغضروفي

 المستعرضة البطنية

آلية حدوث الزفير القسري:

تتقلص العضالت البطنية )باإلضافة إلى

استرخاء العضالت الشهيقية المتقلصة( مما

يؤدي إلى دفع أحشاء البطن نحو األعلى ومن ثم إنقاص القطر الطوالني لجوف الصدر.

تتقلص العضالت الوربية الداخلية مما يؤدي إلى خفض األضالع وتحريكها إلى الخلف

ومن ثم إنقاص القطر األمامي الخلفي لجوف الصدر.

هذا كله )باإلضافة إلى قوة المرونة التي تساهم في انخماص الرئتين( يؤدي إلى نقص في

حجم جوف الصدر ومن ثم ارتفاع الضغط داخله فيصبح الضغط داخل األسناخ أكبر من الضغط

الجوي مما يسمح بخروج الهواء من الرئتين وفقا لمدروج الضغط.

األسس الفيزيائية للمبادالت الغازية

ان الخطوة التي تلي دخول الهواء إلى األسناخ هي انتشار

األكسجين من األسناخ الى الدم في الشعيرات الرئوية. وانتشار co2

في االتجاه المعاكس. وتتم عملية االنتشار بواسطة حركة الجزيئات

العشوائية البسيطة في كال من االتجاهين عبر الغشاء التنفسي وفق

االلية األساسية لحدوث االنتشار، إذ أن االنتشار النهائي للغاز يحدث

من منطقة التركيز العالي الى منطقة التركيز المنخفض وذلك وفق

مدروج التركيز

إن التنفس إرادي في جزء يسير منه ومعظمه ال إرادي.

1 .إرادي: كما في الخطابة والغناء ويقع مركز هذا الضبط اإلرادي في قشرة الدماغ

المحاضرة الرابعة عشر فيزيولوجيا التنفس

4

2 .الالإرادي: فهو ضروري الستمرار الحياة وتتم السيطرة عليه بواسطة خاليا في البصلة

السيسائية

يقوم الجهاز العصبي بضبط معدل التهوية السنخية تبعا لمتطلبات الجسم، ويتم ذلك من خالل:

 يتم تنظيم التنفس بآليتين وهما:

I.التنظيم العصبي

II.التنظيم الكيميائي.

يتم التنظيم العصبي من خالل السيطرة من قبل المراكز التنفسية الموجودة في البصلة السيسائية

وجسر فارول وهي كالتالي:

 المجموعة التنفسية الظهرية

توجد عصبونات هذه المجموعة ضمن نواة السبيل المفرد نواة االعصاب )7-9-10 )في البصلة

السيسائية وهي تحدث بشكل رئيسي الشهيق.

 المجموعة التنفسية البطنية

توجد بالقرب من النواة الملتبسة النواة الحركية لألعصاب )9-10 -

11 )تتكون من عصبونات زفيرية وهي مسؤولة عن الزفير

القسري وعصبونات شهيقية وتكون التنبيهات التي ترسلها هذه

األخيرة ذات نمط سلمي إذ تبدأ بإصدار كمونات فعل ضعيفة

وتزداد تدريجيا على شكل سلمي، ثم تتوقف فجأة لمدة 3 ثوان

ليحدث خاللها الزفير، وبعد ذلك تبدأ دورة أخرى.

 المجموعة التنفسية الجسرية:

المركز المنظم للتنفس يقع في القسم الظهري العلوي من جسر

الدماغ ويحوي عصبونات شهيقيه وزفيريه وربما تعمل عصبونات

هذا المركز على تسهيل االنتقال بين الشهيق والزفير

 مولد النسق المركزي:

شبكة من العصبونات تولد سياالت منتظمة ومتكررة من الفعالية العصبية تدعى اإليقاع التنفسي.

يعتقد أنه يقوم مقام ناظم الخطى في القلب ، إذ يولد عبر زوال استقطاب عفوي تفريغات كمونات

فعل دورية شبيهة بما يحدث في القلب، ويعتقد أنه موجود في القسم الب طني الجانبي من البصلة

السيسائية.

المحاضرة الرابعة عشر فيزيولوجيا التنفس

5

كيف يحدث التنظيم العصبي:

▪ المجموعة الظهرية ترسل محاور فقط إلى العضالت الشهيقية )الحجاب الحاجز هنا(.

▪ أما المجموعة البطنية فترسل محاور إلى عضالت شهيقية وزفيريه )العضالت الوربية

الداخلية والخارجية(

▪ المراكز السابقة ترسل محاور

عصبية إلى عضالت تنفسية

أخرى باإلضافة إلى العضالت

الموجودة في الصورة

▪ المراكز في جسر الدماغ تعمل

من خالل تأثيرها على المراكز

في البصلة

يعد الحفاظ على تركيز مناسب من األكسجين وثاني أكسيد الكربون وشوارد الهيدروجين في

النسج الهدف النهائي للتنفس ففي حين تنبه زيادة co2أو H المركز التنفسي نفسه ينحصر تأثير

O2 على المستقبالت الك يميائية المحيطية المتوضعة في األجسام السباتية واألب هرية التي ترسل

إشارات عصبية الى المركز التنفسي.

التحكم المباشر عبر المراكز المركزية بفعالية المركز التنفسي

H في + يتم تلقي التنبيهات الواردة من منطقة عصبونية حساسة كيميائيا لتغيرات كل من co2 أو

المنطقة السفلية البطنية للبصلة على الجانبين قريبة جدا من مركز التنفس.

 إن نشاط المراكز التنفسية يتأثر بكيميائية ودرجة حرارة الدم المار به:

1 .زيادة co2 أو زيادة حموضة الدم )زيادة

+

H(تحفز الخاليا العصبية في المراكز

التنفسية ويزداد عمق ومعدل التنفس.

2 .نقصان co2 في الدم يخمل المراكز التنفسية وبذلك يتم التنفس السطحي

تتحس لزيادة +H المحيطي بشكل خاص الذي ينجم عن زيادة

PCO2 المحيطي، حيث أن وجود الحاجز الدماغي الدموي يمنع

شوارد الهيدروجين المحيطية من الوصول للمستقبالت المركزية

وبالتالي تصل باآللية التالية

آلية تنبيهها:

 زيادة CO2 في الدم.

المحاضرة الرابعة عشر فيزيولوجيا التنفس

6

 يعبر CO2 الحاجز الدماغي الدموي بسهولة من خالل االنتشار.

 يصل CO2 إلى السائل الدماغي الشوكي CSF والسائل الخاللي المحيط المستقبالت.

 هذا يؤدي إلى زيادة +H المركزي من خالل التفاعل:

 وبالتالي تنبيه المستقبالت الكيميائية المركزية وزيادة عمق التنفس ومعدله

التفاعل السابق وتشكل حمض الكربون ي حدث بشكل طبيعي في كل الجسم وهو الذي يؤمن

انحالل وانتقال co2 في الدم لكنه بطيء جدا والمسؤول عن تسريعه وتشكل حمض الكربون

هو أنزيم الكربونيك أنهيدراز ) من تأثيرات بعض االدوية تثبيط هذا االنزيم وبالتالي تراكم CO2

في الدم(

 أما تأثير الحرارة فيكون بالشكل التالي:

I .زيادة حرارة الدم تسرع لكن ال تعمق التنفس.

II .انخفاض الحرارة يبطئ معد ل التنفس.

التأثير عبر المراكز المحيطية بفعالية المركز التنفسي)التأثير غير المباشر

توجد في األجسام األبهرية )حول قوس األبهر( والجسم السباتي مراكز خاصة تتحسس نقص

+ PO2بشكل رئيس وزيادة PCO2 و

Hبشكل ثانوي في الدم الشرياني

لكن حساسية المستقبالت المركزية أكبر بـ 7 مرات عند تنبيهها ت ولد

سياالت عصبية وترسلها إلى العصبونات الموجودة في المجموعة

الظهرية في البصلة وذلك من خالل ألياف واردة Afferent عبر:

1 .العصب المبهم )إذ ا كان التنبيه من األجسام األبهرية( .

2 .العصب البلعومي اللساني )إذ ا كان التنبيه من الجسم السباتي( .

هذا يؤدي إلى زيادة معدل التنفس وزيادة عمق النفس باإلضافة إلى التنبيه

الودي للقلب.