الطب

نبذة تعريفية عن تركيب ووظيفة الجهاز التنفسيّ لدى الكائنات الحية

1996 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء السابع

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الجهاز التنفسي تركيب الجهاز التنفسي وظيفة الجهاز التنفسي الطب

جهاز التنفس هو الجهاز الذي يقوم بتوصيل الأكسجين إلى الدم وتخليصه من ثاني أكسيد الكربون. ويتم ذلك من خلال ما يُسمى بالسطوح التنفسية.

ولا يوجد جهاز تنفس بالمعنى المعروف في الحيوانات البسيطة التركيب، مثل الحيوانات الأولية، والإسفنج، وجَوفيات المعي.

ففي هذه الحيوانات ينتشر الأكسجين من الماء إلى الجسم مباشرة، كذلك ينتشر ثاني أكسيد الكربون من الجسم إلى الماء.

وفي الحيوانات ذات القصبات الهوائية، مثلِ الحشرات، فإن الأكسجين يُنقل مباشرة إلى أنسجة الجسم عَبْرَ هذه القصبات المتفرعة إلى كل جزء فيه.

 

وفي جميع الحالات، سواء أكان الحيوان يعيش في الماء أم على البَر، فلكي يتم تبادل الغازات لا بد أن تكون هذه الغازات ذائبة في طبقة رقيقة من الماء على سطح التنفس. ولذا يجب أن تكون هذه السطوح رطبة باستمرار.

وسطوح التنفس قد تكون بسيطة، مثل مناطق معينة من الخلايا مُعرَّضَة لوسط الأكسجين، وقد تكون مُشَكَّلة في صُوَرٍ عديدة لزيادة المساحة المعرضة للأكسجين.

وتأخذ هذه السطوح أشكالا مختلفة لتتناسب مع بيئة الحيوان أو مرحلةٍ تكوينية فيه. وفي كل حالة ينتشر العديد من الأوعية الدموية الدقيقة في هذه السطوح، حيث تنتشر الغازات عبرها من الدم وإليه.

 

ففي بعض الحيوانات توجد سطوح التنفس بارزة من الجسم في الماء في صورة خياشيم، كي تحصل على الأكسجين القليل الموجود في الماء.

وتأخذ الخياشيم أشكالا متعددة، تهدف في النهاية إلى زيادةُ السطح المعرَّض للماء وبالتالي زيادة تبادل الغازات.

 

ولكن هذه الطريقة لا تناسب الحياة البرية، لأن أعضاء التنفس هذه تجف بسرعة في الهواء، ولذلك فإن الأحياء البرية تعتمد جزئيا على وجود السطوح التنفسية في داخل أجسامها الرطبة للحيوانات، وبالتالي تظل مبللة ولا تجف بسرعة وقد يكون السطح التنفسي بسيطا مثل الجلد.

وكلما كان الجلد رقيقا رطبا وذا نَفَاذية عالية كان التنفس الجلدي ناجحا. فثعبان السمك يستطيع القيام بنقل جزء كبير من غازاته التنفسية خلال جلده الغني بالأوعية الدموية.

وفي بعض البرمائيات (كالضفادع) تتساوى قُدرة الجلد والرئة في القيام بالوظيفة التنفسية.

 

وتوجد رئتان للحيوانات الفقارية البرية: البرمائيات، والزواحف البرية والمائية، والطيور، والثدييات شاملة الثدييات البحرية كالدلفين والحوت وغيرهما.

وتستقبل الرئة الهواء الجوي عبر ممرات تنفسية، وتوجد مضخة تضمن تهوية مستمرة للرئتين.

وهذه المضخة ليس عضوا مستقلا وإنما تتكون من القفص الصدري وعضلاته وعضلات الحجاب الحاجز.

فإذا وَسَّعت العضلات القفص الصدري وتفلطحَ الحجابُ الحاجز إلى اسفل، تمددت الرئتان وقلَّ فيهما ضغط الهواء، فيندفع الهواء إليهما من الخارج، وهذا هو «الشهيق».

 

أما إذا ضاق القفص الصدري وتحدَّب الحجاب الحاجز إلى أعلى، انكمشت الرئتان فزاد فيهما ضغط الهواء، فاندفع الهواء إلى الخارج، وهذا هو «الزفير»، ويَنظِّمُ حركة العضلات مناطق معينة من الدماغ تَضبط حركتها.

ويمر الهواء في أثناء الشهيق من الأنف (أو الفم، وهو أمر غير مستحب) إلى البلعوم فالحنجرة فالقصبة الهوائية فالشعبتين، قبل أن يصل الرئة.

وفي هذه الأثناء يتم تدفئة الهواء وتنقيته من العالقات الترابية وتزويده ببخار الماء، حتى لا تجف الأنسجة الرقيقة التي يصل إليها. وكل ذلك يقوم به البطانة المخاطية المبطَّنة لهذه الممرات.

 

وتتفرع الشعبتان في كل رئة إلى قصيبات أصغر فأصغر حيث تستدق أقطارها وجُدُرُها تدريجيا حتى تصبح غاية في الدقة والتفرع مكونة ما يسمى بالقصيبات التنفسية، ثم القنوات الحويصلية التي تنتهي إلى الحويصلات الهوائية.

وهذا كله يزيد من المساحة النهائية للسطح الذي يتم عبره تبادل الغازات زيادة هائلة.

ونتيجة لتفرع هذه الشجرة العظيمة يصل عدد الحويصلات الهوائية إلى نحو 300 مليون حويصلة. ومن ناحية أخرى يقابل هذه الحويصلات تفرعات دقيقة أخرى من الشعيرات الدموية تندس بين الحويصلات.

 

وقَدَّر بعض العلماء أن جملة مساحة سطوح هذه الحويصلات تساوي ملعبا للتنس! أي أنه لولا النظام البديع في الرئتين، لكان علينا أن نبسط أمامنا سطحا تنفسيا مساويا لملعب تنس، حتى نستطيع أن نحصل على الأكسجين اللازم لحياتنا.

وهذه المساحة تُعد مزدوجة الجدار أحدهما جدر الحويصلات والآخر جدر الشعيرات الدموية الملاصقة لها.

والجِداران غاية في الرقة، ويَسمَحان بانتقال الغازات من الناحية ذات الضغط الأعلى (أي الأكسجين من الهواء وثاني أكسيد الكربون من الدم) إلى الجهة ذات الضغط الأقل.

 

وتُرطِّبُ الحويصلاتِ طبقةٌ مائية تحوي مادة تجعلها مفتوحة باستمرار فلا تلتصق جدرها.

(ولمعرفة المزيد من أجهزة التنفس في الحيوانات الأخرى – كالقصبات الهوائية في الحشرات، والكتب الرئوية في العقارب والعناكب، والخياشيم في الأسماك).

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪أبرز ما احتواه أكبر معرض تكنولوجي في العالم
نذ إطلاقه أول مرة في عام 1967، قدم المعرض CES لمحة عن المستقبل. ففي عام 2001 كشف بيل غيتس Bill Gates النقابَ عن نظام تشغيل ألعاب الفيديو الجديد إكس بوكس Xbox من مايكروسوفت Microsoft وفي عام 2003 كانت أقراص Blu-ray DVD هي الاختراع الثاني المهم، على الرغم من أنها لم تنتشر لاحقاً. وفي عام 2013، كُشِفَ عن Oculus Rift لأول مرة للصحافيين في زاوية صغيرة من قاعات العرض المترامية الأطراف.
وهذه المرة هيمنت أجهزة التلفاز على أحدث الإلكترونيات في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪حرائق الغابات الأسترالية: هل هناك ما يمكن فعله لوقف احتراق العالم؟
يل ماكغويرBill McGuire أستاذ فخري متخصص بالمخاطر الجيوفيزيائية والمناخية في يونيفرسيتي كوليدج لندن UCL، وهو مدير مشارك لمعهد الطقس الجديد New Weather Institute ومناصر لحركة علماء من أجل المسؤولية العالمية Scientists for Global Responsibility. سينشر فيلمه البيئي Skyseed في وقت لاحق من عام 2020.
على كوكبنا الذي تزداد حرارته، فإن حرائق الغابات حاليّاً هي واحدة من أكثر الكوارث الطبيعية المرعبة والمكلفة من بين جميع الكوارث الطبيعية الأخرى. من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المكملات الغذائية... ضرورة صحية أم ترف عصري
. أمجد قاسم
يحرص كثير من الناس على تناول مجموعة من المكملات الغذائية التي تعرف باسم المضافات التغذوية Nutritive Additives مع وجباتهم الغذائية، من أجل التمتع بصحة جيدة والعيش طويلاً، وتحصين أجسادهم قبل مواجهة الأمراض المختلفة. وتسوق كثير من الشركات العالمية لفوائد هذه المكملات في حملات دعائية، فتحيطها بهالة سحرية وتكسبها بعض الصفات المبالغ فيها في كثير من الأحيان. فأين تكمن الحقيقة؟ وهل تناول المكملات الغذائية على اختلاف أنواعها أمر صحي ... (قراءة المقال)