Published in: الطب

فيزيولوجيا التنفس

Author د. سوزين بلال

Published on: 25 ديسمبر، 2023

د. سوزين بلال

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تعدُّ عملية التنُّفس من العمليات التي لا يمكن الاستغناء عنها، وهي تتمُّ بمعدل ستة عشر إلى عشرين مرة عند الشخص البالغ، وبمعدل أسرع لدى الطفل والرضيع، وتتألف عملية التنفُّس من طورين، وهما الشهيق والزفير، حيث تتشارك فيها عدد من البنى، وأهمُّها الأسناخ الرئوية، والقصبات، وتفرعاتها.

ما هي البُنى المشاركة في عملية التنفُّس؟

يبدأ الجهاز التنفُّسي من الأنف، فالبلعوم الأنفي (Nasopharyngeal) والحنجرة (larynx)، فالرغامى (Trachea) التي تتفرع إلى القصبات الهوائية (Bronchi) التي تدخل إلى فصوص الرئة عبر سرة الرئة، وتتفرع إلى قصباتٍ فصّية (Lobular Bronchi)، وبعدها قطعية (Segmental) حتى تصل إلى أصغر تفرعاتها، وهي القصيبات الهوائية (Bronchia) التي تنتفخ في نهايتها مشكلةً الأسناخ الرئوية (Alveola) التي تُعتبر الوحدة الوظيفية للتبادل الغازي المسؤول عن تنقية دم الإنسان.

تتألف الرئة من غشاءٍ محيطٍ بها يُدعى غشاء الجنب أو الجنبة (The pleura)، وهما طبقتان حسب موقعهما الجنب الحشوي (Visceral Pleura) الذي يلتصق بسطح الرئة، والجنب الجداري (Parietal Pleura) الذي يُبطّن تجويف القفص الصدري، وبينهما فراغٌ يحوي كميةً قليلةً من السائل يُدعى جوف الجنب الذي له أهمية كبيرة، لأنه عرضةٌ للإصابات الإسعافية، مثل: استرواح الصدر (Pneumothorax)، وانصباب الجنب (Pleural Effusion).

تساعد في عملية التنفُّس عضلاتٌ موجودةٌ حول الرئتين والقفص الصدري، مثل: عضلة الحجاب الحاجز (Diaphragm) التي تفصل بين جوف الصدر والبطن، وتلعب دوراً مهماً في زيادة الضغط داخل الصدر، أو البطن حسب تقلصها، أو استرخائها، ويعتمد التنفُّس بشكلٍ أساسي عند الأطفال على الحجاب الحاجز، ويُدعى ذلك بالتنفُّس البطني، أما البالغون فيكون التنفُّس صدرياً عبر مشاركة العضلات الوربية الموجودة بين الأضلاع والعضلة القترائية، وخاصةً في حالة الزلّة التنفسية. ^{[1] [2]}

كيف تتمُّ عملية التنفُّس؟

تنقسم عملية التنفُّس إلى قسمين، وهي مرحلة انتقال الهواء إلى الرئتين حتى الأسناخ، ومرحلة التبادل الغازي: ^{[3] [4] [5]}

1- مرحلة انتقال الهواء

يدخل الهواء إلى الجهاز التنفسي عبر الأنف، حيث تعمل مخاطية الأنف على تدفئة الهواء، وإزالة المواد الغريبة منه عبر الأشعار الموجودة فيه، ويفتح لسان المزمار الموجود أعلى الحنجرة ليسمح للهواء بالعبور بالطريق التنفسي، وليس الهضمي، وينتقل الهواء بعدها إلى الرغامى فالقصبات، وأخيراً يصل إلى القصيبات الانتهائية، وهنا يكون قد انتهى دور الطرق التنفسية.

2- مرحلة التبادل الغازي (Gas Exchanges)

تعمل الأسناخ الرئوية على أكسجة الدم الواصل إليها من القصيبات، ويكون هذا الدم قاتماً أي فقيراً بالأوكسجين، وبالعكس يأخذ ثاني أوكسيد الكربون من الدم، ويمنحها للهواء الذي يخرج من الرئة عبر آلية الزفير.

في بداية الشهيق (Inspiration)

يكون الضغط الجوي في الخارج أعلى من ضغط الهواء الموجود في الرئتين، لذلك تكون الرئة منخمصةً لدرجةٍ معينةٍ بسبب كثرة الألياف المرنة في نسيج الرئة، وتُدعى بألياف الإيلاستين، لكنها لا تنخمص بشكلٍ كاملٍ بسبب وجود قوةٍ معاكسةٍ لها قادمةً من غشاء الجنب والسائل الجنبي.

عند دخول الهواء عبر القصبات تبدأ الرئة بالتمدُّد، ويرتفع الضغط ضمنها حتى يصبح مساوياً للضغط الجوي في الخارج، فيتوقف الشهيق لمدة ثانيةٍ قبل بدء عملية الزفير (Expiration)، أما العضلات التنفسية تتقلص عند الشهيق، فمثلاً يتقلص الحجاب الحاجز، وينخفض للأسفل، ويرفع الضغط ضمن البطن ليسمح للرئة بالتمدُّد داخل تجويف الصدر والعضلات الوربية ترفع الأضلاع لتؤمن مساحةً كافيةً للرئة أيضاً.

لذلك نستنتج أن كامل العملية الشهيقيّة تعتمد على فرق الضغوط بين الرئة والضغط الجوي، وبعد انتهاء فترة الاستراحة التي تبلغ ثانيةً واحدة، ومع ارتفاع الضغط ضمن الرئة تسترخي العضلات التنفسية، ويرتفع الحجاب الحاجز، وتنكمش الرئة، وتنقص مساحة جوف الصدر، وفي نهاية الزفير يكون ضغط الرئة قد انخفض مقارنةً بالضغط الجوي، وتبدأ دورة تنفُّسٍ أخرى.

السّعات والحجوم الرئوية

تمَّ تقسيم الهواء الموجود في الرئة إلى أحجامٍ وسعاتٍ معينة لتسهيل عملية التنفس، وتحديد الأمراض الرئوية والتنفسية عبر فحص وظائف الرئة، وهذه المصطلحات هي: ^[6]

1- الحجم الجاري (Tidal Volume)

هو حجم الهواء الذي يدخل ويخرج من الرئة خلال دورةٍ تنفسيةٍ كاملةٍ بشكلٍ طبيعي، ودون بذل أي قوة، وتُقدّر وسطياً بنصف لتر، ويقلُّ هذا الحجم في حالات التنفس السطحي، ويزيد لدى الحوامل في أغلب الأحيان.

2- حجم الزفير المتبقي (Expiratory Reserve volume)

هو حجم الهواء الذي يخرج من الرئة بعد خروج الحجم الجاري، وذلك بمساعدة العضلات التنفسية، ومع بذل جهدٍ من قبل المريض، يزيد حجم الزفير المتبقي في حال نقص مقاومة الطرق الهوائية في الأمراض القصبية، وينقص هذا الحجم عند البدينين والحوامل، ويحدث انسدادٌ للطرق الهوائية يقدّر وسطياً ب 1.5 لتر.

3- الحجم المتبقي (Residual Volume)

هو الحجم الذي يبقى في الرئة حتى بعد الزفير القسري أو الحهدي، ويُقدّر أيضاً ب 1.5 لتر، وهو الحجم الوحيد الذي لا يمكن قياسه بفحص وظائف الرئة.

4- السعة الحيوية (Vital capacity)

هو حجم الهواء الكلي الذي يتمُّ استنشاقه بشكلٍ أعظمي، وطرحه بعملية زفيرٍ قسري، فهو يمثل مجموع الحجم الجاري، وحجم الزفير المتبقي، ويبلغ 4.5 لتر، وله أهميةٌ كبيرةٌ في كشف الأمراض التنفسية.

5- السعة الشهيقية (Inspiratory Capacity)

هو الهواء المُستنشق بشكلٍ أعظمي بعد زفيرٍ عادي، ويُقدّر بثلاثة لتر.

6- السعة الوظيفية المتبقية (Functional Reserve Capacity)

هو الحجم المتبقي في الرئتين بعد زفيرٍ عادي، فهو يشمل الحجم المتبقي، وحجم الزفير الجهدي المتبقي، ويُقدّر بثلاثة لتر.

7- الحجم الكلي (Total Capacity)

هو يمثل كل الحجوم السابقة، ويقدر بستة لتر.

تفيد هذه الحجوم في معرفة فيزيولوجيا الرئة السليمة عن الرئة المريضة، وتشارك في معرفة تشخيص الأمراض مع القصة السريرية، والفحص الطبي الدقيق، وبالتالي يهمُّ كل طبيبٍ معرفة كيفية عمل الرئتين، وآلية عملية التنفُّس.