ריאות נשימה היא תהליך חילוף הגזים המתרחשים בתוך הריאות, שם הוא מספק את החמצן הדרוש לאורגניזם ישירות פחמן דו חמצני בדם ומשחרר. הנשימה אצל בני אדם מתרחשת בערך שתים עשרה עד עשרים פעמים בדקה הודות לפעולת מערכת הנשימה.
למרות שליטה מודעת מסוימת על הנשימה, ברוב המוחלט של הזמן זה מעשה לא רצוני ויצרי. מרכז הנשימה (CR) הממוקם בגזע המוח אחראי לתהליך זה.
בהתאם לצרכי הגוף וברמות החמצן לעומת הפחמן הדו-חמצני, ה- CR מקבל אותות כימיים, הורמונליים ועצבניים, איתם הוא שולט בתדירות ובמהירות שבה פועלת מערכת הנשימה.
אנטומיה של נשימה ריאה
שתי הריאות הן האיברים הראשוניים של מערכת הנשימה המתרחבות או מתכווצות הודות לפעולת הסרעפת שנמצאת מתחתיהן. הריאות מכוסות על ידי כלוב הצלעות והצלעות, בעלות רדיוס מסוים של התפשטות כדי לאפשר לריאות להתמלא באוויר.
הפה והאף אחראים לסינון האוויר שנכנס לגוף. לאחר מכן מועבר דרך הגרון לקנה הנשימה.
קנה הנשימה מתחלק לשני תעלות אוויר הנקראות ברונכיות, ואלו בתורן מסתעפות בתוך כל ריאה לצינורות קטנים יותר הנקראים ברונכיולות.
הסימפונות מסתיימים בשקיות הזעירות הנקראות alveoli, וכאן מתרחש סוף סוף חילופי גזים, ובמיוחד במקום בו האלוויולים מתחברים לנימי הדם.
מכאן ואילך חלוקת החמצן בגוף היא המשימה של מערכת הדם. הלב שואב את הדם הנושא חמצן לכל התאים; לפינות הרחוקות ביותר ו / או הנסתרות בגוף.
לאחר שהושג זאת, מועבר הפחמן הדו-חמצני בדם על ידי מערכת הדם חזרה לריאות, שם נימים הדם משליכים אותו באליבים, ואלה גורשים אותו דרך הסמפונות, לעבר הגרון ומשוחרר לאחרונה ב הסביבה.
שלבים או שלבים בתהליך הנשימה
פעולת הנשימה מתוארת כתנועה של אוויר פנימה ומחוצה לריאות. התהליך מתחיל בשאיפה או השראה: שריר הסרעפת, כשהוא מתכווץ כלפי מטה, יוצר ואקום המרחיב את חלל בית החזה, וכתוצאה מכך, הריאות מתרחבות וגורמות להשאבת אוויר מהאף או מהפה.
האוויר עובר דרך קנה הנשימה ומופץ דרך התעלות המורכבות של עץ הברכיאט ונכנס לשקיות האלוואולריות הזעירות בהן חמצן חוצה את דפנות נימי הדם. כאן חלבון ההמוגלובין בכדוריות הדם האדומות עוזר לשאת חמצן מהשקיות לדם.
במקביל, פחמן דו חמצני משתחרר מהנימים, מתרוקן לריאה ומופנה אל מחוץ לגוף בעת נשיפה או תפוגה. הסרעפת נרגעת על ידי תנועה כלפי מעלה, וגורמת לחלל בחלל בית החזה להתכווץ חזרה למקומו המקורי.
אוויר מלא בפחמן דו חמצני גורש מהריאה לקנה הנשימה ואז יוצא דרך הפה או האף לסביבה. נשיפה נחשבת לתנועה פסיבית, מכיוון שהגוף אינו עושה כל מאמץ לגרש את האוויר.
קשר עם לחץ באוויר
על פי החוק של בויל, בשטחים סגורים לחץ ונפח קשורים באופן הפוך; עם הפחתת הנפח לחץ האוויר עולה ובמידה והנפח מוגבר הלחץ יורד.
חוק אחר אומר לנו שכאשר שתי מדיות עם לחץ אוויר שונה, כאשר נפתח ערוץ תקשורת, האוויר מטבעו יבקש להפיץ את עצמו כדי להשוות את הלחץ בשתי המדיה. תופעה זו מעניקה רושם כי האוויר נשאב מהמדיום בלחץ גבוה יותר למדיום עם לחץ נמוך יותר.
דוגמא ידועה שממחישה חוק זה הם תא הטייס של מטוסים; באופן ספציפי אם בקיעה כלשהי פתוחה בגבהים. אם זה יקרה, האוויר הפנימי של המטוס יישאב לחלוטין מהתא עד שהוא שווה ללחץ האטמוספרי שבחוץ. בכוכב הלכת, ככל שגובה הגובה, לחץ האוויר נמוך יותר.
בהנשמה, חילופי האוויר בין הריאות לסביבה האטמוספרית תלויה גם בלחץ בין שתי המדיות. בכדי להבין בפירוט את מכניקת הנשימה, יש לזכור את הקשר ההפוך בין נפח ולחץ.
בתהליך השאיפה, כאשר נפח הריאות גדל הלחץ בפנים יורד. ביחס לסביבה שבחוץ, הלחץ באותו רגע מדויק הוא פחות מהאווירה.
הבדל זה גורם לאוויר לעבור במהירות ממדיום של לחץ גבוה יותר ללחץ נמוך יותר - ובכך לאזן את שני המדיומים - וכתוצאה מכך הוא ממלא את הריאות.
במהלך הנשיפה התהליך מתהפך. הלחץ בתוך הריאות עולה כאשר הסרעפת מרגיעה את חלל החזה מבקשת להפחית את גודלה. כדי לשחרר את הלחץ, גורש האוויר לסביבה, ובכך יתאזן עם לחץ אטמוספרי.
עובדות מהנות שקשורות לנשימה
כאמור, הנשימה אחראית לאספקת חמצן לדם, וזה בתורו אחראי על חמצן בגוף כולו. אף תא בגוף לא יכול לחיות מבלי להיות מחומצן באופן קבוע, זה הופך את הנשימה לאחד התפקידים החשובים ביותר של האדם.
מערכת הנשימה כוללת בתוכו אלמנטים המסייעים במניעת כניסת חומרים מסוכנים לריאות.
משערות באף המשמשות לסינון חלקיקים גדולים, ועד שערות מיקרוסקופיות - המכונות ציציות - לאורך דרכי הנשימה ששומרות על מעברי האוויר נקיים. עשן סיגריות אינו מאפשר לחוטים אלה לתפקד כראוי, וגורם לבעיות בריאותיות ומחלות נשימה כמו ברונכיטיס.
הריר המיוצר על ידי תאי קנה הנשימה והסימפונות שומר על שימון דרכי הנשימה ועוזר לעצור אבק, חיידקים ווירוסים, חומרים אלרגיים, בין היתר.
בפרט זה ישנם גם פונקציות הכפופות לנשימה המשמשות לתחזוקה עצמית של מעברי האוויר המשוחררים; כמו שיעול והתעטשות.
הפניות
- מכללת OpenStax. אנטומיה ופיזיולוגיה - מערכת הנשימה. OpenStax CNX. philschatz.com.
- מה זה נשימה. הית 'Hype.com. זכויות יוצרים 2017 Healthhype.com
- בע"מ. ADAM אנציקלופדיה רפואית. MedlinePlus. זכויות יוצרים 1997-2017 ADAM medlineplus.gov.
- איך הריאות ומערכת הנשימה עובדות. (2014) הפניה רפואית WebMD. WebMD, LLC. webmd.com.
- מכניקת הנשימה האנושית. Boundles.com.
- גלה כיצד הריאות עובדות. (2012) מכון לב, ריאות ודם לאומי - מכוני בריאות לאומיים. משרד הבריאות ושירותי אנוש בארה"ב. nhlbi.nih.gov.
- נשימה יעילה. נשימה חכמה. זכויות יוצרים 2014. smart-breathe.com