ملخص الجهاز التنفسي: التركيب والوظيفة وبعض مشكلاته، العلوم الحياتية

الجهاز التنفسي

• ❤️ الربط بالصحة: في أثناء حدوث نوبة الرَّبو تتقلّص العضلات الملساء في جدران القصبات الهوائية، ممّا يؤدّي إلى تضيّقها (التضيّق القصبي)، وتتورّم الأنسجة المبطنة للممرات الهوائية مؤديةً إلى حدوث التهاب وإفراز المخاط فيها.
• ويؤثّر تضيق القصبات على كمية الهواء التي تصل الحويصلات الهوائية.

القصبة الهوائية والشعبتان الهوائيتان

• القصبة الهوائية: أنبوب يخرج من الحنجرة في العنق، ويتفرّع طرفه السفلي إلى شعبتين هوائيتين ⁦Bronchi⁩ لهما تركيب مُشابه له
• القصبة الهوائية ⁦Trachea⁩ أنبوب يخرج من الحنجرة في العنق، ويتفرّع طرفه السفلي إلى شعبتين هوائيتين ⁦Bronchi⁩ لهما تركيب مُشابه له.
• تمتاز بتجويف عريض نسبيًا، يظل مفتوحًا بسبب الغضاريف ⁦Cartilages⁩ الموجودة في جدرانها؛ إذ تمنع هذه الغضاريف التي تكون على شكل حرف ⁦C⁩ التصاق جدران القصبة الهوائية، أو توسّع تجويفها توسّعًا كبيرًا نتيجة تغيُّرات ضغط الهواء المفاجئة في أثناء التنفس السريع.
• تحتوي جدران الشعبتين الهوائيتين أيضًا على غضاريف، ويعمل الانقباض والانبساط للعضلات الملساء الموجودة في جدران القصبة الهوائية والشعبتين الهوائيتين على تغيير قُطر التجويف في أثناء عملية التنفس؛ إذ يؤدي انبساط هذه العضلات إلى توسّع التجويف.
• ما يسمح بتدفّق كمية أكبر من الهواء، أنظر الشكل (19).

الحويصلات الهوائية

• الحويصلات الهوائية: تراكيب يحدث فيها تبادل الغازات بعملية الانتشار، وتُبطّنها طبقة من الخلايا الطلائية

نقل الأكسجين

• الهيموغلوبين: بروتين يتكوّن من أربع سلاسل عديد الببتيد، تحتوي كلّ منها على مجموعة هيم واحدة
• الأكسيهيموغلوبين: يُمكن لجزيء واحد من الهيموغلوبين الارتباط بأربعة جزيئات من الأكسجين لتكوين أكسيهيموغلوبين ⁦Oxyhemoglobin⁩
• الهيموغلوبين ⁦Hemoglobin⁩ بروتين يتكوّن من أربع سلاسل عديد الببتيد، تحتوي كلّ منها على مجموعة هيم واحدة.
• $Hb + 4O_2 \rightleftharpoons Hb - (O_2)_4$

العوامل التي تساعد على تفكك جزيء الأكسيهيموغلوبين

• الضغط الجزئي للأكسجين: الضغط الناتج من غاز الأكسجين في خليط الغازات
• تأثير بور: تأثير الرقم الهيدروجيني في قدرة الهيموغلوبين على الارتباط بالأكسجين
• إذا ارتبط جزيء الهيموغلوبين بأربعة جزيئات أكسجين، فإنه يصبح مشبعًا بنسبة 100%. وإذا ارتبط بعدد أقل من الجزيئات، فإن نسبة إشباعه تنخفض.
• أما إذا كان الأكسجين قليلًا، كما في الأنسجة، فإن الأكسيهيموغلوبين يتفكك، ويتحرر منه الأكسجين، أنظر الشكل (24).

نقل ثاني أكسيد الكربون

• الكاربامينوهيموغلوبين: الارتباط بالهيموغلوبين داخل خلايا الدم الحمراء، مُكوّنًا مركبًا يُسمى الكاربامينوهيموغلوبين
• إزاحة أيونات الكلور: تخرج أيونات الكربونات الهيدروجينية السالبة الشحنة من خلايا الدم الحمراء إلى بلازما الدم، ويدخل أيون واحد من الكلوريد ⁦(Cl-)⁩ مقابل كل أيون من أيونات الكربونات الهيدروجينية ⁦(HCO3-)⁩ للمحافظة على الاتزان الكهربائي على جانبي غشاء خلية الدم الحمراء
• الذوبان في البلازما ⁦(Dissolved in Plasma)⁩: يُنقل نحو 7% من ثاني أكسيد الكربون وهو ذائب في البلازما، أنظر الشكل (25/أ).
• الارتباط بالهيموغلوبين ⁦(Bounded to Hemoglobin)⁩: يُنقل ما نسبته 23% من ثاني أكسيد الكربون عن طريق الارتباط بالهيموغلوبين داخل خلايا الدم الحمراء، مُكوّنًا مركبًا يُسمى الكاربامينوهيموغلوبين ⁦(Carbaminohemoglobin)⁩. وعند وصول الدم إلى الرئتين يتحرر ثاني أكسيد الكربون في الشعيرات الدموية من الكاربامينوهيموغلوبين، وينتقل من خلايا الدم الحمراء إلى بلازما الدم، ومنها ينتشر إلى الحويصلات الهوائية، ثم إلى خارج الجسم عن طريق هواء الزفير، أنظر الشكل (25/ب).
• أيونات الكربونات الهيدروجينية ⁦(HCO3-)⁩: يُنقل نحو 70% من ثاني أكسيد الكربون في صورة أيونات الكربونات الهيدروجينية في بلازما الدم؛ إذ يخرج ثاني أكسيد الكربون الذائب في سيتوسول الخلايا إلى السائل النسيجي ⁦(Tissue Fluid)⁩، ثم ينتشر في بلازما الدم، ثم يتحد مع الماء داخل خلايا الدم الحمراء مُكوّنًا حمض الكربونيك ($H_{2}CO_{3}$)، أنظر الشكل (25/ج). يحدث هذا التفاعل ببطء شديد، ولكن خلايا الدم الحمراء تحوي إنزيم كربونيك أنهيدريز الذي يُحفز هذا التفاعل، ويُسرّعه كثيرًا كما في المعادلة الآتية:
• $\mathrm{CO_{2(aq)} + H_2O_{(l)} \rightarrow H_2CO_{3(aq)}}$
• $\mathrm{H_2CO_{3(aq)} \rightarrow H^{+}_{(aq)} + HCO_3^{-}{}_{(aq)}}$
• $\mathrm{Hb + H^{+} \rightarrow HHb}$

الجراحة بمساعدة الروبوتات

• زاد الاعتماد على تقنيات الجراحة الآلية في المستشفيات.
• ذلك أنها تساعد الأطباء على إجراء عمليات جراحية دقيقة ومُعقدة.
• وفيها يتحكّم الجراحون/ الجراحات في…