الجهاز التنفسي
التنفس هو عملية حيوية تتمثل في امتصاص الأكسجين من الهواء وإطلاق ثاني أكسيد الكربون إلى الهواء. الجهاز التنفسي هو المسؤول عن تنفيذ هذه العملية في جسم الإنسان. يتكون الجهاز التنفسي من مجموعة من الأعضاء التي تعمل معا لنقل الهواء من الخارج إلى الداخل والعكس. هذه الأعضاء هي:
- الأنف: هو المدخل الرئيسي للهواء إلى الجهاز التنفسي. يحتوي على غشاء مخاطي يرطب وينقي الهواء من الغبار والجراثيم. كما يحتوي على أعصاب حسية تتحكم في عملية الشم.
- البلعوم: هو قناة مشتركة بين الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي. يقع خلف الأنف والفم ويصل بينهما. يساعد على توجيه الهواء إلى الحنجرة والطعام إلى المريء.
- الحنجرة: هو عضو على شكل أنبوب يقع في أعلى القصبة الهوائية. يحتوي على أغشية مطاطية تسمى أحبال صوتية تهتز عند مرور الهواء لإنتاج الصوت.
- القصبة الهوائية: هي أنبوب رئيسي يقود الهواء من الحنجرة إلى الرئتين. تحتوي على حلقات من الغضروف تمنع انهيارها. كما تحتوي على غشاء مخاطي وأهداب تساعد على دفع المخاط والشوائب إلى خارج الجهاز التنفسي.
- الشعبة والشعبات والشعيرات: هي فروع تتفرع من القصبة الهوائية داخل كل رئة. تصغر حجمها كلما ابتعدت عن المركز. تحمل الهواء إلى أقصى نقاط في الرئتين حيث تقابل شبكة من الأوعية الدموية.
- الحويصلات: هي كيسات صغيرة جدا تقع في نهاية كل شعيرة هوائية. تحتوي على غشاء رقيق يسمح بتبادل الغازات بين الهواء والدم. هناك حوالي 300 مليون حويصلة في كل رئة.
إذن، يمكن تلخيص دور الجهاز التنفسي في ثلاث خطوات رئيسية:
- الشهق: هو دخول الهواء إلى الرئتين بفعل انقباض عضلات التنفس (الحجاب الحاجز والعضلات بين الأضلاع). يزداد حجم التجويف الصدري وانخفض ضغط الهواء داخل الرئتين مقارنة بالهواء الخارجي. يتدفق الهواء من المنطقة ذات الضغط العالي إلى المنطقة ذات الضغط المنخفض.
- تبادل الغازات: هو انتقال الأكسجين من الهواء إلى الدم وانتقال ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الهواء. يحدث هذا في مستوى الحويصلات التي تعتبر مواقع التبادل الغازي. يعتمد هذا على فرق التركيز والضغط بين الغازات في كل وسط.
- الزفير: هو خروج الهواء من الرئتين بفعل استرخاء عضلات التنفس. ينخفض حجم التجويف الصدري ويزداد ضغط الهواء داخل الرئتين مقارنة بالهواء الخارجي. يتدفق الهواء من المنطقة ذات الضغط المرتفع إلى المنطقة ذات الضغط المنخفض.
تعريف التنفس
التنفس هو عملية حيوية تتمثل في امتصاص الأكسجين من الهواء وإطلاق ثاني أكسيد الكربون إلى الهواء. هذه العملية ضرورية للحفاظ على حياة الخلايا والأنسجة والأعضاء في جسم الإنسان. يحتاج الجسم إلى الأكسجين لإنتاج الطاقة من الغذاء بواسطة عملية تسمى التنفس الخلوي. وينتج عن هذه العملية ثاني أكسيد الكربون كمادة نفاية يجب التخلص منها. لذلك، يقوم الجهاز التنفسي بتبادل هذين الغازين بين الدم والهواء بشكل مستمر.
التنفس يتأثر بعدة عوامل مثل:
- الحاجة إلى الأكسجين: كلما زادت حاجة الجسم إلى الأكسجين، كلما زاد معدل التنفس. على سبيل المثال، عند ممارسة الرياضة أو التعرض لارتفاع في درجة الحرارة، يحتاج الجسم إلى المزيد من الأكسجين لإنتاج المزيد من الطاقة.
- الحالة الصحية: بعض الأمراض أو الإصابات قد تؤثر على قدرة الجهاز التنفسي على أداء وظيفته بشكل صحيح. على سبيل المثال، التهابات الرئتين أو انسدادات في الشعب الهوائية أو فقر الدم قد تقلل من كفاءة التبادل الغازي.
- التحكم العصبي: يوجد في جذع المخ مركز تنظيم التنفس يستقبل معلومات من مستشعرات مختلفة في جسم الإنسان. هذه المستشعرات تقيس مستوى ثاني أكسيد الكربون والأكسجين والأس الهيدروجيني في الدم. على أساس هذه المعلومات، يرسل المركز إشارات عصبية إلى عضلات التنفس لزيادة أو خفض معدل التنفس.
عملية التنفس الخلوي
عملية التنفس الخلوي هي عملية تحدث في الخلايا الحية لتحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في الجزيئات الغذائية إلى طاقة قابلة للاستخدام على شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). هذه العملية تتطلب وجود الأكسجين كمتقبل نهائي للإلكترونات والبروتونات المحررة من تحلل الغذاء. عملية التنفس الخلوي تتألف من ثلاث مراحل رئيسية هي: تحلل الغلوكوز، دورة كريبس، وسلسلة نقل الإلكترون
- تحلل الغلوكوز: هي المرحلة الأولى من التنفس الخلوي، وتحدث في سيتوبلازم الخلية. في هذه المرحلة، يتم تحطيم جزيء الغلوكوز إلى جزأين من حمض البيروفات، مع إنتاج جزأين من ATP وجزأين من NADH (شكل مختزل من ثنائي نوكليوتيد أدينين وأميد نيكوتين).
- دورة كريبس: هي المرحلة الثانية من التنفس الخلوي، وتحدث في مصفوفة المتقدرة. في هذه المرحلة، يتم تحويل حمض البيروفات إلى أستيل مرافق إنزيم أ (Acetyl-CoA)، ثم يدخل في دورة من تفاعلات تؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون وإنتاج أربعة جزيئات من ATP وستة جزيئات من NADH واثنان جزئان من FADH2 (شكل مختزل من ثنائي نوكليوتيد فلافين وأدينين).
- سلسلة نقل الإلكترون: هي المرحلة الثالثة والأخيرة من التنفس الخلوي، وتحدث في غشاء المتقدرة. في هذه المرحلة، يتم نقل الإلكترونات والبروتونات المحررة من NADH وFADH2 عبر سلسلة من بروتينات معقدة تسمى معقدات التنفس. هذه العملية تولد تدفقا للبروتونات عبر غشاء المتقدرة يعمل على تشغيل إنزيم ATP ساينثاز (ATP synthase)، والذي يستخدم قوة التدفق لإنشاء 32 جزئا من ATP. في نهاية سلسلة نقل الإلكترون، يتحد الأكسجين مع الإلكترونات والبروتونات لإنتاج الماء كمادة نهائية.
بالتالي، يمكن حساب كمية ATP المنتجة من عملية التنفس الخلاوية بالطريقة التالية:
- 2 ATP من تحطيل الغلوكوز
- 4 ATP من دورة كريبس
- 32 ATP من سلسلة نقل الإلكترون
- مجموع 38 ATP من كل جزيء غلوكوز
معدل التنفس الطبيعي
معدل التنفس الطبيعي هو عدد الأنفاس التي يأخذها الشخص في دقيقة واحدة عندما يكون في حالة راحة. معدل التنفس الطبيعي يختلف باختلاف العمر والجنس والحالة الصحية للشخص. معدل التنفس الطبيعي يعكس مستوى تبادل الغازات بين الدم والهواء في الرئتين، ويمكن أن يكون مؤشرا على وجود أي اضطرابات في الجهاز التنفسي أو القلبي أو العصبي.
من الممكن قياس معدل التنفس بطرق بسيطة، مثل عد المرات التي يرتفع فيها صدر الشخص أو بطنه خلال دقيقة واحدة. كما يمكن استخدام أجهزة طبية متخصصة، مثل جهاز تقيس تدفق الهواء (spirometer) أو جهاز تقيس نسبة الأكسجين في الدم (pulse oximeter) للحصول على قراءات أكثر دقة.
وفقا لمصادر طبية موثوقة، فإن المعدلات الطبيعية للتنفس لدى الإنسان هي كالتالي:
- لدى البالغين: من 12 إلى 16 نفسا في الدقيقة.
- لدى الأطفال: تتغير حسب العمر، فمثلا:
- لدى حديثي الولادة: من 30 إلى 60 نفسا في الدقيقة.
- لدى الأطفال من عمر سنة إلى 3 سنوات: من 24 إلى 40 نفسا في الدقيقة.
- لدى الأطفال من عمر 3 سنوات إلى 6 سنوات: من 22 إلى 34 نفسا في الدقيقة.
- لدى الأطفال من عمر 6 سنوات إلى 12 سنة: من 18 إلى 30 نفسا في الدقيقة.
- لدى المراهقين من عمر 12 سنة إلى 18 سنة: من 12 إلى 16 نفسا في الدقيقة.
إذا كان معدل التنفس يزيد أو ينخفض بشكل كبير عن المعدلات الطبيعية، فقد يشير ذلك إلى وجود مشكلة صحية تستدعي استشارة طبية. بعض الأمور التي قد تؤثر على معدل التنفس هي:
- التهابات أو انسدادات في المجاري التنفسية، مثل التهابات الحلق أو التهابات الجهاز التنفسي العلوي أو ربو.
- اضطرابات في وظائف القلب، مثل ارتفاع ضغط الدم أو فشل قلب أو جلطات قلبية.
- اضطرابات في وظائف الكلى، مثل فشل كلوي أو احتباس سوائل.
- اضطرابات في وظائف المخ، مثل نزيف دماغي أو سكتة دماغية أو إصابة في الرأس.
- اضطرابات في التوازن الحمضي القاعدي للدم، مثل حموضة دموية أو قلوية دموية.
- اضطرابات في التحكم العصبي بالتنفس، مثل متلازمة أبنيه (Ondine’s curse) أو متلازمة شين ستوك (Cheyne-Stokes) أو متلازمة كاسالت (Kussmaul).
- تأثيرات بعض الأدوية أو المخدرات أو السموم، مثل الأفيونات أو الباربيتورات أو الكحول أو السيانيد.
تمارين التنفس
تمارين التنفس هي تمارين تهدف إلى تحسين طريقة وجودة التنفس للحصول على فوائد صحية ونفسية. تمارين التنفس تساعد على زيادة كفاءة الرئتين في امتصاص الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون، وتحسين تدفق الدم إلى الأعضاء الحيوية، وتخفيف التوتر والقلق والاكتئاب، وتعزيز الاسترخاء والتركيز والطاقة.
هناك أنواع مختلفة من تمارين التنفس، كل منها يستهدف هدفًا معينًا أو يستخدم في حالة معينة. بعض الأمثلة على تمارين التنفس هي:
- التنفس العميق: هو تمرين يتم فيه أخذ أنفاس عميقة من البطن بحيث يتم ملء الرئتين بالهواء قدر الإمكان، ثم إخراجه ببطء. هذا التمرين يساعد على زيادة قدرة الرئتين على التوسع والانقباض، وتحسين تبادل الغازات، وتخفيف ضغط الدم وضربات القلب. يمكن ممارسة هذا التمرين في أي وقت وأي مكان، خصوصًا عند الشعور بالضغط أو الإجهاد
- التنفس بشفاه مضمومة: هو تمرين يتم فيه أخذ نفس بطيء من الأنف، ثم إخراجه من خلال شفاه مضغوطة كأنه صفير. هذا التمرين يساعد على إطالة مدة الزفير، وزيادة ضغط الهواء داخل الشعب الهوائية، ومنع انهيارها. يستخدم هذا التمرين خصوصًا للأشخاص المصابين بأمراض رئوية مزمنة، مثل ربو أو انسداد رئوي
- التنفس المصحوب باسترخاء العضلات التدريجي: هو تمرين يجمع بين التنفس العميق والتحكم في شد وإرخاء مجموعات عضلية مختلفة في جسم. هذا التمرين يساعد على تحرير التوتر المتراكم في العضلات، وزيادة الشعور بالراحة والانسجام. يستخدم هذا التمرين للأشخاص المصابين بالألم المزمن أو اضطرابات القلق أو الأرق
- التنفس بطريقة الأسد: هو تمرين يستخدم في تقاليد اليوغا، ويرافقه حركات للوجه واللسان. هذا التمرين يساعد على تحسين تدفق الهواء في الحلق والجيوب الأنفية، وتنشيط الغدد اللعابية، وتقوية عضلات الوجه والفك. يستخدم هذا التمرين للأشخاص الذين يعانون من التهابات في المجاري التنفسية أو جفاف في الفم أو تشنجات في الفك
تمرين التنفس العميق
تمرين التنفس العميق هو تمرين يتم فيه أخذ أنفاس عميقة من البطن بحيث يتم ملء الرئتين بالهواء قدر الإمكان، ثم إخراجه ببطء. هذا التمرين يساعد على زيادة كفاءة الرئتين في امتصاص الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون، وتحسين تدفق الدم إلى الأعضاء الحيوية، وتخفيف التوتر والقلق والاكتئاب، وتعزيز الاسترخاء والتركيز والطاقة.
لممارسة تمرين التنفس العميق، يمكن اتباع الخطوات التالية:
- اجلس أو انبطح في وضع مريح، وضع يدك على بطنك والأخرى على صدرك.
- أخذ نفس عميق من خلال أنفك، محاولا تضخيم بطنك قدر الإمكان دون رفع صدرك. احسب إلى ثلاثة ببطء أثناء تنفسك.
- احتفظ بالهواء في رئتيك لثانية واحدة، ثم أخرجه من خلال فمك ببطء، محاولا إخراج كل الهواء من رئتيك. احسب إلى ستة ببطء أثناء زفيرك.
- كرر هذه العملية لعشر مرات على الأقل، مع التركيز على حركة بطنك وصدرك وشعورك بالهواء يدخل ويخرج من جسمك.
- حاول ممارسة هذا التمرين مرتين في اليوم، صباحًا ومساءً، أو عند الشعور بالضغط أو الإجهاد.
تمرين التنفس المركز
تمرين التنفس المركز هو تمرين يهدف إلى تحسين التركيز والانتباه والذاكرة من خلال التنفس بطريقة متوازنة ومتناغمة. هذا التمرين يستخدم في بعض العلاجات النفسية والتعليمية للأشخاص الذين يعانون من صعوبات في التعلم أو الإدراك أو الانضباط الذاتي
لممارسة تمرين التنفس المركز، يمكن اتباع الخطوات التالية:
- اجلس في وضع مريح وهادئ، وضع يديك على ركبتيك، وأغلق عينيك.
- أخذ نفس عميق من خلال أنفك، وحاول أن تشعر بالهواء يملأ رئتيك وصدرك وبطنك.
- احتفظ بالهواء في رئتيك لثانيتين، ثم أخرجه ببطء من خلال فمك، مع إصدار صوت هادئ مثل “ها” أو “أه”.
- كرر هذه العملية لعشر مرات على الأقل، مع التركيز على حركة الهواء داخل جسمك وخارجه.
- بعد الانتهاء من التنفس، افتح عينيك ببطء، ولاحظ أي تغيرات في حالتك الذهنية أو الجسدية.
هذا التمرين يساعد على تحقيق التوازن بين نصفي المخ الأيمن والأيسر، وزيادة نشاط المخ وقدرته على معالجة المعلومات. كما يساعد على تخفيف التوتر والقلق والضغط النفسي، وزيادة الثقة بالنفس والإبداع
تمرين تكافؤ وقت دخول النفس ووقت خروج النفس
تمرين تكافؤ وقت دخول النفس ووقت خروج النفس هو تمرين يتم فيه التنفس بطريقة تساوي فيها مدة الشهيق مع مدة الزفير. هذا التمرين يساعد على تحقيق التوازن بين الجهاز العصبي المتعامل مع الإجهاد (الجهاز العصبي التشابكي) والجهاز العصبي المتعامل مع الاسترخاء (الجهاز العصبي المستقل). كما يساعد على تحسين التحكم في حجم وضغط الهواء داخل الرئتين والشعب الهوائية
لممارسة تمرين تكافؤ وقت دخول النفس ووقت خروج النفس، يمكن اتباع الخطوات التالية:
- اجلس في وضع مريح، وضع يدك على بطنك، وأغلق عينيك.
- أخذ نفس عميق من خلال أنفك، محاولا أن تشعر بالهواء يملأ رئتيك وصدرك وبطنك.
- احتفظ بالهواء في رئتيك لثانية واحدة، ثم أخرجه ببطء من خلال فمك، محاولا أن تشعر بالهواء يخرج من رئتيك وصدرك وبطنك.
- حاول أن تجعل مدة الشهيق مساوية لمدة الزفير، مثلا أربع ثوان لكل منهما. يمكنك استخدام عداد أو ساعة لقياس المدة.
- كرر هذه العملية لخمس دقائق على الأقل، مع التركيز على حركة الهواء داخل جسمك وخارجه.
هذا التمرين يساعد على زيادة قدرة الجسم على التأقلم مع المواقف المختلفة، سواء كانت مثيرة أو مسترخية. كما يساعد على تحسين جودة النوم والحالة المزاجية والأداء المعرفي
تمرين استرخاء العضلات التدريجي
تمرين استرخاء العضلات التدريجي هو تمرين يهدف إلى تخفيف التوتر والألم المزمن في العضلات بواسطة شد وإرخاء مجموعات عضلية مختلفة في جسم الإنسان. هذا التمرين يساعد أيضًا على تحسين التنفس والدورة الدموية والحالة المزاجية والنوم
لممارسة تمرين استرخاء العضلات التدريجي، يمكن اتباع الخطوات التالية:
- اجلس أو انبطح في وضع مريح، وضع يدك على بطنك والأخرى على صدرك.
- أخذ نفس عميق من خلال أنفك، محاولا أن تشعر بالهواء يملأ رئتيك وصدرك وبطنك.
- شد مجموعة من العضلات بدرجة متوسطة مدة 5 إلى 10 ثوانٍ، والبدء من أسفل الجسم لأعلى. مثلا، يمكنك شد عضلات قدميك ثم إرخائها.
- إرخاء مجموعة العضلات تدريجيًا حتى تسترخي تمامًا. احسب إلى عشرة ببطء أثناء إرخائك.
- الانتظار مدة 10 ثوانٍ بين كل مجموعة وأخرى والتركيز على الشعور في هذا الجزء من الجسم.
- تكرار الخطوات مع كل مجموعة من العضلات.
هذا التمرين يستغرق حوالي 15 إلى 20 دقيقة، ويفضل ممارسته في مكان هادئ وبارد. يمكنك استخدام موسيقى هادئة أو تسجيل صوتي لإرشادك خلال التمرين. ينصح بممارسة هذا التمرين مرتين في اليوم، صباحًا وقبل النوم.
تمرين نفس الأسد المعدل
تمرين نفس الأسد المعدل هو تمرين يستخدم في تقاليد اليوغا، ويرافقه حركات للوجه واللسان. هذا التمرين يساعد على تحسين تدفق الهواء في الحلق والجيوب الأنفية، وتنشيط الغدد اللعابية، وتقوية عضلات الوجه والفك. كما يساعد على تخفيف التوتر والضغط النفسي، وزيادة الثقة بالنفس والشجاعة
لممارسة تمرين نفس الأسد المعدل، يمكن اتباع الخطوات التالية:
- اجلس في وضع مريح على الأرض أو على كرسي، وضع يديك على ركبتيك، وأغلق عينيك.
- أخذ نفس عميق من خلال أنفك، وحاول أن تشعر بالهواء يملأ رئتيك وصدرك وبطنك.
- افتح عينيك بشكل مفاجئ، وانظر إلى أعلى بقدر ما تستطيع.
- افتح فمك بشكل كبير، وأخرج لسانك إلى الخارج قدر ما تستطيع.
- أخرج الهواء من فمك بقوة، مع إصدار صوت هادر مثل “ها” أو “أه”.
- احتفظ بهذه الوضعية لثانية أو ثانيتين، ثم أغلق فمك وارجع لسانك إلى داخله.
- كرر هذه العملية لثلاث مرات على الأقل، مع التركيز على شعورك بالتحرير والانفتاح.
هذا التمرين يستهدف تحفيز نقطة الطاقة الموجودة في منطقة الحلق، والتي تتحكم في التواصل والإبداع. كما يستهدف تحسين صحة الأسنان واللثة والحنجرة
التنفس الصناعي وأنواعه
التنفس الصناعي هو عملية مساعدة أو تحفيز عملية التنفس للشخص الذي توقف تنفسه أو لا يستطيع التنفس بشكل كافٍ بسبب حالة مرضية أو إصابة. التنفس الصناعي يهدف إلى توصيل الأكسجين إلى الرئتين والدم والأعضاء الحيوية، وإزالة ثاني أكسيد الكربون من الجسم
هناك نوعان رئيسيان من التنفس الصناعي: الطرق اليدوية والطرق الميكانيكية
-
الطرق اليدوية: هي طرق تستخدم في حالات الطوارئ أو عند عدم توفر جهاز تنفس اصطناعي. تتمثل في نقل الهواء يدويًا إلى رئتي المصاب عن طريق فمه أو أنفه أو قصبة هوائية. بعض الأمثلة على الطرق اليدوية هي:
- التنفس من فم إلى فم: هو تمرين يتم فيه وضع فم المُسعف على فم المصاب، وإغلاق أنف المصاب بالأصابع، ونفخ هواء زفير المُسعف إلى رئتي المصاب. يجب التحقق من ارتفاع صدر المصاب أثناء التهوية، وإجراء 10 إلى 12 نفخة في الدقيقة
- التنفس من فم إلى أنف: هو تمرين يتم فيه وضع فم المُسعف على أنف المصاب، وإغلاق فم المصاب بالأصابع، ونفخ هواء زفير المُسعف إلى رئتي المصاب. يستخدم هذا التمرين عندما يكون فم المصاب مصابًا أو مغلقًا
- التهوية باستخدام قناع وحقيبة: هو تمرين يتم فيه استخدام جهاز يتكون من قناع بلاستيكي يلائم وجه المصاب، وحقيبة مطاطية متصلة بإمدادات الأكسجين. يضغط المُسعف على الحقيبة لإجبار الهواء إلى داخل رئتي المصاب، ويرخيها للسماح للزفير بالخروج
-
الطرق الميكانيكية: هي طرق تستخدم في حالات الحاجة إلى التهوية لفترات طويلة أو عند وجود اضطرابات في تبادل الغازات. تتمثل في استخدام جهاز تنفس اصطناعي يتحكم في ضغط وحجم وتدفق الهواء المُزود للمصاب عبر قصبة هوائية أو قنفسية أو فتحة في الرقبة. بعض الأمثلة على الطرق الميكانيكية هي:
- التهوية بالضغط الإيجابي: هو تمرين يتم فيه توليد ضغط إيجابي في المجاري التنفسية لدفع الهواء إلى داخل الرئتين، والسماح للزفير بالخروج بشكل سلبي. يمكن ضبط جهاز التنفس الاصطناعي للتحكم في معدل التنفس والضغط والحجم والتركيز الأكسجيني للهواء المزود.
- التهوية بالضغط السلبي: هو تمرين يتم فيه توليد ضغط سلبي حول الصدر لخلق فراغ يجذب الهواء إلى داخل الرئتين، والسماح للزفير بالخروج بشكل إيجابي. يستخدم هذا التمرين عادة للمرضى الذين لديهم ضعف في عضلات التنفس أو شلل.
تعليقات
إرسال تعليق