مقدمة

من المعلوم أن الغذاء المهضوم يتم امتصاصه ونقله إلى الدم ، الذي يحمله إلى جميع خلايا الجسم.

ماذا يحدث للغذاء في الخلايا

يحترق الغذاء في الخلايا في وجود الأكسجين ، وتتولد عن احتراقه الطاقة اللازمة للقيام الجسم بأنشطته و وظائفه الحيوية ، كما يتولد ثاني أكسيد الكربون، وعملية الاحتراق هذه تسمى ( عملية التنفس)
مواد غذائية (سكريات ) + غاز أكسجين عن طريق التنفس ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون + ماء + طاقة

أهمية التنفس بالنسبة لحياة الحيوان والنبات

يستطيع أي فرد أن يعيش عدة أيام دون طعام ، ولكنه لا يستطيع أن يعيش دون أكسجين لعدة دقائق.
عندما تحرك ذراعيك أو ساقيك وحتى عندما تغمض عينيك -مثلاً- فإنك تحتاج لطاقة وجميع الكائنات الحية ( نباتات وحيوانات ) تحتاج إلى طاقة ، لكي تقوم بوظائفها الحيوية ، أي إنها لابد أن تتنفس ، كي تحصل على هذه الطاقة .
يتم التنفس في النبات من خلال الثغور الموجودة في الأوراق ، حيث يدخل الهواء الجوي المحتوي على الأكسجين من خلالها، ليصل لجميع خلايا النبات ، وفيها يتحد الأكسجين بالغذاء ، وتنطلق الطاقة اللازمة للعمليات الحيوية للنبات.
الجهاز التنفسي :
هو الجهاز الذي يزود أجسام الحيوانات بالأكسجين ، ويخلصها من ثاني أكسيد الكربون.
فما مكونات الجهاز التنفسي ؟ وكيف يقوم بوظيفته ؟
يمكن الإجابة عن السؤالين السابقين ، من خلال القيام بالأنشطة التالية

مكونات الجهاز التنفسي

افحص نموذجًا للجهاز التنفسي للإنسان أو لوحة له ، وتعرف مكوناته ، وهي : ( الأنف - البلعوم - الحنجرة - القصبة الهوائية - الشعبتان الهوائيتان _ الرئتان )
وتحتوي الرئتان على مجموعة كبيرة من الأكياس الصغيرة رقيقة الجدر ، تسمى بالحويصلات الهوائية، التي تكسب الرئتين قوامهما الإسفنجي ، كما تحاط الحويصلات الهوائية بشعيرات دموية تكسب الرئتين اللون الوردي .
وتوجد الرئتان والشعب الهوائية في التجويف الصدري ، الذي ينتهي من أسفل بغشاء عضلي مرن يسمى الحجاب الحاجز ، ويفصل الحجاب الحاجز تجويف الصدر عن تجويف البطن ، ويوجد التجويف الصدري داخل القفص الصدري بما يحتويه من ضلوع

آلية التنفس

أحضر زجاجة من البلاستيك ، وقص قاعدتها ، وثبِّت عليها قطعة رقيقة من المطاط (من بالونة )، وسد فوهة الزجاجة بسدادة من المطاط أو الفلين تنفذ منها أنبوبة من البلاستيك مثبت على نهايتها التي داخل الزجاجة بالونة صغيرة ، لاحظ هنا ما يلي :
البالونة الصغيرة داخل الزجاجة تمثل إحدى الرئتين .
الزجاجة تمثل القفص الصدري .
قطعة البالونة المثبتة على قاعدتها تمثل الحجاب الحاجز.
اسحب قطعة المطاط التي تمثل الحجاب الحاجز إلى أسفل.
هل تلاحظ انتفاخ البالونة الداخلية ؟
اترك قطعة المطاط حرة.
هل تلاحظ انكماش البالونة الداخلية ؟
كرر العمل السابق عدة مرات لتتعرف آلية التنفس وعمليتي الشهيق والزفير

دور القفص الصدري في آلية التنفس

راقب صدرك ، وهو يعلو أثناء عملية الشهيق، وهو يهبط أثناء عملية الزفير .
من النشاطين السابقين : نستنتج ما يلي :
عندما تنقبض عضلة الحجاب الحاجز يهبط إلى أسفل ، وترتفع الضلوع إلى أعلى ، فيتسع التجويف الصدري ، ويدخل الهواء إلى الرئتين ، وتعرف هذه العملية بالشهيق .
فيضيق التجويف الصدري ويخرج الهواء محملاً بثاني أكسيد الكربون الناتج من عملية احتراق الغذاء ، وتعرف هذه العملية بالزفير

الفرق بين هواء الشهيق ةالزفير

خذ أنبوبتي اختبار ، تحتويان على كميتين متساويتين من ماء الجير الرائق .
مرر في إحداهما كمية من الهواء الجوي ( يمثل هواء الشهيق ) ، بواسطة منفاخ لمدة زمنية معينة .
انفخ بفمك في الأنبوبة الأخرى هواء الزفير ، بواسطة أنبوبة ولمدة نفسها في أي من الأنبوبتين يتعكر ماء الجير بدرجة أكبر ؟
الأنبوبة التي يمر بها هواء الشهيق ( )
الأنبوبة التي يمر بها هواء الزفير ( )
نستنتج أن:
يوجد ثاني أكسيد الكربون في هواء الزفير بكمية أكبر من تلك الموجودة في هواء الشهيق.
يمكن تفسير ذلك كما يلي:
تحتوي الرئتان على حويصلات هوائية رقيقة الجدران ، تنتشر حولها الأوعية الدموية ، التي تسمح بتبادل غازيْ "الأكسجين" و"ثاني أكسيد الكربون"، فيمتص الدم الأكسجين من هواء الشهيق ، ويتخلص من "ثاني أكسيد الكربون" المتولد نتيجة احتراق الغذاء في الخلايا، ويتم طرد "ثاني أكسيد الكربون" خارج الجسم في هواء الزفير

الإحتياج إلى الأكسجين عند زيادة النشاط

ضع يدك على صدرك ، وعِدّ عدد مرات الشهيق أو الزفير ، خلال دقيقة واحدة .
كرِّر هذا العمل بعد قيامك بالجري لمدة ثلاث دقائق مثلاً ، أي الحالتين أكثر عددًا ؟
قبل القيام بالنشاط البدني ( )
بعد القيام بالنشاط البدني ( )
من النشاط السابق نستنتج أن :
يوجد ثاني أكسيد الكربون في هواء الزفير بكمية أكبر من تلك الموجودة في هواء الشهيق .
يمكن تفسير كما يلي :
تحتوي الرئتان على حويصلات هوائية رقيقة الجدران ، تنتشر حولها الأوعية الدموية ، التي تسمح بتبادل غازي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، فيمتص الدم الأكسجين من هواء الشهيق، ويتخلص من ثاني أكسيد الكربون المتولد نتيجة احتراق الغذاء في الخلايا ويتم طرد ثاني أكسيد الكربون خارج الجسم في هواء الزفير.
عندما يقوم الإنسان بنشاط بدني؛ فإن جسمه يحتاج إلى مزيد من الطاقة ، وهذا يتطلب احتراق مزيد من الغذاء في الخلايا، واحتراق مزيد من الغذاء يتطلب المزيد من الأكسجين، فيزداد عدد مرات الشهيق

وظائف أعضاء الجهاز التنفسي

الأنف:
عن طريق فتحتي الأنف يدخل هواء الشهيق، ويخرج هواء الزفير ، ويحتوي الأنف على شعيرات ، تقوم بتنقية هواء الشهيق من الأتربة كما يحتوي على سائل مخاطي، يرطب هواء الشهيق قبل دخوله إلى الرئتين ، ويحتوي الأنف أيضًا على غشاء به كثير من الأوعية الدموية ، لتدفئة هواء الشهيق قبل دخوله إلى الرئتين
البلعوم : يسمح بمرور هواء الشهيق من الأنف إلى الحنجرة
الحنجرة : تمنع دخول الطعام إلى الجهاز التنفسي ، إذ يوجد في أعلاها لسان المزمار ، الذي يقفل الحنجرة عند بلع الطعام كما بالشكل .
القصبة الهوائية والشعبتان الهوائيتان :
تسمح بمرور هواء الشهيق إلى داخل الرئتين وبمرور هواء الزفير إلى خارجهما ، ويوجد بالقصبة الهوائية غشاء مخاطي، وأهداب تساعد على طرد أية أجسام غريبة ربما تدخل إليها.
الرئتان : وتوجد بها الحويصلات الهوائية والتي يتم فيها تبادل الغازات ، حيث يمتص الدم الأكسجين من هواء الشهيق ، ويتخلص من ثاني أكسيد الكربون ، الذي يتم طرده خارج الجسم في هواء الزفير

المحافظة على صحة الجهاز التنفسي

يعتبر الأنف صمام الأمان للجهاز التنفسي ففيه تتم تنقية هواء الشهيق من الأتربة ، ويتم ترطيب وتدفئة هواء الشهيق قبل دخوله إلى الرئتين ، ولهذا يكون التنفس الصحي عن طريق الأنف ، وليس عن طريق الفم كما يفعل بعض الناس.
ويتنفس الإنسان الذي يزاول أنشطة رياضية كمية أكبر من الهواء الجوي ويؤدي هذا إلى تنشيط جهازه التنفسي ، وتجديد هوائه باستمرار ، ولقد خلق الله سبحانه وتعالى الجهاز التنفسي كاملاً ومتكاملاً ، بحيث يصل الهواء نقيًا إلى الرئتين .
ولكن للأسف فإن البعض بسلوكه غير السليم يسبب تدميرًا لجهازه التنفسي عن طريق التدخين أو تعاطي المخدرات ، فالتدخين وتعاطي المخدرات يؤديان إلى التهاب الجهاز التنفسي ، مما يجعله عرضة للإصابة بالنزلات الشعبية المزمنة ، وما يصاحب ذلك من سعال وضيق في التنفس .
اعتياد التدخين أو تعاطي المخدرات يؤدي إلى الإدمان، وما يترتب عليه من ضعف القدرة على الفهم، والإدراك وفقدان الشهية ، والأرق واضطراب الأعصاب وفقدان التوازن ونقص المناعة ، إصابة الجهاز التنفسي بعديد من الأمراض مثل الالتهاب الرئوي والدرن والأنفلونزا، وهي أمراض تنتشر حتى بين غير المدخنين أو المدمنين عن طريق المخالطة أو استخدام أدوات المريض

متطلبات الوقاية من أمراض الجهاز التنفسي

البعد عن المرضى وعدم استخدام أدواتهم ، وتجنب الرذاذ الذي يتناثر منهم أثناء العطس أو السعال ، والبعد عن الأماكن المزدحمة رديئة التهوية
عند الإصابة بمرض من أمراض الجهاز التنفسي يجب:
التبكير بالعلاج وتعاطي الأدوية التي ينصح بها الطبيب
الراحة التامة في السرير، مع التهوية الجيدة وتناول الغذاء الجيد
عدم التعرض المباشر للبرد .
عدم الخروج إلى الجو البارد مباشرة ، بعد الاستحمام بالماء الدافئ
البعد عن التدخين والمدخنين وتجنب الإدمان والمدمنين