מערכת הנשימה

מערכת הנשימה מגישות: דור אריאל ונוי אלקנה.

מערכות בגוף האדם הגוף פועל כיחידת מבנה אחת ומקיים סביבה פנימית יציבה –הומיאוסטזיס

מבוא מערכת הנשימה היא מערכת בגוף האדם המאפשרת את חמצון הדם הדרוש לצורך הפקת אנרגיה ואת פליטת הפחמן הדו-חמצני שהוא תוצר לוואי לתהליך זה. מערכת הנשימה מורכבת מדרכי האוויר העליונות, ודרכי האוויר התחתונות. דרכי האוויר העליונות כוללות את האף, הפה, ותחילת קנה הנשימה. דרכי האוויר התחתונות כוללות את קנה הנשימה, את הסמפונות ואת הריאות. בית החזה עצמו כולל גם את הצלעות, את עצם החזה ואת השרירים הבין-צלעיים והסרעפת.

מסלול החמצן פה מחזור הדם נאדיות סמפונות קנה הנשימה אוויר אף דיפוזיה התפצלות התפצלות סינון,חימום והוספת לחות

מבנה ותפקוד

האף • האף תפקידו סינון וחימום האוויר הנכנס לריאות. האף בנוי תעלות המגדילות את שטח הפנים של דרכי האוויר (מערות האף) וכך הוא מתחמם וסופח לחות. המעבר באף מחמם את האוויר לטמפרטורה וללחות המתאימות לסביבה השוררת בראיות. ללא פעילות זו האוויר הנכנס לריאות היה מצנן אותן ומייבש אותן במהירות. במערות האף שכבת שערות מיקרוסקופיות ורירית הקולטות חלקיקי אבק ומזהמים אחרים ומונעות את כניסתם לריאות. תאי אפיתל בחלק החיצוני של חללי האף

המשך הריר מכיל חומרים קוטלי חיידקים ומהווה קו הגנה חשוב נגד מחלות זיהומיות. על פני התאים של השכבה הרירית נמצאים ריסים מיקרוסקופיים הנעים בתנועה גלית מתמדת. ריסים אלה דוחפים את הריר, המכיל חיידקים וחלקיקים אחרים לכיוון פתח הלוע והוא נבלע בוושט. http://www.bioscope.org/taste/cd1/a0255a.htm אפיתל ריסני

הלוע חלל הלוע נמצא בין הפתח האחורי של חללי האף והפה מלמעלה ובין פתחי הנשימה והעיכול מלמטה. הפתח הקדמי, הגרון, מוליך למערכת הנשימה, והפתח האחורי, הוושט, מוביל למערכת העיכול.

הקנה בפתח הקנה נמצא האפיגלוטיס - מכסה הגרון. תפקידו לנתב את האוויר לקנה ואת המזון אל הושט. האפיגלוטיס הוא פיסת סחוס (רקמת חיבור סיבית וצפופה המהווה מרכיב מבני חשוב במקומות רבים בגוף) הסוגרת את הושט בדרך כלל, וכאשר מתבצע תהליך הבליעה הוא עובר וסותם את הקנה. קנה הנשימה עצמו מורכב מטבעות סחוס לא שלמות (בצורת פרסה) וביניהן רקמת חיבור. צורה זו מאפשרת לוושט להתרחב כראוי בעת הבליעה. הקנה מתפצל לשתי סמפונות – אחת לכל ריאה.

הסמפונות הסמפונותהן הצינורות דרכן חודר האוויר מקנה הנשימה אל הריאות. הסמפונות הראשיות הן העבות ביותר והן מתפצלות שוב ושוב בתוך הריאות, נעשות קטנות יותר ויותר, עד אשר הן נעשות דקות כשערה. הסמפונות הקטנות ביותר מסתעפות בקצותיהן ונגמרות בהתרחבויות דמויות שקיקים קטנטנים וכדוריים.

מיתרי הקול סמוך לחלקו העליון של הקנה נמצא הגרון, בתוכו שוכנים מיתרי הקול. מיתרי הקול הם שתי רצועות רקמה דקות וגמישות המתוחות לרוחב הצינור, והאוויר העובר דרך הקנה מרעיד אותם ויוצר צליל, ניתן להשתמש בהם על מנת לדבר ולהשמיע קולות נוספים.

הריאות הריאה מורכבת ממערכת צינורות אוויר (הסמפונות) שדרכם עובר האוויר המכיל חמצן, וממערכת נאדיות שבהן מתבצע חילוף הגזים. כל אחת מהסמפונות מתפצלת לעוד סמפונות, קטנות יותר ויותר, עד שלבסוף הן מגיעות לנאדיות הריאה. נאדיות הריאה הם שקיקים קטנים בעלי קרום שבצידו האחד נוזל הנאדית ובצידו השני נימים. בנאדית הריאה מתרחש חילוף הגזים (דיפוזיה) - מולקולות החמצן והפחמן הדו-חמצני מומסות בנוזל הנאדית ועוברות, על פי חוקי הפעפוע (מעבר של חומר על פי מפל ריכוזים – כלומר, ממקום בו ריכוז החומר גבוה יותר למקום בו ריכוזו נמוך יותר - עד להשגת מצב של שוויון ריכוזים), בין הנימים לבין הנאדיות. עצם קיום הנאדיות מגדיל את שטח הפנים של הריאה, וכך מתבצע חילוף גזים יעיל יותר. http://www.getbodysmart.com/ap/respiratorysystem/menu/animation.html

קרוםהאדר הריאות עטופות בין שני קרומים - קרומי הפלואורה (קרום האדר), שביניהן נוזל השרוי בלחץ נמוך יחסית ללחץ האוויר כך שהקרומים נשמרים צמודים זה לזה. קרום הפלואורה הראשון מחובר לריאה, והשני מחובר לדפנות חלל החזה. בעת שאיפה מתרחב חלל החזה ויחד איתו קרום הפלואורה המחובר אליו, שני הקרומים נשארים צמודים וכך הקרום המחובר לריאות גורם להרחבתן, ליצירת תת-לחץ בתוכן ולכן לכניסת אוויר לריאות.

הסרעפת הסרעפת היא שריר רחב המפריד בין בית החזה לחלל הבטן והיא השריר העיקרי בתהליך הנשימה. במהלך שאיפה הסרעפת מתכווצת, נעשית שטוחה ומרחיבה את שטח בית החזה והאוויר זורם ממנה אל הריאות על מנת למלא את הואקום שנוצר בהן. במהלך הנשיפה, כאשר האוויר יוצא מהגוף, הסרעפת נרפית.

נאדיותהריאה בנאדיות הריאה נכנס החמצן לדם, ומהדם משתחרר פחמן דו-חמצני היוצא החוצה דרך הסמפונות ומעברי האוויר. מספרן של הנאדיות מגיע לכ- 300,000 לו היו הנאדיות נפרשות ומועמדות זו ליד זו היה מגיע שטחן הכולל לכ-70 מטרים מרובעים. הנאדיות מוקפות ברשת של נימי דם, אשר בהם מתבצע חילוף הגזים.

חילוף גזים בנאדיות הריאה: האוויר החיצון המכיל חמצן עובר דרך מעברי האוויר העליונים לסמפונות הריאה ודרכן הוא מגיע לנאדיות. הנאדיות מוקפות בנימי דם, שקרומן דק מאוד (כ-0.3 מיקרון) והוא מאפשר מעבר חופשי (פעפוע) של חמצן מהנאדיות לתוך כדוריות הדם האדומות ומעבר חופשי של פחמן דו-חמצני (2CO) בכיוון ההפוך. הדם המגיע מהרקמות מכיל ריכוז נמוך של חמצן וריכוז גבוה של פחמן דו-חמצני הנוצר בתהליך החמצון התוך-תאי. הדם הבלתי מחומצן עובר דרך החדר הימני של הלב ומגיע דרך עורקי הריאה לנאדיות הריאה. תוך כדי המעבר בנימי הדם המקיפים את הנאדיות עובר החמצן מחלל הנאדיות לדם, והפחמן הדו-חמצני עובר לחלל הנאדיות. לאחר המעבר דרך הנאדיות מכיל הדם כמות גדולה של חמצן וכמות קטנה של פחמן דו-חמצני. הדם המחומצן מגיע דרך ורידי הריאות לעלייה השמאלית של הלב, משם לחדר השמאלי, וממנו מגיע הדם המכיל חמצן לכל רקמות הגוף. http://www.sciencelessons.co.uk/flash/gaseous.swf אנימציה- חילופי גזים בריאות

תהליכיהשאיפהוהנשיפה: אנימציה

שאיפה תהליך הנשימה מתבצע על ידי משוב שלילי. כאשר יש ריכוז גבוה יחסית של 2COבדם, המוח שולח הוראה לשרירים הבין-צלעיים להתרחב. כשהם מתרחבים, הצלעות עולות, ואיתן קרום הפלואורה הראשון. קרום הפלואורה השני נמשך אחריו, ומושך איתו את הריאות. הריאות גדלות, הסרעפת יורדת, ונפח בית החזה גדל. כאשר נפח בית החזה גדל הלחץ בתוכו קטן, ואוויר נכנס פנימה. זהו תהליך האינספיריום - שאיפה. כאשר האוויר עובר את מערכת הנשימה העליונה והתחתונה, ומגיע לחיבור הסמפונות עם הנאדיות. שם מומסות חלק מהמולקולות שיש באוויר בנוזל הנאדית ומתבצע חילוף החומרים בין הנאדית לנימים.

נשיפה תהליך הנשיפה הפוך בדיוק מתהליך השאיפה. החיישנים מזהים ריכוז גבוה של פחמן דו-חמצני בדם ומעבירים את המידע למוח, ששולח פקודה לשרירים הבין- צלעיים להתכווץ, ואלו מכווצים אחריהם את הצלעות. הצלעות מכווצות את קרום הפלואורה הראשון, שמושך את השני, נפח הריאות קטן, ואוויר רווי ב 2CO יוצא מהגוף.

נשימה תאית נשימה תאית זהו תהליך הפירוק של מולקולות עתירות אנרגיה בתא, והשימוש באנרגיה זו לייצור חומרים אחרים (חומרי הבניין של התא, למשל) ולהנעת תהליכים בתא. בעוד שנשימה פיזיולוגית מתייחסת בהכרח לקליטת חמצן מהסביבה, בתהליך הנשימה התאית לא תמיד מעורב חמצן. נשימה תאית, באופן זה או אחר, מתרחשת בכל התאים ובכל היצורים החיים, ללא יוצא מן הכלל.

קצבאוורורריאתי קצב האוורור הריאתי הוא כמות האוויר הממוצעת שנכנסת לריאות בדקה. הנוסחה של שיעור האוורור היא: נפח אוויר בנשימה אחתX קצב הנשימה = קצב האוורור הריאתי. מערכת הנשימה אינה קובעת את קצב פעילותה בעצמה, מי שאחראית לפעולה זו היא מערכת העצבים. תנועת השרירים המשתתפים בהגדלת נפח בית החזה נתונה לבקרתה של מערכת העצבים. מערכת הבקרה המוחית רגישה לכמויות החמצן בדם, אך הגורם העיקרי המשפיע על שיעור האוורור הוא דווקא רמת הפחמן הדו-חמצני בדם. עודף של פחמן דו-חמצני בדם מהווה גירוי חזק למרכז בקרת הנשימה במוח. מערכת העצבים

המשך בתגובה על עלייה בריכוז הפחמן הדו-חמצני, מוציא המוח פקודה לסרעפת ולשרירי בית החזה להגביר את שיעור האוורור. תגובת המוח לשינוי ברמת הפחמן הדו-חמצני מהירה הרבה יותר מהתגובה לשינויים ברמת החמצן. רגישותו של המוח לעלייה ברמת הפחמן הדו חמצני כה גבוהה עד כדי כך שהוא מונע למעשה כל אפשרות של הפסקת הנשימה מרצון. במקרה של מצוקה מוציא המוח פקודה לבית החזה להתרחב ופעולה זו גוברת על כל פעולה אחרת שמנסה לבצע האדם.

הרכב גזים בנשימה ריכוזי הפחמן הדו-חמצני, CO2בדם נמוכים בהרבה מריכוזי החמצן, O2, ולכן השינויים בריכוזי הפחמן הדו-חמצני יותר משמעותיים ומשמשים אות למוח לשנות את קצב הנשימה על פי מצב הגוף.

ויסות קצב האוורור במצב של מאמץ שריר במאמץ  עליה ברמת פחמן דו חמצני בדם וירידה ברמת החמצן מידע מהדם למוח – עלייה ברמת הפחמן הדו חמצני  מרכז בקרת הנשימה במוח רגיש מאוד לרמת הפחמן הדו חמצני  הגברת קצב האוורור והגברת אספקה של חמצן לשרירים. * כאשר עושים פעילות גופנית, שרירי הצלעות מפותחים יותר ואז אפשר לנשום פחות מכיוון שנפח אוויר בנשימה אחת גדל.

ויסות קצב האוורור במצב של אוורור יתר • נשימה מהירה (אוורור יתר)  ירידה חדה ברמת פחמן דו-חמצני  מידע מהדם למוח – חוסר בפחמן דו-חמצני  מרכז בקרת הנשימה במוח רגיש מאוד לרמת הפחמן הדו חמצני  עיכוב הנשימה – ירידה ברמת החמצן בדם  התעלפות – הפסקת אוורור יתר  חידוש קצב נשימה רגיל.

הנשמה מפה לפה כאשר אדם נופל ומאבד את הכרתו, יש לבדוק אם הוא נושם. אם מתברר שאינו נושם, יש לבצע בו הנשמה מפה לפה. ההנשמה משיגה שתי מטרות: 1. הזרמת אוויר לריאותיו של האדם. 2. המנשים פולט מפיו אוויר המכיל אחוז גבוה של פחמן דו חמצני שגורמת לגירוי במוחו של המונשם ומעוררת את מרכז בקרת הנשימה שלו להגביר את קצב האוורור.

מחלותאופייניות

אסטמה אסטמה היא מחלה ריאתית כרונית חסימתית התקפית. ההתקפים נגרמים בדרך כלל עקב אלרגיה (תגובה חיסונית לא צפויה ולא רצויה של הגוף לחומרים, שבדרך כלל אינם מעוררי מחלות). ריר צמיגי המופרש מדפנות קנה הנשימה חוסם את הקנה ומקשה על הוצאת אוויר מהריאות. • הסמפונות במהלך התקף אסטמה: במהלך התקף אסתמה מתרחשים בסמפון שלושה תהליכים: 1. השרירים המקיפים את הסמפון מתכווצים ומקטינים בהתכווצותם את קוטר צינור הנשימה. מצב זה נקרא התכווצות הסמפונות. 2. הרירית שמצפה את הדופן הפנימית של הסמפון מתנפחת (נעשית בצקתית) עקב חדירת נוזלים לתוכה מתוך כלי הדם. 3.בלוטות הריר ותאי הריר מפרישים כמות גדולה של ריר סמיך לחלל הסמפון.

סרטןריאות סרטן הריאות הינו קרצינומה (גידול סרטני) התוקפת את הריאות. מחלה זו נחשבת לגורמת במוות מספר אחת בין כל מחלות הסרטן: היא גורמת למוות בתוך 5 שנים אצל כ-85% מהחולים בה. סרטן הריאות היא אחת ממחלות הסרטן היחידות בהן גורם סביבתי הוא הגורם העיקרי למחלה- ידועים מספר חומרים המגבירים בצורה ניכרת את הסיכוי ללקות בסרטן הריאות; חומרים אלו מגיעים אל הריאות בדרכי הנשימה: זפת (קיים בסיגריות ובאמצעי עישון אחרים), פיח, עשן וזיהום אוויר (כתוצאה מפליטת גזים מכלי רכב או מערובות תעשייה) ואזבסט (חומר סיבי שבעבר שימש רבות לבניה; כיום השימוש בו אסור, אך מבנים ישנים רבים עדיין מכילים אזבסט).

אנימציות http://www.airinfonow.org/html/lungattack/lungplay.htm תנועת מולקולות חמצן עד הנאדיות, דיפוזיה וקשירה אל ההמוגלובין, זיהום אוויר. http://www.getbodysmart.com/ap/respiratorysystem/menu/animation.html

הסוף

מערכת הנשימה