بخش مبادله ای دستگاه تنفسی

نایژک انتهایی ¬ نایژک مبادله ای  ¬ بر روی نایژک مبادله ای، حبابک وجود دارد.

در انتهای نایژک مبادله ای، حبابک ها در کنار هم قرار می گیرند ساختاری خوشه مانند به نام کیسه حبابکی میسازند.

نکته :

حبابک ها به صورت تکی روی نایژک مبادله ای قرار دارند ولی به صورت خوشه ای در انتهای نایژک مبادله ای قرار دارند.

نحوه پاکسازی (تصفیه) هوا در حبابک ها :

مخاط مژک دار در مجاری تنفسی از بینی تا نایژک مبادله ای وجود دارد ولی حبابک ها مخاط مژک دار ندارند

 در حبابک ها، به جای مخاط مژک دار، ماکروفاژ (درشت خوارها) وجود دارند که توانایی حرکت داشته و باکتری ها و ذرات گرد و غباری که از مخاط مژک دار عبور کرده و به حبابک برسند را از بین می برند.

· ماکروفاژ : جزو یکی از سلول های دستگاه ایمنی بدن بوده که توانایی فاگوسیتوز دارد.

 · فاگوسیتوز : بلعیده شدن ذرات خارجی از طریق آندوسیتوز و از بین رفتن توسط آنزیم ها

نکته :

اولین خط دفاع دستگاه تنفس ¬موهای بینی

آخرین خط دفاع دستگاه تنفس¬ ماکروفاژهای حبابک ها

سورفاکتانت

سطحی از حبابک که با هوا در تماس است، الیه ی نازکی از آب داشته و آب به دلیل داشتن کشش سطحی، مانع افزایش حجم حبابک موقع عمل دم می شود.

نقش سورفاکتانت :

کاهش کشش سطحی آب¬ باز شدن راحت حبابک ها ¬تنفس راحت

سورفا کتانت توسط سلول های نوع دوم بافت پوششی حبابک ساخته می شوند.

نکته :

 ترشح سورفاکتانت از اواخر دروان جنینی شروع می شود بنابراین در نوزادانی که زودتر متولد می شوند، اختالل تنفس وجود دارد.(مقدار کمی سورفاکتانت ترشح می شوند(

الف-وجود مویرگ های خونی فراوان در اطراف حبابک ها، تبادلات گازی را تسهیل می کند.

ب-مولکول های گازی (O2,CO2)برای ورود به خون باید از 2 دیواره عبور کنند:

            (1دیواره حبابک

(2دیواره مویرگ

نکته:

هر دوی این دیواره ها از بافت پوششی سنگفرشی یک الیه ای (نازک) تشکیل شده اند تا مسافت انتشار گاز ها کم شود

ج- بافت پوششی حبابک و مویرگ، هر دو غشای پایه مشترک دارند که باعث کاهش مسافت انتشارگازها می شوند

نکته:

برخی قسمت های حبابک، مویرگ ندارد) مویرگ شش ها از نوع مویرگ پیوسته است.(

حمل گازهای تنفسی در خون :

نکته:

 پلاسما نقش بسیار کمی در حمل گازهای تنفسی دارد¬ 3 درصد اکسیژن , 7 درصد کربن دی اکسید

گلبول های قرمز خون

) فراوان ترین سلول های موجود در خون(

گلبول های قرمز در افراد بالغ در مغز قرمز استخوان ساخته می شوند، ابتدا به صورت گلبول قرمز نابالغ بوده که همه ی اندامک ها را دارند ولی وقتی بالغ می شوند، بیشتر اندامک های خود را از دست می دهند و درون گلبول قرمز از هموگلوبین پر می شود. و تبدیل به گلبول قرمز بالغ می شوند.

نکته:

گلبول قرمز چون اندامک میتوکندری ندارد، بنابراین از طریق مسیر بی هوازی تولید انرژی می کند

هموگلوبین

یک مولکول پروتئینی بوده که از 4 زنجیره ی پلی پیتیدی تشکیل شده است که زنجیره های آن دو به دو مشابه اند )زیست دوازدهم(

هر زنجیره ی پلی پیتیدی هموگلوبین، یک بخش غیرپروتئینی به نام هِم دارد که هر بخش هم، یک اتم آهن دارد.

 اتم آهن بخش هم، محل اتصال مولکول اکسیژن می باشد.

1 هموگلوبین¬ 4 بخش هم

هربخش هم ¬یک اتم آهن هر اتم آهن اتصال به یک مولکول O2

-1حلول در پلاسما :

 فقط 3 %از اکسیژن به صورت محلول در پالسما منتقل می شوند.

 -2از طریق هموگلوبین :

 هر هموگلوبین¬ 4 گروه هم دارد ¬هر گروه هم، یک اتم آهن دارد.

هر اتم آهن (Fe )به یک مولکول اکسیژن متصل می شود هرهموگلوبین به 4 مولکول O2 متصل می شود.

 نکته :

اتصال یا عدم اتصال هموگلوبین به اکسیژن، بستگی به میزان اکسیژن )غلظت( در اطراف هموگلوبین دارد

O2 )از جای پرتراکم به جای کم تراکم می رود.(

اتم آهن بخش هم هموگلوبین محل اتصال گاز مونوکسیدکربن( CO ) نیز می باشد.

مونوکسید کربن: (CO)

اگر در هوا، هم اکسیژن ( O2 )وجود داشته باشد وهم مونوکسید کربن (CO) ، رقابتی که بین این دو گاز برای اتصال به هموگلوبین روی می دهد باعث اتصال CO به هموگلوبین می شود )مونواکسیدکربن پیروز می شود(

اتصال CO به هموگلوبین از طریق گروه هم اتفاق می افتد در نتیجه اکسیژن نمی تواند به هموگلوبین متصل شود ¬کاهش ظرفیت حمل اکسیژن ¬مرگ

70% (1کربن دی اکسید به صورت محلول در پالسما منتقل می شود

 23% (2دی اکسید کربن به هموگلوبین متصل می شود،  CO2به گروه هم متصل نمی شود بلکه به خود رشته ی پلی پیتیدی اتصال می یابد، اتصال یا جدا شدن کربن دی اکسید، وابسته به غلظت CO2 می باشد.

بنابراین : نقش اصلی هموگلوبین، انتقال O2 می باشد و نقش کمی در جابه جایی CO2 دارد

 70% (3کربن دی اکسید به صورت یون بی کربنات منتقل می شود.

گفتـــــــــــــــــــــــــــــــــــار2

تهویه ششی

ساختار شش ها :

تعداد : 2 عدد ( در 2 طرف قفسه سینه(

جایگاه شش ها : درون قفسه سینه و روی پرده ی ماهیچه ای دیافراگم.

شش سمت چپ، به دلیل قرار گرفتن قلب، کمی کوچک تر از شش راست می باشد.

شش راست : 3 لوب ( 2 شیار(

شش چپ : 2 لوب (یک شیار(

درون شش ها : انشعابات مجاری تنفسی ( نایژه، نایژک) + کیسه حبابکی + رگ ها + اعصاب

پرده 2 لایه جنب شش ها را در برگرفته و آن را به دیواره ی قفسه سینه متصل می کند.

پرده ی 2 لایه ی جنب ( از جنس بافت پیوندی رشته ای )

1_لایه داخلی : به سطح شش ها چسبیده است.

2_لایه خارجی : به دیواره قفسه سینه متصل است.

(لایه خارجی ضخیم تر است.)

نکته :

بین لایه خارجی و داخلی پرده ی جنب، فضایی به نام فضای جنب وجود دارد که با مایع جنب پرشده است.

نکات مربوط به فعالیت کتاب درسی (تشریح شش گوسفند):

تشخیص شش راست و شش چپ :

1_توجه به محل قرارگیری نای و مری، نای در جلو و مری در پشت قرار می گیرد بنابراین با توجه به انشعاب نای در شش ها می توان شش چپ یا راست را تشخیص داد.

2_تشخیص از طریق اندازه – لوب ها – محل قلب (فرورفتگی شش چپ(

در نای گوسفند، قبل از انشعاب اصلی 2 نایژه، یک انشعاب سوم به شش راست می رود.

بریدن نایژه به راحتی بریدن نای نیست، چون غضروف های نایژه ابتدا به صورت حلقه کامل و سپس به صورت قطعه قطعه قرار دارند.

مشاهده یک مقطع عرضی از شش(3سوراخ ):

نایژه ¬ غضروفی

سرخرگ ¬ دیواره محکم * دهانه همیشه باز

سیاهرگ ¬ در نبود خون دهانه سیاهرگ بسته می شود.   

مکانیسم دم و بازدم

لازمه ی عمل تنفس ¬  تغییر حجم قفسه سینه ¬  بوسیله ماهیچه های تنفسی

کل ماهیچه های درگیر در تنفس :

دیافراگم - بین دنده ای خارجی - بین دنده ای داخلی - گردنی - شکمی

دَم:

نیازمند انقباض ماهیچه هاست و در دم، حجم قفسه سینه افزایش می یابد

الف _ دم عادی

1_دیافراگم ¬منقبض شده و از حالت گنبدی به حالت مسطح در می آید

2_ماهیچه بین دنده ای خارجی ¬ منقبض شده و دنده ها به سمت بالا و جلو می رود

(در این دم ؛ 2نوع ماهیچه درگیر شده که نقش دیافراگم در تنفس عادی و ارام بیشتر است)

ب_ دم عمیق

در دم عمیق علاوه بر دیافراگم و ماهیچه بین دنده ای خارجی انقباض ماهیچه گردنی نیز به افزایش حجم قفسه سینه کمک می کند.

(انقباض ماهیچه گردنی فقط در دم عمیق!)

بازدم

بازدم عادی : کاهش حجم قفسه سینه از طریق استراحت دیافراگم و ماهیچه بین دنده ای خارجی

بازدم عمیق : انقباض ماهیچه های بین دنده ای داخلی و ماهیچه های شکمی برای کاهش حجم قفسه سینه

نکته مهم :

در فرایند تنفس، هرگاه ماهیچه ای خارج از قفسه سینه منقبض شد ¬ دم عمیق یا بازدم عمیق

نکته :

دیافراگم در حالت استراحت، گنبدی شکل می باشد، ولی وقتی منقبض می شود، مسطح می شود.

ویژگی شش ها

پیروی از حرکات قفسه سینه ¬در دم نقش زیادی دارد

کشسان بودن ¬ در بازدم نقش زیادی دارد

نکات تکمیلی دم و بازدم

بین حجم و فشار رابطه ی عکس برقرار است :

حجم افزایش- فشار کاهش

حجم کاهش - فشار افزایش

دم:

انقباض ماهیچه های بین دنده ای خارجی و دیافراگم ¬ افزایش حجم قفسه سینه ¬  فاصله گرفتن لایه خارجی پرده جنب از لایه داخلی ¬  افزایش حجم فضای جنب  ¬ کاهش فشار فضای جنب هوا از بیرون وارد شش ها می شود.

بازدم :

استراحت ماهیچه ها (دیافراگم و بین دنده ای خارجی) + ویژگی کشسانی شش ها  ¬ کاهش حجم قفسه سینه ¬  بازگشت شش ها به حالت قبلی  ¬ کاهش حجم  شش ها ¬  فشارهوای داخل شش بیشتر از هوای بیرون ¬  خروج هوا از دستگاه تنفسی¬کاهش فشار درون شش ها ¬  ایجاد نیروی مکش. 

در حالت انقباض دیافراگم  ¬ مسطح می شود.

در حالت استراحت دیافراگم ¬  گنبدی شکل.

اسپیرومتری (دم نسبی)

»روشی که بوسیله ی آن می توان حجم های مختلفی از هوا که به شش وارد و یا از آن خارج می شود را اندازه گیری کرد «

اسپیرومتری ¬  با کمک دستگاهی به نام اسپیرومتر انجام می شود.

به نمودار ثبت شده توسط اسپیرومتر، اسپیروگرام (دم نگاره) گفته کی شود.

کاربرد اسپیروگرام (دم نگاره) ¬ کاربرد برای بررسی بیماری های شش ها

حجم های تنفسی

حجم جاری  :

مقدار هوایی که با دم عادی وارد دستگاه تنفس می شود برابر مقدار هوایی است که با بازدم عادی از دستگاه

تنفس خارج می شود، به این میزان هوا، حجم جاری می گویند.

هوای مرده  :

مقداری از هوای دمی، در مجاری تنفسی می ماند، و به بخش مبادله ای نمی رسد.

حجم تنفسی در دقیقه :

تعداد تنفس در دقیقه (هوایی که در یک دقیقه با تنفس عادی جابه جا می شود)

حجم ذخیره دمی :

پس از یک دم معمولی، با یک دم عمیق، مقداری هوا بیشتر وارد دستگاه تنفس می شود، به این میزان هوا،

حجم ذخیره دمی می گویند.

حجم ذخیره بازدمی :

پس از بازدم عادی، می توان با بازدم عمیق، هوای بیشتری از دستگاه تنفس خارج کرد که به این میزان هوای

اضافی خارج شده، حجم ذخیره بازدمی می گویند.

حجم باقی مانده :

پس از یک بازدم عمیق، هنوز مقداری هوا درون شش ها می ماند که به آن حجم باقی مانده گفته می شود.

علت وجود حجم باقی مانده وجود دارد :

1-تا حبابک ها همیشه باز باشند.

2-تبادل گازها به صورت دائمی انجام شود.

ظرفیت حیاتی:

هوای ذخیره دمی + حجم جاری + هوای ذخیره بازدمی

در واقع مقدار هوایی که با یک دم عمیق وارد شش ها شده و با یک بازدم عمیق از شش ها خارج می شود.

ظرفیت تام (ظرفیت شش(

ظرفیت حیاتی + هوای باقی مانده

حجم جاری + هوای ذخیره دمی + هوای ذخیره بازدمی + حجم باقی مانده

حداکثر مقدار هوایی که شش ها می توانند در خود جای دهند.

سایر اعمال دستگاه تنفس

تکلم؛ سرفه ؛ عطسه

1-تکلم:

صدا سازی (حنجره) + واژه سازی (لب و دهان) ¬ تکلم

صداسازی :

در اثر چین خوردگی مخاط حنجره، پرده های صوتی بوجود می آید که محل تولید صدا هستند.

نکته :

صداسازی مربوط به مرحله ی بازدم می باشد.

2-سـرفه

نوعی مکانیسم دفاعی می باشد، در اثر ورود ذرات خارجی و گاز های مضر به مجاری تنفسی عمل سرفه شروع

شده و هوا با فشار از طریق دهان خارج می شود.

3-عطسه

همانند سرفه واکنش دفاعی بوده، در عطسه هوا از طریق دهان و بینی خارج می شود.

مصرف سیگار ¬  از بین رفتن سلول های مژک دار مجاری تنفسی ¬  ذرات خارجی به سوی حلق رانده نمیشوند ¬  سرفه راه موثرتری برای بیرون راندن مواد خارجی است. ( دلیل سرفه های مکرر افراد سیگاری!!!)

تنظیم عصبی دستگاه تنفس :

نورون ( سلول های عصبی) مربوط به فرایند تنفس در بخشی از مغز به نام بصل النخاع قراردارند.

در هنگام دم، نورون ها پیام انقباض را به ماهیچه های موثر در دم  (دیافراگم + بین دنده ای خارجی) منتقل کرده و این ماهیچه ها منقبض می شوند.

علاوه بر بصل النخاع، در مغز مرکز تنظیمی دیگری نیز بر فعالیت تنفسی تأثیرگذار می باشد که پل مغزی نام دارد.پل مغزی با اثر بر بصل النخاع باعث توقف دم می شود.

چرا عمل دم متوقف می شود؟

چون دیواره نایژه ها و نایژک ها، ماهیچه صاف دارد، وقتی شش از هوا پر می شود این ماهیچه ها تا حد زیادی کشیده می شوند که مضر است در این حالت نورون های ماهیچه پیامی به بصل النخاع ارسال کرده و دم متوقف می شود.

گیرنده های حساس به افزایش کربن دی اکسید در بصل النخاع قرار دارند.

محرک این گیرنده ها :

افزایش میزان کربن دی اکسید در مایع مغزی – نخاعی(سال یازدهم) افزایش 2CO در مایع مغزی نخاعی ¬  تحریک گیرنده ها در بصل النخاع ¬  ارسال پیام به  بصل النخاع (افزایش تعداد تنفس در دقیقه)

گیرنده های حساس به کاهش اکسیژن :

در دیواره ی رگ هایی مثل سرخرگ آئورت و سرخرگ های ناحیه گردن قرار دارند.

کاهش اکسیژن¬  خون تحریک گیرنده ها ¬  ارسال پیام به بصل النخاع ¬  افزایش تنفس

تنوع تبادلات گازی در سایر جانوران

 تنفس در تک سلولی ها :

در این جانداران و جانوران مثل کرم پهن پلاناریا و هیدر که سلول های بدن آن ها به طور مستقیم با محیط بیرون در ارتباط هستند ¬ تبادل گازها به صورت مستقیم به روش انتشار انجام می شود.

نکته :

در تک سلولی ها، سامانه گردش مواد، نقشی در تبادلات گازی ندارد.

تنفس نایدیسی :

منظور از نایدیس، یک سری لوله های منشعب و مرتبط باهم هستند که از سطح بدن جانور به عمق آن نفوذ کرده به طوری که انشعابات پایانی نایدیس در کنار تمامی سلول های بدن قرار می گیرد.

نکته:

حشرات  دارای تنفس نایدیسی اند

انشعابات پایانی نایدیس ها در عمق بدن :

1-دارای مایعی هستند که سطح داخلی نایدیس را مرطوب می کند.

2- انتهای این انشعابات، بسته هستند.

نایدیس ها در سطح بدن، توسط منافذ تنفسی (در سطح شکمی قرار دارند)، با محیط بیرون برقرار می کنند.

نایدیس ها با یکدیگر ارتباط دارند.

مکانیسم تنفس در سیستم نایدیسی :

انجام دم ¬  ورود هوای پراکسیژن به نایدیس توسط منافذ تنفسی ¬  ورود هوا به انشعابات نایدیس در عمق بدن ¬  محلول شدن 2O در مایع درون نایدیس های انتهایی  ¬ عبور از جدار نایدیس و ورود به مایع بین سلولی عبوراز غشای سلول و ورود به آن

نکته :

در تنفس نایدیسی ، مطابق مراحل بالا، دستگاه گردش مواد، نقشی در تبادل گازها ندارد.

همه چیز درباره ی حشرات

قلب حشرات در ناحیه ی پشتی بدن قرار گرفته که همولنف را در بدن جانور جابه جا می کند.

حشرات دفاع غیراختصاصی دارند (پادتن و پرفورین و....) ندارند.

مغز حشرات از چندین گره به هم جوش خورده تشکیل شده است یک طناب عصبی شکمی هم دارند.

حشرات جز بندپایان بوده و هر حشره 6 پا دارد.

فصل 5 دهم : حشرات دارای لوله های مالییگی هستند که به روده متصل اند.

حشرات اسکلت بیرونی دارند که در حرکت و محافظت نقش دارد.

چشم مرکب دارند که از تعداد زیادی واحد مستقل بینایی تشکیل شده است)سال یازدهم(

ماده ی دفعی نیتروژن دار حشرات، اوریک اسید می باشد

تنفس پوستی

تبادل گازهای تنفسی از طریق پوست انجام می شود.

زیر پوست جانورانی که تنفس پوستی دارند، شبکه های مویرگی زیادی وجود داشته در نتیجه جریان خون در سطح پوست افزایش می یابد.

شرط تبادلات گازی در تنفس پوستی ¬  مرطوب بودن سطح پوست جانور

در کرم خاکی ¬  زندگی در محیط مرطوب سطح پوست را مرطوب نگه می دارد.

در قورباغه ¬  ترشح ماده مخاطی لغزنده در سطح پوست باعث مرطوب شدن پوست می شود

نکته :

در قورباغه بخش زیادی از تبادلات گازی از طریق پوست انجام می شود و شش ها نقش کم تری دارند.

تنفس آبششی

ساده ترین آبشش ها در ستاره دریایی (خارپوست)که به صورت برجستگی های کوچک و پراکنده پوستی هستند که تبادلات گازی را از طریق پوست جانور انجام می دهند در سایر بی مهره ها آبشش ها به نواحی خاصی محدود می شوند.

آبشش خارجی  ¬ نوزاد برخی از ماهیان و تمام دوزیستان

آبشش داخلی  ¬ نوزاد برخی ماهی ها و ماهی های بالغ

ماهیان و دوزیستان نابالغ آبشش دارند.

ساختار آبشش ها در ماهی ها

1- کمان آبششی

2- خارهای آبششی (وظیفه این خارها جلوگیری از خروج موادغذایی است(.

3- رشته های آبششی

4- تیغه های آبششی (جهت حرکت خون و آب عکس یکدیگر می باشند)

مسیر حرکت خون در ماهی

قلب ماهی ¬ سرخرگ شکمی (حاوی خون تیره) ¬ آبشش ها ¬ کمان آبششی ¬رشته های آبششی  ¬ تیغه های درون رشته های آبششی ¬ تبادل گازهای تنفسی در مویرگ ها ¬ رشته های آبششی ¬ کمان آبششی  ¬آبشش ها سرخرگ پشتی (حاوی خون روشن) ¬ اندام ها

تنفس ششی

بی مهرگان خشکی ¬ حلزون و لیسه

مهره داران خشکی زی

در مهرداران دو نوع سازوکار تهویه ای برای ایجاد جریان پیوسته ی هوای تازه در سطح تنفسی وجود دارد :

فشار منفی : مکش ایجاد شده در اثر فشار منفی باعث ورود هوا به دستگاه تنفسی می شود.

فشارمثبت : در دوزیستانی مثل قورباغه به کمک ماهیچه های دهان و حلق هوا با فشار قورت داده می شود!!!

تنفس در پرندگان

 پرنده ها به اکسیژن زیادی نیاز دارند، چون پرواز می کنند؛در پرنده ها به شش ها مجهز به ساختار هایی به نام کیسه های هوادار بوده که کارایی دستگاه تنفس این ؛ جانوران را بیشتر می کند.

4 عدد کیسه هوادار شش راست + 4 عدد کیسه هوادار شش چپ + یک عدد کیسه مشترک بین شش چپ و راست