التنفس عند الانسان

التنفس عند الانسان

مقدمة :
تمكن وظيفة التنفس الجسم الثوود من ثنائي الأكسجين (O) والتخلص من ثنائي أكسيد الكاربون (CO) – كيف تتم هذه العملية ؟ - ما مصير الأكسجين المحتفظ به داخل الجسم ؟ - من أين أتى ثنائي أكسيد الكاربون المطروح خارج الجسم ؟
التبادلات الغازية التنفسية على مستوى الرئتين .
أ- ملاحظة مقطع عرضي لرئة خروف :
تبين الوثيقة 1) الشكل 1) ص 24 ص 5 م. أن الرئة عبارة عن عضو مكون من نسيج اسفنجي ذات لون وردي.
2- ملاحظة مجهرية على مستوى النسيج الرئوي. تبين الوثيقة 2 ص 24 من 5 م. أن الرئة تتكون من أسناخ رئوية تتجمع في أكياس صغيرة تسمى. الحويصلات الرئوية. كل سنخ رئوي له جدار رقيق وغني بالشعيرات الدموية. العدد الاجمالي للأسناخ الرئوية يتراوح ما بين 600 و700 مليون سنخ. عندما تضغط على الرئة نلاحظ خروج قطيرات دموية مما يدل على أنها غنية بالشعيرات الدموية : عندما نضغط على الرئة داخل الماء فإننا نلاحظ تكون فقعات هوائية مما يدل عن وجود قنوات مملوءة بالهواء.
ج- استنتاج : نستنتج من خلال ملاحظة البنية المجهرية للرئة أن مساحة التبادلات الغازية التنفسية كبيرة جدا والسبب هو. – كثرة الأسناخ الرئوية. – شساعة المساحة السنخية. – دقة الجدار الفاصل بين الهواء السنخي والدم. – وفرة الشعيرات الدموية .
د- آلية التبادلات الغازية التنفسية على مستوى الأسناخ الرئوية : 1- تحليل معطيات جدول الوثيقة 6 ص 25 من 5 م.

هواء الشعيق هواء الزفير الدم الداخل للرئتين الدم الخارج من الرئتين
ثنائي الأكسجين
O 21 16 15 20
ثنائي أكسيد الكاربون CO 0,03 4,5 53 49

يبين الجدول التالي نتائج قياس الغازين التنفسيين الأكسجين وثنائي أكسيد الكاربون وذلك ب ml في كل ml 100 من الهواء.
انطلاقا من تحليل المعطيات العددية لهذا الجدول نكتشف أن الرئتين تتزودان بالأكسجين خلال عملية الشعيق وتطرحان ثنائي أكسيد الكاربون من خلال عملية الزفير. نلاحظ كذلك أن الدم الذي يدخل إلى الرئتين يشبع بالأكسجين ويطرح ثنائي أكسيد الكاربون حيث تتم بهذه العملية على مستوى الأسناخ.
تتم عملية انتشار الغازات وتبادلها حسب خاصية فيزيائية أساسية تتمثل في الضغط الجزيئي ينتشرغاز معين عبر جدار نفوذ من الحيز ذي الضغط المرتفع إلى الغير ذي الضغط المنخفظ ويستمر هذا الانتشار إلى أن يتعادل الضغط من جهتي الجدار .
التبادلات الغازية التنفسية على مستوى الأعضاء .
لقد سبق أن لاحظنا أن الدم يشبع بالأكسجين على مستوى الأسناخ كما يطرح ثنائي أكسيد الكاربون في نفس المستوى.
- ما مصير الأكسجين الذي يغتني به الدم على مستوى الأسناخ. – وما مصدر ثنائي أكسيد الكاربون المطروح.
- أ- لنكشف عن التبادلات الغازية على مستوى الأعضاء : 1- مناولة :
2- تحليل معطيات جدول الوثيقة 3 ص 26.
3- استنتاج : نستنتج من خلال تحليل معطيات جدول و : 3 ص 26 من 5 م. أن الدم حينما يدخل إلى أحد الأعضاء فإن نسبة الأكسجين فيه تكون مرتفعة وعندما ما يخرج من هذا العضو تصبح نسبة الأكسجين منخفضة.
أما بالنسبة لثنائي أكسيد الكاربون CO فيحدث العكس أي أن الدم الذي يدخل إلى العضو تكون نسبة CO فيه منخفضة وحينما يخرج من العضو تصبح هذه النسبة مرتفعة. – نستنتج أن الدم حينما يدخل إلى الأعضاء فإنه يزود الخلايا بالأكسجين O هذه الأخيرة تطرح ثنائي أكسيد الكاربون CO. – تسمى هذه العملية بالتنفس الخلوي.
أ‌- الكشف عن آلية التبادلات الغازية على مستوى الخلايا : 1- تحليل الوثيقة أسفله :
2- استنتاج : يتجلى التنفس الخلوي في مرور الأكسجين من الشعيرات الدموية إلى الخلايا وذلك عبر سائل بسيط اللمف البيقرجي.
يمر CO من الخلايا إلى الدم مرورا باللمف البيفرجي. 2- استنتاج : تتزود خلايا الجسم بالقيت و O من الوسط الداخلي حيث توظيفهما في إنتاج الطاقة الضرورية لنشاطها مع تحرير CO في هذا اللوسط.
آلية التهوية الرئوية :
يتطلب تزويد الجسم بثنائي الأكسجين وتخليصه من CO، التجديد المستمر للهواء على مستوى الأسناخ الرئوية. ويعتبر هذا التجديد ضروريا لضمان استمرار مرور الأكسجين نحو الدم وطرح ثنائي أكسيد الكاربون. – من الأحجام الهوائية المتبادلة.
أ- لنكشف عن آلية الحركات التفسية : 1- تحليل الوثيقة 1 ص 28 من 5 م.
يتبين من خلال هذه الوثيقة أن حجم القفص الصدري يزداد خلال عملية الشهيق وذلك بدخول الهواء إلى الرئتين. بينما يتقلص حجم القفص الصدري خلال عملية الزفير نتيجة خروج الهواء منه.
2- تحليل الوثيقة 2 ص 28 من 5 م. – ينتج انقباظ العضلات البيضلعية تحرك الأجزاء الأمامية للضلوع وعضمة القص إلى الأعلى. ونتيجة لهذه الحركة يزداد قطر التجويف الصدري وحجمه. الحجاب الحاجز هو عضلة مسطحة يرتبط إطارها الخارجي بالجزء الأسفل من الصدر. وبفضل التجويف الصدري عن التجويف البطني. ويشبه في حالة الاسترخاء قبة محدبة إلى الأعلى، وعندما ينقبظ ينقص التحدب فيزداد اتساع تجويف الصدر.
ب- لنحلل الأحجام الهوائية المتبادلة بين الرئتين والوسط الخارجي :
1- تمرين مدمج :




السعة الحيوية = الهواء الجاري + هواء الاحتفاظ + الهواء المثالي
السعة الاجمالية = السعة الحيوية + الهواء الثمالي
إنجازالأستاذ : التوبالي عبد الرزاق
نص علمي :
على عهد la voise (1743-1994) كان يعتقل أن الطواهر الداخلية للتنفس تتم على مستوى الرئتين تتم أتى باحث فتيولوجي يسمى (1813-1878) ؟؟؟؟هذه الظواهر في دم الشعيرات الدموية. ثم جاء Paul bert (1833-1886) وأثين لنا بتجارة أن هذه الظواهر تتم على مستوى الأنسجة الخلوية.
I- تجربة للكشف عن التنفس الخلوي :
يأخذ ثلاث أنابيب الاختبار (3-2-1) يضع في كل واحد ماء الجير صافي :
في الأنبوب رقم 1 نضع عضلة طرية
في الأنبوب رقم 2 نضع عضلة ميتة
في الانبوب رقم 3 فلا نضع أي شيء
ثم تغلق الأنابيب بإحكام ونصل لكل أنبوب بأنبوب آخر به ماء ملون ثم نضع الأنابيب الثلاثة في مسخن مائي حرارة °37 (أنظر الوثيقة رقم 1) .
* نتيجة تبين لنا في نهاية التجربة أن هناك :
- تحكر ماء الجبري في أنبوب رقم 1
- ارتفاع مستوى الماء الملون في الأنبوب الشعري
- أما بالنسبة لأنبوب رقم 2-3 لم يحدث بهما أي تغيير .
سؤال : بماذا نفسر النتيجة المحصل عليها ؟
الأجوبة : نفسر تحكر ماء الجير بأنطود تلقى أكسيد الكربون الذي طرحته العضلة الطرية ثم ارتفاع مستوى الماء الملون يدل على اختفاء الهواء من الأنبوب الشحري وهذا يدل على أن العضلة أخذن الاكسجين من الهواء إذن فهي تتنفس لكونها طرحت تلثي أكسيد الكربون وأخذت الأكسجين أما العضلة الميتة فلا تتنفس .
استنتاج :
نستنتج من خلال هذه التجربة أن عضلة الطرية نتنفس وبها أن العضلة تتكون من خلايا فهذه الأخيرة تأخذ الاكسجين وتطرح ثاني أكسيد الكربون إذن فهي تتنفس أي يحدث على مستواها بتبادات غازية.
II- الجهاز التنفسي والتبادلات الغازية .
1- ملاحظة : نلاحظ على مستوى القفص الصدري حركات منظمة تهدف إلى تهوية الرئة تتمثل هذه الحركات في شهيق وزفير.
الشهيق : خلال هذه العملية يزداد بجمر القفص الصدري مع زيادة في مجهر الرئتين لأنهما مزيد طبق به مع الحفاظ الضغط بداخلهما مما يؤدي إلى دخول الهواء من الخارج إلى الرئتين .
الزفير : خلال هذه العملية ينخفض معهم القفص الصدري بضغط على الرئتين ويؤدي ذالك إلى ارتفاع الضغط دلتهما تم يتم خروج الهواء من الرئتين إلى الخارج .
ملحوظة :
خلال القياس بالشهيق والزفير هناك أحجام هوائية متبادلة.
2-ما هي الاحجاش المتبادلة ؟
3- المسالك التنفسية :
يدخل الهواء إلى الرئتين عن طريق الانفا أو الغمر تم يمر إلى الرغامة هذه الأخيرة تتفرع إلى فرعين فحسب فكل فرع يسمى قصبة هوائية وكل قصبة هوائية تنفرع إلى فروع صغيرة وكثيفة على مستوى الرئة وتسمى هذه الفروع قسبات هوائية تغطي كل مساحة الرئة هذا يسمح بانستار الهواء حولها .
كل قصيبة تنتهي قديس أو حوصلية هوائية وكل كيس يكون من عدسة امناخ مجهرية غنية بالشجرات الدموية .
1- مستويات التبادل الغازية في الجسم :
أ‌- على مستوى العضلة :
من خلال الجدول يتبين أن الدم الذي يدخل إلى العضلة يتوه غنى مالأستجيب والدم الخارج يكون فقير من حيث الاكسجين .
يتبين كذالك خلال الجدول أن العضلة تستهلك كمية من الأكسجين في حالة راحة وفي حالة شتاط إلا أن الكمية المستهلكة من الأكسجين في حالة للشاة تكون أكثر .
من خلال الجدول يبين أن الدم الداخل إلى العضلة يكون فغير من جبب ثاني أكسيد الكربون والدم الخارج منها يكون غني ينائ أكسيد الكربون .
يبين كذلك أن العضلة نطرح كمية من ثاني أكسيد الكربون في حالة راحة وفي حالة نشاط الا أنها في حالة نشاط تطرح كمية أكثر في :
ب‌- على مستوى الاسناخ الرئوية :
أثناء ظاهرة التنفس يلاحظ ما يلي :
- يحتوي هواء الشهيق بالمقارنة مع هواء الزفير مع كمية أكبر من الأكسجين وكمية أقل من ثاني أكسيد الكربون.
- يحتوي الدم الذي يدخل إلى الرئتين على كمية أكثر من ثاني أكسيد الكربون وكمية أقل من الأكسجين بينما الدم الذي يغادر الرئتين يحتوي على كمية أكبر من الأكسجين وكمية أقل من ثاني أكسيد الكربون .
- يمكن تفسير هذه الملاحظة بما يلي :
- أثناء الشهيق يمر الأكسجين من الاسناخ الرئوية إلى الدم يشرف عن هذا الاكسجين بهواء الرئة وارتفاع نسبة في الدم الذي يغادر الرئة ويحدث العكس بالنسبة لثاني أكسيد الكربون الأي نير من الدكر داخل إلى الرئة ويترتب عن ارتفاع ثاني أكسيد الكربون بهواء الرئة وانخفاظ نسبة في الدم الذي يخامر الرئة .
ج – أسباب التبادلات الغازية على مستوى الأسناخ الرئوية إن مرورة تجديد الهواء ؟؟؟؟؟تؤدي إلى حدوث اختلاف في الضغط مما يؤدي إلى حدوث تبادلات غازية وهذا يتم بفضل تعاقب الحركات التنقيب .
* استنتاج :
نستنتج من خامل هذا التمرين أن التبادلات الغازية على مستوى الأسناخ الرئوية تتم بفضل فارق ضغط هذين الغازين (أكسجين وثاني أكسيد الكربون) حيث أن الغاز يمر من الوسط أو الحيز أكثر طغطا إلى الوسط أو الحيز أكثر ضغطا كمسموح أن هذه التبادلات تتم بفضل ؟؟؟؟؟حركتي الشهيق أو الزفير.
ملحوظة :
إن كثافة الأسناخ الرئوية وكثافة الشعيرات الدموية تزيد من مساح التماس بين الهواء السخي والدم معا يزيد من سرعة التبادلات الغازية .
تحرير طاقة مواد القيت
I- ملاحظة :
خلال الصيام يستمر الجسم في استهلاك Oi حوالي (L300 في اليوم) CO°ب (حوالي L 200 في اليوم)
1- ما مصدر ثاني أكسيد الكربون الذي تطرحه الخلايا في الدم .
أ‌- ملاحظات :
نلاحظ أثناء فترة الصيام انخفاظ كل من كمية الدهنيات والبروتيدات وسكريات في جسم الإنسان .
ملاحظة :
- من خلال ملاحظة مجهرية لمقطع عرضي في عضلة تمكن تقنية التلوين من الكشف عن ما يسمى النليكوجين وهو شكل لتخزين الكليكوزي الخلاية العضلية حيث هذه الخلايا في حالة راحة تحتوي على كمية من الكليكوجين فيبن ولونها وردي داكن وعندها تكون في حالة نشاط ننخفض مذخراتها من الكليكوجين فيبدو لونها وردي مانع وعنه ما ستنفد كليا هذه المذخرات يصيح لونها أبيض .
من خلال الوثيقة يتبين أن العضلة لما تكون في حالة راحة تدخر كمية من الكليكوز على شكل كليكوجين وفي حالة نشاط فإنها ستهلك كمية من الكليكوز النسبي الذي يؤدي في انخفاض كيمية الكليكوجين .
ب‌- نتائج بعض الدراسات التجربية .

عضلة في حالة راحة عضلة في حالة نشاط
كمية الكليكوز المأخوذة من الدم 2,04 g 8,44 g
حجم O المستعمل 0,30 L 5,20 L
حجم CO المطروح 0,22 L 5,95 L

من خلال الجدول نلاحظ أن العضلة تستهلك الكليكوز مع الأكسجين وفي نفس الوقت تطرح CO وفي حالة راحة وفي حالة نشاط أن الكمية المستهلكة من الكليكوز والاكسجين والكمية المطروحة من ثاني أكسيد الكربون في حالة نشاط تكون أكثر.
تفيد الدرسات التجربين أن الخلايا العضلية تستهلك الأكسجين والكليكوز وفي نفس الوقت تحررا أو تطرح تاني أكسيد الكربون والطاقة وفق المعادلة التالية أو تفاعل الكميائي.
+ 6 H O + 6 CO 6 O + C H O طاقة


ج – استنتاج :
نستنتج إنطلاقا من هذه المعادلة أن مصدر ثاني أكسيد الكربون الذي تطرحه ؟؟؟؟؟؟هو نتائج عن احتراف مواد القيت داخل الخلايا بوجود الأكسجين .
ملحوظة :
تخضع بقية مواد القيت على مستوى الخلايا الى نفس التفاعلات الكميائية بوجود الاكسجين .
في التعرض عن القيمة الطاغية لمواد القيت .
تمكن القنبلة المسعرية (أنظر الوثيقة) من تجديد الطاقة الكامنة في مواد القيت خاصة سكريات دهنيات – بروتيدات حيث أن احتراف g1 لكل من السكريات والدهنيات والبروتيدات يحرر طاقة تقدر بما يلي : (أنظر الجدول)
الخلاصة :
نستخلص مما سبق أنه على مستوى الخلايا تتم تفاعلات كيميائة وهي أكسيد مواد اليقين بواسطة الأكسجين فينتج على ذالك تحرير أو طرح CO من خلال هذا نبين أن مواد القيت تحتوي على ؟؟؟كامنة .
تقوم الخلايا بتوظيف جزءا من هذه الطاقة لضمان عيشها وللقيام بأنشطة خلوية وتبدد جزء آخر منها على شكل حرارة طائعة .
(حراارة الجسم) :
إذن خلال تفاعلات الكمبلوية الخلوية يحدث استهلاك أكسجين CO<>