الجهاز التنفسي البشري عبارة عن سلسلة من الأجهزة المسؤولة عن امتصاص الأكسجين وطرد ثاني أكسيد الكربون. الأعضاء الرئيسية للجهاز التنفسي هي الرئتان ، التي تقوم بتبادل الغازات أثناء التنفس.
تعمل الرئتان مع نظام الدورة الدموية لضخ الدم الغني بالأكسجين إلى جميع خلايا الجسم. ثم يقوم الدم بجمع ثاني أكسيد الكربون ومخلفات النفايات الأخرى ونقلها مرة أخرى إلى الرئتين ، حيث يتم ضخها خارج الجسم عند الزفير ، وفقًا لجمعية الرئة الأمريكية.
يحتاج جسم الإنسان إلى الأكسجين ليحافظ على نفسه. بعد حوالي خمس دقائق فقط من عدم وجود الأكسجين ، تبدأ خلايا الدماغ في الموت ، وفقًا للمعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية ، مما قد يؤدي إلى تلف الدماغ والوفاة في نهاية المطاف.
في البشر ، يعتمد متوسط التنفس أو معدل التنفس في الغالب على العمر. يبلغ معدل التنفس الطبيعي لحديثي الولادة حوالي 40 إلى 60 مرة كل دقيقة وقد يتباطأ إلى 30 إلى 40 مرة في الدقيقة عندما يكون الطفل نائمًا ، وفقًا لصحة ستانفورد للأطفال. متوسط معدل التنفس للراحة للبالغين هو 12 إلى 16 نفسًا في الدقيقة ، وما يصل إلى 40 إلى 60 نفسًا في الدقيقة أثناء التمرين ، وفقًا لجمعية الجهاز التنفسي الأوروبية.
أجزاء الجهاز التنفسي
عندما نتنفس ، يدخل الأكسجين إلى الأنف أو الفم ويمر الجيوب الأنفية ، وهي فراغات مجوفة في الجمجمة تساعد على تنظيم درجة حرارة ورطوبة الهواء الذي نتنفسه.
من الجيوب ، يمر الهواء عبر القصبة الهوائية ، ويسمى أيضًا بالقصبة الهوائية ، وإلى الأنابيب الهوائية ، وهما الأنبوبان اللذان يحملان الهواء إلى كل رئة (يُسمى كل منهما القصبة الهوائية). تصطف الأنابيب القصبية بشعر صغير يسمى الأهداب التي تتحرك ذهابًا وإيابًا ، وتحمل المخاط إلى أعلى وإلى الخارج. المخاط هو سائل لزج يجمع الغبار والجراثيم والمواد الأخرى التي غزت الرئتين وهو ما نطرده عند العطس والسعال.
تنقسم الأنابيب الهوائية مرة أخرى لحمل الهواء إلى فصوص كل رئة. ووفقًا لجمعية الرئة الأمريكية ، تحتوي الرئة اليمنى على ثلاثة فصوص بينما تحتوي الرئة اليسرى على فصين فقط ، لاستيعاب مساحة للقلب. تمتلئ الفصوص بكيسات إسفنجية صغيرة تسمى الحويصلات الهوائية ، حيث يحدث تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.
الجدران السنخية رقيقة للغاية (حوالي 0.2 ميكرومتر) وتتكون من طبقة واحدة من الأنسجة تسمى الخلايا الظهارية والأوعية الدموية الدقيقة تسمى الشعيرات الدموية الرئوية. الدم في الشعيرات الدموية يلتقط الأكسجين ويسحب ثاني أكسيد الكربون. ثم يصل الدم المؤكسج إلى الوريد الرئوي. يحمل هذا الوريد الدم الغني بالأكسجين إلى الجانب الأيسر من القلب ، حيث يتم ضخه إلى جميع أجزاء الجسم. يتحرك ثاني أكسيد الكربون الذي خلفه الدم في الحويصلات الهوائية ويتم طرده في أنفاس الزفير.
يتحكم الحجاب الحاجز ، وهو عضلة على شكل قبة في الجزء السفلي من الرئتين ، في التنفس ويفصل تجويف الصدر عن التجويف البطني. عندما يدخل الهواء ، يضيق الحجاب الحاجز ويتحرك لأسفل ، مما يوفر مساحة أكبر للرئتين لتملأه بالهواء وتتوسع. أثناء الزفير ، يوسع الحجاب الحاجز ويضغط على الرئتين ، مما يدفع الهواء إلى الخارج.
أمراض الجهاز التنفسي
تنقسم أمراض الجهاز التنفسي وظروفه إلى فئتين: الالتهابات ، مثل الأنفلونزا والالتهاب الرئوي البكتيرية والفيروسات التنفسية المعوية والأمراض المزمنة مثل الربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD). وفقًا للدكتور نيل شيسون ، الذي يمارس الطب الرئوي في عيادة كليفلاند ، ليس هناك الكثير الذي يمكن القيام به للعدوى الفيروسية ولكن للسماح لهم بمتابعة مسارهم. وقال "المضادات الحيوية ليست فعالة في علاج الفيروسات وأفضل شيء تفعله هو الراحة فقط".
بالنسبة لمعظم الأفراد الأصحاء ، فإن أكثر الأمراض التنفسية شيوعًا التي قد يواجهونها هي الإصابة بالعدوى ، وفقًا للدكتور ماثيو إكساين ، اختصاصي أمراض الرئة وخبير الرعاية الحرجة في المركز الطبي بجامعة ولاية أوهايو ويكسنر. السعال هو العرض الأول ، ربما مصحوبًا بالحمى.
وقال "ومع ذلك ، يمكن أن يكون السعال علامة على حالات تنفسية مزمنة مثل الربو والتهاب الشعب الهوائية المزمن أو انتفاخ الرئة". "في أمراض الرئة المزمنة ، تظهر معظم أمراض الجهاز التنفسي مع ضيق في التنفس ، مع بذل مجهود مبدئي ، مثل المشي لمسافة كبيرة أو صعود عدة درجات من السلالم."
الربو هو التهاب مزمن في الشعب الهوائية الرئوية يسبب السعال والصفير وضيق الصدر أو ضيق في التنفس ، وفقا لتونيا ويندرز ، رئيسة شبكة الحساسية والربو. قد تكون هذه العلامات والأعراض أسوأ عندما يتعرض الشخص لمحفزاته ، والتي يمكن أن تشمل تلوث الهواء ، دخان التبغ ، أبخرة المصنع ، مذيبات التنظيف ، العدوى ، حبوب اللقاح ، الأطعمة ، الهواء البارد ، التمارين ، المواد الكيميائية والأدوية. وفقًا لمركز السيطرة على الأمراض ، فإن أكثر من 25 مليون شخص (أو 1 من كل 13 بالغًا و 1 من كل 12 طفلًا) في الولايات المتحدة يعانون من الربو.
مرض الانسداد الرئوي المزمن ، الذي يُطلق عليه أحيانًا التهاب الشعب الهوائية المزمن أو انتفاخ الرئة ، هو مرض مزمن ومتدرج حيث يتناقص تدفق الهواء داخل وخارج الرئتين ، مما يجعل التنفس أكثر صعوبة. مع مرور الوقت ، تصبح المسالك الهوائية في الرئتين ملتهبة وسميكة ، مما يجعل من الصعب التخلص من نفايات ثاني أكسيد الكربون ، وفقًا لجمعية الرئة الأمريكية. مع تقدم المرض ، يعاني المرضى من ضيق في التنفس ، ويمكن أن يحد من النشاط. ووفقًا لمركز السيطرة على الأمراض ، فإن أكثر من 15 مليون أمريكي مصابون بمرض الانسداد الرئوي المزمن.
غالبًا ما يرتبط سرطان الرئة بالتدخين ، ولكن يمكن أن يؤثر المرض على غير المدخنين أيضًا. وهو ثاني أكثر أنواع السرطان شيوعًا لكل من الرجال والنساء ، ويتفوق عليه سرطان البروستاتا وسرطان الثدي على التوالي. تقدر جمعية السرطان الأمريكية أنه في عام 2019 ، سيكون هناك حوالي 228،150 حالة جديدة من سرطان الرئة (116،440 في الرجال و 111،710 في النساء) وحوالي 142،670 حالة وفاة بسبب سرطان الرئة (76،650 في الرجال و 66،020 في النساء) في الولايات المتحدة.
