دو گونه تنفس

ابتدا ما تنفس را به دو مرحله متمايز تقسيم مى كنيم :
1 . تنفس خارجى
2 . تنفس داخلى
تنفس خارجى شامل ، حركت هوا به داخل ريه ها و بالعكس است ، انتقال اكسيژن از ريه ها به خون و انتقال انيدريد كربنيك از خون به ريه ، وسايلى كه اكسيژن توسط آن به سلّول ها مى رسد و وسايلى كه توسط آنها انيدريد كربنيك از سلّول ها به طرف ريه برگردانده مى شود . تنفّس داخلى با استفاده از اكسيژن و توليد انيدريد كربنيك ، توسط سلّول ها سر و كار دارد و اغلب تنفّس سلّولى ناميده مى شود . تنفّس داخلى در كتاب هاى شيمى شرح داده مى شود و ما از ذكر آن در اين جا خوددارى مى كنيم .
تنفّس خارجى ، تحت عناوين زير مورد بحث قرار مى گيرد :
1 . حركات تنفسى
2 . كنترل تنفّس
3 . شيمى تنفّس
حركات تنفسى : دو حركت اصلى در تنفّس وجود دارد كه عبارتند از ، عمل دم كه در جريان آن هوا به داخل ريه ها آورده مى شود و عمل بازدم كه در جريان آن هوا از ريه ها بيرون رانده مى شود .
عمل دم ، توسط انقباض ديافراگم و عضلات بين دنده اى خارجى شروع مى شود ، اين انقباض توسط امواج عصبى دستگاه عصبى مركزى كه توسّط اعصاب فرنيك به ديافراگم و توسّط اعصاب بين دنده اى به عضلات دنده اى برده مى شود برقرار مى گردد .
انقباض ديافراگم ، سبب مى شود كه اين عضله به طرف پايين حركت كند و اين امر ، قفسه سينه را از بالا به پايين بزرگ مى كند . عضلات شكمى به تدريج كه ديافراگم پايين مى آيد شل مى شوند . انقباض عضلات بين دنده اى ، دنده ها را بالا كشيده و در همان زمان آنها را كمى چرخش مى دهد و به اين ترتيب
استخوان جناق را به جلو مى راند ، اين عمل ، قفسه سينه را از طرفين و هم چنين از جلو به عقب ، بزرگ مى كند . بزرگ شدن حجم قفسه سينه ، يك كاهش فشار در اين محفظه توليد مى كند ، به طورى كه فشار در ريه ها كم تر از فشار جو مى شود و در نتيجه هوا به داخل ريه ها هجوم مى برد . جريان هوا به داخل ريه ها آن قدر ادامه مى يابد تا فشار در ريه ها برابر با فشار جو گردد .
جريان هوا به داخل ريه ها بستگى به اختلاف بين فشار جو و فشار هواى داخل حبابچه ها داشته و هم چنين به مقاومت مجارى هوايى در برابر جريان هوا نيز بستگى دارد . بيش ترين مقاومت در برابر جريان هوا ، در بينى وجود دارد !!
عمل بازدم در تنفّسِ آرام ، يك عمل غيرفعّال يا پاسيو است ؛ به اين معنى كه در نتيجه رفع انقباض عضلات دمى و بازگشت ارتجاعى ، ريه ها كشيده شده حادث مى شود و حجم قفسه سينه به تدريج كه به حجم استراحت باز مى گردد ، كاهش مى يابد . يك انقباض ، همزمان عضلات شكمى احشا را به طرف بالا رانده و به اين ترتيب به بالا رفتن ديافراگم كه در هنگام رفع انقباض انجام مى شود كمك مى كند . فشار هوا در ريه ها بر اثر اين اعمال از فشار جو بيش تر مى شود ، چون ريه ها به طور آزاد با محيط خارج ارتباط دارند ؛ لذا هوا آن قدر از ريه ها خارج مى شود ، تا فشار دوباره با فشار جو برابر گردد و به اين ترتيب ، عمل بازدم كامل مى شود و بازدم عميق ، احتياج به انقباض پُر قدرت عضلات تنفّسى دارد . بر اثر حركات عادّى تنفّسى ، قسمتى از هواى موجود در ريه ها با هر عمل دم ، تجديد شده و هواى مانده در هر عمل بازدم خارج مى گردد ، به اين ترتيب ، هوا در داخل حبابچه ها به طور نسبى تازه نگاه داشته مى شود . «خوانندگان عزيز ، ملاحظه كنيد براى يك نفس كه به نظر ما چيزى نيست ، چه اعمال عجيب و غريب و مراحل شگفت انگيز انجام مى گيرد ؟ راستى ، كدام انسان است كه بتواند از عهده شكر يك نفس برآيد ؟
انقباض عضلات تنفّسى در هنگام دم ، موفّق به بزرگ كردن حفره سينه مى شود و اين امر سبب جريان هوا به داخل ريه ها مى گردد . هنگامى كه عضلات دمى شل شده و قفسه سينه حجم استراحت خود را باز مى يابد ، هوا به طرف خارج جريان پيدا مى كند ، جريان هوا بستگى به اختلاف فشار بين جو و سينه دارد .
دو ناحيه در سينه وجود دارد كه در آنها تغييرات فشار حادث مى شود ، يكى در فضاى داخل جنبى و ديگرى در ريه ها ، شرح بيش تر اين تغييرات فشار ، به درك چگونگى حركت هوا به داخل ريه ها و بالعكس كمك خواهد كرد .
فشار داخل جنبى ، فشارى است كه بين دو لايه جنب يا بين جدارهاى قفسه سينه و ريه ها وجود دارد ، فشار داخل جنبى در تنفّس عادى هميشه كم تر از فشار جو است ؛ زيرا قفسه سينه از ريه ها كه هميشه به علّت خاصيّت ارتجاعى شان تمايل به روى هم خوابيدن دارند بزرگ تر است . اين عمل بازگشت ارتجاعى ريه به طور دايم كششى روى جدارهاى سينه اعمال مى كند ، به تدريج كه قفسه سينه در هنگام دم ، بزرگ مى شود ، فشار داخل جنبى بيش تر منفى مى گردد ؛ زيرا جدار سينه از ريه ها بيش تر دور مى گردد ؛ اما ريه ها بايد از حركت رو به خارج جدارهاى سينه تبعيّت كند و در نتيجه متسع مى شوند فشار داخل جنبى به تدريج كه ريه ها از هوا پر مى شوند كم تر منفى مى گردد .
ناحيه دوّمى كه در آن تغييرات فشار حادث مى شود ، مجارى هوايى و حبابچه هاى ريه ها هستند . اين فشار موسوم به فشار داخل ريوى است ، هنگامى كه هيچ گونه جريان هوا به داخل ريه يا بالعكس وجود ندارد ، فشار در حبابچه ها برابر با فشار جو است .
در هنگام عمل دم ، فشار داخل ريه در نتيجه اتساع ريه ها به تبعيّت از بزرگ شدن حجم قفسه سينه از فشار جو كم تر مى شود و هوا آن قدر به درون ريه ها جريان مى يابد تا فشار داخل ريه مجددا با فشار جو برابر گردد ، به تدريج كه حجم قفسه سينه بر اثر انقباض عضلات دمى ، كاهش مى يابد و ريه هاى ارتجاعى روى هم مى خوابند ، فشار داخل ريه از فشار جو بيش تر مى شود و هوا آن قدر به خارج جريان مى يابد تا فشار داخل ريه مجددا با فشار جو برابر گردد و در اين جا دوره تنفسى تكميل مى شود . عاملى كه در پر كردن ريه ها از هوا اهميّت زيادى دارد ، كشش سطحى است . هر دو سطح مرطوب به علت كشش سطحى به طور محكم به يك ديگر مى چسبند ، كشش سطحى سبب مى شود كه دو لايه جنب (لايه اى كه ريه را مى پوشاند و لايه اى كه قفسه سينه را مفروش مى كند) هنگام بزرگ شدن قفسه سينه از يك ديگر جدا نشوند و بنابراين ريه ها را وادار به اتساع مى كند ؛ يعنى ريه ها بايد از حركات قفسه سينه پيروى كنند . كشش سطحى هم چنين در سطوح مرطوب داخلى ريه ها اعمال مى شود و در نتيجه اين سطوح تمايل پيدا مى كنند كه به يكديگر چسبيده و اتساع حبابچه ها را محدود كنند . از اثر اين چسبندگى توسّط وجود يك ماده ليپوپروتئينى موسوم به ماده كاهش دهنده فشار سطحى يا سرفكتنت كه كشش سطحى بين سطوح مرطوب بافت ريه را كاهش داده و به اين ترتيب اجازه مى دهد حبابچه ها با سهولت نسبى متسع شوند جلوگيرى مى شود .هدف نهايى دستگاه تنفّس ، رساندن هواى تازه به حبابچه ها براى انتقال اكسيژن آن به خون از يك طرف و خارج كردن هواى مصرف شده از طرف ديگر است .
مبادله هوا در سطح حبابچه اى ، تهويه آلوئولى ناميده مى شود ، البته تمام هوايى كه وارد مجارى تنفسى مى شود به حبابچه ها نمى رسد و قسمت بزرگى از آن فقط مجارى تنفسى را كه براى انتقال هوا و نه براى مبادله گازها بين هوا و خون به وجود آمده اند ، پر مى كند . يك همگامى زياد براى انجام انقباض عضلات تنفّسى در زمان مناسب و به ميزان متناسب براى برآوردن احتياجات متغيّر بدن به اكسيژن مورد لزوم است .
يك مركز تنفّسى ، لازم است تا فعّاليت عضلات تنفّسى را با يك ديگر مربوط سازد و چنين مركزى شامل قسمت هاى دمى و بازدمى در پياز مغز تيره قرار گرفته است .
مركز تنفّسى ، مى تواند تحت تأثير امواج عصبى قسمت هاى مختلف دستگاه عصبى و امواج عصبى صادره از هر نقطه بدن و هم چنين توسّط تركيب شيميايى و درجه حرارت خونى كه از آن مى گذرد قرار گيرد ، به عبارت ديگر ، تنفّس ، هم توسط عوامل عصبى و هم توسط عوامل شيميايى كنترل مى شود .
مى توان كنترل عصبى تنفس را به عنوان يك عامل تنظيم كننده در نظر گرفت ؛ زيرا دستگاه تنفّس را قادر مى سازد كه احتياجات متغيّر بدن را برآورده سازد ، از طرف ديگر مى توان كنترل شيميايى را به عنوان يك پايه اصلى در نظر گرفت ؛ زيرا شخص را مجبور مى سازد كه با وجود كوششى كه براى كنترل تنفّس به طور ارادى به عمل مى آورد ، به تنفس ادامه دهد و اين عامل حتى هنگامى كه كنترل عصبى مثلاً در هنگام خواب به حداقل مى رسد ، تنفّس را ادامه دهد . مدت زيادى فيزيولوژيست ها تصوّر مى كردند ، يك مركز تنفّسى در پياز مغز تيره وجود دارد كه مسؤول ارسال ريتميك امواج عصبى از راه اعصاب حركتى عضلات تنفّسى است و بنابراين مركز كنترل تنفّس است .
امروزه ما مى دانيم كه مراكز مهم ديگرى كه با مركز تنفّسى پياز مغز تيره مربوط هستند نيز براى تنفّس طبيعى ، ضرورى اند .
امروزه اين موضوع مورد قبول عموم است كه سه مركز عمده وجود دارند كه مى بايستى براى همگام كردن انقباض و انبساط عضلات تنفّسى با يك ديگر همكارى كنند و به اين ترتيب تجديد هواى تازه و دفع هواى مانده از ريه ها را تأمين مى كنند .
اين سه مركز عمده عبارتند از :
1 ـ مركز پياز مغز تيره كه مى تواند حركات دمى و بازدمى را به طور ريتميك با توالى مناسب پيش ببرد ، اگرچه اين حركات ، نمودار آنچه ما حركات طبيعى مى ناميم نيستند .
2 ـ مركز آپنوستيك كه در پل مغزى قرار داشته و در صورتى كه تحت تأثير ساير مراكز قرار نگيرد سبب اسپاسم دمى مداوم يا آپنوز مى گردد .
3 ـ مركز پنوموتاكسيك كه آن نيز در پل مغزى قرار گرفته و با همراهى اعصاب واگ براى قطع دوره اى امواج عصبى صادره از مركز آپنوستيك عمل مى كند . اعصاب واگ ، نقش زيادى در عمل تنفّس دارند ، به اين ترتيب كه امواج عصبى مركز توليد شده در ريه ها توسّط اعصاب واگ به مركز تنفّسى پياز مغز تيره انتقال مى يابند . غشاى مخاطى كه مجارى تنفّسى را مفروش مى كند ، محتوى گيرنده هايى است كه به موادّ محرّك ، حساس هستند . يك مادّه محرك از قبيل ؛ فلفل در بينى توليد يك عطسه مى كند ، وجود يك تكه كوچك نان در حنجره يا ناى سبب يك حمله سرفه مى شود ، رفلكس هايى كه توسّط تحريك گيرنده هاى مخاط مجارى تنفّسى ايجاد مى شوند از نوع حفاظتى بوده و تمايل دارند جسم محرك را از بدن خارج كنند .
اعمال مكانيكى تنفس را كه چگونگى حركت هوا را به داخل ريه ها و بالعكس تعيين مى كنند و نيز كنترل حركت عضلات تنفّسى توسّط دستگاه عصبى مركزى از راه رفلكس هايى كه توسط گيرنده هاى فشارى و گيرنده هاى شيميايى شروع مى شوند مى توان به طريق زير خلاصه كرد :
مركز تنفّس پياز مغز تيره ، امواج عصبى را از راه اعصاب حركتى به عضلات بين دنده اى و ديافراگم مى فرستند ، ميزان تخليه مركز پياز مغز تيره تحت تأثير مراكز مجاور در پل مغزى موسوم به مركز آپنوستيك و مركز پنوموتاكسيك و هم چنين تحت تأثير گيرنده هاى حسى موجود در ريه ها و سينوس هاى سباتى و آئورتى و نيز گيرنده هاى شيميايى موجود در پياز مغز تيره و اجسام سباتى و آئورتى قرار مى گيرد.
امواج عصبى مركز بر اين گيرنده ها كه تعداد و دامنه تنفّس را تعيين مى كنند ، توسط احتياجات متغيّر بدن ، به اكسيژن و نيز دفع انيدريدكربنيك تغيير مى كند .
كنترل كننده هاى متعدّد ميزان اكسيژن و انيدريدكربنيك در خون و بافت ها براى نگاهدارى مقادير مناسب از اين گازها در بدن با يك ديگر همكارى مى كنند .
خوانندگان عزيز ! اين گوشه بسيار مختصرى از دستگاه با عظمت تنفس بود كه خداوند مهربان از باب لطف و محبّت ، به انسان عطا كرده و كم ترين اختلالى در اين دستگاه باعث زحمت فوق العاده بشر و رنج و مرارت او خواهد شد . آيا براى هر نفسى شكرى واجب نيست ؟ يا به فرموده امام صادق عليه السلام براى هر نفسى هزار شكر يا بيش تر واجب و ضرورى است ؛ اما مسئله نعمت هوا كه مورد نياز دستگاه تنفس است ، حقيقتى است كه انسان با معرفت به آن غرق در اعجاب گشته و اگر اهل انصاف باشد ، با كمال عشق حاضر مى گردد با تمام هستى در برابر عظمت خالق عالم ، صورت ذلّت به خاك عبادت بگذارد .