زیست دهم؛ آناتومی دستگاه تنفسی به زبان ساده

دنیای جدید، دنیای اینترنت است که به عنوان منبعی برای همه و به ویژه دانش‌آموزان تبدیل شده است که با استفاده از آن هم می‌توانند پاسخ بسیاری از پرسش‌های خود را پیدا کنند و هم درس‌های خود را بهتر یاد بگیرند.

تحریریۀ مدرسه آنلاین تلاش می‌کند تا در این بخش اطلاعات به روز و مستندی را پیرامون موضوعات درسی تهیه و در اختیار کاربران فضای مجازی قرار دهد.

امروز بحث ساز و کار دستگاه تنفس در انسان در درس زیست دهم  را با هم می‌خوانیم.

دستگاه تنفسی چیست؟

سیستم تنفسی شامل مجاری هوا، مویرگ ها، ریه ها و عضلات تنفسی می باشد که در تبادل گاز ها بین هوا، خون و سلول ها عمل می کند.

دستگاه تنفسی علاوه بر توزیع هوا و تبادل گاز، هوای تنفسی را فیلتر، گرم و مرطوب می کند.

اندام های موجود در سیستم تنفسی نیز در گفتار و حس بویایی نقش دارند.

اندام های اصلی دستگاه تنفسی، ریه ها هستند که هنگام تنفس تبادل گاز ها را نیز انجام می دهند.
سلول های بدن برای تامین فرآیند های متابولیکی که برای حفظ زندگی لازم هستند،
به اکسیژن رسانی مستمر نیاز دارند.

سیستم تنفسی برای تامین این اکسیژن و دفع مواد زائد متابولیسم با سیستم گردش خون کار می کند.

همچنین به تنظیم PH خون نیز کمک می کند.

سیستم تنفسی به دو جزء اصلی تقسیم می شود که عبارتند از:

دستگاه تنفسی فوقانی
مجاری تنفسی تحتانی

آناتومی دستگاه تنفس انسان

برای مطالعه و بررسی دقیق‌تر دستگاه تنفسی در انسان را دو بخش بالایی و پایینی تقسیم می‌کنند. بخش بالایی شامل حفره بینی، سینوس‌های پارانازال، حلق و بخشی بالایی حنجره (قبل از تارهای صوتی) است که هدایت، فیلتر، مرطوب و گرم‌سازی هوای ورودی را برعهده دارند. بخش پایینی این سیستم شامل حنجره (پایین تارهای صوتی)، نای، نایژه یا برونش، نایژک یا برونشیول و ریه‌ها می‌شود که هدایت هوای ورودی و تبادل گازهای تنفسی را بر عهده دارند.

حفره بینی

بینی ورودی و خروجی اصلی سیستم تنفسی برای تبادل هوا است. این اندام را می‌توان به دو بخش خارجی و حفره بینی تقسیم کرد. بخش خارجی شامل اسکلت بینی و ساختارهای سطحی می‌شود که شکل ظاهری بینی را می‌سازند. حفره بینی بخش داخلی است که وظیفه اصلی آن هدایت هوای گرم و مرطوب شده به حلق است.

بخش خارجی بینی: ریشه اولین قسمت بخش خارجی و استخوانی بینی است که بین دو ابرو قرار دارد و به‌وسیله پل بینی (با بافت استخوانی) به سایر بخش‌های خارجی متصل می‌شود. تیغه بینی غضروفی است که طول این اندام را مشخص می کند. آلا بافت غضروفی است که دو طرف دیواره هر حفره بینی را تشکیل می‌دهد. آپکس در دو طرف بیرونی حفره بینی هستند و در انتها «پیلتروم» (Philtrum) قرار دارد که بینی را به لب بالایی متصل می‌کند.

حفره بینی: دو حفره بینی به‌وسیله یک تیغه غضروفی از هم جدا می‌شوند. در هر دیواره جانبی حفره بینی سه استخوان کوچک قرار دارد که جریان هوای ورودی را برای پاکسازی به سمت اپیتلیوم دیواره هدایت می‌کند. کف حفره بینی در بخش انتهایی از بافت ماهیچه‌ای و در بخش ابتدایی از استخوان تشکیل شده است.
بخش ورودی و ابتدایی حفره بینی به‌وسیله غشای مخاطی پوشیده می‌شود. این مخاط از سلول‌های استوانه مطبق کاذب تشکیل می‌شود که سطح لومنی آن‌ها مژک‌دار است. سلول‌های جامی این بخش با ترشح ترکیبی از موکوز، آب و آنزیم لیزوزوم، علاوه بر مرطوب کردن هوای ورودی ذرات همراه هوا را به دام می‌اندازد و از ورود آن‌ها به بخش‌های پایین‌تر دستگاه تنفس جلوگیری می‌کنند. حرکت مژک‌های سطحی ذرات به دام‌افتاده را برای بلع به حلق انتقال می‌دهد. هوای سرد، حرکت مژک‌ها را کند می‌کند و منجر به تجمع مخاط در حفره بینی می‌شود. به همین دلیل آب ریزش بینی در زمستان بیشتر از تابستان اتفاق می‌افتد. مویرگ‌ها زیر غشای مخاطی قرار دارند و با جریان همرفتی دمای هوای ورودی را افزایش می‌دهند.

حفره بینی اولین ایستگاه هوا در بدن است که در ارتباط مستقیم با فضای بیرون است. به همین دلیل باید سیستم ایمنی داشته باشد تا بدن را از ورود ذرات و باکتری‌ها حفظ کند. لیزوزوم ترشح شده از سلول‌های جامی، پروتئین‌های «دیفنسین» (Defensins) و سلول‌های ایمنی موجود در زیرمخاط اولین خط دفاعی است که میکروب‌های هوای ورودی را خنثی می‌کند. به علاوه گیرنده‌های بویایی حفره بینی مولکول‌های بو را شناسایی و با انتقال پیام به سیستم عصبی مرکزی، امکان تشخیص بوهای متفاوت را برای انسان فراهم می‌کنند.

سینوس های پارانازال

سینوس‌های پارانازال حفره در استخوان‌های دیواره حفره بینی هستند که سلول‌های مو و مخاط در آن‌ها قرار دارد. وظیفه این بخش گرم و مرطوب کردن هوای ورودی به بینی است. چهار سینوس (جلویی، اتموئید، اسفنوئید و فکی) در هر حفره بینی قرار دارد که علاوه بر ترشح مخاط، وزن استخوانبندی بینی را کاهش می‌دهد. به علاوه این سینوس‌ها در تولید صدا به تارهای صوتی کمک می‌کنند. به همین دلیل در زمان سرماخوردگی و گرفتگی بینی، صدای شما تغییر می‌کند.

حلق

حلق، حلقوم یا «فارینکس» (Pharynx) لوله‌ای از جنس ماهیچه اسکلتی است که در انتهای حفره دهان و بینی قرار دارد و غشای مخاطی سطح آن را می‌پوشاند. این بخش مشترک بین دستگاه گوارش و دستگاه تنفسی انسان به سه قسمت «نزدیک بینی» (Nasopharynx)، «نزدیک دهان» (Oropharynx) و «نزدیک حنجره» (Laryngopharynx) تقسیم می‌شود.

نزدیک بینی: این بخش از فقط در عبور هوا نقش دارد. لوزه‌ها یا بادامک حلق در بخش بالایی نازوفارینکس قرار دارد. این بافت مجموعه‌ای از گره‌های لنفاوی است که تعداد زیادی لنفوسیت در آن‌ها قرار دارد و غشای مخاطی در این بخش از حلق از سلول‌های مژکداری تشکیل شده است که پاتوژن‌های ورودی به مسیر هوایی را به دام می‌اندازند. این بخش در زمان بلع غذا به وسیله زبان کوچک پوشیده می‌شود تا ذرات غذا مسیر تنفسی را مسدود نکند. به علاوه مجاری شنوایی که در دو طرف سر به گوش میانی متصل می‌شوند با این بخش از حلق در ارتباط هستند. به همین دلیل گاهی سرماخوردگی با عفونت گوش همراه است.

نزدیک دهان: این بخش از حلق مسیری برای عبور هوا و ذرات غذا است. نازوفارینکس بالا و حفره دهان جلوی این بخش قرار می‌گیرد. غشای مخاطی اوروفارینکس با نازوفارینکس متفاوت است و به جای بافت استوانه مطبق کاذب از بافت مکعب مطبق تشکیل می‌شود. لوزه‌های زبانی و پالاتین دو بخشی هستند که گره‌های لنفاوی اوروفارینکس در آن‌ها قرار دارد.

نزدیک حنجره: این بخش حلق زیر اوروفارینکس و پشت حنجره قرار دارد و مسیری برای انتقال غذا به مری (ناحیه عقبی) و هوا به نای (ناحیه جلویی) است. بافت پوششی این بخش از حلق مثل بخش قبلی از سلول‌های مکعبی مطبق تشکیل می‌شود.

حنجره

حنجره ساختاری غضروفی در انتهای حلق است که حلق را به نای متصل می‌کند. وظیفه اصلی این بخش تنظیم حجم هوایی ورودی و خروجی ریه‌ها است. غضروف‌های تیروئید، اپی‌گلوت و کاری‌کوئيد، سه غضروف بزرگی هستند که ساختار اصلی این بخش از دستگاه تنفس را می‌سازند.

غضروف تیروئید: این بافت بزرگ‌ترین غضروف حنجره است. برآمدگی یا «سیب گلو» (Adam’s apple) در این بخش از حنجره قرار دارد.

غضروف اپی‌گلوت: اپی‌گلوت از غضروف بسیار نرم و با الاستیسیته زیادی تشکیل شده است که به غضروف تیروئید متصل می‌شود و دهانه نای را می‌پوشاند. سه جفت غضروف کوچک‌تر در اپی‌گلوت را به تارهای صوتی و ماهیچه‌های کمک‌کننده به آن ها وصل می‌کنند.

غضروف کاری‌کوئيد: این بافت حلقه‌ای تشکیل می‌دهد که ضخامت آن در بخش پشتی بیشتر از بخش جلویی است.

نای

نای یا لوله هوا، مجرایی است که سیستم تنفس پایینی از آن شروع می‌شود. این بخش از حلق تا ریه‌ها ادامه دارد. نای از ۱۶ تا ۲۰ حلقه C شکل غضروفی از جنس هیالین تشکیل شده است که به‌وسیله بافت پیوندی کلاژنی و متراکم کنار هم قرار می‌گیرند. بخش پشتی این حلقه‌های C شکل به‌وسیله بافت ماهیچه صاف و بافت پیوندی الاستیک تکمیل می‌شود. به این بخش از نای غشای فیبروالاستیک گفته می‌شود.

غشای فیبروالاستیک انعطاف‌پذیری لازم برای افزایش و کاهش حجم نای در فرایند دم و بازدم را فراهم می‌کند و وظیفه بخش غضروفی حفظ پایداری ساختار این بخش از دستگاه تنفس و جلوگیری از روی هم خوابیدن دیواره است. به علاوه انقباض ماهیچه‌های صاف نای بخشی از نیروی لازم برای خروج هوا از نای در بازدم را فراهم می‌کند. بافت پوششی دیواره نای شبیه به بافت پوششی حنجره است و از سلول‌های استوانه‌ای مطبق کاذبی تشکیل می‌شود که مژک‌های آن در حرکت ذرات به سمت حلق نقش دارند.

درخت برونشیال

نای در «کارینا» (Carina) به دو شاخه اصلی نایژه یا «برونش» (Bronchi) چپ و راست اصلی یا اولیه تقسیم می‌شود. دیواره این لوله‌های تنفسی مثل نای از بافت پوششی استوانه‌ای مطبق کاذب با مژک‌های سطح لومنی تشکیل شده است که سلول‌های جامی آن مخاط ترشح می‌کنند. کارینا بخشی از نای با بافت عصبی ویژه است که انعکاس سرفه را تنظیم می‌کند. بافت با ساختار نایژه‌های اصلی شبیه به نای است و از حلقه‌های غضروفی C شکل و غشای فیبروالاستیک تشکیل می‌شود. این لوله‌های تنفسی از بخش هیلوم و همراه رگ‌های خونی، رشته‌های عصبی و رگ‌های لنفاوی وارد ریه می‌شوند.

نایژه‌ها داخل هر ریه به انشعاب‌های دیگری به نام نایژه دوم (میانه ریه) و سوم (انتهای ریه) تقسیم می‌شوند و درخت برونشیال یا درخت تنفسی را می‌سازند. مثل سایر بخش‌های دستگاه تنفس، وظیفه اصلی نایژه هدایت جریان هوا به بخش انتهایی ریه و فیلتر کردن هوای ورودی به بدن است.

نایژک‌ها آخرین بخش مجرای تنفسی در ریه هستند که از باریک شدن نایژه سوم به وجود می‌آیند و قطر آن‌ها بسیار کم (۱ میلی‌متر) است. انتهای این بخش از لوله تنفسی کیسه‌های هوایی قرار دارند. در هر ریه بیش از ۱۰۰۰ انتهای نایژه‌ای وجود دارد که دیواره آن‌ها فاقد غضروف است و از بافت ماهیچه‌ای صاف تشکیل می‌شود. انقباض این ماهیچه‌ها نقش بسیار مهمی در تبادل گازهای تنفسی با خون دارد.