تبادُل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون

الوظيفةُ الرئيسية للجهاز التنفُّسي هي أخذ الأكسجين والتخلص من ثاني أكسيد الكربون.يدخل الأكسجين المستنشَق الرئتين، ويصل إلى الحويصلات الهوائية (الأسناخ).وتبلغ سماكةُ طبقات الخلايا المبطِّنة للحُويصِلات الهوائية والشعيرات المحيطة بها سماكةَ خليَّة واحدة فقط، ولذلك فهي في اتِّصال وثيق جدًّا مع بعضها بعضًا.ويقيس هذا الحاجزُ بين الهواء والدم وسطيًا نَحو 1 مكرون (¹/_10,000 من السنتيمتر، أو 0.000039 إنش) في السُّمكِ.ولذلك، يمرُّ الأكسجين بسرعةٍ من خلال هذا الحاجِز الدَّمَوي الهوائي نحوَ الدَّم في الشعيرات الدموية.وبالمثل، يمرّ ثاني أكسيد الكربون من الدَّم إلى الحويصلات الهوائية، ثم يُزفَر إلى الخارج.

وينتقل الدَّم المؤكسَج من الرئتين عبر الأوردة الرئوية، وإلى الجانب الأيسر من القلب الذي يضخُّ الدَّم إلى بقية الجسم (انظر وظيفة القلب).ويعود الدَّم الغني بثاني أكسيد الكربون، والفقير بالأكسجين، إلى الجانب الأيمن من القلب من خلال وريدين كبيرين، هما الوريد الأجوف العلوي والوريد الأجوف السفلي؛ثم يَجرِي ضخُّ الدَّم من خلال الشِّريان الرئوي إلى الرئتين، حيث يلتقط الأكسجين ويُطلِق ثاني أكسيد الكربون.

تبادُلُ الغاز بين الأسناخ والش...

فيديو

ولدعم امتصاص الأكسجين واطلاق ثاني أكسيد الكربون، يَجرِي استنشاقُ وطرح نَحو 5 إلى 8 ألتار (حوالى 1.3 إلى 2.1 غالون) من الهواء في الدقيقة من الرئتين، كما يَجرِي نقل نَحو ثلاثة أعشار اللتر (حوالى ثلاثة أعشار الكوارت) من الأكسجين من الحويصلات أو الأسناخ الهوائية إلى الدَّم كلَّ دقيقة، حتَّى عندما يكون الشخصُ في حالة الرَّاحَة.وفي الوقت نفسه، فإنَّ حجمًا مماثلاً من ثاني أكسيد الكربون يتحرَّك من الدَّم إلى الحويصلات الهوائية ويُزفَر.وخلال ممارسة الرياضة أو الجهد البدني، فمن الممكن أن تتنفس داخل وخارج أكثر من 100 لترا (حوالى 26 غالون) من الهواء في الدقيقة الواحدة واستخراج 3 لترات (أقل قليلا من 1 غالون) من الأكسجين من هذا الهواء في الدقيقة الواحدة.ويمثِّل معدَّلُ استخدام الأكسجين من قِبَل الجسم أحدَ مَقاييس معدَّل الطاقة التي يُنفِقها الجسم.ويتم إنجازُ الشهيق والزفير من خلال عضلات الجهاز التنفُّسي.

تبادُلُ الغاز بين الأحياز السنخيَّة والشُّعَيرات الدَّموية

وظيفةُ الجهاز التنفُّسي هي تحريك اثنين من الغازات: الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.ويحدث تبادلُ الغازات في ملايين الحويصلات أو الأسناخ الهوائية في الرئتين والشعيرات الدموية التي تحيط بها.وكما هو مبيَّن لاحقًا، يتحرَّك الأكسجين المستنشَق من الحويصلات الهوائية إلى الدَّم في الشعيرات الدموية، وينتقل ثاني أكسيد الكربون من الدَّم في الشعيرات الدموية إلى الهواء في الحويصلات الهوائية (الأسناخ).

وهناك ثلاثُ عمليَّات ضرورية لنقل الأكسجين من الهواء الخارجي إلى الدَّم الذي يجري من خلال الرئتين: التهوية ventilation والانتشار diffusion والتروية perfusion.

• التهويةُ هي العمليَّة التي يتحرك فيها الهواءُ داخل وخارج الرئتين.

• أمَّا الانتشارُ فهو الحركةُ العفويَّة للغازات، من دون استخدام أيّ طاقة أو جهد من قِبَل الجسم، بين االأسناخ والشعيرات الدموية في الرئتين.

• وأمَّا الترويَةُ فهي العمليَّة التي يضخُّ من خلالها جهازُ القلب والأوعية الدموية الدَّمَ في جميع أنحاء الرئتين.

ويعدُّ الدورانُ في الجسم حلقةً أساسية بين الغلاف الجوي، الذي يحتوي على الأكسجين، وخلايا الجسم التي تستهلك الأكسجين؛فعلى سَبيل المثال، لا يعتمد إيصالُ الأكسجين إلى الخَلايا العضليَّة في جميع أنحاء الجسم على الرئتين فقط، ولكن على قدرة الدَّم على حمل الأكسجين وعلى قدرة الدورة الدموية على نقل الدَّم إلى العضلات أيضًا.بالإضافة إلى ذلك، يدخل جزء صغير من الدم الذي يجري ضخه من القلب إلى الشرايين القصبية، ويغذي المسالك الهوائية.

الارتباطات القلبية الرئوية