فیزیولوژی انسان (تنفس)

فیزیولوژی انسان

تنفس : دارای ۳ عامل است: ۱- جذب اکسیژن ۲- دفع دی اکسیدکربن ۳- تنظیم pH 

*اتمهای کربن و هیدرژن حاصل از غذاها با اکسیژن ترکیب می شوند و دی اکسید کربن وآب تولید می کنند. در این واکنشها گرما و انرژی بدن تولید می شود. دی اکسیدکربن از راه بازدم دفع می شود و آب تشکیل شده به آب بدن اضافه می شود و مازاد آن توسط کلیه ها دفع می شوند.

کسر تنفس : نسبت حجم دی اکسیدکربن بازدم(دفع شده) به حجم اکسیژن جذب شده را گویند. از کسر تنفسی می توان ماده غذایی متابولیزه شده را بدست آورد. اگر کسر تنفسی برابر با 1 شود، فقط کربوهیدرات در بدن مصرف شده. اگر برابر با ۰/۷ شود فقط چربی و اگر۰/۸ شود مخلوط چربی، پروتئین و کربوهیدرات.

* هوای موجود در ریه ها ، هوای حبابچه ای نامیده می شود که در آن میزان اکسیژن از اکسیژن محیط کمتر است و دی اکسیدکربن آن بیشتر است.

* کنترل عمل تنفس در بصل النخاع می باشد که به مرکز تنفسی موسوم است.

فضای مرده : حجم قفسه سینه 3000 میلی لیتر است و در هنگام دم حجم آن افزایش یافته به3400 میلی لیتر می رسد. یعنی با هر دم 400 میلی لیتر هوا وارد مجاری هوایی می شود، که تنها 250 میلی لیتر اول آن به ریه ها می رسد زیرا مجاری هوایی 150 میلی لیتر حجم دارند و قبل از اینکه 150 میلی لیتر آخر هوای محیط به ریه ها برسند، حرکت بازدم شروع می شوند. 150 میلی لیتر اول هوای بازدم فضای مرده می باشد که فقط در مجاری هوایی قرار می گیرد.

* عمل دم ، یک روند فعال است(active) توسط انقباض عضلانی صورت می گیرد. (انرژی در عمل دم مصرف می شود)، بازدم عمل غیر فعال(passive) است که بازگشت ریه به حالت اولیه می باشد( بدون صرف انرژی). در فعالیت های شدید عضلانی برای بازدم وجود دارد که به این عمل کمک می کند (صرف انرژی).

تهویه ریوی : 400 میلی لیتر با هر تنفس وارد ریه ها می شود که این حجم را حجم جاری گویند. تهویه ریوی برابر است با حجم جاری ضرب در تواتر تنفسی. تواتر تنفسی ، تعداد تنفس در دقیقه می باشد.   ۶۰۰۰ =۱۵×۴۰۰ 

تهویه حبابچه ای : مقدار هوایی که در هر دقیقه به حبابچه ها می رسد، همچنین مقدار هوای حبابچه ای خارج شده در هر دقیقه بدست می آید. دی اکسیدکربن حبابچه ای به طور ثابت5/5% می باشد. 

میلی لیتر در دقیقه 3750=(150-400)×15= (فضای مرده–حجم جاری) × تواترتنفسی= تهویه حبابچه ای 

حمل اکسیژن : خون هنگام عبور از ریه ها اکسیژن جذب می کند، زیرا فشار اکسیژن در ریه ها بیشتر از فشار اکسیژن خونی است که به ریه ها می رسد. بعد از غنی شدن خون با اکسیژن از شریانها به مویرگها و مایع بافتی رفته و اکسیژن خود را به علت پایین بودن فشار اکسیژن در مایع بافتی برای روند متابولیسم از دست می دهد و از راه ورید به طرف راست قلب بازمی گردد و به ریه ها می رسد. اکسیژن در تمام اقات از ناحیه با فشار بیشتر به ناحیه با فشار کمتر در حال حرکت است.

انتقال اکسیژن : انتقال اکسیژن در خون توسط هموگلوبین صورت می گیرد.

انتقال دی اکسیدکربن : ترکیب دی اکسیدکربن با آب موجود در خون تولید اسیدکربنیک و با پروتئین های خون تولید ترکیبات کربامینه می نماید.

اسیدکربنیک : بعد از انتشار دی اکسیدکربن در خون بافتی با آب موجود در پلاسما و گلبول های قرمز ترکیب شده تولید اسیدکربنیک (H₂CO₃) می نماید.

آنزیم کربنیک آندراز واکنش را سرعت می بخشد، این آنزیم در گلبول های قرمز وجود دارد، بنابراین اسیدکربنیک در گلبول های قرمز صورت می گیرد، پس از تشکیل اسیدکربنیک یونیزه شده به بی کربنات و یون هیدروژن تجزیه می شود و بدین ترتیب دی اکسیدکربن در خون بصورت یون بی کربنات حمل می شود.

یون بی کربنات  CO₂+H₂O ⇋ H₂CO₂⇋ H+ HCO₃ 

ترکیبات کربامینه : در داخل گلبول قرمز، دی اکسیدکربن با جزو پروتئین (گلوبین)، مولکول هموگلوبین واکنش می دهد و آنرا حمل می نماید.

* دی اکسیدکربن با گلوبین و اکسیژن با  همو Heme مولکول هموگلوبین واکنش می دهند.

هموگلوبین قادر است هم زمان با اکسیژن و دی اکسیدکربن ترکیب شده آنها را با خود حمل کند.

تنظیم تنفس : مرکز تنفسی تحت تاثیر pH خون و میزان دی اکسیدکربن خون می باشد. اگر میزان دی اکسیدکربن خون بیشتر از حد طبیعی باشد مرکز تنفسی تحریک شده و تنفس افزایش می یابد ، بعد از کاهش  دی اکسیدکربن خون که به صفر درصد رسیده، یک تعادل جدید برقرار می شود و فشار دی اکسیدکربن خون به میزان صحیح خود باز گردد. هرگاه فشار دی اکسیدکربن در خون پایین باشد،تهویه ریوی کاهش می یابد تا میزان دی اکسیدکربن به حالت تعادل برگردد.

کمبود اکسیژن ، تهویه ریوی را با واسطه گیرنده های شیمیایی تحریک می کند، گیرنده ها نسبت به اکسیژن خون حساس هستند وقتی اکسیژن خون کاهش می یابد گیرنده های شیمیایی امواج عصبی خود را به مرکز تنفسی ارسال کرده و تنفس را تحریک می کنند.