و التنفس هو نتيجة لعمل والتنفس. إنها عملية تمتص بها الكائنات الحية الهواء وتطرده ، مع أخذ جزء من المواد المكونة له. يشير مفهوم التنفس أيضًا إلى العملية التي تطلق بها الخلايا الطاقة المخزنة من الطعام ؛ من خلال الأكسدة حيث تتحد المغذيات مع الأكسجين من الهواء لإطلاق طاقة مفيدة ، ويتم أيضًا إنتاج ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء كمنتجات ثانوية ، وهذا ما يعرف باسم "التنفس الخلوي".
ما هو التنفس
جدول المحتويات
لمعرفة ما هو التنفس ، فإنه يشير إلى عملية بيولوجية حقيقية لكل كائن حي ، والغرض الرئيسي منها هو الحفاظ على نشاط الكائن الحي (أي على قيد الحياة) من خلال تبادل ثاني أكسيد الكربون مقابل الأكسجين.
يشير تعريف التنفس عادة إلى حقيقة أنه آلية يستنشق بها الكائنات الحية الهواء ، ولكنه مجرد عرض للجهاز التنفسي الذي تكون آلية تطوره أكثر تعقيدًا ، حيث تستفيد خلايا الكائنات الحية بالفعل ، في ما يسمى بالتنفس الداخلي.
مفهوم التنفس الداخلي أو الخلوي مختلف. نظرًا لأن معنى التنفس الخلوي يلمح إلى مجموعة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تتآكل فيها بعض المركبات العضوية بالكامل في الجزء الداخلي للخلية ، بسبب الأكسدة. يتطلب نظام التمثيل الغذائي هذا الأكسجين لأنه يمد الطاقة المعاد تدويرها بواسطة الخلية (بشكل أساسي في شكل ATP)
بالنسبة للكائنات الهوائية الحية ، يمثل التنفس طريقة فسيولوجية أساسية للحياة. يشير إلى عملية تبادل الغازات مع البيئة التي يمكن تشغيلها بطرق مختلفة (عبر الخياشيم والرئة والجلد وما إلى ذلك).
يدرك البشر الأكسجين من خلال الشهيق ثم يزفرون ثاني أكسيد الكربون. في لحظة الولادة ، عندما ينفصل الطفل عن الحبل السري ، فإن عملية التنفس هي أول عمل مستقل لحديثي الولادة. من المهم أن نلاحظ أنه على الرغم من أن الفرد يمكن أن يتحمل عدة أيام دون شرب أو تناول الطعام ، إلا أنه لا يمكنه الذهاب أكثر من بضع دقائق دون التنفس.
4 أنواع من التنفس يجب أن تعرفها
لقد أتقنت الكائنات الحية الهوائية العديد من أنظمة تبادل الغازات مع البيئة التي تعيش فيها. من خلال أي نوع من أنواع التنفس ، يضيفون الأكسجين من البيئة الخارجية ويطلقون ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، نتيجة لنظام التمثيل الغذائي للطاقة. تمتلك الثدييات والبشر تنفسًا رئويًا فقط ، ولكن في بعض الكائنات الحية ، مثل البرمائيات ، يستخدمون العديد من العمليات في وقت واحد ويقدمون التنفس الرئوي والجلد.
سيتم ذكر الأنواع الأربعة للتنفس أدناه:
فرط التنفس أو فرط التنفس
تشير كلمة hyperpnea إلى زيادة كمية الهواء المهوَّى لكل وحدة زمنية ، مقارنةً بما يُقدَّر بالتنفس الطبيعي. يمكن أن تحدث هذه الزيادة في كمية الأكسجين المتبادل إما عن طريق زيادة انتظام المرحلة التنفسية (تسرع النفس) ، أو عن طريق تدهور العمق عند التنفس (نوم الأعماق) أو عن طريق اقتران الاثنين (تعدد النفس).
مثال على ذلك عندما يكون التنفس عميقًا أو سريعًا أو مرهقًا ، والذي ينعكس عادةً أثناء التمرين ؛ كما أنه مصحوب بحالات مرضية مثل الحمى والألم والهستيريا وأي حالة لا يكون فيها الإمداد بالأكسجين كافياً ، كما هو الحال مع أمراض الدورة الدموية والجهاز التنفسي.
تنفس كوسماول
يُفهم تعريف تنفس كوسماول على أنه نوع الاستنشاق العميق والسريع والمضني للأفراد المصابين بغيبوبة السكري أو الحماض الكيتوني. تتميز هذه الحالة المرضية بفرط التنفس الذي يساعد على تقليل ثاني أكسيد الكربون في الدم. و الحماض الأيضي ، يبدأ السريع ، تنفس ضحل ولكن زيادة كما الحماض، يصبح تدريجيا أكثر عمقا، ويلهث والقسري.
تم تسمية تنفس كوسماول على شرف الطبيب الألماني في القرن التاسع عشر أدولف كوسماول ، الذي كان أول من درسه ووصفه في عام 1874. يعالج كوسماول هذا النوع من التنفس عندما يكون الحماض الأيضي منتظمًا. شديد لزيادة معدل التنفس.
التنفس الدوري من Cheyne-Stokes
من المعروف أن تنفس Cheyne-Stokes هو شكل من أشكال التنفس يتميز بوجود تذبذبات متكررة في مدى التهوية ، ويزداد وينقص بشكل دوري ، مما يتسبب في مراحل وسيطة من انقطاع النفس يستمر لثوانٍ. يمكن أن يكون نتيجة لوجود إصابة في الدماغ ، على سبيل المثال بسبب ورم في المخ أو سكتة دماغية ، ويمكن أن تحدث أيضًا في المرضى الذين يعانون من قصور القلب
التنفس الحيوي
يشير معنى التنفس الحيوي إلى طريقة التنفس بطريقة غير منتظمة وضحلة مع مراحل طويلة من انقطاع النفس (تستمر من 10 إلى 30 ثانية). أسباب هذه الحالة هي: زيادة الضغط داخل الجمجمة ، غيبوبة الدواء ، أو آفات الجهاز العصبي المركزي على مستوى النخاع المستطيل.
في أوقات معينة ، يمكن ملاحظة أن الشخص يتنفس بشكل طبيعي ولكن في وقت لاحق ينقطع مع فترات انقطاع النفس. في بعض الحالات الأكثر خطورة ، حيث يكون الاتساع والإيقاع متغيرين ، في هذه الحالة يطلق عليه التنفس اللاذع.
كيف هي عملية التنفس
التنفس هو آلية لا إرادية وتلقائية ينفذها جسمنا ، لامتصاص الأكسجين من الهواء والتخلص من ثاني أكسيد الكربون.
عندما تتنفس ، يتم تشغيل عمليتين:
1.- الشهيق أو الاستنشاق: عن طريق امتصاص الأكسجين من الهواء عبر فتحتي الأنف والحجاب الحاجز (العضلة أسفل الرئتين) والعضلات بين الضلوع تنقبض. يؤدي هذا إلى اتساع تجويف الصدر وتسويته ، مما يدفع الأضلاع إلى الأعلى وإلى الخارج ، مما يسمح للهواء بالدخول إلى الرئتين.
2.- انتهاء الصلاحية أو الزفير: في هذه الحالة يتم طرد ثاني أكسيد الكربون الموجود داخل أجسامنا إلى البيئة. في هذا الوقت يرتفع الحجاب الحاجز ويدفع الرئتين ويحفزهما على طرد الهواء. بعد هذا النظام ، يتم انتفاخ الحجاب الحاجز والأضلاع والعودة إلى حالتها الأولية. عند الانتهاء من هذا ، يبدأ الإلهام من جديد.
عمليات التنفس المختلفة
طورت الكائنات الحية عمليات مختلفة لتبادل الهواء مع البيئة التي يعيشون فيها ، والتي تم تفصيلها أدناه:
تنفس الرئة
إنها طريقة تنفس معظم الفقاريات الأرضية مثل الزواحف والبرمائيات والطيور والثدييات بما في ذلك الإنسان. يتكون الجهاز التنفسي من الفئة الرئوية من ثقوب تنفسية موجودة في الرأس ، متصلة بأنبوب يسمى الحنجرة ، والذي يمر عبر القصبة الهوائية إلى الرئتين. تتكون الرئتان من مجموعة من الحويصلات الهوائية مغطاة بالشعيرات الدموية. في هذه الحويصلات الهوائية ينشأ تبادل الغازات مع الدم. في وقت لاحق ، يتم توسيع الدم المؤكسج في جميع أنحاء الجسم من خلال جهاز الدورة الدموية.
تنفس الجلد
التنفس الجلدي هو سمة من سمات الحلقيات ، وبعض الرخويات والبرمائيات ، وحتى بعض شوكيات الجلد. في هذه الفئة لابد من التفريق بين النسيج الجسدي الذي يعطي الترتيب للتوزيع التنفسي والجلد الذي يتم من خلاله تبادل الغازات ويتم هذا التغيير من خلال البشرة طالما أن الجلد الخارجي رطب يتم تحقيق ذلك لأنها متداخلة بين الخلايا المكعبة للظهارة والخلايا الغدية. البرمائيات ، مثل الضفادع والضفادع ، تتنفس الماء من خلال الخياشيم. عندما يتحول إلى مرحلة البلوغ ، فإنه يفقد هذه الخياشيم ، ويطور الرئتين للتنفس على الأرض
التنفس الخيشومي
الخياشيم هي الأعضاء التي تتنفس الحيوانات المائية من خلالها ، ويتم من خلالها تبادل الغازات بين النظام الداخلي والبيئة. تستقبل الحيوانات المائية الأكسجين المذاب في الماء ، والذي يدخل الغازات الداخلية ويؤخذ إلى الأنسجة ، حيث تحتاجه الخلايا للتنفس الخلوي ، وهي طريقة يتم إجراؤها في العضيات الخلوية المسماة الميتوكوندريا. تقوم الحيوانات الأصغر حجمًا وذات معدل التمثيل الغذائي المنخفض بإجراء تبادل السوائل من خلال تنفس الجلد.
التنفس الرغامي
إنها الطريقة التي تستخدمها الحشرات للتنفس. القصبة الهوائية عبارة عن أنبوب يتمدد للخارج من خلال ثقوب تسمى الندبات. من خلالهم يدخلون إلى الداخل ويقللون القطر ، في الوقت الذي تصبح فيه جدرانه أرق. بهذه الطريقة ، يمر الأكسجين منها ويصل إلى الخلايا ، في اللحظة التي يتركها فيها ثاني أكسيد الكربون. تشكل مجموعة القصبة الهوائية عملية القصبة الهوائية ، وهي عبارة عن توصيل أنابيب فارغة ، أصغر حجمًا تدريجيًا ، والتي تدخل الأنسجة وتزود الخلايا بالأكسجين مباشرةً ، دون الحاجة إلى تدخل الجهاز الدوري.
التنفس الحجابي
هو أسلوب الاستنشاق الذي يتم تنفيذه لحظة انقباض الحجاب الحاجز ، وهو عضلة تقع بين الصدر ومنطقة البطن. يدخل الهواء إلى الرئتين ، ولا يرتفع الصدر ، وتتمدد البطن أثناء هذا النوع من التنفس. يُعرف هذا النوع من التنفس علميًا باسم eupnea ، وهو الطريقة الطبيعية الأكثر استرخاءً للتنفس في جميع الثدييات.
كيف هو تنفس الكائنات الحية
التنفس هو عملية حيوية ، تتكون من دخول الأكسجين وخروج ثاني أكسيد الكربون من الجسم ، وكذلك نظام التمثيل الغذائي ، وهو أمر أساسي لحياة الكائنات الهوائية.
اعتمادًا على الموطن ، أتقنت الكائنات الحية الهوائية المختلفة طرقًا مختلفة من داء الدم: الجلد والرئوي والقصبة الهوائية. إنه ينطوي على تبادل السوائل التناضحية مع الوسط الذي يتم فيه استقبال الأكسجين ، ويتم التخلص من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، نتيجة لعملية حرق استقلاب الطاقة.
تنفس النبات
في النباتات ، يتم تغيير السوائل بشكل أساسي عن طريق التقديرات و / أو العدسات. تتكون الثغور من خليتين من خلايا البشرة تتحولان إلى كلية. توجد عادة في الجزء السفلي من الابنة ، حيث لا يرون ضوء الشمس مباشرة ، كما توجد أيضًا في السيقان العشبية.
تنتشر العدس على لحاء الجذور والسيقان الميت. بالطريقة المعتادة ، تمتلك العدسات توقيعًا عدسيًا على ملفها الخارجي ، ومن هنا يأتي اسمها. عادة ما يتم توجيهها أفقيًا أو رأسيًا على الساق ، كل هذا يتوقف على الأنواع ، بالإضافة إلى أنها تختلف في الحجم ويمكن أن تكون بالكاد مرئية أو كبيرة تصل إلى حوالي 2.5 سم. يتمثل دور العدس في السماح بالتبادل الكامل للغازات بين البيئة والأنسجة المتنيّة.
ما هو التنفس الهوائي
يُعرف التنفس الهوائي بأنه فئة من استقلاب الطاقة حيث تستخلص الكائنات الحية الطاقة من الجزيئات العضوية ، مثل الجلوكوز على سبيل المثال ، وتقوم بذلك من خلال طريقة معقدة يتم فيها إزالة الأكسجين والأكسجين من الهواء. هي المؤكسدات المستخدمة. التنفس الهوائي هو النظام المسؤول عن ضمان أن معظم الكائنات الحية (ما يسمى بالهوائيات الهوائية) تأخذ الأكسجين.
ينطبق التنفس الهوائي على الكائنات حقيقية النواة ككل وعلى فئات معينة من البكتيريا. الأكسجين ، مثل أي غاز آخر ، يمر دون عوائق عبر أغشية الميتوكوندريا ، في مصفوفة ، حيث تترابط مع الإلكترونات والبروتونات لتكوين الماء. في هذه الأكسدة النهائية (المعقدة جدًا) وفي العمليات السابقة ، يتم الحصول على الطاقة اللازمة لفسفرة ATP.
تمارين التنفس المختلفة
التمرين 1: تنفس الصدر أو الضلع
في هذه الحالة الصدر والأضلاع هي المناطق الرئيسية ، فما يجب عمله هو وضع اليد في البطن والأخرى على الصدر. ثم استمر في الشهيق ببطء وبعمق ، يجب أن ترتفع اليد على الصدر ، بينما يجب أن تظل اليد الموجودة على البطن ثابتة ، ويجب ملاحظة كيف يمتلئ القفص الصدري بالهواء والفراغات ويظل البطن سليمًا.
التمرين 2: التنفس الترقوي
التنفس الترقوي خفيف وضحل ، وعادة ما يُرى في الأشخاص المصابين بالقلق. من الممكن أن يؤدي هذا التمرين إلى فرط التنفس وبالتالي يسبب الدوار لدى الشخص ، لذلك يوصى بهذا التمرين فقط للتحقق من أداء العضلات المشاركة فيه ، ولكن ليس كتمرين روتيني.
أول شيء وضع اليد على الصدر ، والأخرى على البطن ، والتنفس ببطء وعمق ، مع ملاحظة أن الصدر والبطن لا يزالان ساكنين ، والصدر والترقوة ممتلئة بالهواء ، ثم يجب إطلاق الهواء و لاحظ كيف تفرغ منطقة الترقوة.
من خلال التمارين السابقة يمكنك معرفة العضلات المشاركة في التنفس ، ولكن التمرين التالي يساهم في الاسترخاء التام.
التمرين 3: التنفس الكامل
هو مزيج من ثلاثة أنواع للتنفس ، يجب استخدام جميع العضلات المذكورة أعلاه ، من أجل تحقيق أقصى استفادة من قدرة الرئتين.
التمرين 4: التنفس البطني أو البطني
أثناء التنفس ، تشارك أنواع مختلفة من العضلات ، من بينها المخطط ، ويعتبر الأكثر صلة. عندما تكون هناك ظروف إجهاد ، يتم استخدام الحجاب الحاجز بشكل غير صحيح ، مما يؤدي إلى أن يكون التنفس ضحلًا ومتسارعًا. يساهم التنفس البطني في تقوية المخطط ويخفض معدلات التنفس. لأداء هذا التمرين من الضروري أن يستلقي الشخص على ظهره ، ثم يجب أن يضع إحدى يديه على البطن والأخرى على الجزء العلوي من الصدر ، وبهذه الطريقة يمكنك الشعور بحركات الحجاب الحاجز عند التنفس.
معنى التنفس الخلوي
التنفس الخلوي هو عملية فسيولوجية ، وهي ليست سوى تبادل الغازات مع البيئة ، وعملية التنفس تشمل امتصاص الهواء واستخراج المواد وبعد تعديلها وطرد الباقي. من جانبها ، تعتبر الخلية الوحدة الرئيسية للكائنات الحية ولديها القدرة على التكاثر بشكل مستقل.
تجعل هذه التعريفات من الممكن فهم التنفس الخلوي بشكل أفضل ، وقبوله كسلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث في جزء كبير من الخلايا. في هذه العملية ، يتم تقسيم حمض البيروفيك (الناتج عن تحلل السكر) في ثاني أكسيد الكربون وفي الماء ، إلى جانب إنتاج جزيئات ATP.
