تحقیقی در موردسیستم تنفسی

سیستم تنفسی
مقدمه
بدن موجودات زنده جهت تهیه اکسیژن برای متابولیسم سلولی و دفع دی اکسید کربن به دستگاه تنفس وابسته است. دستگاه گردش خون ابزار انتقال گاز بین بافتهای بدن و ششها است. به این ترتیب گردش خون و دستگاه تنفس به یکدیگر وابسته است.دستگاه تنفس با داشتن مجاری تنفسی و هوایی وظایف خود را با پالایش هوا انجام می دهد. دستگاه تنفس به دو ناحیه هوایی و تنفسی تقسیم شده است. ناحیه هوایی شامل حفره بینی ، حلق ، حنجره ، نای و سیستم نایژه هاست که هوا را از محیط پیرامون به قسمت تنفسی ششها می رساند.
ناحیه هوایی دستگاه تنفسی
بخش بیرونی ناحیه تنفسی دستگاه تنفس از حفره بینی تا نایژه ها دارای پوشش مطبق کاذب مژک دار با سلولهای جامی شکل است. بافت پیوندی سست زیرین دارای تعداد زیادی غدد سروزی- موکوسی است. ترشحات غدد بوسیله مژه حمل می شوند. مژه با حرکت موجی ترشحات را به طرف حفره بینی هدایت می کند. آستر مخاط دارای سلولهای ائوزینوفیل ، ماکروفاژ و فولیکولهای لنفاوی است.
این قسمت ایمونوگلوبولین A تولید می کند و به پوشش مخاطی می رسد و باکتریها و ویروسها را می کشد. استخوان دیواره های حفره بینی و غضروف حنجره و نای و نایژه به دستگاه استحکام می بخشد. تا در مقابل فشار هوا فشرده شده و یا بیش از حد منبسط نشوند. رشته های ارتجاعی باعث کشیده شدن لوله های هوایی به هنگام دم و کاهش آن به هنگام بازدم می شود.
ه
حفره بینی
حفره بینی بوسیله دیواره بینی به دو بخش قرینه تقسیم می شود. کام سخت حفره بینی را از حفره دهانی جدا می کند. پوشش این ناحیه از بافت مطبق سنگفرشی غیر شاخی همراه با مو ، غده های چربی و غده های عرق است. حفره بینی شامل بخش تنفسی و بویایی است. در نتیجه لایه سلولهای پوششی می تواند حفره بینی را مرطوب و به کمک رگهای خونی خود آن را گرم کند.
حلق
حلق به دو بخش بینی- حلقی و دهانی- حلقی تقسیم شده است. کام نرم ، ناحیه بینی-حلقی را از حفره دهان جدا می کند. ناحیه دهانی- حلقی راه تنفسی و گوارش است. مخاط ناحیه بینی- حلقی دارای سلولهای مژه دار و غدد است و مخاط ناحیه دهانی- حلقی همراه با غدد موکوسی است. لوزه های حلقی در سقف ناحیه بینی- حلقی قرار دارند. زیر مخاط حلق محتوی غدد موکوسی است. ماهیچه حلق مخطط و متشکل از دو طبقه طولی در درون و حلقوی در بیرون است.
حنجره
حنجره در عقب حفره بینی و در بالای نای قرار دارد. حنجره غضروفهایی دارد که باعث باز نگه داشتن آن می شود. در حنجره تعدادی تار یا طناب صوتی وجود دارد که ارتعاش آنها بوسیله هوای بازدم باعث تولید صدا می شود یک زایده غضروفی به نام اپی گلوت در هنگام بلع غذا دهانه حنجره را می بندد و مانع ورود غذا به درون نای می شود. تارهای صوتی از جنس بافت پیوندی ارتجاعی هستند خروج هوا را از ششها هنگام بازدم موجب ارتعاش این تارها و تولید صدا می شود.
ششها
شش به صورت جفت در داخل پرده جنب قرار دارد. بافت پیوندی درون شش دارای مقدار زیادی رشته های ارتجاعی و ماهیچه صاف است. نایژه های اصلی و رگهای ششی از طریق ناف این اندام وارد ششها می شوند. شش سمت راست دارای سه لوب و شش سمت چپ دارای دو لوب است. هر لوب یک شاخه از نایژه از نایژه اصلی را دریافت می کند. هر لوب به لوبولهایی تقسیم شده است. ساختار درونی ششها دارای سیستمی شاخه ای است که به نام درخت نایژکی خوانده می شوند. در فضای میان دو لایه جنب کمی مایع وجود دارد که حرکات ششها را آسان می کند. حدود 300 میلیون کیسه هوایی در مجموع دو شش وجود دارد و تبادل گازهای تنفسی را به عهده دارند.
نای
نای دارای 16 تا 20 بند است و هوا پس از حنجره وارد نای می شود. هر یک از بندها قطعه ای به شکل U و دارای غضروف شفاف با پری کندرویوم است که بوسیله نوارهایی از ماهیچه صاف در ناحیه باز U به یکدیگر متصل می شوند. نوارهای ماهیچه ای بطور طولی و مایل قرار گرفته اند. حلقه های غضروفی بوسیله بافت پیوندی متراکم بهم متصل می شوند

انشعابات نای
نای انشعاب یافته نایژه اصلی را می سازد. این دو شاخه به ششها راه دارند ساختار نای و نایژه اصلی مشابه یکدیگر است گر چه غضروف بخش انتهایی نایژه ها نامنظم می شود. نایژه های اصلی به تعدادی مجاری هوایی تقسیم می شوند. نایژه های بزرگ ، نایژکها ، نایژکهای انتهایی ، نایژکهای تنفسی ، مجرای آلوئولی و کیسه هوایی.

ناحیه تنفسی
نایژکهای انتهایی به نایژکهای تنفسی و آنها نیز به مجاری هوایی تقسیم می شوند. نایژکهای تنفسی از نظر بافتی شبیه نایژکها هستند به جز اینکه کیسه های هوایی دارند. مجاری هوایی به تعدادی کیسه هوایی ختم می شوند. کیسه های هوایی به شکل حبابهایی با دیواره بسیار نازک ، رشته های ارتجاعی و بدون ماهیچه هستند. کیسه هوایی ظریف و فنجانی شکل بوده پوشش آن سنگفرشی ساده است.
بین حبابها دیواره ای از رشته های شبکه ای و ارتجاعی در میان سلولهای فعال وجود دارد. تعدادی لوکوسیت ، ماست سل ، فیبروبلاست و شبکه مویرگی نیز در این ناحیه دیده می شود. سلولهای دیواره دارای اکتین و میوزین است و عمل تبادل در این ناحیه صورت می گیرد. مویرگها دارای دیواره نازک با پوشش تماس دارند.

تنظیم حرکات دم و بازدم
نورونهای بصل النخاع دارای فعالیت خودکار و متناسب هستند. در بصل النخاع علاوه بر نورونهای مرکز دم ، نورونهای دیگری وجود دارد که تحریک آنها ماهیچه های بازدم را فعال می کند. اما در تنفس عادی پس از توقف فعالیت مرکز عصبی دم ، انقباض ماهیچه های تنفسی پایان می یابد و بازدم به صورت غیر فعال و به علت خاصیت ارتجاعی ششها صورت می گیرد. همچنین مراکز ارادی تنفس در قشر مخ وجود دارد. گازهای تنفسی نیز در میزان فعالیت تنفس نقش دارند. عامل این تنظیم مقدار اکسیژن و بویژه دی اکسید کربن موجود در خون است. توازن این دو گاز در خون باید حفظ شود.
انتقال و تبادل گازهای تنفسی
هنگامی که بک مولکول اکسیژن هوا وارد دستگاه تنفس می شود تا زمانی که به درون یکی از سلولهای بدن برسد باید مراحل زیر طی شود.
* انتقال از هوا به شش
* انتقال از شش به خون (تبادل)
* انتقال در خون
* انتقال از خون به بافتها (تبادل).
عکس این حالات در مورد دی اکسید کربن صادق است.

آناتومی بینی
آناتومی یا تشریح به معنای مطالعه ساختمانی اندامهای تشکیل دهنده بدن موجودات است. بینی (Nose) اولین قسمت گذرگاه تنفس است. بینی شکل هرم القاعده را دارد که قسمت فوقانی آن استخوانی و قسمت تحتانی آن غضروفی است. حفره های بینی ، هوا را قبل از رسیدن به ریه ها صاف ، گرم و مرطوب می سازند.
دید کلی
اصلی ترین راه ورود هوا به دستگاه تنفسی ، بینی است. 3/2 بخش تحتانی حفره بینی پهنتر از بخش فوقانی بوده و بوسیله مخاط تنفسی ضخیم پرعروقی پوشیده شده است. و 3/1 فوقانی آن ، که باریکتر است، بوسیله مخاط بویایی رنگ پریده ای پوشیده شده و محل قرار گیری گیرنده های بویایی می باشد. استخوان بینی (Nasal bone) ، استخوانی است زوج و مستطیلی که در طرفین خط واسط و در زیر استخوان پیشانی قرار گرفته است و اندازه و شکل آن در افراد مختلف ، متغیر است.

ساختمان بینی
بخش خارجی بینی (external nose)
بخش خارجی ناحیه برآمده و سطحی است که در ناحیه صورت وجود دارد و شامل دو بخش است:

* بخش استخوانی ، شامل استخوانهای بینی و زایده پیشانی فک بالا.
* بخش غضروفی که شامل تعدادی غضروف بهم چسبیده است.
بخش داخلی یا حفره بینی (Nasal Cavity)
از سوراخهای خارجی بینی (Nostrils) در جلو تا سوراخهای عقبی بینی (Choanae) امتداد داشته و توسط یک دیواره میانی بینی به دو نیمه چپ و راست تقسیم می گردد. ابعاد تقریبی هر حفره بینی شامل ارتفاع 5 سانتیمتر ، طول 5 – 7.5 سانتیمتر و پهنا از نزدیکی کف 1.25 سانتیمتر و پهنای سقف بینی در یک حفره حدود 2 میلیمتر است. هر حفره شامل جدار تحتانی ، جدار فوقانی ، جدار داخلی و جدار خارجی است. در تشکیل هر جدار بخشهای زیر شرکت دارند:

* جدار تحتانی از زائده کامی استخوان ماگزیلا و صفحه افقی استخوان کامی.
* جدار فوقانی از جلو به عقب ، استخوان پیشانی و استخوان اسفنوئید شرکت دارند.
* جدار داخلی از استخوان خیش ، تیغه عمودی استخوان غربالی و غضروف تیغه بینی تشکیل شده است.
* جدار خارجی دارای سه برجستگی به اسامی شاخکهای فوقانی ، میانی و تحتانی می باشد.
در عقب حفره بینی ، سوراخ شیپور استاش قرار دارد که بینی را با گوش میانی مرتبط می سازد. مخاط پوشاننده حفره های بینی به داخل گوش میانی و سینوسها نیز کشیده شده و التهاب این مخاط را در داخل سینوسها ، عارضه سینوزیت را ایجاد می کند.
حفره بینی از لحاظ بافت شناسی و وظایف آن
* قسمت قدامی بینی ، دهلیز نامیده می شود که اپی تلیوم آن در امتداد با پوست و دارای موهای زبر و کوتاه ، غدد چربی و غدد عرق می باشد. قسمت خلفی حفره بینی توسط اپی تلیوم تنفسی پوشیده شده و بدین جهت ، ناحیه تنفسی نیز نامیده می شود. در زیر اپی تلیوم ناحیه تنفسی آستر قرار گرفته که حاوی غدد مختلط سروزی و موکوسی و اجسام تورمی (Swell bodies) است.
* اجسام تورمی شبکه های وریدی وسیع و تغییر یافته ای می باشند که در عمق آستر شاخکها در ناحیه تنفسی قرار گرفته اند و ضمن عبور هوا باعث گرم شدن آن می گردند. تجمع خون در اجسام تورمی بطور متناوب باعث انسداد یکی از مجاری بینی می شود که این امر مانع از خشک شدن مخاط تنفسی در اثر عبور هوا می شود و آن را سیکل بینی نیز می نامند. در بیماریهای تنفسی مانند زکام ، اجسام تورمی هر دو مجرای بینی متسع شده و سبب گرفتگی بینی می شوند.
* علاوه بر اجسام تورمی ، سیستم عروق غنی و سازمان یافته این ناحیه در گرم کردن هوای دم نقش مهمی دارد. بافت همبند آستر همچنین حاوی سلولهای لنفاوی ، مالت سل و پلاسما سل می باشد که آنتی بادیهای مترشحه بوسیله آنها مخاط بینی را در مقابل آنتی ژنها و میکروبهای مهاجم ، حفاظت می کند. مخاط تنفسی بینی فاقد زیر مخاط می باشد.
ناحیه بویایی حفره بینی
سقف حفره بینی ، قسمت فوقانی دیواره بینی و سطح شاخکهای فوقانی توسط اپی تلیوم بویایی پوشیده شده است. اپی تلیوم بویایی منظره مطبق کاذب دارد و متشکل از سه نوع سلول می باشد که عبارتند از: بویایی ، پشتیبان و قاعده ای.
سلولهای بویایی (Olfactory Cells)
نورونهای دوقطبی و دارای هسته مدور هستند که دندریت آنها در قسمت انتهایی متسع شده و وزیکول بویایی را بوجود می آورد. از وزیکولهای بویایی 8 – 6 مژه ثابت خارج و بطور افقی در سطح اپی تلیوم قرار می گیرد. اکسونی که از انتهای تحتانی سلول بویایی خارج می شود. بدون میلین بوده ، ولی پوشیده با سلول شوان می باشد که همراه با اکسون سایر سلولها ، عصب بویایی را بوجود می آورند. عصب بویایی پس از عبور از استخوان پرویزنی (ethmoid) به پیاز بویایی در مغز وارد می شود. مخاط بویایی حاوی رشته های عصبی دیگری غیر از اعصاب بویایی است که برای دریافت تحریکات غیر بویایی می باشند.
سلولهای پشتیبان
این سلولها از نوع منشوری بلند و دارای میکروویلیهای متعدد در سطح راسی می باشند که هسته آنها در سطح فوقانی واقع شده است.
سلولهای قاعده ای
سلولهای گرد کوچکی هستند که بر روی غشاء پایه ، قرار گرفته اند. این سلولهای متمایز نشده می توانند تقسیم شده و به دو نوع سلول دیگر ، تمایز یابند. محل اتصال حفره بینی به حلق را (nasopharynx) یا قسمت بینی حلق می نامند که توسط اپی تلیوم تنفسی پوشیده شده است.
سینوسهای مجاور بینی (paranasal sinuses)
سینوسهای پارنازال ، فضاهای بسته ای هستند که در ضخامت استخوانهای پیشانی ، فک بالا ، پرونزی و اسفنوئید قرار گرفته اند. این فضاها توسط اپی تلیوم تنفسی پوشیده شده اند و آستر زیرین این اپی تلیومها که در امتداد با پریوست استخوان قرار دارد، حاوی تعداد کمی غدد سروزنی – مولکولی است. سینوسها توسط منافذ کوچک با حفره بینی در ارتباط هستند و ترشحات آنها از این طریق دفع می گردد. انسداد منافذ تخلیه ای سینوسها ، در اثر التهاب ، باعث بروز سینوزیت می شود. سینوسها در زمان بلوغ به حداکثر حجم خود رسیده و شکل نهایی صورت را تعیین می کنند . کار اصلی آنها تشدید صوت می باشد.
بوها چگونه ادراک می شوند؟
* پیاز بویایی ، ساختمان تخصص یافته ای از ماده خاکستری مغز است که مشابه ساقه ای از ناحیه بویایی مغز به شمار می رود. آکسونهای انتهایی سلولهای گیرنده ، هنگامی که در پیاز بویایی قرار می گیرند، با دندریت سلولهای دیگر ، سیناپس تشکیل می دهند. این ترکیب سیناپسی شبیه توپ ، گلومرول بویایی نام دارد. هر گلومرول ، تکانه یا ایمپالسهایی را از حدود 26000 سلول گیرنده دریافت می کند.
این تکانه ها که در طول آکسونهای سلولهای انتقال دهنده حس بویایی حمل می شوند، راه بویایی را تشکیل می دهند که در جهت خلفی به قشر بویایی واقع در لوب گیجگاهی مخ می رود. بویایی تنها حسی است که قبل از رسیدن به قشر مخ ، رشته هایی را به تالاموس نمی فرستد.
* تکانه های بویایی قبل از این که به قشر مخ مخابره شوند، در گلومرولها طبقه بندی می شوند. تصور می شود که گلومرولها مناطق حیاتی هستند که بوها ابتدا در آنجا پردازش می شوند. قشر بویایی نخست در تشخیص و تعیین شدت بوها عمل می کند، در واقع ما اطلاع کمی از ساز و کار عصبی بویایی داریم.
ما می دانیم که به منظور اینکه این مواد حس شوند، باید به صورت گاز و یا محلول در آیند. بدون وجود این کیفیتها ، ذرات بودار نمی توانند بوسیله جریان هوا به حفره بینی حمل شوند. این ذرات در پوشش موکوسی اپی تلیوم بویایی حل می شوند و به سد لیپیدی احاطه کننده سلولهای گیرنده بویایی نفوذ می کنند.
* نظریه های فراوانی درباره اینکه ما چگونه بوها را درک می کینم، ارائه شده است. یک پیشنهاد احتمالی این است که مولکولهای بو یک واکنش متقابل فیزیکی با مناطق پروتئینی گیرنده غشای سلولی دارند. این اتصال ، کانالهای یونی را می گشاید و اجازه می دهد تا یونهای سدیم (+Na) به داخل سلولها جریان یابند و آن را دپلاریزه کنند و در نتیجه یک پتانسیل مولد را بوجود آورند.
پتانسیل مولد ، پتانسیلهای عمل را در رشته های عصبی که با نورونها در پیاز بویایی سیناپس برقرار می کنند، تولید می کند. طبق این تئوری تمیز دادن بوهای مختلف بطور همزمان و با تحریک سلولهای گیرنده متفاوت ، صورت می گیرد.

2