מערכת הנשימה

מערכת הנשימה - מבוא

תפקוד גופני תקין תלוי ביכולת להעביר חמצן

לרקמות הפועלות.

לשם כך החמצן חייב להיות

מועבר מהאוויר שבאטמוספרה

לשרירים, שם הוא נצרך

על ידי המיטוכונדריה.

חילוף הגזים בין האוויר לגוף האדם

מתבצע על ידי מערכת הנשימה.

נשימה חיצונית: (פיזיולוגית) זוהי הנשימה הריאתית

המתייחסת להכנסת אוויר מהאטמוספרה לריאות

ולשחלוף הגזים(O2 + CO2) בין הריאות לנימי הדם.

נשימה תאית: זהו תהליך פיזיקאלי וכימי שבו

מופקת אנרגיה במעגל קרבס ושרשרת העברת

האלקטרונים.

למושג נשימה שתי משמעויות:

​

תפקידים של מערכת הנשימה

• לשמור על תכולת גזים תקינה בדם.
• הנעת אוויר לריאות ומהן דיפוזיה.
• שמירה על מאזן בין חומצה לבין בסיס בנוזלי הגוף.
• שמירה על טמפרטורה של הגוף.

אנטומיה של מערכת הנשימה

כולל את דרכי הנשימה, ריאות ונאדיות.

דרכי הנשימה

אף, חללי האף, לרינקס, קנה הנשימה וסמפונות

הראשונים.

תפקיד: להוליך אוויר שאוף אל הריאות, לנקות אותו,

לחמם אותו וללחלח אותו.

ריאות

משטח מקשר בין הדם לסביבה החיצונית.

הריאות מתחלקות לאונות: הימנית לשלוש והשמאלית לשתיים. נפח

הריאות הוא 4-6 ליטר.

בין בית החזה(צלעות ועצם החזה) לבין הריאות מצוי צמד קרומים

המכונים צדר(PLEURA).

קרום אחד צמוד לרקמת

הריאה והשני צמוד

אל קירות בית החזה,

הסרעפת ודפנות החלל

שבו מצויים הלב

וכלי הדם הגדולים.

​

​

צדר

הנאדיות

הריאות בנויות מיותר מ300 מיליון נאדיות, שהן שקיות אלסטיות

בעלות דפנות דקות המהוות את המשטח החיוני לחילוף גזים בין

הריאות ובין הדם.

לרקמות הנאדיות אספקת הדם הרבה ביותר בגוף.

במשך כל דקה של מנוחה

כ250 מ"ל של חמצן עוברים

מהנאדיות לדם

ו200 מ"ל של פחמן דו חמצני

עוברים בכיוון הפוך.

בזמן מאמץ קשה אצל ספורטאי

סיבולת מועברת דרך רקמת

הנאדיות כמות של חמצן הגדולה פי 25.

מנגנון האוורור- המכאניקה של הנשימה

עקרונות המכאניים- פיזיקאים שבבסיס פעולת הנשימה.

​

שאיפה: תהליך אקטיבי

יעם מעורבות :סרעפת,

השרירים הבין צלעיים

והשריר חזה קטן.

​

נשיפה: הנשיפה הוא התהליך שבו האוויר יוצא

מהריאות החוצה לסביבה.

נפחי הריאות

• נפח מתחלף: Vt נפח האוויר שנכנס לריאות ויוצא מהן במהלך נשימה שקטה. במצב מנוחה ערכיו נמצאים בטווח 0.4-1 ליטר.
• נפח שאיפה רזרבי: נפח האוויר שניתן לשאוף מסוף שאיפה רגילה. 2.5- 3 ליטר.
• נפח נשיפה רזרבי: נפח האוויר שניתן לנשוף מסוף נשיפה רגילה. 1-1.5 ליטר.
• נפח שארית: נפח האוויר שנשאר בריאות בתום נשיפה מרבית. 200מ"ל
• קיבולת הריאות הכוללת: נפח האוויר המצוי בריאות בסוף שאיפה מאומצת. 5.5-6 ליטר.
• קיבולת חיונית: נפח האוויר המרבי שניתן לנשוף מסוף שאיפה מרבית. זהו למעשה הנפח המרבי העומד לרשות האדם. 4.5-4 ליטר.
• קיבולת שאיפתית: נפח האוויר המרבי שניתן לשאוף מסוף נשיפה רגילה. 3-3.5 ליטר.
• קיבולת שארית תפקודית: נפח האוויר שנישאר בריאות בתום נשיפה רגילה. 2.5 ליטר

אוורור הריאות

התנועה הרצופה והמחזורית של אויר אל תוך הריאות

ומחוצה להן נקראת אוורור ריאותMINUTE VENTILATION Ve

נפח מתחלף * תדירות Ve=Vt* f

האוורור הריאתי במנוחה

הוא 6-7.5 ליטר/ דקה,

כאשר הנפח המתחלף

כ0.5 ליטר והתדירות

12-15 נשימות לדקה.

אוורור נאדיתי

האוורור של הבועיות נקרא אוורור נאדיתי (בין האוויר לדם).

נפח האוויר הכלוא בדרכי הנשימה(קנה הנשימה וסמפונות)

שלא נכנס לנאדיות מכונה נפח מת אנטומי(כ 150מ"ל).

האוורור הנאדיתי מותנה בעומק הנשימה. בנשימה שטחית

רוב האוויר נשאר באזור הנפח המת האנטומי ולא יהיה זמין

לחילוף גזים.

סך כל הנפח בריאות(כולל הנפח המת האנטומי) שבו לא

מתרחש חילוף גזים, נקרא נפח מת פיזיולוגי.

אוורור הריאות במאמץ

במאמץ מרבי ערכי האוורור הריאתי יכולים להגיע לערכים של 120-200 ליטר.

העלייה באוורור הריאתי במאמץ היא תוצאה של עלייה בנפח המתחלף(עומק הנשימה) והגברת הנשימה.

בדרגות מאמץ נמוכות עד בינוניות העלייה מתממשת

על ידי עלייה בנפח המתחלף תוך שינוי לא גדול

בתדירות הנשימה. ככל שעצימות המאמץ גוברת,

פוחתת העלייה בנפח המתחלף ובולטת העלייה

בתדירות הנשימה.

תהליכי חילוף גזים

חילוף החמצן והפחמן הדו חמצני בין האוויר לדם מתבצע בנאדיות מבעד לתאי רקמת הנאדיות ותאי דופן הנימים. חילוף גזים נוסף חל בין הדם ובין הרקמות. שני התהליכים חלים במקומות שונים, שניהם כוללים תהליכים פיזיקלים של דיפוזיה.

לחצים חלקיים של גזים

גזים נמצאים בתנועה מתמדת. מולקולות הגז

מתנגשות זו בזו וכן בקירות הכלי, שבו הן נמצאות.

התנגשויות אלו יוצרות לחץ, שגודלו נקבע על ידי

כמות המולקולות של הגז(כמות התנגשויות)

והטמפרטורה.

כאשר בתוך אותו כלי ישנה תערובת של גזים שונים,

הלחץ שנוצר על ידי גז מסוים, נקרא לחץ חלקי.

מפלי לחצים חלקיים של חמצן ופחמן דו חמצני

הלחץ החלקי של הגז הוא הגורם החשוב ביותר

בתהליך חילוף הגזים בדיפוזיה בנאדיות וברקמות

השריר. גזים עוברים בדיפוזיה בהתאם למפל

הלחצים החלקיים, כלומר

הם יעברו ממקום שבו

הלחץ החלקי שלהם

גבוה למקום שבו

לחצם החלקי נמוך.

גורמים אחרים המשפעים על חילוף הגזים

• מספר תאי דם אדומים.
• כמות המיוגלובין בתאי השריר.
• שטח הפנים שזמין לדיפוזיה תלוי במספר נימי הדם הפתוחים שנמצאים

במגע ישיר עם הנאדיות

המאווררות ואו סיבי השריר.

העברת הגזים על ידי הדם

חמצן ופחמן דו חמצני נשאים בדם כשהם מומסים או

נמצאים בקשר כימי עם ההמוגלובין שבתא הדם

האדומים. פחמן דו חמצני נישא גם בצורת יון

ביקרבונט.

החלק הגדול של החמצן

נישא על ידי תאי הדם

האדומים במצב של קשר

כימי עם ההמוגלובין.

החמצן נקשר בצורה כימית לברזל שביחידות ה"הם"

ויוצר אוקסיהמוגלובין.

כל 1 גרם המוגלובין מסוגל לקשור 1.34 מ"ל

חמצן.ריכוז ההמוגלובין הנו 14-18 גרם לכל 100מ"ל

דם אצל גברים ו12-16 גרם אצל נשים.

אפקט בוהר

ככל שהלחץ החלקי של הפחמן הדו חמצני עולה ואו

הטמפרטורה עולה ואו החומציות גדלה, הזיקה

נחלשת וההמוגלובין משחרר את החמצן ביתר קלות.

ההפרש בתכולת החמצן בין הדם העורקי לדם הורידיA-V) O2 diff )

ההבדל בתכולת החמצן בין הדם העורקי לדם הורידי

משקף את כמות החמצן ששוחררה על ידי

ההמוגלובין לרקמות, כלומר את כמות החמצן

שמוצתה על ידי הרקמות לצורך הפקת אנרגיה

במסלול האירובי.

ככל שהמסלול האירובי מסוגל

למצות יותר חמצן מההמוגלובין,

כך גדול יותר

ההספק האנרגטי שהוא

מסוגל להפיק.

הובלת Co2 בצורה כימית

Co2 נישא בדם באופן כימי בשתי צורות: האחת היא

היון ביקרבונט.

65% מהפחמן הדו חמצני נשאים בדם בצורה של יוני

ביקרבונט.

הצורה השנייה שבה נישא הCo2 נקראת קרבאמינו

שהוא חיבור כימי להמוגלובין 30% מהCo2 מובל

בצורה זו.

ויסות הנשימה

מרכז בקרת הנשימה האחראי לוויסות הנשימה, הנו

קבוצה של תאי עצב הממוקמים במוח המוארך

השייך לגזע המוח.

העלאת קצב הנשימה ועומקה

נעשית על ידי דחפים

עצביים לסרעפת ולשרירים

הבינצלעיים הן ממערכת

העצבים האוטונומית והן

ממערכת העצבים הרצונית.