معلومة

22.3: آليات التنفس البشري - علم الأحياء


قانون بويل هو قانون الغاز الذي ينص على أنه في الفضاء المغلق ، يرتبط الضغط والحجم ارتباطًا عكسيًا. تساعد العلاقة بين ضغط الغاز والحجم على شرح آليات التنفس.

يوجد دائمًا ضغط سلبي طفيف داخل التجويف الصدري ، مما يساعد في الحفاظ على فتح مجرى الهواء في الرئتين. أثناء الاستنشاق ، يزداد الحجم نتيجة تقلص الحجاب الحاجز ، ويقل الضغط (وفقًا لقانون بويل). هذا الانخفاض في الضغط في التجويف الصدري بالنسبة للبيئة يجعل التجويف أقل من الغلاف الجوي (الشكل 2 أ). بسبب هذا الانخفاض في الضغط ، يندفع الهواء إلى الممرات التنفسية. لزيادة حجم الرئتين ، يتمدد جدار الصدر. ينتج هذا عن تقلص عضلات بين الضلوع، العضلات المتصلة بالقفص الصدري. يتوسع حجم الرئة بسبب انقباض الحجاب الحاجز وتقلص العضلات الوربية ، مما يؤدي إلى توسيع التجويف الصدري. تؤدي هذه الزيادة في حجم التجويف الصدري إلى خفض الضغط مقارنة بالجو ، لذلك يندفع الهواء إلى الرئتين ، وبالتالي يزيد حجمهما. تُعزى الزيادة الناتجة في الحجم إلى حد كبير إلى زيادة الحيز السنخي ، لأن القصيبات والشعب الهوائية هياكل صلبة لا تتغير في الحجم.

يتوسع جدار الصدر بعيدًا عن الرئتين. الرئتان مرنان. لذلك ، عندما يملأ الهواء الرئتين ، فإن الارتداد المرن تمارس داخل أنسجة الرئة ضغطًا عكسيًا باتجاه الجزء الداخلي من الرئتين وتدفع الهواء للخارج من الرئتين. تتنافس هذه القوى الخارجية والداخلية على تضخيم وتفريغ الرئة مع كل نفس. عند الزفير ، ترتد الرئتان لإجبار الهواء على الخروج من الرئتين ، وتسترخي العضلات الوربية ، وتعيد جدار الصدر إلى موضعه الأصلي (الشكل 2 ب).

يرتاح الحجاب الحاجز أيضًا ويتحرك إلى أعلى في التجويف الصدري. يؤدي هذا إلى زيادة الضغط داخل التجويف الصدري بالنسبة إلى البيئة ، ويدفع الهواء خارج الرئتين. حركة الهواء خارج الرئتين هي حدث سلبي. لا عضلات تتقلص لطرد الهواء.

كل رئة محاطة بكيس مغمور. تسمى طبقة النسيج التي تغطي الرئة وتغطس في الفراغات بالحشوية غشاء الجنب. تبطن طبقة ثانية من غشاء الجنب الجداري الجزء الداخلي من القفص الصدري (الشكل 3). المسافة بين هذه الطبقات ، و الفضاء داخل الجنبة، يحتوي على كمية صغيرة من السوائل التي تحمي الأنسجة وتقلل من الاحتكاك الناتج عن فرك طبقات الأنسجة معًا بينما تنقبض الرئتان وتسترخي. التهاب الجنبة ينتج عندما تلتهب طبقات الأنسجة هذه ؛ إنه مؤلم لأن الالتهاب يزيد الضغط داخل التجويف الصدري ويقلل من حجم الرئة.

شاهد كيف يرتبط قانون بويل بالتنفس وشاهد هذا الفيديو:

يمكن العثور على رابط لعناصر تفاعلية في أسفل هذه الصفحة.


تعتمد الضغوط السنخية والجافية على بعض السمات الجسدية للرئة. ومع ذلك ، فإن القدرة على التنفس - لدخول الهواء إلى الرئتين أثناء الشهيق وترك الهواء يغادر الرئتين أثناء الزفير - تعتمد على ضغط الهواء في الغلاف الجوي وضغط الهواء داخل الرئتين.

يعتمد الشهيق (أو الاستنشاق) والزفير (أو الزفير) على الاختلافات في الضغط بين الغلاف الجوي والرئتين. في الغاز ، الضغط هو قوة ناتجة عن حركة جزيئات الغاز المحصورة. على سبيل المثال ، يحتوي عدد معين من جزيئات الغاز في حاوية سعة 2 لتر على مساحة أكبر من نفس العدد من جزيئات الغاز في حاوية سعة لتر واحد (الشكل 22.3.1). في هذه الحالة ، تكون القوة التي تمارسها حركة جزيئات الغاز على جدران الحاوية سعة 2 لترًا أقل من القوة التي تمارسها جزيئات الغاز في الحاوية سعة لتر واحد. لذلك ، يكون الضغط أقل في الحاوية سعة 2 لتر وأعلى في الحاوية سعة لتر واحد. عند درجة حرارة ثابتة ، يؤدي تغيير الحجم الذي يشغله الغاز إلى تغيير الضغط ، وكذلك تغيير عدد جزيئات الغاز. قانون بويل يصف العلاقة بين الحجم والضغط في غاز عند درجة حرارة ثابتة. اكتشف بويل أن ضغط الغاز يتناسب عكسياً مع حجمه: إذا زاد الحجم ، ينخفض ​​الضغط. وبالمثل ، إذا انخفض الحجم ، يزداد الضغط. الضغط والحجم يرتبطان عكسيا (ص = ك /الخامس). لذلك ، فإن الضغط في الحاوية سعة لتر واحد (نصف حجم الحاوية سعة 2 لتر) سيكون ضعف الضغط في الحاوية سعة 2 لتر. يتم التعبير عن قانون بويل بالصيغة التالية:

في هذه الصيغة ، ص1 يمثل الضغط الأولي و الخامس1 يمثل الحجم الأولي ، في حين يتم تمثيل الضغط والحجم النهائيين ص2 و الخامس2, على التوالى. إذا تم توصيل الحاويات سعة 2 لتر و 1 لتر بواسطة أنبوب وتم تغيير حجم إحدى الحاويات ، فإن الغازات ستنتقل من ضغط أعلى (حجم أقل) إلى ضغط منخفض (حجم أعلى).

الشكل 22.3.1 & # 8211 قانون بويل & # 8217: في الغاز ، يزداد الضغط مع انخفاض الحجم.

تعتمد التهوية الرئوية على ثلاثة أنواع من الضغط: الضغط الجوي ، وداخل السنخية ، وبين الجنبة. الضغط الجوي هو مقدار القوة التي تمارسها الغازات في الهواء المحيط بأي سطح معين ، مثل الجسم. يمكن التعبير عن الضغط الجوي من حيث وحدة الغلاف الجوي ، أو اختصار atm ، أو بوحدة ملليمتر من الزئبق (mm Hg). واحد atm يساوي 760 ملم زئبق ، وهو الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر. عادة ، بالنسبة للتنفس ، تتم مناقشة قيم الضغط الأخرى فيما يتعلق بالضغط الجوي. لذلك ، الضغط السلبي هو ضغط أقل من الضغط الجوي ، في حين أن الضغط الإيجابي هو ضغط أكبر من الضغط الجوي. يتم التعبير عن الضغط الذي يساوي الضغط الجوي على أنه صفر.

الضغط داخل السنخية هو ضغط الهواء داخل الحويصلات ، والذي يتغير خلال مراحل التنفس المختلفة (الشكل 22.3.2). نظرًا لأن الحويصلات الهوائية متصلة بالغلاف الجوي عن طريق أنابيب المسالك الهوائية (على غرار الحاويات سعة 2 لتر واحد لتر في المثال أعلاه) ، فإن الضغط الرئوي للحويصلات الهوائية دائمًا ما يعادل الضغط الجوي.

الشكل 22.3.2 & # 8211 علاقات الضغط داخل الرئة وداخل الجافية: يتغير الضغط السنخي خلال مراحل مختلفة من الدورة. إنه يساوي 760 ملم زئبق لكنه لا يبقى عند 760 ملم زئبق.

الضغط داخل الجنبة هو ضغط الهواء داخل التجويف الجنبي ، بين الجنبة الحشوية والجدارية. على غرار الضغط داخل السنخ ، يتغير الضغط داخل الجنبة أيضًا خلال مراحل التنفس المختلفة. ومع ذلك ، نظرًا لخصائص معينة للرئتين ، يكون الضغط داخل الجنبة دائمًا أقل من الضغط داخل السنخية أو سلبيًا له (وبالتالي الضغط الجوي أيضًا). على الرغم من أنه يتقلب أثناء الشهيق والزفير ، يظل الضغط داخل الجنبة حوالي -4 ملم زئبق طوال دورة التنفس.

تتسبب القوى المتنافسة داخل القفص الصدري في تكوين الضغط السلبي داخل الجنبة. ترتبط إحدى هذه القوى بمرونة الرئتين نفسها - فالأنسجة المرنة تسحب الرئتين إلى الداخل بعيدًا عن جدار الصدر. التوتر السطحي للسائل السنخي ، والذي يتكون في الغالب من الماء ، يخلق أيضًا سحبًا داخليًا لأنسجة الرئة. يتم مواجهة هذا التوتر الداخلي من الرئتين من خلال قوى متعارضة من السائل الجنبي وجدار الصدر. التوتر السطحي داخل التجويف الجنبي يسحب الرئتين للخارج. إن كثرة السائل البِلّوري أو القليل منه من شأنه أن يعيق خلق الضغط السلبي داخل الجنبة ، لذلك يجب مراقبة المستوى عن كثب بواسطة الخلايا الظهارية واستنزافه بواسطة الجهاز اللمفاوي. نظرًا لأن غشاء الجنب الجداري متصل بجدار الصدر ، فإن المرونة الطبيعية لجدار الصدر تتعارض مع السحب الداخلي للرئتين. في النهاية ، يكون السحب إلى الخارج أكبر قليلاً من السحب الداخلي ، مما ينتج عنه ضغط داخل الجنبة بمقدار –4 مم زئبق بالنسبة للضغط داخل السنخ. الضغط عبر الرئوي هو الفرق بين الضغط داخل الجنبة وداخل السنخية ، ويحدد حجم الرئتين. يتوافق الضغط الرئوي الأعلى مع حجم الرئة الأكبر.


نعلم جميعًا أن التنفس مهم - هناك سبب يشير الكتاب المقدس إلى "نسمة الحياة". لا توجد الحياة بدون أنفاس ، وهذا أحد أسباب هذا الوباء والضيق التنفسي الذي يمكن أن يسببه مخيف للغاية.

ما قد لا تعرفه هو أن هناك طريقة صحيحة للتنفس ، وطريقة خاطئة ... وللأسف ، معظمنا يفعل ذلك بشكل خاطئ. وهو أمر سيء ، لأن التنفس غير السليم لا يجعلنا أكثر عرضة للإصابة بأمراض الجهاز التنفسي فحسب ، بل يقلل أيضًا من جهاز المناعة لدينا عن طريق إحداث حالة من الإجهاد المزمن. الآن أكثر من أي وقت مضى ، من الضروري أن نتأكد من أننا نتنفس بشكل صحيح - لذا إليك كيفية القيام بذلك.

1 تنفس من خلال أنفك

أعلم ، أعلم - معظمنا يكره أن يقال له أن يتنفس من خلال أنوفنا ، خاصة أثناء التمرين. من الصعب أن تتنفس من خلال أنفك إذا اعتدت على الشعور باندفاع كبير للأكسجين يملأ صدرك بسرعة. لكن رئتينا لم يتم تصميمهما للعمل بهذه الطريقة. يتنفس البشر بشكل طبيعي من الأنف كرضع ، مما يؤدي إلى تصفية الهواء ودفع الجيوب الأنفية إلى إنتاج أكسيد النيتريك. لأكسيد النيتريك تأثيرات قوية في توسع الأوعية ، مما يعني أنه عندما يصل إلى الرئتين فإنه يوسع الأوعية الدموية ، مما يسمح بتبادل أكبر بكثير للأكسجين وثاني أكسيد الكربون. في الأساس، يمنحك التنفس من خلال أنفك المزيد من الأكسجين ويتخلص من المزيد من ثاني أكسيد الكربون.

2 حرر الحجاب الحاجز

الحجاب الحاجز هو العضلة التي تجلس في أسفل صدرك وتسحب لأسفل مثل المظلة لتوسيع رئتيك والسماح لهما بالملء بالهواء. عندما يتحرر الحجاب الحاجز بشكل صحيح ، يتمدد بطنك جنبًا إلى جنب مع رئتيك. لكن لقد تم تكييف الكثير منا لإمساك بطوننا ، ومنع التنفس البطني المناسب وجعلنا نأخذ أنفاسًا ضحلة من خلال الصدر والكتفين. إذا ارتفع كتفيك نحو أذنيك عند التنفس وبطنك يظل مسطحًا ، فلن يتحرر الحجاب الحاجز للسماح لرئتيك بالتمدد.

لتصحيح هذا ، اجلس على أربع في وضع الطاولة وقم بإرخاء بطنك. ثم استرخيه أكثر. الآن خذ نفسًا عميقًا (من خلال أنفك!) - يجب أن تشعر أن بطنك يتمدد بينما يرتفع الحجاب الحاجز ويتقلص مع تعشيق الحجاب الحاجز. ربما يكون الحجاب الحاجز قد أصبح مشدودًا بعد سنوات من التحرير غير السليم ، لذلك قد يتطلب الأمر بعض الممارسة للحصول على التنفس المناسب من الحجاب الحاجز. لكن لا تستسلم - تحرير الحجاب الحاجز ضروري للحفاظ على وظائف الرئة الصحية ، فاسترخي ذلك البطن واملأ تلك الرئتين بالطريقة التي قصدها الله.

3 قم بتوسيع ضلوعك

عنصر حاسم آخر لميكانيكا التنفس السليم هو توسع وتقلص القفص الصدري. بمجرد أن تتنفس من خلال أنفك وتترك بطنك يتمدد ، انظر في المرآة وشاهد ما يحدث للقفص الصدري أثناء الشهيق والزفير. يجب أن يتمدد بمقدار 360 درجة ثم يتقلص أثناء الزفير - ولكن يجب ألا ترتفع مقدمة القفص الصدري نحو السقف. توهج الضلع هو ظاهرة شائعة لا تمنع فقط التوسع الكامل للرئتين ، ولكنها تساهم أيضًا في ضعف الموقف ، وآلام أسفل الظهر ، وزيادة الضغط على العمود الفقري القطني. لحسن الحظ ، هناك طريقة سهلة لتعليم نفسك تقوية العضلات الوربية (العضلات بين تلك الضلوع): اربط رباط مقاومة مطاطي أو حتى زوج من الجوارب الضيقة حول القفص الصدري. عندما تستنشق (من خلال أنفك!) ، قم بتوسيع القفص الصدري الخاص بك 360 درجة. يجب أن تكون قادرًا على الشعور بالضغط من الرباط على طول الطريق حول القفص الصدري (حتى تلك الضلوع في ظهرك) قبل الزفير وعكس العملية عن طريق التعاقد على تلك الضلوع قدر الإمكان. إذا كنت تفعل ذلك بشكل صحيح ، يجب أن يتمدد القفص الصدري وبطنك وينقبضان مع كل نفس - ستتمكن من الشعور بعضلات بطنك تنخرط أثناء الزفير وانقباض أضلاعك. تدرب عدة مرات في اليوم حتى تتعرف على الإحساس بتمدد وتقلص ضلوعك ، ثم استمر في ذلك بدون الرباط.

لا تثبط عزيمتك إذا كان من الصعب عليك إتقان أي من هذه الخطوات الثلاث - إن حياة آليات التنفس الضعيفة هي عادة يصعب التخلص منها! لكن التزم بالممارسة المنتظمة. خصص وقتًا لممارسة التنفس ، والذي قد يبدو سخيفًا حتى تدرك مدى اختلاف الشعور بالتنفس عندما تفعل ذلك بشكل صحيح. سينخفض ​​مستوى التوتر لديك ، وستزداد طاقتك ، والأهم من ذلك ، ستتمتع برئتين قويتين وصحتين لتحافظ على عيشك في أفضل حالاتك!



اقرأ أكثر:
تمرين التنفس الذي يؤدي إلى سلام الروح


تحريض وتنظيم السيتوكروم P450s الأيضي للأجانب الحيوية في خط خلايا سرطان الرئة البشرية A549

يتم التعبير عن العديد من إنزيمات السيتوكروم P450 (CYP) في الرئة البشرية ، حيث تشارك في تعطيل التمثيل الغذائي وتنشيط العديد من المركبات الخارجية والداخلية. في هذه الدراسة ، تم تمييز نمط التعبير لجميع جينات CYP المعروفة باستقلاب الكائنات الحية الأحيائية في خط خلايا السرطان الغدي من النوع الثاني السنخي البشري المشتق من خلايا A549 باستخدام النسخ العكسي النوعي / تفاعل البوليميراز المتسلسل (RT-PCR). بالإضافة إلى ذلك ، تم تقييم آليات الحث بواسطة المواد الكيميائية للأعضاء في الفصائل الفرعية CYP1 و CYP3A بواسطة RT-PCR الكمي. تم الكشف عن التعبير عن الرنا المرسال (mRNAs) لـ CYPs 1A1 و 1B1 و 2B6 و 2C و 2E1 و 3A5 و 3A7 في خلايا A549. كانت كميات mRNAs لـ CYPs 1A2 و 2A6 و 2A7 و 2A13 و 2F1 و 3A4 و 4B1 أقل من حد الكشف. 2،3،7،8-رباعي كلورو ثنائي البنزين-ص- الديوكسين (TCDD) الذي يسببه CYP1A1 و CYP1B1 mRNAs 56 ضعفًا و 2.5 ضعفًا ، على التوالي. تم تحفيز CYP3A5 بمقدار 8 أضعاف بواسطة ديكساميثازون و 11 ضعفًا بواسطة الفينوباربيتال. لم يتم تحفيز CYP3A4 بواسطة أي من محرضات CYP3A4 النموذجية المستخدمة. مثبط التيروزين كيناز genistein ومثبط البروتين كيناز C staurosporine منعا تحريض CYP1A1 المستخرج من TCDD ، لكنهما لم يؤثروا على تحريض CYP1B1. مثبطات البروتين الفوسفاتيز حمض أوكادايك وكاليكولين A معزز تحريض TCDD لـ CYP1B1 بشكل طفيف ، ولكن كان له تأثير ضئيل على تحريض CYP1A1. تشير هذه النتائج إلى أن CYP1A1 و CYP1B1 يتم تنظيمهما بشكل تفاضلي في الخلايا الظهارية الرئوية البشرية ويعطيان أول مؤشر على تحريض CYP3A5 بواسطة الجلوكوكورتيكويد في خلايا الرئة البشرية. تثبت هذه النتائج أنه بعد الاحتفاظ بخصائص عديدة لتعبير الخلية الظهارية للرئة البشرية CYP ، فإن خط خلايا الرئة A549 هو نموذج قيم للدراسات الميكانيكية حول تحريض نظام CYP الرئوي.

الاختصارات: مستقبلات أريل الهيدروكربونية ، AHR benzo (أ) بيرين ، ب (أ) الحمض النووي التكميلي P ، سيتوكروم cDNA P450 ، CYP messenger RNA ، بروتين mRNA بروتين كيناز C ، تفاعل سلسلة النسخ العكسي / البوليميراز المتسلسل PKC ، RT-PCR 2،3،7،8-رباعي كلورو ثنائي البنزين-ص-ديوكسين ، TCDD.


22.3: آليات التنفس البشري - علم الأحياء

التنفس الاختياري: تنشيط الحجاب الحاجز
التجارب اليومية للتنفس لمعظم الأفراد غير المدربين غير متسقة أكثر مما قد يفترضه المرء. غالبًا ما تعلم الممارسات في اليوجا الأفراد أولاً مراقبة تنفسهم لتعريف الطالب في النهاية بأحاسيس التنفس. وبالتالي ، فإن أحد الجوانب المهمة في تعلم تقنيات التنفس هو الإدراك في الاختلاف في التنفس السلس وحتى التنفس غير المنتظم. تأتي التعديلات في أنماط التنفس بشكل طبيعي لبعض الأفراد بعد درس واحد ، ومع ذلك ، قد يستغرق الأمر ما يصل إلى ستة أشهر لاستبدال العادات السيئة ، وفي النهاية تغيير الطريقة التي يتنفس بها المرء (Sovik ، 2000). القاعدة العامة ، التي غالبًا ما يتم ملاحظتها في الدراسات ، ولا سيما التي لاحظها Gallego et al. (2001) أنه إذا تكرر الفعل التطوعي ، وحدث التعلم ، وقد تتغير العمليات العصبية الفسيولوجية والمعرفية التي تقوم عليها سيطرته. & # 148 Gallego et al. استمر في ذلك بينما يمكن إجراء بعض التغييرات ، إلا أن هناك ما يبرر الحاجة إلى دراسات طويلة الأجل لفهم أفضل للمراحل التي تتطلب الانتباه التي تنطوي عليها تغييرات التنفس هذه.

على الرغم من أن الحجاب الحاجز هو أحد الأعضاء الأساسية المسؤولة عن التنفس ، يعتقد بعض اليوغيين أنه لا يعمل في كثير من الناس (Sovik ، 2000). وبالتالي ، غالبًا ما يتم التركيز على التنفس الحجابي ، بدلاً من استخدام عضلات الصدر المفرطة النشاط. من الناحية التشريحية ، يقع الحجاب الحاجز تحت الرئتين وفوق أعضاء البطن. هو الفصل بين تجاويف الجذع (العلوي أو الصدري والسفلي أو البطني). يتم تثبيته في قاعدة الأضلاع والعمود الفقري والقص. كما ذكرنا سابقًا ، عندما يتقلص الحجاب الحاجز ، فإن الألياف الوسطى ، التي تتكون على شكل قبة ، تنزل إلى البطن ، مما يؤدي إلى زيادة حجم الصدر (وانخفاض الضغط) ، وبالتالي سحب الهواء إلى الرئتين. تهدف ممارسة تقنيات التنفس الصحيحة إلى التخلص من سوء استخدام عضلات الصدر الإضافية ، مع التركيز بشكل أكبر على التنفس الحجابي.

في التنفس البطني ، ينصب التركيز الأولي على تمدد البطن ، والذي يشار إليه أحيانًا بالتنفس البطني أو البطن. اطلب من العميل وضع يد واحدة على البطن فوق السرة ليشعر بدفعها للخارج أثناء الاستنشاق. بعد ذلك ، يشمل تركيز التنفس توسيع القفص الصدري أثناء الاستنشاق. لمساعدة الطالب على تعلم هذا ، حاول وضع حافة اليدين على طول جانب القفص الصدري (على مستوى القص) سوف يؤدي التنفس البطني الصحيح إلى تمدد جانبي ملحوظ للقفص الصدري. يجب ممارسة التنفس الحجابي في وضعية الاستلقاء والانبطاح والانتصاب ، فهذه هي المواقف الوظيفية للحياة اليومية. أخيرًا ، يتكامل التنفس الحجابي مع الحركات الجسدية ، الأساناس ، أثناء التأمل وأثناء الاسترخاء. على غرار راكب الدراجة المتمرس ، القادر على الحفاظ على التوازن دون عناء أثناء ركوب الدراجات ، يمكن للممارس المدرب في التنفس البطني تركيز الانتباه على أنشطة الحياة اليومية أثناء القيام بالتنفس البطني بشكل طبيعي. للتلخيص ، يقترح سوفيك أن خصائص التنفس الأمثل (أثناء الراحة) هي أنه حجاب حاجز ، أنفي (استنشاق وزفير) ، سلس ، عميق ، هادئ ، وخال من التوقفات.

إجابات على بعض الأسئلة الشائعة عن التنفس
فيما يلي بعض الإجابات على الأسئلة الشائعة حول التنفس مقتبسة من Repich (2002).
1) كيف تأخذ نفسًا عميقًا؟
على الرغم من أن العديد من الأشخاص يشعرون بأن التنفس العميق يأتي فقط من تمدد الصدر ، إلا أن التنفس الصدري (في حد ذاته) ليس أفضل طريقة لأخذ نفس عميق. للحصول على نفس عميق ، تعلم كيفية التنفس من الحجاب الحاجز مع توسيع الصدر في نفس الوقت.
2) ماذا يحدث عندما تشعر بضيق في التنفس؟
غالبًا ما يكون ضيق التنفس استجابة لرحلتك أو محاربة الهرمون والجهاز العصبي مما يؤدي إلى شد عضلات الرقبة والصدر. هذا يجعل التنفس مجهدًا ويمنح الشخص ذلك الشعور بضيق التنفس.
3) ما هي متلازمة فرط التنفس؟
تُعرف متلازمة فرط التنفس أيضًا باسم فرط التنفس. كثرة التنفس يسبب هذه الظاهرة. على الرغم من أنه يبدو وكأنه نقص في الأكسجين ، إلا أن هذا ليس هو الحال على الإطلاق. يتسبب الإفراط في التنفس في فقدان الجسم لثاني أكسيد الكربون. يؤدي فقدان ثاني أكسيد الكربون إلى ظهور أعراض مثل اللهاث والارتجاف والاختناق والشعور بالاختناق. وللأسف ، غالبًا ما يؤدي الإفراط في التنفس إلى استمرار الإفراط في التنفس ، مما يؤدي إلى خفض مستويات ثاني أكسيد الكربون بشكل أكبر ، وبالتالي يصبح تسلسلًا سيئًا. لاحظ Repich (2002) أن متلازمة فرط التنفس هذه شائعة في 10٪ من السكان. لحسن الحظ ، التنفس البطيء العميق يخفف من ذلك بسهولة. يساعد التنفس المتعمد والعميق على تحويل الشخص إلى نمط التنفس البطني المفضل.
4) عندما تشعر بضيق في التنفس ، هل تحتاج إلى التنفس بشكل أسرع للحصول على مزيد من الهواء؟
في الواقع ، العكس تماما. إذا كنت تتنفس بسرعة ، فقد تبدأ في التنفس بشكل مفرط وخفض مستويات ثاني أكسيد الكربون لديك. مرة أخرى ، يوصى بالتنفس البطئ العميق البطني.
5) كيف تعرف أنك تعاني من فرط التنفس؟
في كثير من الأحيان لا يدرك الشخص متى يكون شديد التنفس. عادة ما يتركز المزيد من التركيز على الموقف المثير للقلق الذي يسبب التنفس السريع. مع فرط التنفس ، يكون هناك تنفس صدري أسرع بكثير ، وبالتالي يتحرك الصدر والكتفين بشكل واضح أكثر. كذلك ، إذا كنت تأخذ حوالي 15-17 نفسًا في الدقيقة أو أكثر (في حالة عدم ممارسة الرياضة) ، فقد يكون هذا مقياسًا أكثر قابلية للقياس الكمي لارتفاع التنفس المحتمل.

افكار اخيرة
يتضح من البحث أن تمارين التنفس (مثل تنفس البراناياما) يمكن أن تعزز النغمة السمبتاوي (تمنع الاستجابات العصبية) ، وتقلل من النشاط العصبي الودي (الاستثاري) ، وتحسن وظائف الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية ، وتقلل من آثار الإجهاد ، وتحسن الصحة البدنية والعقلية ( بال ، فيلكوماري ، ومادانموهان ، 2004). يمكن لمتخصصي الصحة واللياقة البدنية الاستفادة من هذه المعرفة ودمج تمارين التنفس البطيء المناسبة بانتظام مع طلابهم وعملائهم في فصولهم وجلساتهم التدريبية.

الشريط الجانبي 1. ما هو الربو؟ وخمسة خرافات شائعة مرتبطة به؟
كلمة & quotasthma & quot مشتقة من الكلمة اليونانية التي تعني & quotto puff or pant. & # 148 تشمل الأعراض النموذجية للربو الصفير وضيق التنفس وضيق الصدر والسعال المستمر. تتطور نوبات الربو من استجابة لا إرادية لمسببات ، مثل غبار المنزل وحبوب اللقاح والتبغ والدخان وهواء الفرن وفراء الحيوانات.
يثير الربو استجابة التهابية في الرئتين. تنتفخ بطانات مجرى الهواء وتتقلص العضلات الملساء المحيطة بها وينتج المخاط الزائد. أصبح تدفق الهواء الآن محدودًا ، مما يجعل من الصعب على الأكسجين الوصول إلى الحويصلات الهوائية وإلى مجرى الدم. يتم تحديد شدة نوبة الربو من خلال مدى ضيق الشعب الهوائية. عندما تلتهب الممرات الهوائية لدى المصاب بالربو بشكل مزمن ، لا يتطلب الأمر سوى محفز طفيف للتسبب في رد فعل كبير في الشعب الهوائية. يمكن أن تصبح مستويات الأكسجين منخفضة ومهددة للحياة. فيما يلي بعض الخرافات الشائعة حول الربو.
الخرافة 1) الربو مرض عقلي
نظرًا لأن مرضى الربو غالبًا ما يتعرضون لهجمات عند مواجهة الإجهاد العاطفي ، فقد حدده بعض الأشخاص على أنه حالة نفسية جسدية. الربو هو حالة فسيولوجية حقيقية. ومع ذلك ، يمكن أن تكون المنبهات العاطفية بمثابة محفز للربو ، مما يؤدي إلى تفاقم نوبة الربو.
الخرافة الثانية) الربو ليس حالة صحية خطيرة
بل على العكس تماما! قد تستمر نوبات الربو عدة دقائق أو تستمر لساعات. مع تحريض الربو الممتد تصبح صحة الفرد في خطر متزايد. في الواقع ، إذا أصبح انسداد مجرى الهواء شديدًا ، فقد يعاني المريض من فشل في الجهاز التنفسي ، مما يؤدي إلى الإغماء واحتمال الوفاة.
الأسطورة 3) سيخرج الأطفال من الربو عندما يكبرون حتى سن الرشد
سيصاب به غالبية المصابين بالربو مدى الحياة ، على الرغم من أن بعض الأشخاص قد تخلصوا منه على ما يبدو.
الأسطورة 4) يجب أن يمارس مرضى الربو & # 146t التمرين
يمكن للمصابين بالربو ممارسة الرياضة ويجب عليهم ذلك. والأهم من ذلك أنه يجب عليهم العثور على أنواع التمارين التي يشعرون براحة أكبر معها وكذلك أفضل مكان ووقت للقيام بالتمرين.
الخرافة الخامسة) عدم إصابة الكثير من الناس بالربو
وفقًا للمركز الوطني للإحصاءات الصحية (2002) ، فإن 20 مليون شخص يعانون من الربو في الولايات المتحدة يمكن أن يشكل خطرًا على الحياة حيث أودى بحياة ما يقرب من 4261 حالة وفاة في عام 2002. ولم يتضح الباحثون ما إذا كان هذا بسبب الرعاية الوقائية غير السليمة والمزمنة. الإفراط في استخدام أدوية الربو ، أو مزيج من كلا العاملين.
نهاية

مراجع:
كولينز ، سي (1998). اليوجا: الحدس والطب الوقائي والعلاج. مجلة تمريض التوليد وأمراض النساء وحديثي الولادة ، 27 (5) 563-568.

Gallego، J.، Nsegbe، E. and Durand، E. (2001). التعلم في التحكم في الجهاز التنفسي. تعديل السلوك ، 25 (4) 495-512.

جوز ، أ. (1997). الدماغ والتنفس وضيق التنفس. فسيولوجيا التنفس. 109 ، 197-204.

Jerath ، R. ، Edry JW ، Barnes ، V.A. ، and Jerath ، V. (2006). فسيولوجيا التنفس البرانايامي الطويل: قد توفر عناصر الجهاز التنفسي العصبي آلية تشرح كيف يغير التنفس العميق البطيء الجهاز العصبي اللاإرادي. الفرضية الطبية ، 67 ، 566-571.

المركز الوطني للإحصاءات الصحية. (2002). وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية. مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها.
http://www.cdc.gov/nchs/products/pubs/pubd/hestats/asthma/asthma.htm

بال ، ج. فيلكوماري ، س ومادانموهان. (2004). تأثير الممارسة قصيرة المدى لتمارين التنفس على الوظائف اللاإرادية لدى متطوعين بشريين عاديين. المجلة الهندية للبحوث الطبية ، 120 ، 115-121.

ريبيش ، د. (2002). التغلب على مخاوف التنفس. National Institute of Anxiety and Stress، Inc.

ريتز ، ت. وروث ، دبليو تي (2003). التدخل السلوكي في الربو. تعديل السلوك. 27 (5) ، 710-730.

سوفيك ، ر. (2000). علم التنفس & # 150 وجهة نظر اليوغي. التقدم في أبحاث الدماغ ، 122 (الفصل 34) ، 491-505.


نظام التنفس البشري

هيكل جهاز التنفس البشري

تجاويف الأنف والشدق:

  • الفم والمناطق الداخلية للأنف
  • وظيفة في تدفئة وترطيب الهواء الداخل إلى الرئتين
  • يقوم المخاط والشعر الصغير بتصفية الهواء ثم نقل المخاط المحمّل بالتراب إلى البلعوم حيث يتم ابتلاعه

البلعوم (الحلق):

  • المنطقة بين المريء والقصبة الهوائية (القصبة الهوائية)
  • يحتوي البلعوم على العضلة العاصرة (لسان المزمار) التي تغلق فوق فتحة القصبة الهوائية (المزمار) التي تمنع الطعام من الانتقال إلى القصبة الهوائية

لسان المزمار:

لهاة:

  • العضلة العاصرة التي تنغلق فوق المزمار لمنع وصول الطعام إلى القصبة الهوائية أثناء البلع
  • يؤدي البلع إلى شد الحبال الصوتية على المزمار والحنجرة إلى أعلى وبالتالي إغلاق لسان المزمار فوق المزمار.

الحنجرة (صندوق الصوت):

  • مصنوع من الغضروف ويوضع فوق القصبة الهوائية
  • ثلاث وظائف:
    • ينتج الصوت
    • يتحكم في تدفق الهواء داخل وخارج القصبة الهوائية
    • يوجه الطعام إلى المريء

    القصبة الهوائية (القصبة الهوائية):

    • يوجه الهواء المستنشق إلى الرئتين
    • يحتوي على حلقات غضروفية على شكل حرف C تُبقي القصبة الهوائية مفتوحة
    • أهداب القصبة الهوائية تحمل مخاطًا مليئًا بالأوساخ حتى البلعوم

    شعبتان:

    • قسمين من القصبة الهوائية
    • يوجه الهواء إلى كل رئة
    • مدعوم بالغضروف

    القصيبات:

    • انقسامات صغيرة من القصبات الهوائية
    • ممرات هوائية يقل قطرها عن 1 مم
    • غير مدعوم بالغضروف

    رئتين:

    • يتكون من أنسجة إسفنجية مرنة تتمدد بسهولة أثناء الاستنشاق وتتراجع بسرعة مع حدوث الزفير

    الأغشية الجنبية:

    • زوج رقيق من الأغشية يغطي ويفصل الرئتين عن الأعضاء الأخرى ، مثل القلب
    • تلتصق الرئتان بالقفص الصدري والحجاب الحاجز بالسائل الجنبي (فكر في طبقة من الماء بين طاولة وقطعة من الزجاج ومدى صعوبة رفعها عن الطاولة)

    القفص الصدرى:

    • يتكون من 12 فقرة صدرية و 12 ضلع وعظمة القص
      • أول 7 أزواج تسمى & # 8216 true & # 8217 أضلاع (لأنها تعلق مباشرة على القص)
      • تسمى الأزواج الثلاثة التالية & # 8216false & # 8217 الأضلاع (لأنها متصلة فقط بالقص عن طريق الغضروف)
      • تسمى الأزواج النهائية 2 & # 8216 floating & # 8217 الأضلاع (لأنها لا تلتصق بعظم القص على الإطلاق)

      الحويصلات الهوائية:

      • أكياس هوائية صغيرة في نهاية القصيبات حيث يحدث تبادل الغازات
      • يبلغ سمك جدران الحويصلات الهوائية خلية واحدة فقط لزيادة الانتشار
      • كل حويصلة تحتوي على شبكة شعيرات دموية غنية تحيط بها
      • يوجد

      السمات الأساسية للحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية

      • الحويصلات الهوائية عديدة
      • الحويصلات الهوائية لديها شبكة شعيرات دموية غنية في مكان قريب
      • الحويصلات الهوائية لها جدران بسمك خلية واحدة فقط
      • سطح الحويصلات الهوائية رطب
      • جدران الحويصلات الهوائية مرنة
      • الشعيرات الدموية التي تحيط بكل سنخ لها جدران بسمك خلية واحدة فقط

      الفيزياء

      يقدم هذا المساق مقدمة في علم التشريح البشري وأنظمة الجسم. تُستخدم قوانين الفيزياء لشرح العديد من الوظائف الجسدية بما في ذلك ميكانيكا العضلات وحركات الجسم ، وميكانيكا السوائل في الدم وتدفق الهواء ، والسمع والخصائص الصوتية للأذنين ، وبصريات الرؤية ، والحرارة والطاقة ، والصوتيات ، والإشارات الكهربائية. يتم استكشاف تأثيرات الظواهر البيئية المختلفة على الجسم وتشمل مناقشات حول سلوك الجسم في بيئة منخفضة الجاذبية (على سبيل المثال في الفضاء).

      • علم التشريح الأساسي لجسم الإنسان
      • المصطلحات والنمذجة والقياس
      • طاقة وحرارة وعمل وقوة الجسم
      • العضلات والقوى
      • فيزياء الهيكل العظمي
      • ضغط في الجسم
      • فيزياء الرئتين والتنفس
      • فيزياء الجهاز القلبي الوعائي
      • الإشارات الكهربائية من الجسم
      • الصوت والكلام
      • فيزياء الأذن والسمع
      • فيزياء العين والرؤية.
      • جسم الإنسان في الفضاء والجاذبية الصغرى

      سيتم إجراء تقييم الدورة على النحو التالي:

      الامتحان النهائي

      امتحان كتابي نهائي لمدة ساعتين 60٪

      اختبار داخل المقرر لمدة ساعة واحدة 20٪

      أربع مهام دراسية متدرجة (متساوية الأهمية) 20٪

      يتوقع من الطلاب إرضاء الممتحنين في كلا المكونين.

      في نهاية الدورة ، يجب أن يكون الطلاب قادرين على:

      • وصف الجهاز العضلي الهيكلي والقلب والأوعية الدموية في جسم الإنسان
      • تطبيق مبادئ الفيزياء لشرح الميكانيكا الحيوية للجسم
      • استخدام الكميات الفيزيائية لشرح عمل أنظمة القلب والأوعية الدموية والرئة
      • تحليل نظام التوصيل الكهربائي للأعصاب والدماغ والقلب
      • شرح كيف تؤثر الفيزياء على وظائف الجهاز البصري والسمعي
      • حل المشكلات المفاهيمية والعددية الأساسية لجسم الإنسان المتعلقة بالطاقة والعمل والتسارع والقوى والكهرباء والمغناطيسية والصوت والبصريات والفيزياء الحديثة
      • وصف آثار رحلات الفضاء والجاذبية الصغرى على جسم الإنسان

      هيرمان ، ا. (2007) ، فيزياء جسم الإنسان ، سبرينغر. رقم ال ISBN: 978-3540296034

      ينصح به بشده

      كاميرون ، جي آر ، سكوفرونيك ، جي جي وغرانت ، آر إم (1999) ، فيزياء الجسم ، نشر الفيزياء الطبية ، الطبعة الثانية ، ISBN: 978-0944838914

      Davidovits ، P. ، (2008) ، الفيزياء في علم الأحياء والطب ، الطبعة الثالثة ، Elsevier / Academic Press ، ISBN: 978-0123694119

      موصى به

      Patton، K.، and Thibodeau، G.، (2009)، Anthony's Textbook of Anatomy & amp Physiology، 19 th Edition، Mosby. رقم ال ISBN: 978-0323055390


      محتويات

      الرئتان غير قادرة على النفخ ، ولن تتوسع إلا عندما يكون هناك زيادة في حجم التجويف الصدري. [5] [6] في البشر ، كما هو الحال في الثدييات الأخرى ، يتم تحقيق ذلك بشكل أساسي من خلال تقلص الحجاب الحاجز ، ولكن أيضًا من خلال تقلص العضلات الوربية التي تسحب القفص الصدري لأعلى وللخارج كما هو موضح في المخططات الموجودة على حق. [7] أثناء الاستنشاق القوي (الشكل على اليمين) ، فإن العضلات الملحقة للاستنشاق ، والتي تربط الأضلاع والقص بالفقرات العنقية وقاعدة الجمجمة ، في كثير من الحالات من خلال ارتباط وسيط إلى الترقوة ، تضخم مقبض المضخة و حركات مقبض الجرافة (انظر الرسوم التوضيحية على اليسار) ، مما يؤدي إلى تغيير أكبر في حجم تجويف الصدر. [7] أثناء الزفير (الزفير) ، أثناء الراحة ، تسترخي جميع عضلات الاستنشاق ، وتعيد الصدر والبطن إلى وضع يسمى "وضع الراحة" ، والذي يتم تحديده من خلال مرونتهما التشريحية. [7] في هذه المرحلة تحتوي الرئتان على القدرة الوظيفية المتبقية للهواء ، والتي يبلغ حجمها في الإنسان البالغ حوالي 2.5 - 3.0 لتر. [7]

      During heavy breathing (hyperpnea) as, for instance, during exercise, exhalation is brought about by relaxation of all the muscles of inhalation, (in the same way as at rest), but, in addition, the abdominal muscles, instead of being passive, now contract strongly causing the rib cage to be pulled downwards (front and sides). [7] This not only decreases the size of the rib cage but also pushes the abdominal organs upwards against the diaphragm which consequently bulges deeply into the thorax. The end-exhalatory lung volume is now less air than the resting "functional residual capacity". [7] However, in a normal mammal, the lungs cannot be emptied completely. In an adult human, there is always still at least one liter of residual air left in the lungs after maximum exhalation. [7]

      Diaphragmatic breathing causes the abdomen to rhythmically bulge out and fall back. It is, therefore, often referred to as "abdominal breathing". These terms are often used interchangeably because they describe the same action.

      When the accessory muscles of inhalation are activated, especially during labored breathing, the clavicles are pulled upwards, as explained above. This external manifestation of the use of the accessory muscles of inhalation is sometimes referred to as clavicular breathing, seen especially during asthma attacks and in people with chronic obstructive pulmonary disease.

      Upper airways

      Ideally, air is breathed first out and secondly in through the nose. The nasal cavities (between the nostrils and the pharynx) are quite narrow, firstly by being divided in two by the nasal septum, and secondly by lateral walls that have several longitudinal folds, or shelves, called nasal conchae, [8] thus exposing a large area of nasal mucous membrane to the air as it is inhaled (and exhaled). This causes the inhaled air to take up moisture from the wet mucus, and warmth from the underlying blood vessels, so that the air is very nearly saturated with water vapor and is at almost body temperature by the time it reaches the larynx. [7] Part of this moisture and heat is recaptured as the exhaled air moves out over the partially dried-out, cooled mucus in the nasal passages, during exhalation. The sticky mucus also traps much of the particulate matter that is breathed in, preventing it from reaching the lungs. [7] [8]

      Lower airways

      The anatomy of a typical mammalian respiratory system, below the structures normally listed among the "upper airways" (the nasal cavities, the pharynx, and larynx), is often described as a شجرة الجهاز التنفسي أو tracheobronchial tree (figure on the left). Larger airways give rise to branches that are slightly narrower, but more numerous than the "trunk" airway that gives rise to the branches. The human respiratory tree may consist of, on average, 23 such branchings into progressively smaller airways, while the respiratory tree of the mouse has up to 13 such branchings. Proximal divisions (those closest to the top of the tree, such as the trachea and bronchi) function mainly to transmit air to the lower airways. Later divisions such as the respiratory bronchioles, alveolar ducts and alveoli are specialized for gas exchange. [7] [9]

      The trachea and the first portions of the main bronchi are outside the lungs. The rest of the "tree" branches within the lungs, and ultimately extends to every part of the lungs.

      The alveoli are the blind-ended terminals of the "tree", meaning that any air that enters them has to exit the same way it came. A system such as this creates dead space, a term for the volume of air that fills the airways at the end of inhalation, and is breathed out, unchanged, during the next exhalation, never having reached the alveoli. Similarly, the dead space is filled with alveolar air at the end of exhalation, which is the first air to breathed back into the alveoli during inhalation, before any fresh air which follows after it. The dead space volume of a typical adult human is about 150 ml.

      The primary purpose of breathing is to refresh air in the alveoli so that gas exchange can take place in the blood. The equilibration of the partial pressures of the gases in the alveolar blood and the alveolar air occurs by diffusion. After exhaling, adult human lungs still contain 2.5–3 L of air, their functional residual capacity or FRC. On inhalation, only about 350 mL of new, warm, moistened atmospheric air is brought in and is well mixed with the FRC. Consequently, the gas composition of the FRC changes very little during the breathing cycle. This means that the pulmonary, capillary blood always equilibrates with a relatively constant air composition in the lungs and the diffusion rate with arterial blood gases remains equally constant with each breath. Body tissues are therefore not exposed to large swings in oxygen and carbon dioxide tensions in the blood caused by the breathing cycle, and the peripheral and central chemoreceptors measure only gradual changes in dissolved gases. Thus the homeostatic control of the breathing rate depends only on the partial pressures of oxygen and carbon dioxide in the arterial blood, which then also maintains a constant pH of the blood. [7]

      The rate and depth of breathing is automatically controlled by the respiratory centers that receive information from the peripheral and central chemoreceptors. These chemoreceptors continuously monitor the partial pressures of carbon dioxide and oxygen in the arterial blood. The first of these sensors are the central chemoreceptors on the surface of the medulla oblongata of the brain stem which are particularly sensitive to pH as well as the partial pressure of carbon dioxide in the blood and cerebrospinal fluid. [7] The second group of sensors measure the partial pressure of oxygen in the arterial blood. Together the latter are known as the peripheral chemoreceptors, and are situated in the aortic and carotid bodies. [7] Information from all of these chemoreceptors is conveyed to the respiratory centers in the pons and medulla oblongata, which responds to fluctuations in the partial pressures of carbon dioxide and oxygen in the arterial blood by adjusting the rate and depth of breathing, in such a way as to restore the partial pressure of carbon dioxide to 5.3 kPa (40 mm Hg), the pH to 7.4 and, to a lesser extent, the partial pressure of oxygen to 13 kPa (100 mm Hg). [7] For example, exercise increases the production of carbon dioxide by the active muscles. This carbon dioxide diffuses into the venous blood and ultimately raises the partial pressure of carbon dioxide in the arterial blood. This is immediately sensed by the carbon dioxide chemoreceptors on the brain stem. The respiratory centers respond to this information by causing the rate and depth of breathing to increase to such an extent that the partial pressures of carbon dioxide and oxygen in the arterial blood return almost immediately to the same levels as at rest. The respiratory centers communicate with the muscles of breathing via motor nerves, of which the phrenic nerves, which innervate the diaphragm, are probably the most important. [7]

      Automatic breathing can be overridden to a limited extent by simple choice, or to facilitate swimming, speech, singing or other vocal training. It is impossible to suppress the urge to breathe to the point of hypoxia but training can increase the ability to hold one's breath. Conscious breathing practices have been shown to promote relaxation and stress relief but have not been proven to have any other health benefits. [10]

      Other automatic breathing control reflexes also exist. Submersion, particularly of the face, in cold water, triggers a response called the diving reflex. [11] [12] This has the initial result of shutting down the airways against the influx of water. The metabolic rate slows right down. This is coupled with intense vasoconstriction of the arteries to the limbs and abdominal viscera, reserving the oxygen that is in blood and lungs at the beginning of the dive almost exclusively for the heart and the brain. [11] The diving reflex is an often-used response in animals that routinely need to dive, such as penguins, seals and whales. [13] [14] It is also more effective in very young infants and children than in adults. [15]

      Inhaled air is by volume 78% nitrogen, 20.95% oxygen and small amounts of other gases including argon, carbon dioxide, neon, helium, and hydrogen. [16]

      The gas exhaled is 4% to 5% by volume of carbon dioxide, about a 100 fold increase over the inhaled amount. The volume of oxygen is reduced by a small amount, 4% to 5%, compared to the oxygen inhaled. The typical composition is: [17]

      • 5.0–6.3% water vapor
      • 79% nitrogen [18]
      • 13.6–16.0% oxygen
      • 4.0–5.3% carbon dioxide
      • 1% argon (ppm) of hydrogen, from the metabolic activity of microorganisms in the large intestine. [19]
      • ppm of carbon monoxide from degradation of heme proteins.
      • 1 ppm of ammonia.
      • Trace many hundreds of volatile organic compounds especially isoprene and acetone. The presence of certain organic compounds indicate disease. [20][21]

      In addition to air, underwater divers practicing technical diving may breathe oxygen-rich, oxygen-depleted or helium-rich breathing gas mixtures. Oxygen and analgesic gases are sometimes given to patients under medical care. The atmosphere in space suits is pure oxygen. However, this is kept at around 20% of Earthbound atmospheric pressure to regulate the rate of inspiration. [ بحاجة لمصدر ]

      Breathing at altitude

      Atmospheric pressure decreases with the height above sea level (altitude) and since the alveoli are open to the outside air through the open airways, the pressure in the lungs also decreases at the same rate with altitude. At altitude, a pressure differential is still required to drive air into and out of the lungs as it is at sea level. The mechanism for breathing at altitude is essentially identical to breathing at sea level but with the following differences:

      The atmospheric pressure decreases exponentially with altitude, roughly halving with every 5,500 metres (18,000 ft) rise in altitude. [22] The composition of atmospheric air is, however, almost constant below 80 km, as a result of the continuous mixing effect of the weather. [23] The concentration of oxygen in the air (mmols O2 per liter of air) therefore decreases at the same rate as the atmospheric pressure. [23] At sea level, where the ambient pressure is about 100 kPa, oxygen contributes 21% of the atmosphere and the partial pressure of oxygen ( صا2 ) is 21 kPa (i.e. 21% of 100 kPa). At the summit of Mount Everest, 8,848 metres (29,029 ft), where the total atmospheric pressure is 33.7 kPa, oxygen still contributes 21% of the atmosphere but its partial pressure is only 7.1 kPa (i.e. 21% of 33.7 kPa = 7.1 kPa). [23] Therefore, a greater volume of air must be inhaled at altitude than at sea level in order to breathe in the same amount of oxygen in a given period.

      During inhalation, air is warmed and saturated with water vapor as it passes through the nose and pharynx before it enters the alveoli. ال مشبع vapor pressure of water is dependent only on temperature at a body core temperature of 37 °C it is 6.3 kPa (47.0 mmHg), regardless of any other influences, including altitude. [24] Consequently, at sea level, the القصبة الهوائية air (immediately before the inhaled air enters the alveoli) consists of: water vapor ( صح2ا = 6.3 kPa), nitrogen ( صن2 = 74.0 kPa), oxygen ( صا2 = 19.7 kPa) and trace amounts of carbon dioxide and other gases, a total of 100 kPa. In dry air, the صا2 at sea level is 21.0 kPa, compared to a صا2 of 19.7 kPa in the tracheal air (21% of [100 – 6.3] = 19.7 kPa). At the summit of Mount Everest tracheal air has a total pressure of 33.7 kPa, of which 6.3 kPa is water vapor, reducing the صا2 in the tracheal air to 5.8 kPa (21% of [33.7 – 6.3] = 5.8 kPa), beyond what is accounted for by a reduction of atmospheric pressure alone (7.1 kPa).

      The pressure gradient forcing air into the lungs during inhalation is also reduced by altitude. Doubling the volume of the lungs halves the pressure in the lungs at any altitude. Having the sea level air pressure (100 kPa) results in a pressure gradient of 50 kPa but doing the same at 5500 m, where the atmospheric pressure is 50 kPa, a doubling of the volume of the lungs results in a pressure gradient of the only 25 kPa. In practice, because we breathe in a gentle, cyclical manner that generates pressure gradients of only 2–3 kPa, this has little effect on the actual rate of inflow into the lungs and is easily compensated for by breathing slightly deeper. [25] [26] The lower viscosity of air at altitude allows air to flow more easily and this also helps compensate for any loss of pressure gradient.

      All of the above effects of low atmospheric pressure on breathing are normally accommodated by increasing the respiratory minute volume (the volume of air breathed in — أو out — per minute), and the mechanism for doing this is automatic. The exact increase required is determined by the respiratory gases homeostatic mechanism, which regulates the arterial صا2 و صكو2 . This homeostatic mechanism prioritizes the regulation of the arterial صكو2 over that of oxygen at sea level. That is to say, at sea level the arterial صكو2 is maintained at very close to 5.3 kPa (or 40 mmHg) under a wide range of circumstances, at the expense of the arterial صا2 , which is allowed to vary within a very wide range of values, before eliciting a corrective ventilatory response. However, when the atmospheric pressure (and therefore the atmospheric صا2 ) falls to below 75% of its value at sea level, oxygen homeostasis is given priority over carbon dioxide homeostasis. This switch-over occurs at an elevation of about 2,500 metres (8,200 ft). If this switch occurs relatively abruptly, the hyperventilation at high altitude will cause a severe fall in the arterial صكو2 with a consequent rise in the pH of the arterial plasma leading to respiratory alkalosis. This is one contributor to high altitude sickness. On the other hand, if the switch to oxygen homeostasis is incomplete, then hypoxia may complicate the clinical picture with potentially fatal results.

      Breathing at depth

      Pressure increases with the depth of water at the rate of about one atmosphere — slightly more than 100 kPa, or one bar, for every 10 meters. Air breathed underwater by divers is at the ambient pressure of the surrounding water and this has a complex range of physiological and biochemical implications. If not properly managed, breathing compressed gasses underwater may lead to several diving disorders which include pulmonary barotrauma, decompression sickness, nitrogen narcosis, and oxygen toxicity. The effects of breathing gasses under pressure are further complicated by the use of one or more special gas mixtures.

      Air is provided by a diving regulator, which reduces the high pressure in a diving cylinder to the ambient pressure. The breathing performance of regulators is a factor when choosing a suitable regulator for the type of diving to be undertaken. It is desirable that breathing from a regulator requires low effort even when supplying large amounts of air. It is also recommended that it supplies air smoothly without any sudden changes in resistance while inhaling or exhaling. In the graph, right, note the initial spike in pressure on exhaling to open the exhaust valve and that the initial drop in pressure on inhaling is soon overcome as the Venturi effect designed into the regulator to allow an easy draw of air. Many regulators have an adjustment to change the ease of inhaling so that breathing is effortless.

      Breathing Patterns
      Graph showing normal as well as different kinds of pathological breathing patterns.

      Other breathing disorders include shortness of breath (dyspnea), stridor, apnea, sleep apnea (most commonly obstructive sleep apnea), mouth breathing, and snoring. Many conditions are associated with obstructed airways. Hypopnea refers to overly shallow breathing hyperpnea refers to fast and deep breathing brought on by a demand for more oxygen, as for example by exercise. The terms hypoventilation and hyperventilation also refer to shallow breathing and fast and deep breathing respectively, but under inappropriate circumstances or disease. However, this distinction (between, for instance, hyperpnea and hyperventilation) is not always adhered to, so that these terms are frequently used interchangeably. [27]

      A range of breath tests can be used to diagnose diseases such as dietary intolerances. A rhinomanometer uses acoustic technology to examine the air flow through the nasal passages. [28]

      The word "spirit" comes from the Latin spiritus, meaning breath. Historically, breath has often been considered in terms of the concept of life force. The Hebrew Bible refers to God breathing the breath of life into clay to make Adam a living soul (nephesh). It also refers to the breath as returning to God when a mortal dies. The terms spirit, prana, the Polynesian mana, the Hebrew ruach and the psyche in psychology are related to the concept of breath. [29]

      In T'ai chi, aerobic exercise is combined with breathing exercises to strengthen the diaphragm muscles, improve posture and make better use of the body's qi. Different forms of meditation, and yoga advocate various breathing methods. A form of Buddhist meditation called anapanasati meaning mindfulness of breath was first introduced by Buddha. Breathing disciplines are incorporated into meditation, certain forms of yoga such as pranayama, and the Buteyko method as a treatment for asthma and other conditions. [30]

      In music, some wind instrument players use a technique called circular breathing. Singers also rely on breath control.

      Common cultural expressions related to breathing include: "to catch my breath", "took my breath away", "inspiration", "to expire", "get my breath back".

      Breathing and mood

      Certain breathing patterns have a tendency to occur with certain moods. Due to this relationship, practitioners of various disciplines consider that they can encourage the occurrence of a particular mood by adopting the breathing pattern that it most commonly occurs in conjunction with. For instance, and perhaps the most common recommendation is that deeper breathing which utilizes the diaphragm and abdomen more can encourage relaxation. [10] Practitioners of different disciplines often interpret the importance of breathing regulation and its perceived influence on mood in different ways. Buddhists may consider that it helps precipitate a sense of inner-peace, holistic healers that it encourages an overall state of health [31] and business advisers that it provides relief from work-based stress.

      Breathing and physical exercise

      During physical exercise, a deeper breathing pattern is adapted to facilitate greater oxygen absorption. An additional reason for the adoption of a deeper breathing pattern is to strengthen the body's core. During the process of deep breathing, the thoracic diaphragm adopts a lower position in the core and this helps to generate intra-abdominal pressure which strengthens the lumbar spine. [32] Typically, this allows for more powerful physical movements to be performed. As such, it is frequently recommended when lifting heavy weights to take a deep breath or adopt a deeper breathing pattern.


      Biology PowerPoints

      This page contains links to PowerPoint presentations that may be used by any teacher or student who can benefit from this resource. Feel free to alert me to errors or problems you encounter with them.

      I have shifted completely to HTML 5 format, which means that these can now be viewed on mobile devices with HTML 5 enabled browsers, such as iPhones, iPads, and Android devices. iPad users opening the HTML 5 format will be prompted to download iSpring's free viewer for these presentations. Using the free iPad app, you can save the HTML 5 presentations for offline viewing on the iPad. Android users now have an iSpring viewer as well - get if from Google Play.

      For people who want the original PowerPoint file, you can download the PowerPoint Slide Show (.ppsx). Open the file from within PowerPoint, and you will have a fully editable version of the presentation. Modify it, save it, use it however you wish.

      Unit 1 - Cell Types and Cell Structure HTML 5 Powerpoint
      Unit 1 - Lab Slides: Cell Types HTML 5 Powerpoint
      Unit 1 - Membranes: Structure and Function HTML 5 Powerpoint
      Unit 1 - Biochemistry: The Chemistry of Life HTML 5 Powerpoint
      Unit 2 - Enzymes: A Cell's Catalysts HTML 5 Powerpoint
      Unit 2 - Photosynthesis HTML 5 Powerpoint
      Unit 2 - Cellular Respiration HTML 5 Powerpoint
      Unit 3 - Cell Reproduction: Mitosis and Binary Fission HTML5 Powerpoint
      Unit 3 - Meiosis: Gamete Formation HTML 5 Powerpoint
      Unit 3 - Karyotypes HTML 5 Powerpoint
      Unit 4 - Heredity HTML 5 Powerpoint
      Unit 4 - Sex-Linked Traits HTML 5 Powerpoint
      Unit 4 - Blood Type Genetics HTML 5 Powerpoint
      Unit 4 - Dihybrid Crosses HTML 5 Powerpoint
      Unit 4 - Genetics Practice Problems HTML 5 Powerpoint
      Unit 5 - DNA: Structure and Replication HTML 5 Powerpoint
      Unit 5 - RNA: Structure, Transcription and Editing HTML 5 Powerpoint
      Unit 5 - Translation: Protein from RNA HTML 5 Powerpoint
      Unit 5 - Mutations HTML 5 Powerpoint
      Unit 5 - The New Genetics HTML 5 Powerpoint
      Unit 6 - Darwin and Lamarck HTML 5 Powerpoint
      Unit 6 - Evolution HTML 5 Powerpoint
      Unit 6 - Population Genetics HTML 5 Powerpoint
      Unit 6 - The Hardy-Weinberg Equilibrium HTML 5 Powerpoint
      Unit 6 - Human Evolution HTML 5 Powerpoint
      Unit 7 - Ecology HTML 5 Powerpoint
      Unit 7 - Food Webs: Energy Flow in Ecosystems HTML 5 Powerpoint
      Unit 7 - Cycles: Water, Carbon, Nitrogen, Oxygen and Phosphorus HTML 5 Powerpoint
      Unit 7 - Interactions: Making a Living in the Ecosystem HTML 5 Powerpoint
      Unit 7 - Population Growth HTML 5 Powerpoint
      Unit 7 - Succession HTML 5 Powerpoint
      Unit 7 - Biomes HTML 5 Powerpoint
      Unit 7 - Invasive Species HTML 5 Powerpoint
      Unit 7 - Biomagnification HTML 5 Powerpoint
      Unit 8 - Homeostasis HTML 5 Powerpoint
      Unit 8 - Endocrine System HTML 5 Powerpoint
      Unit 8 - Nervous System HTML 5 Powerpoint
      Unit 8 - Respiratory System HTML 5 Powerpoint
      Unit 8 - Circulatory System HTML 5 Powerpoint
      Unit 8 - Immune System HTML 5 Powerpoint
      Unit 8 - Digestive System HTML 5 Powerpoint
      Unit 8 - Skeletal System HTML 5 Powerpoint
      Unit 8 - Muscular System HTML 5 Powerpoint


      2 إجابات 2

      Breathing is controlled by both the Autonomic nervous system and the voluntary nervous system. You see this in instances where our breath rate increases in flight or fight situations glide to the secretion of Adrenaline and also when we intentionally increase the breathing rate when undergoing high levels of activity. This is due to the fact that the involuntary aspect of breathing is controlled by the medulla oblongata and the voluntary aspect s controlled by the cerebral cortex. The fact that it is controlled by skeletal muscles has nothing to do with how it is innervated. For example, Cardiac muscles are innervated by both the hearts own conducting system and by the Autonomic nervous system. If you're wondering why the skeletal muscles dont get fatigued, it's because there is a small but significant rest period between each Breathing cycle (inhalation and exhalation). Therefore the skeletal muscles have a rest period. However if a high rate of breathing does occur for a sustained period, they will fatigue and that's why you get cramps after a marathon or a sprint.

      I would argue that the problem here is more semantic than biological. We artificially classify processes into "voluntary" and "involuntary", but the reality is much more complicated. For example, is walking voluntary or involuntary? Well, if I decide to go walking, it may initially be voluntarily, but when I am walking, I am doing very little in the way of thinking about walking. Breathing is much the same way. There is BOTH a degree of conscious control from the cortex, and a basal regulatory system in the brain stem that keeps things going below conscious perception. Another way to look at this is that the conscious control from the cortex modulates the medulla based breathing system.


      شاهد الفيديو: الاحياء - الصف الحادي عشر - الفصل الدراسي الثاني - الجهاز التنفسي (كانون الثاني 2022).