[ تعرٌف على ] رئة

تم النشر اليوم 13-12-2025 | [ تعرٌف على ] رئة
تم النشر اليوم [dadate] | رئة

الوظيفة

المقالة الرئيسة: جهاز تنفسي التنفس المقالات الرئيسة: قفص صدري واستنشاق تأثير العضلات التنفُّسيّة على جوف القفص الصدري. الرئة غير قادرة على توسيع نفسها، وتتَّسِعُ فقط في حالة اتساع حجم الجوف الصدري. تحقِّق عضلات التنفُّس اتساعًا لجوف الصدر، من خلال تقلُّص الحجاب الحاجز والعضلات الوربية التي تسحب القفص الصدري إلى أعلى كما هو مُوضَح في الشّكل. أما أثناء الزفير، فتسترخي عضلات الاستنشاق، مما يؤدي إلى عودة وضع الراحة للصدر والبطن، وذلك عبر المرونة التشريحيّة لأحشاء جوفي الصدر والبطن. عند هذه المرحلة (أي بعد الزفير)، تحتوي الرئتان على السعة الباقية الوظيفيّة (الإنجليزيّة: Functional residual capacity، اختصارًا FRC) للهواء، يُقدَّر حجم السعة السابقة عند الإنسان البالغ بحوالي 2.5 إلى 3 ليتر. أثناء التنفّس الشديد، كما يحدث في التمارين البدنيّة مثلًا، يشترك في التنفُّس عدد كبير من العضلات الإضافيّة في العنق والبطن. وفي هذه الحالة لا يكون الزفير حدثًا مُنفَعِلًا، بل يحدث بسبب سحب القفص الصدري إلى أسفل والجوانب عبر العضلات البطنيّة، وبسبب دفع الأحشاء البطنيّة الحجابَ الحاجز إلى أعلى، مما يؤدي إلى نقص حجم جوف الصدر. يكون حجم الهواء الرئوي في نهاية زفير الشدة أقل من السعة الباقية الوظيفية في حالة الراحة. على أيّ حال، لا يمكن أن تفرغ الرئتان تمامًا من الهواء، وفي الإنسان البالغ يبقى هناك دائمًا ما لا يقل عن 1 ليتر من الهواء المُتبقي في الرئتين بعد أقصى زفير. تبقى السعة الباقية الوظيفية دائمًا في الأسناخ بعد الزفير الطبيعي. مع كل نفس يُزفر حوالي 350 مل (أي أقل من 15%) من هواء الأسناخ إلى الجو المحيط (فيما يتبقى 150 مل في الطرق الهوائية بدون حدوث أي تبادل غازي، تُدعى هذه الكميّة بتهوية «الحيّز الميت»، كما يكون هذا الهواء أول هواء يدخل الأسناه في الاستنشاق التالي). يُستبدل هذا الهواء (350 مل) بالحجم ذاته من الهواء الجوي النقي ولكن الرطب. فمن الواضح إذًا أن 350 مل الهواء النقي المُستنشَق يمتزج بهواء السعة الباقية الوظيفية الذي يبلغ حجمه 3 ليتر (و هو الهواء الذي يبقى في الرئتين بعد الزفير كما ذُكر سابقًا)، وأن التركيب السنخي تغير تحت الظروف العادية قليلًا: فالضغط الجزئي السنخيّ للأوكسجين يبقى قريبًا جدًا من 14 كيلو باسكال (105 ميلليمتر زئبقي)، وأن الضغط الجزئي السنخي لثنائي أوكسيد الكربون فيختلف حوالي 5.3 كيلو باسكال (40 ميلليمتر زئبقي) خلال الدورة التنفسيّة (الشهيق والزفير). التبادل الغازي تتمثّل الوظيفة الرئيسية للرئتين بالتبادل الغازي بين غازات الدم والهواء السنخيّ. تتوازن الغازات في الشعيرات الدموية الرئوية والسنخيّة عبر الحاجز الدموي-الهوائي، وهو عبارة عن غشاء انتشار رقيق تُقدَّر سماكته بقُرابة 2 ميكرومتر في المتوسط، وهو يتكوّن من جدران الأسناخ الرئوية (التي تتكون بدورها من الخلايا الظهارية السنخيّة) وأغشيتها القاعدية والخلايا البطانية للشعيرات الرئوية. يتَطوَّى هذا الغشاء في حوالي 300 مليون كيس هوائي صغير تُدعى أسناخ. (يتراوح قطر كل سنخ بين 75 و300 ميكرومتر) تتفرع هذه الأسناخ من القُصَيبَات في الرئتين. نستنتج مما سبق أن مساحة التبادل الغازي كبيرة جدًا وتُقدر بـ 75 إلى 145 متر مربع. و بعد أن يحدث التوازن على طرفي الحاجز الدموي-الهوائي بين غازات الدم في الشعيرات الرئوية وغازات الهواء في الأسناخ، ستكون الضغوط الجزئية للأوكسجين وثنائي أوكسيد الكربون في الدم الشرياني مساوية لنظيراتها في هواء الأسناخ (أي ستتساوى الضغوط الجزئية على جانبي الحاجز، وهو ما يُدعى بالتوازن). التحكم بالتنفس المقالة الرئيسة: التحكم في التهوية يتم ضبط الضغوط الجزئية الشريانية للأوكسجين وثنائي أوكسيد الكربون في الدم الشرياني كي تبقى في حالة استتباب. فارتفاع الضغط الجزئي الشرياني لثنائي أوكسيد الكربون، وبدرجة أقل انخفاض الضغط الجزئي الشرياني للأوكسجين، سيؤدِّيَان إلى إلى تنفُّس أعمق وأسرع بشكل انعكاسي، وذلك حتى تعود ضغوط غازات الدم إلى الوضع الطبيعي. يحدث العكس عند انخفاض الضغط الجزئي الشرياني لثنائي أوكسيد الكربون أو بدرجة أقل (مرة أخرى) يرتفع ضغط الأوكسجين: حيث تقل سرعة وعمق التنفُّس حتى تعود ضغوط غازات الدم إلى وضعها الطبيعي. فالتحكُّم بالتنفس عبارة عن ضبط دقيق لمزيج مُكوَّن من 3 ليتر من الهواء السنخي، حيث أنه وفي كل عمليّة تنفُّس يُفرَّغ بعض ثنائي أوكسيد الكربون في الغلاف الجويّ ويتم أخذ بعض الأوكسجين من الهواء الخارجي. إذا خسر الجسم كمية ثنائي أوكسيد الكربون أكبر من المعتاد، سيبطئ التنفُّس أو قد يتوقَّف حتى يعود الضغط الجزئي السنخيّ لثنائي أوكسيد الكربون إلى 5.3 كيلو باسكال (40 ميلليمتر زئبقي). يحدث العكس بعد حبس النفس. تُقاس الضغوط الجزئية للأوكسجين وثنائي أوكسيد الكربون في الدم الشرياني بواسطة المُستقبِلات الكيميائية المُحيطية-الأجسام الأبهرية والسُباتية، والمستقبلات الكيميائية المركزية للنخاع المستطيل في جذع الدماغ. يُذكر أن المستقبلات الكيميائية المحيطية أكثر حساسثية للضغط الجزئي للأوكسجين من الضغط الجزئي لثنائي أوكسيد الكربون. أما المستقبلات الكيميائية المركزية فهي حساسّة بشكل خاص لدرجة الحموضة pH للسائل الدماغي الشوكي، التي تتأثر بشكل مباشر بالضغط الجزئي لثنائي أوكسيد الكربون في الدم الشرياني. تُنقل المعلومات من المستقبلات الكيميائية المحيطية إلى سلسلة من النوى المرتبطة فيما بينها، تضم هذه النوى المراكز التنفسيّة في النخاع المستطيل والجسر في جذع الدماغ. تُحدِّد هذه المعلومات متوسط معدَّل التهوية السنخيّة للرئتين، لتحافظ على الضغوط الجزئية للأوكسجين وثنائي أوكسيد الكربون في الدم الشرياني. يقوم المركز التنفُّسي ذلك عبر عصبونات (خلايا عصبية) مُحرِّكة، تقوم هذه العصبونات بتفعيل عضلات التنفُّس (و لا سيَّما الحجاب الحاجز). يزداد معدل التنفُّس كذلك في حالة التمارين الرياضيّة، ويُعزى ازدياد معدَّل التنفُّس جزئيًا كاستجابةٍ لحركة الأطراف التي يحدِّدُها الجسم بواسطة مستقبلات الحس العميق في العضلات والمفاصل، وزيادة درجة الحرارة في الجسم، وإطلاق الأدرينالين (الإيبنفرين) من الغدد الكظرية، والنبضات المُحركِّة التي تنتجها القشرة المُخيّة. الحماية تمتلك الرئتان خصائص عديدة تحميها ضد العدوى. حيث يُبطَّن الرئتان بظهارة تمتلك نواتئ شبيهة بالأشعار تُدعى الأهداب، تقوم هذه الأهداب بالتحرُّك بشكل إيقاعي وتحرك بحركتها هذه المُخاط، يُمثِّل هذا التنظيف المُخاطي وسيلة دفاعية هامّة ضد العداوى المنقولة بالهواء. حيث يُقبض على جزيئات الغبار والبكتيريا في السطح المخاطي للمرات التنفسيّة وتُحرَّك هذه الجزيئات باتجاه البلعوم عبر حركات الأهداب السابقة. بالإضافة إلى الآلية السابقة، هناك إفراز الخلايا المُبطِّنة للرئة للغلوبيولين المناعي A الذي يحمي الجسم ضد العدوى التنفسيّة، كما أن الخلايا الكأسية تفرز المُخاط الذي يحتوي كذلك على العديد من المركبات المضادة للميكروبات كمضادات البروتياز ومضادات الأكسدة. بالإضافة إلى أن بطانة الرئة تحتوي أيضًا على بالعات، وهي خلايا مناعية تدمر حطام الخلايا والميكروبات التي تدخل إلى الرئة وذلك عبر عملية البلعمة، كما أن بطانة الرئة تحتوي على الخلايا المتغصِّنة التي تقوم بتقديم المستضدات لتنشيط مكونات الجهاز المناعي التكيُّفي كالخلايا T والخلايا B. بالإضافة إلى أن حجم السبيل التنفُّسي وتدفُّق الهواء يحمي أيضًا الرئتين من الجزيئات الأكبر. حيث تُحتجَز الجزيئات الكبيرة من قِبَل أشعار الأنف بعد الشهيق. أخرى بالإضافة إلى وظيفة التنفُّس، التي تُمثِّل الوظيفة الرئيسية للرئتين، فإن للرئتين العديد من الوظائف الأخرى. حيث أنهما تشاركان في الحفاظ على الاستتباب، كما أنهما يساعدان في تنظيم ضغط الدم كجزء من جملة الرينين-أنجيوتنسين. حيث تفرز البطانة الداخلية للأوعية الدموية الإنزيم المُحوِّل للأنجيوتنسين (الإنجليزيّة: Angiotensin-converting enzyme، اختصارًا ACE) وهو إنزيم يحفِّز تحويل الأنجيوتنسين I إلى أنجيوتنسين II. تشترك الرئتان كذلك في استتباب الحمض-القاعدي للدم عبر طرد ثنائي أوكسيد الكربون أثناء التنفُّس. تقوم الرئتان كذلك بدور وقائي. كما تفرز العديد من المواد التي ينقلها الدم كبعض أنماط البروستاغلاندينات واللوكوتريانات والسيروتونين والبراديكينين. كما يمكن أن تقوم الرئتان بامتصاص العديد من المواد أو الأدوية أو تعديلها أو إفرازها من الرئتين. كما تقوم الرئتان بتصفية الدم من الخثرات الصغيرة من الأوردة، وتمنع بموجب هذا الخثرات الصغيرة من الدخول إلى الشرايين والتسبُّب بالسكتات. كما تلعب الرئتان دورًا محوريًَّا في الكلام عن طريق توفير الهواء وتأمين تدفُّقه مما يؤدي لخلق الأصوات. كما أنها توفِّر تدفُّقًا للهواء يُمكِّنُ الإنسان من التعبير عن العديد من المشاعر كالتنهُّد والتثاؤب والضحك.

الأصول التطورية

يُعتقد أن رئتا الفقاريات الأرضية والمثانات الغازية لأسماك اليوم قد تطوَّرت من أكياس بسيطة، كجيوب خارجية للمريء، تسمح للأسماك الباكرة أن تفرّغ الهواء تحت ظروف الأوكسجين الفقيرة. نشأت هذه الجيوب الخارجية أولًا في الأسماك العظمية. في معظم الأسماك شعاعيات الزعانف تطوَّرت هذه الأكياس إلى مثانات غازية مُغلقة، في حين أن عددًا من الكارب والسلمون المرقط وسلوريات الشكل والأنقليس (و أنواع أخرى) احتفظت بالفم الهوائيمع كيس مفتوح للمريء. وفي الأسماك العظمية الأكثر قاعدية كأسماك الرمح أو كثيرات الزعانف أو الآميا الملساء أو لحميات الزعانف قد طوَّرت مثانات لتصبح ذات وظائف أوليّة (أي طوَّرتها إلى رئة). وقد أدَّت الأسماك لحميات الزعانف إلى رباعيات الأطراف المستندة على الأرض. لذا فإن رئتي الفقاريات مناددة للمثانات الغازية للأسماك (و ليس لخياشيمها).

قراءات إضافية

. الرئة اليسرى (يسار) والرئة اليمنى (يمين). يُظهر الشكل الفصوص والجزء المركزي. تصوير مقطعي محوسب عالي الدقة لصدر طبيعي، مأخوذة بشكل محوري بمستويات جبهيّة وسهميّة على الترتيب. التشريح المجهري تفاصيل مقطع عرضي في الرئة نسيج الرئتين الرئتان جزء من السبيل التنفسيّ السفليّ، وتستقبل الطرق الهوائية القصبيّة بعد تفَرُّعها من الرغامى. تتضمن الرئتان الطرق الهوائية القصبية التي تنتهي بالأسناخ وتتضمن كذلك نسيج الرئة وأوردة وشرايين وأعصاب وأوعية لمفاوية. يُبطَّن كل السبيل التنفُّسيّ السفلي بما في ذلك الرغامى والقصبات والقُصَيبَات بظهارة تنفسيّة. هذه الظهارة ظهارة مُهَدَّبة تتخلَّلُها خلايا كأسية تنتج المخاط، وخلايا مِضرَبِيّة تقوم بما يشبه عمليات البعلميَّات. كما تتميز الرغامى بحلقات غضروفية غير مكتملة في الرغامى، وصفائح غضروفية في القصبات الأصغر، مما يحافظ على انفتاح الطرق الهوائية دائمًا. أما القُصَيبَات فهي أصغر من أن تُدعَم بغضاريف، لذا فإن جدرانها تتكوَّن من عضلات ملساء، وعندما تضيق القُصَيبَات أكثر (أي تتفرَّع أكثر) فإنها تصبح جدرانها مُكوَّنَةً من ظهارة فقط. ينتهي السبيل التنفُّسيّ في الفُصَيصَات، حيث يتألف كل فُصَيص من قُصَيبة تنفُّسيّة تتفرَّع إلى قنوات سنخيّة وأكياس سنخيّة تنقسم بدورها إلى أسناخ. تُفرز الخلايا الظهارية في جميع أنحاء السبيل التنفسي سائل مُبطِّن ظهاري (الإنجليزيّة: Epithelial lining fluid، اختصارًا ELF) تركيبه مُنظَّم بإحكام، يُستفاد منه في تحديد قيام أهداب الخلايا الظهارية بتنظيف المجاري الهوائية من المخاط. :Section 4 pages 7–8 (Page 4–7ff) تتألف الأسناخ من نمطين من الخلايا هما الخلايا السنخيّة والبالعات السنخيّة تُدعى الخلايا الغباريّة. تُصنّف بدورها الخلايا السنخيّة إلى نمطين هما الخلايا السنخيّة I والخلايا السنخيّة II (كذلك تُعرف باسم الخلايا الرئوية). يشكِّل النمطان السابقان جدران الأسناخ والحواجز بين الأسناخ المختلفة. تتواجد خلايا النمط I 95% من مساحة منطقة كل سنخ وتكون هذه الخلايا مُسطَّحة، بينما تتواجد خلايا النمط II على شكل تجمُّعات في زوايا الأسناخ وهي ذات شكل مُكعَّب. وعلى الرغم مما ذُكر فإن نسبة أعداد الخلايا من النمط I إلى الخلايا من النمط II تُقارب 1:1 أو 4:6. تكون الخلايا من النمط I خلايا ظهارية مُسطَّحة تُشكِّل بنية جدار السنخ. لهذه الخلايا جدران رقيقة تجعلها قادرة على القيام بتبادل غازي سهل. كما تساهم هذه الخلايا بتشكيل الحاجز السنخي الذي يفصل كل سنخ عن الآخر، حيث يتألف الحاجز من ظهارة مُبَطِّنة تشترك بغشاءات قاعديّة. خلايا النمط I غير قادرة على الانقسام، لكنها تعتمد على التمايز بدءًا من خلايا من النمط II. تكون خلايا النمط II أكبر وتُبطِّن الأسناخ وتنتج وتفرز سائل مُبطِّن ظهاري، وعامل السطح الرئوي (السورفاكتانت الرئوي). تختلف خلايا النمط II عن خلايا النمط I كذلك بأنها قادرة على الانقسام والتمايز كذلك إلى النمط I. للبالعات الرئوية دور مناعيّ هام، حيث أنها قوم بإزالة المواد التي تدخل الأسناخ، بما في ذلك خلايا الدم الحمراء الرخوة التي أُجبِرَت على الخروج من الأوعية الدموية. تُحاط الرئة بغشاء مصليّ هو الجنبة الحشَويّة، حيث تمتلك الجنبة الحشوية طبقة من نسيج ضام رخو تربطها مادة الرئة تحتها. السبيل التنفسي المقالة الرئيسة: سبيل تنفسي تُمثِّل الرئتان الجزء الرئيسي من السبيل التنفسيّ. السبيل التنفُّسي السفلي جزءٌ من الجهاز التنفسيّ، ويتألف السبيل التنفسيّ السفليّ من الرغامى والبنى الواقعة تحتها بما في ذلك الرئتين. تتلقى الرئتان الهواء من البلعوم عن طريق الحَنْجَرة، وينتقل هذا الهواء عبر الرغامى إلى أن يصل إلى الجُؤجُؤ، حيث تنفصل الرغامى إلى قصبتين رئيسيَّتين. تقوم هاتان القصبتان بنقل الهواء إلى الرئتين، وتنقسم هاتان القصبتان باستمرار إلى قصبات ثانوية (فصيّة) وثالثية لفصوص الرئتين، ومن ثمّ إلى قصيبات أصغر وأصغر حتى تصبح قُصَيبَات تَنَفُّسيّة. تقوم هذه الأخيرة بدورها بتأمين الهواء للقنوات السنخيّة ومن ثمّ إلى الأسناخ، حيث يحدث التبادل الغازي. حيث يتم استنشاق الأوكسجين، عبر انتشاره من خلال جدران الأسناخ إلى الشعيرات المُغلِّفة لجدران الأسناخ من الخارج وبالتالي يدخل الأوكسجين إلى الدوران الدمويّ، وينتشر بشكل معاكس ثنائي أوكسيد الكربون من الدم إلى الرئتين ليتم زفره (إخراجه). تتراوح تقديرات مساحة سطح منطقة الرئتين بين 50 إلى 75 متر مربع، وهو ما يُقارب مساحة جانب واحد من ملعب تنس. تتعزَّز القصبات في المنطقة التوصيلية بوجود غضروف زجاجي (هياليني) لجعل الطرق الهوائية مفتوحة دائمًا. لا تشتمل بنية القُصَيبَات على أيَّة غضاريف، وتحاط بدلًا من ذلك بعضلات ملساء. يُسخَّن الهواء إلى الدرجة 37 سيليزيوس (99 فهرنهايت)، ويُرَطَّب ويُطهَّر في المنطقة التوصيلية من السبيل التنفسيّ، حيث يتم إزالة جزيئات من الهواء بواسطة الأهداب على الظهارة التنفسيّة التي تُبطِّن السبيل. التروية الدموية المقالة الرئيسة: الدوران الرئوي تمثيل ثلاثي الأبعاد تصوير مقطعي محوسب عالي الدقة للصدر. تمت إزالة جدار الصدر الأمامي والطرق الهوائية والأوعية الرئوية الواقعة أمام جذر الرئة رقميًَّا لتوضيح المستويات المختلفة للدوران الرئوي. للرئتين إمداد دموي مزدوج واحدٌ من الدوران القصبي والآخر من الدوران الرئوي. يُقدِّم الدوران القصبي الدم مؤكسج|لدم المؤكسج (الغني بالأوكسجين) للطرق الهوائية في الرئتين عبر الشرايين القصبية التي تخرج من الأبهر، وتكون عادةً ثلاثة، اثنان للرئة اليُسرى وواحد للرئة اليُمنى، وهي تتفرع بشكل يوافق القصبات والقصيبات. بينما يحمل الدوران الرئوي الدم غير المؤكسج (الفقير بالأوكسجين) من القلب إلى الرئتين ويعيد الدم المؤكسج (الغني بالأوكسجين) إلى القلب ليقوم بضخِّه إلى سائر أنحاء الجسم. يبلغ حجم دم الرئتين قُرابة 450 ميلليمتر في المتوسط، وهو ما يُقدَّر بـ 9 بالمئة من إجمالي حجم الدم من كامل الدورة الدموية. التعصيب تُزَوَّد الرئتان بأعصاب من الجهاز العصبي الذاتي. تمر أوامر الجهاز العصبي نظير الودي عبر العصب المبهم، وعندما تُثَار بالأستيل كولين، يتسبَّب هذا بحدوث تضيُّق بالعضلات الملساء المُبطِّنة للقصبات والقُصيبات وتزيد من إفرازات الغدد. بينما يحدث توسُّع القصبات (العمل المعاكس لما سبق) في حالة إرسال الجهاز العصبي الودّي أوامرًا عبر الإيبينفرين التي تعمل على مستقبلات بيتا 2 في السبيل التنفسيّ، مما يؤدي إلى توسُّع القُصيبَات. جديرٌ بالذكر أن عملية التنفُّس تحدث بسبب إشارات عصبية تُرسل عبر المراكز التنفسيّة في جذع الدماغ، على طول العصب الحجابي إلى الحجاب الحاجز (العضلة التنفسيّة الرئيسيّة، أي العضلة التيتقوم بالعمل الرئيسي في التنفُّس).

شرح مبسط

الرئتان[2] (بالإنجليزية: lungs)‏ هما العضوان الرئيسيان في جهاز التنفس عند الإنسان والعديد من الحيوانات الأخرى بما فيها بعض الأسماك وبعض الحلزونات. عند الثدييات ومعظم الفقاريات تتموضع الرئتان قرب العمود الفقري على كل جانب من القلب. تتمثّل وظيفة الرئتين بقبض الأكسجين من الغلاف الجوي ونقله داخلها (أي داخل الرئتين) إلى مجرى الدم، وإطلاق ثنائي أوكسيد الكربون من مجرى الدم إلى الغلاف الجوي، في عمليَّةٍ تُدعى التبادل الغازي. تجري عملية التنفس بواسطة أجهزة عضلية مختلفة في مختلف الأنواع، حيث تستخدم الثدييات والزواحف والطيور مختلف عضلاتها لدعم التنفّس، أما في رباعيات الأطراف الأولى، فيُقاد الهواء غلى الرئتين بواسطة العضلات البلعومية عبر المضخّة الشِدْقِيَّة وهي آلية ما تزال تعمل عند البرمائيات. أما في البشر، فإن عضلة التنفُّس الرئيسية التي تقود عملية التنفُّس هي الحِجَاب الحاجز. بالإضافة إلى الوظيفة التنفسيّة فإن الرئتين تدعمان تدفُّق الهواء الذي يؤدي لاهتزاز الحبال الصوتيّة مما يجعل الكلام ممكنًا عند البشر.