Tənəffüs sistemi kimi də tanınan tənəffüs aparatı , həyat üçün həyati bir proses olan nəfəs almağa imkan verən mürəkkəb bir quruluşdur. Bu dərsdə tənəffüs aparatının əsas komponentləri, onların funksiyaları və tənəffüs prosesinə qısa nəzər salınacaq. Bu elementləri dərk etməklə biz bədənimizin oksigeni necə qəbul etdiyini və hüceyrə funksiyası və yaşaması üçün vacib olan karbon dioksidi necə xaric etdiyini başa düşürük.
Tənəffüs aparatı bədənlə onun xarici mühiti arasında qaz mübadiləsini asanlaşdıran strukturlardan ibarətdir. Bu qaz mübadiləsi metabolik proseslər üçün bədəni oksigenlə təmin etmək və metabolik tullantı məhsulu olan karbon dioksidi çıxarmaq üçün vacibdir. Tənəffüs sisteminin əsas komponentlərinə burun, farenks, qırtlaq, nəfəs borusu, bronxlar, bronxiollar və ağciyərlər daxildir.
Hava burnun burun dəlikləri vasitəsilə tənəffüs sisteminə daxil olur, burada isidilir, nəmlənir və süzülür. Daha sonra burun boşluğundan farenksə (boğaza) və aşağıya doğru qırtlağa (səs qutusuna) hərəkət edərək, iki əsas bronxiyaya bölünən traxeyanı (nəfəs borusunu) keçərək, hər biri bir ağciyərə aparır. Ağciyərlərdə bronxlar qaz mübadiləsinin baş verdiyi alveolalarda , kiçik kisələrdə bitən daha kiçik bronxiollara ayrılır.
Alveollar kapilyar şəbəkə ilə əhatə olunmuşdur. Alveolların və kapilyarların divarları yalnız bir hüceyrə qalınlığındadır və oksigen və karbon qazının səmərəli mübadiləsinə imkan verir. Nəfəs alınan havadan oksigen alveol divarlarından kapilyarlarda qana, qandan gələn karbon qazı isə nəfəs almaq üçün alveolalara keçir. Bu proses konsentrasiya qradiyentlərindəki fərqlərlə idarə olunur, tənliklə təsvir olunur: \(P_1V_1 = P_2V_2\) , burada \(P\) təzyiqi və \(V\) həcmi ifadə edir, qaz təzyiqinin həcmlə əlaqəsini göstərir.
Nəfəs alma iki mərhələdən ibarətdir: inhalyasiya və ekshalasiya . Nəfəs alma zamanı diafraqma və qabırğaarası əzələlər kimi əzələlər büzülür, sinə boşluğunu genişləndirir və ağciyərlərdə təzyiqi azaldır, havanın daxil olmasına səbəb olur. Ekshalasiya zamanı bu əzələlər rahatlaşır, sinə boşluğu daralır və ağciyərlərdə artan təzyiq havanı xaricə itələyir. .
Nəfəs alma sürəti və dərinliyi beyin sapında yerləşən tənəffüs mərkəzi tərəfindən tənzimlənir. Bu mərkəz qanda karbon dioksid, oksigen və pH səviyyələrindəki dəyişikliklərə cavab verir. Karbon dioksidin artması və ya qan pH-nin azalması tənəffüs mərkəzinə tənəffüsün sürətini və dərinliyini artırmaq üçün siqnal verir, adekvat oksigen çatdırılmasını və karbon qazının çıxarılmasını təmin edir.
Nəfəs alma və ekshalasiya prosesini görüntüləmək üçün bir balonla sadə bir təcrübə aparmaq olar. Kiçik bir plastik borunun ucuna bir şar əlavə edin. Nəfəs aldıqda, balon sönmüş qalır, lakin boruya ekshalasiya edildikdə, balon şişirilir. Bu, inhalyasiya zamanı ağciyər həcminin necə artdığını və ekshalasiya zamanı azaldığını, havanı ağciyərlərə daxil və xaric etdiyini nümayiş etdirir.
Oksigen qan dövranı ilə ilk növbədə qırmızı qan hüceyrələrində olan bir protein olan hemoglobin tərəfindən nəql edilir. Oksigen molekulları orqanizmin toxumalarına daşınmaq üçün hemoglobinə bağlanır və toxumanın oksigen ehtiyacı əsasında sərbəst buraxılır. Hemoqlobinin oksigenə olan yaxınlığına pH və temperatur kimi amillər təsir edir, bu qarşılıqlı əlaqə Oksigen-Hemoqlobinin dissosiasiya əyrisi ilə təsvir olunur.
Tənəffüs aparatının səmərəliliyinə astma, xroniki obstruktiv ağciyər xəstəliyi (KOAH) və ağciyər infeksiyaları kimi vəziyyətlər təsir edə bilər. Bu şərtlər tənəffüs yollarını maneə törədə, qaz mübadiləsini poza və bədənə adekvat oksigen çatdırılmasını təmin etmək üçün tibbi müdaxilə tələb edə bilər.
Havanın keyfiyyəti kimi ətraf mühit amilləri tənəffüs orqanlarının sağlamlığına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərə bilər. Havadakı çirkləndiricilər və allergenlər tənəffüs aparatını qıcıqlandıra və astma tutmaları kimi vəziyyətlərə səbəb ola bilər. Çirklənməyə nəzarət və siqaret çəkməmək kimi tədbirlərlə təmiz havanın saxlanması tənəffüs sağlamlığının qorunmasına kömək edə bilər.
Tənəffüs aparatı bioloji mühəndisliyin möcüzəsidir və oksigen və karbon qazının əsas mübadiləsini təmin edir. Hava buruna daxil olduğu andan alveolalara çatana qədər hər bir komponent bədənimizin optimal işləməsini təmin etmək üçün mühüm rol oynayır. Bu sistemi anlamaq insan anatomiyasının incəliklərini vurğulamaqla yanaşı, həm də həyat tərzi və ətraf mühit seçimləri vasitəsilə tənəffüs sağlamlığının qorunmasının vacibliyini vurğulayır.
