ما هي الحويصلات الهوائية

الحويصلات الهوائية هي عبارة عن أكياس هوائية صغيرة داخل الرئة تعمل على امتصاص الأكسجين الذي تتنفسه وتحافظ على استمرارية

الجسم

، على الرغم من صغر حجمها الشديد التي لا ترى بالعين المجردة، ولكنها تعد العمود الفقري للجهاز التنفسي، ويوجد داخل الرئة حوالي 480 مليون حويصلة هوائية، وهي توجد في نهاية أنابيب الشعب الهوائية، حيث أن الحويصلات الهوائية تتمدد خلال الشهيق في عملية التنفس لتستوعب كمية الأكسجين، كما أنها تتقلص لطرد ثاني أكسيد الكربون.

كيف تعمل الحويصلات الهوائية

تتم عملية التنفس على ثلاث عمليات عامه وهي:

تحريك الهواء داخل وخارج الرئة (تهوية).
تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون (الانتشار).
ضخ

الدم

عن طريق الرئة (نضح).

تعد الحويصلات الهوائية هي مركز تبادل الغازات في الجهاز التنفسي، حيث تستنشق الحويصلات الهوائية الأكسجين، وتزفر ثاني أكسيد الكربون، أثناء حركته خلال الشعيرات الدموية في جدران الحويصلات الهوائية، حيث يأخذ الدم الأكسجين من الحويصلات وينقل ثاني أكسيد الكربون إلى الحويصلات.

تمثل الحويصلات الهوائية المجهرية مساحة كبيرة جداً لإتمام عملية التنفس، سواء خلال فترات الراحة أو خلال فترات ممارسة

الرياضة

، وتغطي الحويصلات الهوائية مساحة تبلغ أكثر من 1,076.4 قدم مربع (أي حوالي 100 متر مربع)، حيث أن تلك المساحة الكبيرة هامة لمعالجة كميات الهواء الضخمة لعملية التنفس ونقل الأكسجين إلى الرئتين، حيث تستوعب الرئة حوالي 1.3 حتى 2.1 جالون (أي من 5 حتى 8 لتر) من الهواء في الدقيقة، ولكن في حالة الراحة تبعث الحويصلات حوالي 10.1 أوقية (0.3 لتر) من الأكسجين إلى الدم في الدقيقة.

وذلك حتى يتم دفع الهواء إلى الداخل والخارج، حيث يضغط الحجاب الحاجز والعضلات الأخرى داخل الصدر أثناء عملية التنفس، حيث تضغط العضلات بشكل سلبي أقل من الضغط الجوي الذي يساعد على امتصاص الهواء، وحينها ترتد الرئتين و تعودان إلى حجمهما الطبيعي في عملية التنفس.

الحويصلات الهوائية والجهاز التنفسي

يوجد في الجهاز التنفسي رئتين، واحدة على كل جانب من الصدر، تتكون الرئة اليمنى من ثلاثة فصوص، بينما تتكون الرئة اليسرى من فصين فوق

القلب

، ويطلق على الفروع الأكبر في كل فص اسم القصبات الهوائية، تنقسم القصبات الهوائية إلى فروع صغيرة يطلق عليها اسم القصيبات، وفي نهاية كل قصبة توجد قناة سنخية صغيرة تتصل بمجموعة مكونة من آلاف الهياكل المجهرية التي تشبه الفقاعات، ويطلق عليها اسم الحويصلات الهوائية، وتتجمع كل مجموعة من الحويصلات الهوائية في عناقيد تكون ما يسمى بالكيس السنخي.

ويعطي العدد الكبير من الحويصلات الهوائية والأكياس السنخية قوام إسفنجي عنقودية للرئة، حيث يبلغ قطر كل حويصلة هوائية واحدة حوالي 0.2 ملليمتر، وتكون الحويصلات الهوائية على شكل كوب بجدران رفيعة جداً، وتكون محاطة بشبكات من الشعيرات الدموية والتي لها أيضاً جدران رقيقة.

وينتشر الأكسجين الذي تستنشقه عن طريق الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية في الدم، كما ينتشر ثاني أكسيد الكربون الذي تزفره من الشعيرات الدموية إلى الحويصلات الهوائية، ويخرج من فمك، وتكون الحويصلات الهوائية عبارة عن خلية واحدة رقيقة السمك، مما يسمح بتبادل الغازات لإتمام عملية التنفس بسرعة وسهولة، حيث يبلغ طول جدار الحويصلة الهوائية وجدار الشعيرات الدموية حوالي 0.00004 بوصة.[1]

سبب كثرة الشعيرات الدموية في اغشية الحويصلات الهوائية

إذا تم وضع الرئة أسفل المجهر فسوف تظهر بقعة الهيماتوكسيلين والأيوسين للرئة الطبيعية ذات الجدران السنخية الرقيقة والشعيرات الدموية الهائلة المرتبطة بها، وهذا دليل على

رقة جدار الحويصلات الهوائية

، حيث يمكن حينها مشاهدة الشعيرات الدموية والتراكيب الوعائية الأخرى لأنها تضم عدد هائل من خلايا الدم الحمراء في اللومينا، بالإضافة إلى أن هناك حوالي 300 مليون من الحويصلات الهوائية وحوالي 1000 من الشعيرات الدموية في كل حويصلة هوائية واحدة، ويكون عدد الشعيرات الدموية في أغشية الحويصلات الهوائية كبير جداً، حيث يوفر العدد الضخم من الشعيرات الدموية المرتبطة بالحويصلات الهوائية مساحة سطحية كبيرة جداً لإتمام عملية التنفس بسهولة ويسر، حيث يزداد عدد الشعيرات الدموية بسبب أنها تساعد في الإمداد الدموي لإتمام عملية تبادل كميات كبيرة من الغازات.[2]

كيفية حدوث تبادل الغازات في الرئتين

يهدف تبادل الغازات في الرئتين إلى توصيل الأكسجين إلى كافة الخلايا في الجسم والتخلص من ثاني أكسيد الكربون الناتج من العمليات الحيوية في الجسم، كما تعتبر الرئتين من أهم الأعضاء الأساسية في الدورة الدموية الرئوية، حيث يمر الدم من القلب في الرئتين، وتبدأ عملية تبادل الغازات في الرئتين في عدة خطوات بسيطة، وهي:

يدخل الهواء الذي يحمل الأكسجين عن طريق الأنف، ثم يمر خلال الحلق والحنجرة حتى يصل إلى القصبات الهوائية.
ثم ينتقل الهواء بعد ذلك من القصبات الهوائية إلى الحويصلات الهوائية في الرئتين التي تنتفخ عندما يتم امتلائها بالهواء.
ومن الجدير بالذكر أن الرئتين تتكون من ملايين الحويصلات الهوائية التي تعتبر العضو الأساسي حتى تتم عملية تبادل الغازات في الرئتين.
تحدث عملية تبادل الغازات في المنطقة التي تملأ الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية الدقيقة المحيطة بها.
ثم ينتقل الأكسجين من الحويصلات الهوائية الممتلئة إلى الشعيرات الدموية، وينتقل ثاني أكسيد الكربون من الشعيرات الدموية إلى الحويصلات لإزالتها خلال إخراج الزفير.
ثم يتدفق الدم المؤكسد من الرئتين إلى الجانب الأيسر من القلب، ويتم توزيعه على أجزاء مختلفة من الجسم عبر الأوعية الدموية المختلفة.
يعود الدم غير المؤكسد إلى الجانب الأيمن من القلب، ويعاد ضخه إلى الرئتين، ويعاد تحميله بالأكسجين بدلاً من ثاني أكسيد الكربون وهكذا.[3]

قدرة الجسم على تبادل الغازات

خلال فترات الراحة

تتم عملية تبادل الغازات خلال فترات الراحة، حيث يتم استنشاق حوالي 5 حتى 8 لتر من الهواء خلال الدقيقة الواحدة، ليدخل منها حوالي 1/3 لتر خلال الدقيقة الواحدة إلى الدم، ويتم التخلص أيضاً من نفس الكمية من ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الرئتين ليتم التخلص منها أثناء عملية الزفير.

خلال فترات ممارسة الرياضة أو بذل مجهود

تتم عملية تبادل الغازات خلال فترات ممارسة الرياضة أو بذل مجهود، حيث يتم استنشاق حوالي 100 لتر من الهواء ليتم تبادل حوالي 3 لتر من الأكسجين ونفس الكمية من ثاني أكسيد الكربون في الدقيقة الواحدة ليتم التخلص منها أثناء عملية الزفير.

وجدير بالذكر أن كمية الأكسجين الداخلة تعتمد على مقدار الطاقة التي يبذلها الجسم.

قياس كفاءة تبادل الغازات في الرئتين

هناك عدة طرق ومقاييس يمكن من خلالها معرفة كيفية حدوث عملية تبادل الغازات في الرئتين وهل تتم بطريقة صحيحة أم لا، منها:

التبادل الزفيري

حيث تكون نسبة التبادل الزفيري مؤشر إلى قدرة الجسم على استنشاق الكمية الكافية من الأكسجين للقيام بالعمليات الحيوية المختلفة، ويتم قياس نسبة التبادل الزفيري من خلال قياس معدل تركيز الغازات الخارجة من الرئتين خلال عملية الزفير إلى تركيزها في المحيط الخارجي.

قياس أول أكسيد الكربون

حيث يتم استنشاق غاز يحتوي على تركيز بسيط من أول أكسيد الكربون، ثم قياس تركيز أول أكسيد الكربون خلال عملية الزفير، حيث تكون نسبة تركيز غاز أول أكسيد الكربون مؤشر إلى قدرة الجسم على استنشاق الكمية الكافية للقيام بالعمليات الحيوية المختلفة، وتشير بعض القراءات غير الطبيعية إلى الإصابة ببعض الأمراض، منها الالتهاب الرئوي، انتفاخ الرئة، التليف الرئوي.