فصل 14 : تبادل با محیط

تبادل با محیط

تنفس اهمیت زیادی برای بدن دارد. زیرا بدن بدون استفاده از هوا بیش از چند دقیقه زنده نمی ماند. زیرا سلول های بدن ذخیره اکسیژن ندارند. و در صورت کمبود آن اکسایش غذاها و تولید انرژی متوقف و مرگ سلول فرا می رسد.

ساختمان دستگاه تنفس
دستگاه تنفس شامل بینی، حلق، حنجره، نای، نایژه و شش است.
هر نایژه هم به انشعابات کوچکتری تقسیم می شود که به آن نایژک می گویند. در انتهای کوچکترین نایژک ها حباب های کوچکی است که کیسه هوایی نام دارند.

دم و بازدم
تنفس را در انسان به دو مرحله دم و بازدم تقسیم می کنند. ورود هوا ازبیرون به درون بدن مرحله دم و خروج آن از شش ها به بیرون مرحله بازدم نام دارد. دم و بازدم در اثر حرکات قفسه سینه و عضلات تنفسی صورت می گیرد. و ششها هم با خاصیت ارتجاعی خود از این حرکات پیروی می کنند.
ماهیچه ی دیافراگم و عضلات بین دنده ای ، ماهیچه های اصلی تنفسی هستند. دیافراگم نیز در کف قفسه ی سینه قرار دارد. جنس عضلات دیافراگم و بین دنده ای از نوع ماهیچه های صاف است. با فرمان مراکز عصبی دم عضلات بین دنده ای و دیافراگم منقبض می شوند و دنده ها به بالا و طرفین می روند و دیافراگم پایین می رود و حجم سینه افزایش می یابد و شش پر از هوا می شوند وقتی عضلات دمی استراحت کنند خاصیت ارتجاعی ششها و وزن قفسه سینه موجب می شود ششها به حالت اول باز گردند و هوا بیرون رانده می شود.

می دانیم وقتی ماده ای می سوزد که با اکسیژن هوا ترکیب شود و در این تغییر انرژی (گرما) آزاد می شود.
سلول های بدن نیز در آخرین مرحله تغذیه خود لازم است که موا دغذایی ساده را اکسید (می سوزانند) کنند تا انرژی مواد غذایی آزاد شود.
بدن ترکیبات آلی انرژی زا را از محیط دریافت می کند و پس از جذب در سلول ها به کمک آنزیم های ویژه ای اکسایش می دهد سپس انرژی مورد نیاز خود را به صورت ATP بدست می آورد. مثلاً از اکسایش قند گلوکز طبق رابطه زیر انرژی بدست می آورد.

بنابر این در تنفس سلولی با دو گاز اکسیژن و کربن دی اکسید سروکار داریم. دستگاه تنفس با عمل دم اکسیژن را به درون خون می برد و با عمل بازدم کربن دی اکسید را خارج می کند. به مجموعه این واکنش ها تنفس می گویند.

جریان هوا از بینی تا نایژه

هوایی که وارد بینی می شود ممکن است سرد و یا خشک و دارای گرد و غبار باشد. هنگامی که هوا از فضای داخلی بینی عبور می کند تصفیه و مرطوب می شود سپس وارد حلق و نای می گردد. دیواره نای غضروفی است و همیشه باز است. هوا در ضمن عبور از نای با مژک های کوتاه و فراوان دیواره ی نای برخورد می کند و ذرات گرد و غبار موجود در هوا توسط مایع مخاطی دیواره جذب می شود بنابراین هوای پاکیزه و مرطوب از راه نای وارد نایژک می شود.

اندازه گیری حجم هوای دم و بازدم
وقتی فرد به درون لوله لاستیکی می دمد هوای وارد شده آب ظرف استوانه را خارج می کند و با اندازه گیری حجم آب خارج شده می توان حجم هوای تنفسی را اندازه گرفت.

جریان هوا در شش ها:
کیسه های هوایی ششها دیواره ای بسیار نازکی دارند این دیواره ها فقط از یک لایه سلول پهن و نازک تشکیل شده است.
در اطراف هر کیسه هوایی مویرگ وجود دارد.
به هنگام دم اکسیژنی که وارد کیسه هوایی می شود. در رطوبت کیسه های هوایی حل می شود و طبق پدیده ی انتشار از دیواره ی نازک کیسه هوایی و مویرگ عبور می کند و وارد خون می شود. علت تبادل گازهای تنفسی در جداره کیسه هوایی و مویرگ تفاوت در مقدار آنها و پدیده انتشار است.

ساختمان دستگاه دفع ادرار
دستگاه دفع ادرار شامل کلیه، میزنای، مثانه و مجرای دفع ادرار است.

کلیه ها اعضای اصلی دستگاه دفع ادرار هستند کلیه ها در پشت معده و روده ها به دیواره ی پشمی شکم چسبیده اند . به هر کدام یک سرخرگ وارد و از آن یک سیاهرگ خارج می شود. خون وارد شده به کلیه تصفیه شده و مواد غیر لازم و سمی آن گرفته می شود و خون تصفیه شده از طریق سیاهرگ خارج شده به قلب باز می گردد.
از هر کلیه یک لوله به نام میزنای نیز خارج می شود این لوله مواد اضافی و سمی گرفته شده از خون که ادرار نام دارد را به درپایین شکم به درون کیسه ای به نام مثانه می ریزد.

هر کلیه انسان حدود 11 سانتی متر طول و 6 سانتی متر ضخامت دارد. و وزن تقریبی آن حدود 150 گرم است. بافت کلیه شامل دو بخش مرکزی و محیطی است.
بخش مرکزی هرمی شکل است. قاعده هر هرم به طرف قشر کلیه و رأس آن به طرف مرکز کلیه (لگنچه) است.
بخش قشری کلیه، بخش مرکزی را در برگرفته است و در آن انشعابات سرخرگ ها، سیاهرگ ها و قسمت اصلی نفرون ها دیده می شود.

نفرون
واحد عمل یا تصفیه کلیه نفرون نام دارد. تمام اعمال کلیه توسط نفرون صورت می گیرد.
هر نفرون در واقع یک لوله سر بسته و ته باز طویلی است که جدار آن از یک لایه سلول درست شده است.
سر نفرون شکل قیف و جسمک کلیوی نام دارد که از یک پرده ی دو لایه خارجی به نام کپسول بومن و کلافه ی مویرگی به ناک گلومرول ساخته شده است.
پلاسمای خون تحت تأثیر فشار خون، از صافی کپسول بومن عبور می کند و وارد مجرای آن می شود. این عمل را تراوش می گویند.
بسیاری از مواد مانند آب، گلوکز، اسیدهای آمینه وارد نفرون می شود اما جداره ی نفرون مواد لازم را دوباره باز جذب می کند این عمل از طریق انتشار و انتقال فعال صورت می گیرد اما مواد زاید و اضافی درون نفرون باقی می ماند که به صورت ادرار وارد لگنچه کلیه می شود . از هر 100سی سی پلاسمایی که وارد نفرون می شود 99سی سی  آن دوباره بازجذب می شود و فقط 1سی سی آن به ادرار تبدیل می شود.

تعادل آب در بدن
ترکیب خون دائما با خوردن مواد غذایی و دفع مواد تغییر می کند اما این ترکیب نباید از حد معینی خارج شود. اگر تغییر زیاد باشد موجب مرگ سلول ها می گردد.
کلیه ها تنظیم محیط داخلی را بر عهده دارند. آب اضافی از طریق ادرار دفع می شود و مواد سمی خون مانند اسیداوریک، آمونیاک از طریق ادرار دفع می شوند.
بنابراین کلیه ها تنظیم کننده ی محیط داخلی بدن هستند.