شش‌ها و نفس کشیدن
نفستان را حبس کنید و بشمارید. بیشترِ آدم‌ها حدودِ نیم دقیقه بعد میلی به نفس کشیدن حس می‌کنند که آن‌قدر قوی می‌شود که تسلیم می‌شوند. بدن شما «هوا» را به‌طور کلی نمی‌خواهد. یک گاز را از آن می‌خواهد و می‌خواهد از شرِ گازی دیگر خلاص شود. کدام گازها، و چرا؟
افسانه یا واقعیت؟ نفس کشیدن و تنفسِ یاخته‌ای یک چیزند.
راهِ ورود
وقتی نفس می‌کشید، هوا از بینی یا دهان وارد می‌شود و از نای، لوله‌ای در گردن، پایین می‌رود. در سینه، نای به دو شاخه تقسیم می‌شود، یکی برای هر شُش. هر شاخه بارها و بارها دوباره شاخه‌شاخه می‌شود و لوله‌ها باریک‌تر و باریک‌تر می‌شوند، مثل شاخه‌های درختی وارونه.۱
در انتهای باریک‌ترین لوله‌ها خوشه‌هایی از کیسه‌های هواییِ بسیار ریز قرار دارند به نام کیسه‌های هوایی (حبابک‌ها). آن‌قدر ریز و فراوان‌اند که شش‌های شما صدها میلیون از آن‌ها دارند.۱
جابه‌جاییِ گازها
دورِ هر کیسه‌ی هوایی را شبکه‌ای از مویرگ‌ها، ریزترین رگ‌های خونی، گرفته است. دیواره‌ی کیسه‌ی هوایی فقط یک یاخته (سلول) ضخامت دارد و دیواره‌ی مویرگ هم همین‌طور.۱ گازها مستقیم از هر دو می‌گذرند:
- اکسیژن از هوای درونِ کیسه وارد خون می‌شود. خون آن را به همه‌ی یاخته‌ها می‌رساند.
- کربن‌دی‌اکسید، گازِ زائدی که یاخته‌ها می‌سازند، از خون به کیسه‌ی هوایی می‌رود. شما آن را بیرون می‌دهید.
به این جابه‌جایی تبادل گازها می‌گویند. خونی که پر از اکسیژن از شش‌ها بیرون می‌آید به قلب می‌رود و قلب آن را به همه‌ی بدن می‌فرستد (نگاه کنید به درسِ «قلب و خون»).
چرا بدن اکسیژن لازم دارد
یاخته‌های شما با اکسیژن، انرژیِ غذا را آزاد می‌کنند. به این فرایند که درونِ هر یاخته انجام می‌شود تنفس یاخته‌ای می‌گویند، و کربن‌دی‌اکسید زباله‌ی آن است (نگاه کنید به تنفس یاخته‌ای).
جواب را ببینید
افسانه است. نفس کشیدن یعنی بردنِ هوا به شش‌ها و بیرون آوردنش. تنفسِ یاخته‌ای کاری است که یاخته‌ها با اکسیژن می‌کنند: آزاد کردنِ انرژی از غذا. نفس کشیدن اکسیژن را به خون می‌رساند تا یاخته‌ها بتوانند تنفس کنند، و کربن‌دی‌اکسیدشان را می‌برد.
ماهیچه‌ای که نفس می‌کشد
شش‌ها ماهیچه‌ی خودشان را ندارند. زیرِ آن‌ها پرده‌ای ماهیچه‌ای و گنبدی‌شکل هست به نام دیافراگم. وقتی دیافراگم منقبض می‌شود، صاف می‌شود و پایین می‌رود، قفسه‌ی سینه بزرگ‌تر می‌شود و هوا به درون می‌آید. وقتی شُل می‌شود، بالا برمی‌گردد و هوا بیرون رانده می‌شود.۲ لازم نیست به آن فکر کنید: بخشی از مغز به نام بصل‌النخاع شما را حتی در خواب هم به نفس کشیدن وامی‌دارد.۳ یک بزرگسال در حالِ استراحت حدود ۱۲ تا ۱۸ بار در دقیقه نفس می‌کشد.۴
خودتان امتحان کنید
یک دستتان را روی شکم، درست زیرِ دنده‌ها، بگذارید و آرام و عمیق نفس بکشید. حس می‌کنید شکمتان جلو می‌آید؟ این دیافراگم است که پایین می‌رود. بعد آرام بنشینید و نفس‌هایتان را یک دقیقه بشمارید.
واژه‌های این درس
- نای - لوله‌ای که هوا را از گلو به سوی شش‌ها می‌برد
- کیسه‌های هوایی - کیسه‌های بسیار ریز در انتهای باریک‌ترین لوله‌های شش
- تبادل گازها - رفتنِ اکسیژن به خون و بیرون آمدنِ کربن‌دی‌اکسید از آن، در کیسه‌های هوایی
- دیافراگم - پرده‌ی ماهیچه‌ایِ زیرِ شش‌ها که بیشترِ کارِ نفس کشیدن را انجام می‌دهد
ایده‌ی اصلی
نفس کشیدن هوا را به کیسه‌های هواییِ ریز می‌رساند، جایی که اکسیژن وارد خون و کربن‌دی‌اکسید از آن خارج می‌شود.
منابع
-
اوپن‌استکس، Biology 2e, 39.1 Systems of Gas Exchange (کتاب درسی، مجوز CC BY). ↩ ↩۲ ↩۳
-
اوپن‌استکس، Biology 2e, 39.3 Breathing (کتاب درسی، مجوز CC BY). ↩
-
اوپن‌استکس، Psychology 2e, 3.4 The Brain and Spinal Cord (کتاب درسی، مجوز CC BY). ↩
-
مدلاین‌پلاس (کتابخانه‌ی ملی پزشکی آمریکا)، Vital signs. ↩