آلية التنفس – قياس التنفس بالسبيرومتر وتبادل الغازات
الأحياءفسيولوجيا الإنسان والحيوان16–17 سنةمختبر افتراضي
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيليغيّر الحجاب الحاجز والعضلات الوربية حجم التجويف الصدري، فينخفض الضغط في الرئتين أو يرتفع (قانون بويل) ويدخل الهواء أو يخرج؛ قارن الصدر بنموذج الناقوس الزجاجي. ويرسم مقياس التنفس (السبيرومتر) أحجام الرئة: حجم هواء التنفس العادي، والسعة الحيوية، و FEV₁/FVC، والتهوية الرئوية = حجم هواء التنفس العادي × معدل التنفس. بدّل بين رئتين سليمتين والربو وانتفاخ الرئة والتليف الرئوي، وأضف التدخين أو التمرين لترى أثرهما في تبادل الغازات في الحويصلات الهوائية، وأجرِ تجربة ماء الجير مع الهواء المستنشق وهواء الزفير.
الدرس: تبادل الغازات والتهوية الرئوية في الإنسان
ماذا تعرض
يحدث الشهيق عندما ينقبض الحجاب الحاجز والعضلات الوربية الخارجية: يتسع التجويف الصدري، فينخفض الضغط في الحويصلات الهوائية عن الضغط الجوي (قانون بويل) ويندفع الهواء إلى الداخل. أما الزفير الهادئ فارتداد مرن سلبي، بينما يستخدم الزفير القسري العضلات الوربية الداخلية وعضلات البطن. ويقيس السبيرومتر حجم هواء التنفس العادي والحجمين الاحتياطيين للشهيق والزفير والسعة الحيوية و FEV₁ و FVC. وتخفض الأمراض الانسدادية مثل الربو وانتفاخ الرئة النسبة FEV₁/FVC، ويجعل التليف الرئتين متصلبتين وصغيرتين. وفي الحويصلات يربط قانون فيك معدل الانتشار بمساحة السطح وفرق التركيز والسمك.
طريقة الاستخدام
في «آلية التنفس» راقب منحنيي الحجم والضغط، وبدّل «النموذج» إلى «الناقوس الزجاجي»، أو أوقف «التنفس التلقائي» واسحب الرسم. في «السبيرومتر» انتظر ثلاثة أنفاس هادئة، ثم اضغط «شهيق كامل ثم زفير كامل (VC)» ثم «الزفير القسري (FEV₁)»، ثم «تسجيل النتائج». غيّر «الرئتان» و«مدخّن» و«النشاط» وكرر القياس. في «تجربة ماء الجير» اضغط «ابدأ التنفس» وقارن بين الأنبوبين.
المعاملات القابلة للتغيير
- الشاشة آلية التنفس, السبيرومتر, تبادل الغازات في الحويصلات الهوائية, تجربة ماء الجير
- النموذج الصدر, الناقوس الزجاجي
- الرئتان سليمتان, الربو (تضيق القصبات), انتفاخ الرئة, التليف الرئوي
- مدخّن
- النشاط راحة, تمرين معتدل, تمرين شاق
أسئلة للاستكشاف
- لماذا يدخل الهواء إلى الرئتين عندما ينقبض الحجاب الحاجز ويتسطح؟
- لماذا تكون النسبة FEV₁/FVC لدى المصاب بالربو أقل منها لدى الشخص السليم؟
- أي أنبوبي ماء الجير يتعكر أولًا، وماذا يبيّن ذلك عن هواء الزفير؟
