التنفس الجلدي

التنفس الجلدي ، أو تبادل الغازات عبر الجلد (ويُسمى أحيانًا التنفس السطحي[ 1 ] هو شكل من أشكال التنفس يتم فيه تبادل الغازات عبر الجلد أو الغطاء الخارجي للكائن الحي بدلاً من الخياشيم أو الرئتين . قد يكون التنفس الجلدي هو الطريقة الوحيدة لتبادل الغازات، أو قد يصاحبه أشكال أخرى ، مثل التهوية . يحدث التنفس الجلدي في مجموعة واسعة من الكائنات الحية، بما في ذلك الحشرات والبرمائيات والأسماك وثعابين البحر والسلاحف ، وبدرجة أقل في الثدييات .

القيود المادية

يتم التحكم في تبادل الغازات في التنفس الجلدي بواسطة ثلاثة عوامل: [ 2 ]

  • التهوية : معدل توصيل الوسط التنفسي (الماء أو الهواء) إلى سطح التنفس
  • الانتشار : مرور الغازات عبر الجلد
  • الحمل الحراري : نقل الغازات المذابة باتجاه الجلد أو بعيدًا عنه

التنوع التصنيفي في الحبليات

سمكة

يحدث التنفس الجلدي في أنواع مختلفة من الأسماك البحرية، وأسماك المد والجزر، وأسماك المياه العذبة. في التنفس المائي ، تتنفس الأسماك بشكل أساسي عبر الخياشيم ، لكن التنفس الجلدي قد يمثل من 5 إلى 40 بالمائة من إجمالي التنفس، وذلك تبعًا للنوع ودرجة الحرارة. يُعد التنفس الجلدي أكثر أهمية في الأنواع التي تتنفس الهواء، مثل أسماك الطين وأسماك القصب ، وقد يمثل في هذه الأنواع ما يقارب 50 بالمائة من إجمالي التنفس. [ 2 ]

البرمائيات

تساهم طيات الجلد البارزة لدى حيوان Telmatobius culeus في زيادة مساحة السطح لتبادل الغازات عبر الجلد

يُعد جلد البرمائيات موقعًا رئيسيًا للتنفس في جميع الأنواع التي تتوفر عنها قياسات. [ 2 ] يُعد التنفس الجلدي النمط التنفسي الوحيد لدى السلمندر عديم الرئة (فصيلة Plethodontidae)، الذي يفتقر إلى الرئتين تمامًا، ومع ذلك يُشكل أكبر فصيلة من السلمندرات. قد يكون التنفس الجلدي في الضفادع والبرمائيات الأخرى هو النمط التنفسي الأساسي خلال درجات الحرارة المنخفضة. [ 3 ]

تمتلك بعض البرمائيات التي تستخدم التنفس الجلدي طيات جلدية واسعة لزيادة معدل التنفس. ومن الأمثلة على ذلك سمندل هيلبندر وضفدع بحيرة تيتيكاكا المائي . [ 2 ] يمثل التنفس الجلدي لدى سمندل هيلبندر أكثر من 90% من امتصاص الأكسجين وإخراج ثاني أكسيد الكربون. [ 4 ]

الزواحف

يُعيق الغطاء الحرشفي إلى حد كبير التنفس الجلدي لدى الزواحف، ولكن قد يحدث تبادل الغازات بين الحراشف أو المناطق ذات الحراشف المتناقصة. وتعتمد بعض السلاحف على التنفس الجلدي من التنفس المعوي حول المجمع أثناء السبات تحت الماء. [ 4 ]

في بعض أنواع الثعابين البحرية ، يمكن أن يمثل التنفس الجلدي ما يصل إلى 30 بالمائة من إجمالي استهلاك الأكسجين، وهو أمر مهم عند الغوص، حيث يتم تحويل الدم بعيدًا عن الرئتين ونحو الشعيرات الدموية في الجلد، مما يؤدي في بعض الحالات إلى تحول لون الجلد إلى اللون الوردي. [ 2 ]

الثدييات

الثدييات من ذوات الدم الحار، ولديها احتياجات أيضية أعلى من الفقاريات ذات الدم البارد، كما أن جلدها أكثر سمكًا وأقل نفاذية من جلد الفقاريات الأخرى، مما يجعله مصدرًا غير رئيسي لتبادل الغازات. مع ذلك، قد تحدث كميات ضئيلة من التنفس الجلدي، وفي الخفافيش، قد تُساهم الأجنحة الغنية بالأوعية الدموية بنسبة تصل إلى 12% من إخراج ثاني أكسيد الكربون. [ 4 ] أما في البشر ومعظم الثدييات الأخرى، فلا يُمثل التنفس الجلدي سوى 1 إلى 2%. [ 4 ] [ 2 ] وفي حديثي الولادة من بعض أنواع الجرابيات، ترتفع نسبة التنفس الجلدي بشكل كبير نتيجة عدم اكتمال نمو العضلات. وقد لوحظ أن ما يصل إلى 95% من تبادل الغازات يتم عبر الجلد في حديثي الولادة من جرذان جوليا كريك . [ 5 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. تاترسال، جلين ج. (2007)، "التنفس الجلدي في البرمائيات" ، في آيرد، ويليام سي. (محرر)، الطب الحيوي البطاني ، كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج، ص 85-91 ، ISBN  978-0-521-85376-7تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مارس 2021
  2. 1 2 3 4 5 6 فيدر، مارتن إي.؛ بورغرين، وارن دبليو. (1985). "تبادل الغازات الجلدي في الفقاريات: التصميم، والأنماط، والتحكم، والآثار" (ملف PDF) . المراجعات البيولوجية . 60 (1): 1-45 . doi : 10.1111/j.1469-185X.1985.tb00416.x . PMID 3919777 . 
  3. جونسون، بيتر هـ. رافين، جورج ب. (2002). "التنفس". علم الأحياء ( الطبعة السادسة). بوسطن: ماكجرو هيل. الصفحات 1053-1070 . ISBN   0073031208.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  4. 1 2 3 4 كاردونغ ، كينيث ف. (2002). "الجهاز التنفسي". الفقاريات: التشريح المقارن، الوظيفة، التطور ( الطبعة الثالثة). بوسطن، ماساتشوستس: ماكجرو هيل. ص 403. ISBN   0072909560.
  5. فيرنر، ك. (2018). " بنية الجلد لدى الجرابيات حديثة الولادة مع التركيز على تبادل الغازات الجلدية" . مجلة التشريح . 233 (3): 311-327 . doi : 10.1111/joa.12843 . PMC 6081501. PMID 29947022 .