زفير

الزفير (أو الزفير ) هو تدفق النفس خارج الكائن الحي. في الحيوانات، هو حركة الهواء من الرئتين إلى خارج مجاري الهواء ، إلى البيئة الخارجية أثناء التنفس . يحدث هذا بسبب الخصائص المرنة للرئتين، وكذلك العضلات بين الضلوع الداخلية التي تخفض القفص الصدري وتقلل من حجم الصدر. عندما يسترخي الحجاب الحاجز الصدري أثناء الزفير، فإنه يتسبب في ارتفاع الأنسجة التي ضغط عليها للأعلى والضغط على الرئتين لطرد الهواء. أثناء الزفير القسري ، كما هو الحال عند إطفاء شمعة، تولد عضلات الزفير بما في ذلك عضلات البطن والعضلات بين الضلوع الداخلية ضغطًا بطنيًا وصدريًا، مما يجبر الهواء على الخروج من الرئتين.

يتكون الهواء الزفير من 4% من ثاني أكسيد الكربون ، ^[1] وهو أحد نواتج التنفس الخلوي أثناء إنتاج الطاقة، والتي يتم تخزينها على هيئة ATP . الزفير له علاقة تكميلية بالاستنشاق، واللذان يشكلان معًا الدورة التنفسية للتنفس.

عندما يفقد الشخص وزنه، يخرج الجزء الأكبر من الوزن على شكل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء .

السبب الرئيسي للزفير هو تخليص الجسم من ثاني أكسيد الكربون، وهو نفايات تبادل الغازات لدى البشر. يدخل الهواء إلى الرئتين عن طريق الاستنشاق. يسمح الانتشار في الحويصلات الهوائية بتبادل O ₂ في الشعيرات الدموية الرئوية وإزالة ثاني أكسيد الكربون _{والغازات} الأخرى من الشعيرات الدموية الرئوية ليتم زفيرها. لكي تطرد الرئتان الهواء، يسترخي الحجاب الحاجز، مما يدفع الرئتين لأعلى. ثم يتدفق الهواء عبر القصبة الهوائية ثم عبر الحنجرة والبلعوم إلى تجويف الأنف وتجويف الفم حيث يتم طرده خارج الجسم. ^[2] يستغرق الزفير وقتًا أطول من الاستنشاق ويُعتقد أنه يسهل تبادل الغازات بشكل أفضل. تساعد أجزاء من الجهاز العصبي في تنظيم التنفس لدى البشر. لا يحتوي الهواء الزفير على ثاني أكسيد الكربون فقط؛ بل يحتوي على مزيج من الغازات الأخرى. يحتوي نفس الإنسان على مركبات عضوية متطايرة (VOCs). تتكون هذه المركبات من الميثانول والإيزوبرين والأسيتون والإيثانول والكحوليات الأخرى. يحتوي الخليط الزفيري أيضًا على الكيتونات والماء والهيدروكربونات الأخرى. ^{[3] [4]}

أثناء الزفير، تحدث مساهمة الشم في النكهة على النقيض من الرائحة العادية التي تحدث أثناء مرحلة الاستنشاق. ^[5]

قياس التنفس هو مقياس لوظيفة الرئة. السعة الكلية للرئة (TLC)، والسعة الوظيفية المتبقية (FRC)، والحجم المتبقي (RV)، والسعة الحيوية (VC) كلها قيم يمكن اختبارها باستخدام هذه الطريقة. يستخدم قياس التنفس للمساعدة في الكشف عن مشاكل الجهاز التنفسي مثل مرض الانسداد الرئوي المزمن والربو، ولكن ليس تشخيصها. إنها طريقة فحص بسيطة وفعالة من حيث التكلفة. ^[6] يمكن إجراء تقييم إضافي لوظيفة الجهاز التنفسي لدى الشخص من خلال تقييم التهوية الدقيقة والسعة الحيوية القسرية (FVC) وحجم الزفير القسري (FEV1). تختلف هذه القيم عند الرجال والنساء لأن الرجال يميلون إلى أن يكونوا أكبر من النساء.

TLC هو الحد الأقصى لكمية الهواء في الرئتين بعد أقصى استنشاق. في الرجال، يبلغ متوسط ​​TLC 6000 مل، وفي النساء 4200 مل. FRC هو كمية الهواء المتبقية في الرئتين بعد الزفير الطبيعي. يترك الرجال حوالي 2400 مل في المتوسط ​​بينما تحتفظ النساء بحوالي 1800 مل. RV هو كمية الهواء المتبقية في الرئتين بعد الزفير القسري. يبلغ متوسط ​​RV عند الرجال 1200 مل والنساء 1100 مل. VC هو الحد الأقصى لكمية الهواء التي يمكن زفيرها بعد أقصى استنشاق. يميل الرجال إلى متوسط ​​4800 مل والنساء 3100 مل. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يعاني المدخنون والمصابون بالربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن من انخفاض قدرة تدفق الهواء. يُظهِر الأشخاص المصابون بالربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن انخفاضًا في الهواء الزفير بسبب التهاب مجاري الهواء. يتسبب هذا الالتهاب في تضييق مجاري الهواء مما يسمح بإخراج كمية أقل من الهواء. هناك العديد من الأشياء التي تسبب الالتهاب؛ ومن الأمثلة على ذلك دخان السجائر والتفاعلات البيئية مثل الحساسية والطقس وممارسة الرياضة. في المدخنين، يرجع عدم القدرة على الزفير بشكل كامل إلى فقدان المرونة في الرئتين. يتسبب الدخان في الرئتين في تصلبهما وتقليل مرونتهما، مما يمنع الرئتين من التوسع أو الانكماش كما تفعلان عادةً. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يمكن تحديد المساحة الميتة من خلال نوعين من العوامل التشريحية والفسيولوجية. بعض العوامل الفسيولوجية هي وجود حويصلات هوائية غير تروية ولكنها مهواة، مثل الانسداد الرئوي أو التدخين، والتهوية المفرطة للحويصلات الهوائية، والتي تحدث فيما يتعلق بالتروية، لدى الأشخاص المصابين بمرض الانسداد الرئوي المزمن، و" المساحة الميتة التحويلية "، وهو خطأ بين الرئة اليسرى واليمنى التي تنقل تركيزات ثاني أكسيد الكربون الأعلى _في الدم الوريدي إلى الجانب الشرياني. ^[7] العوامل التشريحية هي حجم مجرى الهواء والصمامات وأنابيب الجهاز التنفسي. ^[7] يمكن أن تؤثر المساحة الميتة الفسيولوجية للرئتين على مقدار المساحة الميتة أيضًا مع عوامل تشمل التدخين والأمراض. المساحة الميتة هي عامل رئيسي لعمل الرئتين بسبب الاختلافات في الضغوط، ولكنها يمكن أن تعيق الشخص أيضًا. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

أحد الأسباب التي تجعلنا قادرين على التنفس هو مرونة الرئتين . يبلغ متوسط ​​السطح الداخلي للرئتين لدى الشخص غير المصاب بالتهاب الرئة 63 مترًا مربعًا ويمكن أن يستوعب حوالي 5 لترات من حجم الهواء. ^[8] كلتا الرئتين معًا لهما نفس مقدار مساحة السطح مثل نصف ملعب تنس. يمكن أن تؤدي أمراض مثل انتفاخ الرئة والسل إلى تقليل مقدار مساحة السطح ومرونة الرئتين. عامل كبير آخر في مرونة الرئتين هو التدخين بسبب البقايا المتبقية في الرئتين من التدخين. يمكن تدريب مرونة الرئتين على التوسع بشكل أكبر. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يمكن تقسيم التحكم في الزفير من قبل الدماغ إلى تحكم إرادي وتحكم لا إرادي. أثناء الزفير الإرادي، يتم حبس الهواء في الرئتين وإطلاقه بمعدل ثابت. تشمل أمثلة الزفير الإرادي: الغناء والتحدث وممارسة الرياضة والعزف على آلة موسيقية وفرط التنفس الإرادي . يشمل التنفس اللاإرادي التنفس الأيضي والسلوكي. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

المسار العصبي للزفير الطوعي معقد وغير مفهوم تمامًا. ومع ذلك، فإن بعض الأساسيات معروفة. من المعروف أن القشرة الحركية داخل القشرة المخية للدماغ تتحكم في التنفس الطوعي لأن القشرة الحركية تتحكم في حركة العضلات الإرادية. ^[9] يشار إلى هذا باسم المسار القشري الشوكي أو مسار التنفس الصاعد. ^{[9] [10]} يبدأ مسار الإشارة الكهربائية في القشرة الحركية، ويذهب إلى النخاع الشوكي، ثم إلى عضلات الجهاز التنفسي. تتصل الخلايا العصبية الشوكية مباشرة بعضلات الجهاز التنفسي. وقد ثبت أن بدء الانقباض والاسترخاء الطوعي للعضلات الضلعية الداخلية والخارجية الداخلية يحدث في الجزء العلوي من القشرة الحركية الأولية. ^[9] خلف موقع التحكم الصدري (داخل الجزء العلوي من القشرة الحركية الأولية) يوجد مركز التحكم في الحجاب الحاجز. ^[9] تشير الدراسات إلى وجود العديد من المواقع الأخرى داخل الدماغ التي قد تكون مرتبطة بالزفير الطوعي. قد يشارك الجزء السفلي من القشرة الحركية الأولية ، على وجه التحديد، في الزفير المتحكم فيه. ^[9] كما لوحظ نشاط داخل المنطقة الحركية التكميلية والقشرة الحركية الأولية أثناء التنفس الطوعي. ويرجع هذا على الأرجح إلى التركيز والإعداد الذهني للحركة العضلية الطوعية. ^[9]

الزفير الطوعي ضروري للعديد من أنواع الأنشطة. التنفس الصوتي (توليد الكلام) هو نوع من الزفير المتحكم فيه والذي يستخدم كل يوم. يعتمد توليد الكلام بشكل كامل على الزفير، ويمكن ملاحظة ذلك من خلال محاولة التحدث أثناء الاستنشاق. ^[11] باستخدام تدفق الهواء من الرئتين، يمكن للمرء التحكم في المدة والسعة والنغمة. ^[12] أثناء طرد الهواء، يتدفق عبر الحنجرة مما يسبب الاهتزازات التي تنتج الصوت. اعتمادًا على حركة الحنجرة، تتغير درجة الصوت وتغير شدة الهواء عبر الحنجرة حجم الصوت الذي ينتجه الحنجرة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتم التحكم في التنفس اللاإرادي من خلال مراكز التنفس داخل النخاع المستطيل والجسر. يمكن تقسيم مركز التنفس النخاعي إلى أجزاء أمامية وخلفية. يطلق عليهما اسم مجموعات التنفس البطنية والظهرية على التوالي. تتكون مجموعة التنفس الجسرية من جزأين: مركز الانزياح الهوائي ومركز الانقطاع التنفسي . ^[10] تقع هذه المراكز الأربعة في جذع الدماغ وتعمل معًا للتحكم في التنفس اللاإرادي. في حالتنا، تتحكم مجموعة التنفس البطنية (VRG) في الزفير اللاإرادي. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

المسار العصبي للتنفس اللاإرادي يسمى المسار البصلي الشوكي. ويشار إليه أيضًا باسم المسار التنفسي الهابط. ^[10] "ينحدر المسار على طول العمود الفقري البطني الجانبي. يقع المسار الهابط للشهيق اللاإرادي جانبيًا، ويقع المسار الخاص بالزفير اللاإرادي بطنيًا." ^[13] يتم التحكم في الشهيق اللاإرادي من قبل مركز التنفس الجسري وكلا مركزي التنفس النخاعي. في حالتنا، يتحكم VRG في الزفير اللاإرادي. يتم إرسال الإشارات من VRG على طول الحبل الشوكي إلى العديد من الأعصاب. تشمل هذه الأعصاب الأعصاب بين الضلوع والحجابية والبطنية. ^[10] تؤدي هذه الأعصاب إلى العضلات المحددة التي تتحكم فيها. يسمح المسار البصلي الشوكي النازل من VRG لمراكز التنفس بالتحكم في استرخاء العضلات، مما يؤدي إلى الزفير. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يعتبر التثاؤب حركة غازية غير تنفسية. حركة الغاز غير التنفسية هي عملية أخرى تحرك الهواء داخل وخارج الرئتين ولا تشمل التنفس. التثاؤب هو رد فعل يميل إلى تعطيل إيقاع التنفس الطبيعي ويُعتقد أنه معدي أيضًا. ^[14] السبب وراء التثاؤب غير معروف. الاعتقاد الشائع هو أن التثاؤب هو وسيلة لتنظيم مستويات الجسم من O ₂ و CO _2، لكن الدراسات التي أجريت في بيئة خاضعة للرقابة بمستويات مختلفة من O ₂ و CO ₂ دحضت هذه الفرضية. على الرغم من عدم وجود تفسير ملموس لسبب التثاؤب، يعتقد البعض الآخر أن الناس يزفرون كآلية تبريد لأدمغتنا. وقد دعمت الدراسات على الحيوانات هذه الفكرة ومن الممكن أن يرتبط البشر بها أيضًا. ^[15] ما هو معروف هو أن التثاؤب يعمل على تهوية جميع الحويصلات الهوائية في الرئتين. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تنظم عدة مجموعات مستقبلات في الجسم التنفس الأيضي. ترسل هذه المستقبلات إشارات إلى مركز الجهاز التنفسي لبدء عملية الاستنشاق أو الزفير. توجد مستقبلات كيميائية محيطية في الشريان الأورطي والشرايين السباتية. تستجيب لمستويات الدم المتغيرة من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون و H ⁺ عن طريق إرسال إشارات إلى الجسر والنخاع. ^[10] يمكن لمستقبلات التهيج والتمدد في الرئتين أن تسبب الزفير بشكل مباشر. كلاهما يستشعر الجسيمات الغريبة ويعزز السعال التلقائي. تُعرف أيضًا باسم المستقبلات الميكانيكية لأنها تتعرف على التغيرات الفيزيائية وليس التغيرات الكيميائية. ^{[10] تتعرف} المستقبلات الكيميائية المركزية في النخاع أيضًا على الاختلافات الكيميائية في H ⁺ . على وجه التحديد، تراقب تغير درجة الحموضة داخل السائل الخلالي النخاعي والسائل الشوكي الدماغي. ^[10]

ينادي اليوغيون مثل بي كي إس أيينجار بالاستنشاق والزفير من خلال الأنف في ممارسة اليوجا ، بدلاً من الاستنشاق من خلال الأنف والزفير من خلال الفم . ^{[16] [17] [18]} يخبرون طلابهم أن "الأنف للتنفس، والفم للأكل". ^{[17] [19] [20] [16]}

• استنشاق
• التنفس الأنفي الإجباري
• التنفس عن طريق الفم

• نيستور، جيمس (2020). التنفس: العلم الجديد للفن المفقود . كتب ريفرهيد. رقم ISBN 978-0735213616.

• الزفير في عناوين الموضوعات الطبية بالمكتبة الوطنية الأمريكية للطب (MeSH)
• Nosek, Thomas M. "Section 4/4ch2/s4ch2_14". أساسيات علم وظائف الأعضاء البشرية . مؤرشف من الأصل في 2016-03-24.