كيف يحدث التنفس الرغامي؟ الهياكل والأهمية

هل تعلم أنه في بعض الأنواع يتم امتصاص الأكسجين مباشرة في الأنسجة؟

أعلم أن الأمر يبدو مجنونًا بعض الشيء ، لأن معظمهم على الأرجح لديهم هذا النمط في رؤوسهم حيث يدخل الأكسجين عبر الأنف ، ويصل إلى الرئتين حيث يحدث تبادل الغازات مع الدم في الحويصلات الهوائية ، ومع ذلك ، في بعض الأنواع ، كما هو الحال مع الحشرات ، فإن العملية مختلفة تمامًا ، لأنها لا تتضمن عمل الدورة الدموية ، وتسمى التنفس الرغامي.

الأنواع التي تطور هذا النوع من التنفس مجهزة بالقصبة الهوائية، التي تتغلغل في الجسم ، مما يؤدي إلى ظهور نظام من الأنابيب ذات الجدران المقواة بحلقات مكونة من الكيتين. القصبة الهوائية هي تلك التي تسمح بمرور الهواء إلى نظام الأنواع.

العناكب والمفصليات هي بعض الأمثلة على الحيوانات التي تطور التنفس من نوع القصبة الهوائية.

تعريف تنفس القصبة الهوائية

وهو نوع من التنفس ، يمكن تعريفه بأنه مباشر ، حيث يتم تزويد الخلايا بالهواء ، دون الحاجة إلى الدم كسوائل نقل ، كما هو الحال مع التنفس عند البشر.

يقوم الجهاز التنفسي للحشرات بإجراء أكسجين مباشرة إلى الخلايا ، حيث تتم إزالة المخلفات (ثاني أكسيد الكربون) لنقلها إلى الخارج. وهو يتألف من وصلة من أنواع الأنابيب المسؤولة عن إدخال غازات الجهاز التنفسي في الجسم وإجراء تبادل الغازات على مستوى الخلايا. يدخل الهواء من خلال سلسلة من الفتحات الخارجية تسمى الفتحات التنفسية التي تؤدي إلى شبكة من الأنابيب تسمى القصبة الهوائية. تتفرع هذه القصبة الهوائية بشكل متكرر إلى القصبة الهوائية.

كيف يحدث التنفس الرغامي؟

نظرًا لكونه نموذجيًا في الحشرات والمفصليات الأرضية الأخرى ، فإن هذا النوع من التنفس يحدث بفضل حقيقة أن هذه الكائنات الحية لديها سلسلة من الأنابيب ، تسمى القصبة الهوائية ، والتي تنفتح إلى الخارج من خلال ثقوب تسمى الندبات. هذه هي أهم الهياكل في العملية.

القصبة الهوائية ، على غرار نظام الأنابيب ، تتفرع إلى جميع أجزاء الجسم يؤسس وصلات مهمة تسمح بتبادل الغازات: الأكسجين (O2) وثاني أكسيد الكربون (CO2)، يتم إجراؤها مباشرة على جميع الخلايا. يتم ضخ الهواء من خلال الوصمات الأمامية ، والتي تؤدي إلى تضخم بطن النوع ، وبمجرد إغلاق الوصمات ، يلاحظ كيف ينقبض البطن ويخرج ثاني أكسيد الكربون المنطلق من خلال الوصمات الخلفية.

تبادل الغازات في التنفس الرغامي ، يتم إجراؤه باتباع آلية عملية فيزيائية تسمى الانتشار ، حيث يعزز ناتج تدرج تركيز تيار الهواء المدخل ، والتركيز الذي يوجد فيه العنصر في الخلايا ، من إطلاق غاز غير مرغوب فيه للجسم (CO2) ، وامتصاص الأكسجين الحيوي. نظرًا لأن لدينا تركيزًا أعلى عند مدخل الهواء ، فإن هذا الغاز يمر من القصبة الهوائية إلى الخلايا عبر مسام أغشية الخلايا ، حتى تتساوى التركيزات على كلا الجانبين ، وعند نقطة التوازن تتوقف العملية.

يحدث الشيء نفسه مع ثاني أكسيد الكربون ، وإن كان بطريقة عكسية ، لأن الخلايا هي التي تولده كمنتج ثانوي في تفاعلاتها للحصول على الطاقة. وبالتالي ، يكون تركيز هذا الغاز داخل الخلايا أعلى بكثير منه في الهواء ، لذلك يمر باتجاه القصبة الهوائية لمعادلة تركيزه.

الهياكل المعنية

يتم نقل الهواء المأخوذ من البيئة بنجاح في الكائنات الحية التي تقوم بالتنفس الرغامي ، وذلك بفضل العمل المشترك لسلسلة من الهياكل ، ومن بينها:

• القصبة الهوائية: وهي عبارة عن غزوات في الغلاف ، والتي تظهر غطاء ، أو بشرة ، يتم استبدالها أثناء تغيير الجلد. حجم هذا الهيكل أقل من 0.8 ملم. تتفرع القصبة الهوائية داخل الحيوان وتصبح أرق ، بحيث يتم إدخالها من خلال جميع الأنسجة. وبهذه الطريقة يصلون إلى محيط كل خلايا الحشرة ، بطريقة مشابهة لما تفعله الشعيرات الدموية في جسم الإنسان.
• الوصمات أو الفتحات التنفسية: الفتحة التي نحصل عليها بين القصبة الهوائية على سطح الجسم تسمى فتحة النفث أو وصمة العار ، وتقع هذه في مناطق تسمى: mesothorax ، metathorax والبطن. عادة ما يتم تنظيم انسداد Spiracle بواسطة صمامات تعمل بالعضلات. من الخصائص المهمة للمسام التنفسية ، أو المسام التنفسية ، أنها عادة ما تكون محمية في معظم الحشرات بشعيرات دقيقة ، وظيفتها مماثلة لوظيفة المرشح الذي يمنع دخول جزيئات الغبار والكائنات الحية الدقيقة.
• القصبة الهوائية: إنها تشعبات تخترق حتى خلايا العضلات ، ومن المهم ملاحظة أن جدارها رقيق جدًا ، مما لا يسمح بالتبادل الحر للغازات والماء. يتم تغطية القصبة الهوائية إلى حد ما بسائل يعرف باسم الدملمف ، وهو نفس السائل الذي يغمر الأنسجة.

أهمية التنفس

يمكن تعريف التنفس على أنه أهم عمل لتطوير الوظائف الحيوية ، وهذا مدعوم بالحقيقة التي لا يمكن إنكارها وهي أن جميع العمليات مرتبطة بتفاعلات الأكسدة والاختزال ، حتى داخل الكائنات الحية ، ويتطلب تطوير التفاعلات الأكسجين. يتم تنفيذ إجراءات انقسام الخلايا وتجديدها بفضل وجود هذا العنصر. كما تم التعرف على أهميته في عمليات التمثيل الغذائي ، وفي إطلاق السموم.

إمدادها مهم للغاية بحيث لا يمكن للأنواع أن تعيش في غيابها.