מערכת הנשימה היא מערכת בגוף האדם המאפשרת את חמצון הדם הדרוש לצורך הפקת אנרגיה ואת פליטת הפחמן הדו-חמצני שהוא תוצר לוואי לתהליך זה. מערכת הנשימה מורכבת מדרכי האוויר העליונות, ודרכי האוויר התחתונות. דרכי האוויר העליונות כוללות את האף, הפה, ותחילת קנה הנשימה. דרכי האוויר התחתונות כוללות את קנה הנשימה, את הסימפונות ואת הריאות

מבנה ותפקוד

האף – תפקידו סינון וחימום האוויר. האף בנוי תעלות המגדילות את שטח הפנים של דרכי האוויר (מערות האף) וכך הוא מתחמם וסופח לחות. במערות האף שכבת שערות מיקרוסקופיות ורירית הקולטות חלקיקי אבק ומזהמים אחרים. (שטח הפנים של מעבר האוויר בפה קטן באופן משמעותי מזה של האף והוא אינו מכוסה שיער, ולכן ניקויו וחימומו של האוויר בו מועט

קנה הנשימה – בפתח הקנה נמצא מכסה הגרון. תפקידו לנתב את האוויר לקנה ואת המזון אל הושט. האפיגלוטיס הוא פיסת סחוס הסוגרת את הושט בדרך כלל, וכאשר מתבצע תהליך הבליעה הוא עובר וסותם את הקנה. קנה הנשימה עצמו מורכב

מטבעות סחוס לא שלמות (בצורת פרסה) וביניהן רקמת חיבור. צורה זו מאפשרת לוושט להתרחב כראוי בעת הבליעה

מיתרי הקול נמצאים בקנה, מעל נקודת ה"קָרינה" שנמצאת קצת מעל פיצול הקנה, והם מתכווצים ונפתחים בעת הדיבור

הקנה מתפצל לשני סימפונות - אחד לכל ריאה

הריאות – כל אחד מהסימפונות מתפצל לעוד סימפוניות, קטנות יותר ויותר, עד שלבסוף הן מגיעות לנאדיות הריאה

נאדיות הריאה הם שקיקים קטנים בעלי קרום שבצידו האחד נוזל הנאדית ובצידו השני נימים. בנאדית הריאה מתרחש חילוף הגזים - מולקולות החמצן והפחמן הדו-חמצני מומסות בנוזל הנאדית ועוברות, על פי חוקי הפעפוע, בין הנימים

לבין הנאדיות.

ריכוז החמצן באוויר - 21%. ריכוז חמצן בנשיפה - 16%. ריכוז הפחמן הדו-חמצני באוויר - 0.038%. ריכוז הפחמן הדו-חמצני בנשיפה - 4%. גזים אחרים באוויר - 0.76%. גזים אחרים בנשיפה - 6%. לעומתם - ריכוז חנקן באוויר - 78%, בשאיפה ובנשיפה.

עצם קיום הנאדיות מגדיל את שטח הפנים של הריאה, וכך מתבצע חילוף גזים יעיל יותר

- הריאות עטופות בין שני קרומים

קרומי הפלואורה (אדר, בעברית) שביניהן נוזל השרוי בלחץ נמוך יחסית ללחץ האוויר כך שהקרומים נשמרים צמודים זה לזה

קרום הפלואורה הראשון מחובר לריאה, והשני מחובר לדפנות חלל החזה (כלוב הצלעות והסרעפת). בעת שאיפה מתרחב חלל החזה ויחד איתו קרום הפלואורה המחובר אליו, שני הקרומים נשארים צמודים וכך הקרום המחובר לריאות גורם להרחבתן

ליצירת תת-לחץ בתוכן ולכן לכניסת אוויר לריאות

קבוצות של נאדיות מתחלקות לקבוצות, שנקראות אונות. כל אונה מתפקדת בצורה עצמאית, וכל פגיעה באונה אחת לא תשתק את כל הריאה. בריאה הימנית שלוש אונות, ובשמאלית שתיים, כיוון שחוד הלב ממוקם שם

תהליכי השאיפה והנשיפה

תהליך הנשימה מתבצע על ידי משוב שלילי. במערכת הדם נמצאים חיישנים {קולטנים} המזהים כמויות של פחמן דו-חמצני בדם

חיישנים אלו שולחים את המידע אל המוח המוארך שהוא מרכז בקרת הנשימה בגוף. כאשר יש ריכוז גבוה יחסית של CO₂ בדם, המוח שולח הוראה לסרעפת ולשרירים הבין צלעיים להתכווץ. הסרעפת נעשית שטוחה ומרחיבה את שטח בית החזה. גם השרירים הבין צלעיים מתכווצים וגורמים לעליה של הצלעות. זהו מצב שאיפה. השרירים הבין צלעיים והסרעפת מושכים בתנועתם את קרום הפלואורה הראשון. קרום הפלואורה השני נמשך אחריו, ומושך איתו את הריאות. הריאות גדלות, ונפח בית החזה גדל. כאשר נפח בית החזה גדל הלחץ בתוכו קטן, ואוויר נכנס פנימה. זהו תהליך השאיפה. כאשר האוויר עובר את מערכת הנשימה העליונה והתחתונה, ומגיע לחיבור הסימפונות עם הנאדיות מתאפשרת התמוססות של חלק מהמולקולות שיש באוויר בנוזל הנאדית (חנקן, למשל, לא מומס) ומתבצע חילוף החומרים בין הנאדית לנימים - כלומר העשרת הדם בחמצן ( O₂) תהליך הנשיפה הפוך בדיוק לתהליך השאיפה ותפקידו - הוצאה של פחמן דו-חמצני החוצה מהגוף. תהליך הנשיפה מתבצע בעקבות רצפטורי לחץ (קולטני לחץ) הנמצאים בדפנות הריאה. רצפטורים אלו שולחים מסר עיצבי למרכז הבקרה הנשימתי, שיש להפסיק את כיווץ השרירים הבין צלעיים ואת הסרעפת. עקב כך הסרעפת חוזרת למצבה הקודם (הקעור) ובכך הריאות מתרוקנות מאויר. לתהליך הנשיפה ישנם שרירים ייעודיים אך בדרך כלל הם לא פעילים והתהליך הוא פאסיבי ומתרחש על ידי הרפיה של שרירי השאיפה והודות לאלסטיות של רקמות הריאה. בעת מאמץ נכנסים לפעולה שרירים אלו

מבני מערכת הנשימה

סימפונות, צינורות הריאה הראשיים, הסתעפויות קנה הנשימה. כאשר קנה הנשימה מגיע לריאה הוא מתפצל לשני ענפים הנקראים סימפונות. ענפים אלה מתפצלים גם הם לנימים קטנטנים הנקראים סימפונונים ואלה מסתיימים בנאדיות

קנה הנשימה, חלק ממערכת הנשימה, ממוקם בין הגרון לסימפונות ומוצב בקדמת הוושט. קנה הנשימה מורכב ממספר רב של חצאי טבעות. טבעות אלו ממוקמות אחת מעל השנייה ומחוברות בעזרת רקמה סיבית ושרירית. אורכו של קנה הנשימה אצל בני האדם כ-10 ס"מ וקוטרו כ2.5 ס"מ.

קנה הנשימה רגיש במיוחד לזיהומים

על רקמת שתי ריאותיו של האדם יש שכבה של כ-300 מיליון נאדיות. נאדיות אלה הן מרכיב קריטי בתהליך הנשימה: החלפת פחמן דו-חמצני בחמצן בעזרת נימי הדם המקיפים את הנאדיות

מערכת הנשימה מורכבת משלושה חלקים מרכזיים

- מערכת הולכת האוויר: מכילה את צינור הנשימה (הטרכיאה), הברונכים (בעלי בלוטות הפרשה ומכילים סחוס) והברונכיאלות

- מערכת ביניים (transitional portion): מכילה את הברנכיאולות הרספירטוריות- אותן ברונכיאולות המכילות אלוואולים (נאדיות ריאה

- מערכת הנשימה (respiratory): בה מתבצע תהליך חילוף החומרים: ב- alveolar ducts & sacs

מחזור החמצן בגוף

קסקדת החמצן היא חלק מתהליך הנשימה, זהו מעבר החמצן מהאטמוספירה אל המיטוכונדריון.

חמצן מגיע מהאוויר הנשאף מבחוץ. לצורך ביצוע תהליך הנשימה התאי (הפקת אנרגיה מגלוקוז) על החמצן להיות מומס במים, ולשם כך יש צורך במערכת אשר תוביל את החמצן מהאוויר אל הגוף, תמיס את החמצן ותביא אותו אל המיטוכונדריות לצורך תהליך

הנשימה התאית.

הלחץ האטמוספירי בגובה פני הים הוא 760 מ"מ כספית, באוויר יבש יש כ- 21% חמצן ומכאן שהלחץ היחסי של החמצן הינו 160 מ"מ כספית באוויר אשר נשאף לגוף האדם (760*21%).

בקנה הנשימה (טרכאה) האוויר היבש מתערבב עם אדי המים. הלחץ החלקי של המים הינו 47 מ"מ כספית , ולכן סך הלחץ בקנה הנשימה הינו 713 מ"מ כספית (760-47), ומכאן שהלחץ החלקי של החמצן הינו 150 מ"מ כספית (21%*713).

בנאדיות הריאה, האוויר הלח שהגיע מקנה הנשימה מתערבב עם פחמן דו-חמצני. הלחץ החלקי שלו הוא 40 מ"מ כספית, כאשר היחס שבין ניצול החמצן לייצור הפחמן הדו-חמצני הינו 0.8 (על כל 1 יחידת חמצן מנוצלת, נוצרת 0.8 יחידת פחמן דו-חמצני- יחס

החילוף הנשימתי) ומכאן, שהלחץ החלקי של החמצן בנאדיות הריאה הינו 100 מ"מ כספית. ‏‏ arteriosity הלחץ החלקי של החמצן בארטריולות (עורקיות) הינו מעט נמוך יותר- 90 מ"מ כספית. למעשה, הלחץ החלקי של החמצן בנאדיות, שהינו 100 מ"מ כספית, אינו שווה ללחץ החלקי של החמצן בדם- הפרש זה קרוי Aa difference: מפל הלחצים בין הנאדיות לבין הדם.

הפרש זה נובע, אצל אנשים בריאים, כתוצאה מכך שיש דלף מימין לשמאל (זרימה דרך האנסטמוזות שבין הסימפונות לריאות ודליפה של דם ורידי תוך לבבי דרך thebesian veins). דלף זה גורם לירידה בלחץ החמצן בדם לעומת לחצו בנאדיות (דם זורם

בוורידים סיסטמיים אל עורקים סיסטמיים בלא שיורווה לגמרי בחמצן בריאות ולכן לחץ החמצן וריכוזו בעורקים הסיסטמיים יורד). הפרש זה יכול לעלות גם כתוצאה ממצבים פתולוגיים, כגון דלקת ריאות קשה אשר פוגעת ברקמה, בצקת ריאות או מחלות ריאה

שונות (כגון פיברוזיס, מחלת קרינה וסרטן ריאות). עליה בהפרש זה גורמת להיפוקסמיה:

מחסור בחמצן.

לחץ החמצן בדם ורידי הינו 40 מ"מ כספית.

באינטרסטיציום של הרקמות השונות הלחץ החלקי של החמצן הינו 20 מ"מ כספית, ובתוך התאים עצמם 10 מ"מ כספית.

המיטוכונדריה מסוגלת לבצע מטבוליזם חמצוני בלחץ חמצן שערכו נמוך עד כדי 1-2 מ"מ כספית.

מאגר החמצן בגוף האדם

בגוף האדם, לחץ החמצן- PO2 ברקמות נמוך, והחמצן אינו נמס טוב במים. לכן, רק חמצן מועט יכול להיאגר בתמיסה לשעת חירום.

במקרה של פגיעה במערכת הנשימה, ישנם מספר אתרים בגוף בהם יש מאגר של חמצן, (פחות מ- 2 ליטר חמצן) המספיק למספר דקות מועט על מנת להחזיק את האדם בחיים:

במערכת הדם, בה זורמים בממוצע כ- 5 ליטרים של דם, קיים המוגלובין הקושר את החמצן. רמת ההמוגלובין התקינה הינה 15 מ"ג ל- 100 מ"ל, וגרם אחד של המוגלובין יכול לקשור 14 מ"ל חמצן: כלומר, סה"כ 1 ליטר של חמצן נמצא בדם.

בנוזל הפלזמה מומסים בסה"כ עוד 7.5 מ"ל חמצן.

בריאות- חלק מהחמצן נאגר בנאדיות הריאה FRC של 2.4 ליטרים, כאשר לחץ החמצן העורקי הינו 100 מ"מ כספית, יש כ- 500 מ"ל חמצן נוספים

במיוגלובין- שרירי השלד והלב מכילים מיוגלובין- חלבון האוגר חמצן. ואולם, ריכוז המיוגלובין בשריר החדר שבלב הינו נמוך- 4 מ"ג לגרם, וכמות זו מספיקה לצריכת חמצן בסיסית בלב למשך 3-4 שניות. ריכוז

המיוגלובין בשריר השלד עוד נמוך מריכוזו בלב

מהי היפוקסיה וכיצד ניתן לטפל בה?

• כותב/ת: גיא בן דוד

• 19/10/2020

מהי היפוקסיה? מהם הגורמים לתופעת ההיפוקסיה? כיצד מאבחנים את הבעיה ומהן שיטות הטיפול המומלצות

בשיעורי ביולוגיה בבית ספר לבטח למדתם כי התאים החיים בגוף האדם זקוקים לחמצן כדי לתפקד באופן יעיל ותקין. אם יש תהליך ירידה של אספקת החמצן במיטוכונדריון – התופעה נקראת היפוקסי כלומר, היפוקסיה הוא מצב שבו קיים חוסר חמצן באיבר פנימי בתא, האיבר הפנימי נקרא מיטוכונדריון ועקב הירידה באספקת החמצן יש ירידה בייצור האנרגיה

כדאי לדעת כי קיימים שני סוגים של מצבי היפוקסיה

היפוקסיה כללית המשקפת מצב שבו יש חסימה של אספקת חמצן לכל המערכות ואיברי הגוף

היפוקסיה רקמתית המתארת מצב שבו יש חסימה של אספקת חמצן לאזור מסוים בגוף

מהם הגורמים העיקריים שיכולים לגרום להיפוקסיה

כאמור, היפוקסיה הוא מצב פתולוגי של חוסר באספקת חמצן בתאי הגוף, כלומר ברקמות. בעולם הרפואה היפוקסיה מוגדרת כמצב של ירידה בלחץ הדם העורקי מתחת לרמה הנורמלית בהתאם לגיל. התופעה עשויה לגרום לכיחלון בעיקר במצבים שיש בדם לפחות 5% של המוגלובין שאינו מחומצן.

ישנם מספר גורמים העלולים להוביל להיפוקסי:

בעיית נגישות של אספקת חמצן, בדרך כלל במצבים כמו טביעה וחנק, ובמצב של לחץ אטמוספירי נמוך כאשר שוהים בגובה רב, למשל אצל מטפסי הרים

היפוקסיה הנגרמת עקב הרעלת פחמן דו חמצני, כאשר הגוף מתחמצן עם פחמן חמצני במקום עם פחמן דו חמצני, תופעה זו נפוצה כאשר שואפים כמות גדולה של עשן בעת שריפה

מחלות ריאה ובעיות שונות בזרימת הדם הגורמות לפגיעה בדיפוזיה או בפרפוזיה של תהליך ההתחמצנות באיברים וברקמות הגוף

היפוקסיה הנגרמת עקב מחלת גבהים כאשר תאי הדם האדומים אינם מסוגלים להעביר מספיק חמצן לתאי הגוף

נהוג לחלק היפוקסיה ל-4 קבוצות עיקריות – היפוקסיית גבהים, היסטו טוקסית, אנמית וסטגנטית

תסמינים מוכרים של היפוקסיה

התסמינים העיקריים של היפוקסיה הם

כיחלון פריפרי הבא לידי ביטוי בכיחלון של איברים בקצוות הגוף כמו אצבעות

כיחלון מרכזי המופיע באיברים כמו שפתיים ובאיברים נוספים בעת מצב של לחץ חמצן נמוך בדם העורקי

בין התסמינים המוכרים של היפוקסיה ניתן למצוא גם קוצר נשימה מאחר והמטופל זקוק להשלמת כמות החמצן בדם, בלבול ובעיות קואורדינציה, פגיעה בשיקול הדעת, השפעה קוגניטיבית ופגיעה ביכולת החשיבה ובעיבוד נתונים במוח. כמו כן, עלולים לסבול מכאבי ראש, מתחושת נימול ועקצוצים בגפיים, מאופוריה, מעילפון ומפגיעה בכושר הראייה

במצבים חריגים וקשים של היפוקסיה התסמינים של הבעיה עלולים לגרום לעילפון, לנשימת יתר ובמקרים הקשים התופעה עלולה לגורם לשיתוק, לנכות זמנית או קבועה ואפילו למוות. חוסר באספקת חמצן לרקמות הגוף ובמיוחד למוח עלול לגרום לפגיעה קשה ובלתי הפיכה

טיפול מומלץ

אדם שסובל מחוסר באספקת חמצן לרקמות הגוף וסובל מהיפוקסיה חייב לקבל במהירות חמצן. הטיפול מותאם לאחר אבחון מקצועי ואפיון התסמינים והגורמים לבעיה. אנשים הסובלים מהיפוקסיה יכולים להשתמש במכשיר CPAP ביתי (נייד או נייח). במצבים קשים של היפוקסיה חשוב להפנות את המטופל לטיפול נמרץ ולספק לו חמצן במהירות האפשרית באמצעות מכונת הנשמה או באמצעי אחר.

הטיפול בחמצן ביתי נחשב למומלץ על ידי הרופאים, יש אפשרות לקבל השתתפות על ידי קופת חולים

העין וראיה