6.4 انتقال گازها

سر

مفاهیم

  • تهویه­‎‌ی هوا، شیب غلظت اکسیژن و دی اکسیدکربن را بین هوای داخل کیسه­‌های هوایی و مویرگ­‌های اطراف آن تنظیم ­می­‌کند.
  • پنوموسیت­‌های[1] نوع یک، سلول­‌های بسیار باریکی در کیسه­‌ی هوایی هستند که برای انتقال گازها سازگار شده­‌اند.
  • پنوموسیت­‌های نوع دو سلول­‌هایی در کیسه هوایی هستند که محلولی از سورفاکتانت­‌ها را ترشح کرده و سطح مرطوبی در کیسه­‌های هوایی به وجود می­‌آورندکه با کاهش میزان کشش سطحی از چسبیدن دیواره­‌های کیسه­‌هوایی به هم جلوگیری می‌­کند.
  • هوا از راه نای و نایژه­‌ها وارد شش­‌ها شده سپس به کیسه­‌های هوایی در نایژک­‌ها منتقل می­‌شود.
  • انقباض ماهیچه­‌ها سبب تغییر فشار در قفسه­‌ی سینه شده و هوا را به شش­‌ها وارد یا از آن­ها خارج می­‌کند.
  • ماهیچه­‌های متفاوتی در دم و بازدم نقش دارند، زیرا ماهیچه­‌ها تنها در حالت انقباض عملکرد دارند.

کاربرد علم

  • ماهیچه­‌های بین دنده‌­ای داخلی و خارجی، دیافراگم و ماهیچه­‌های شکمی به عنوان مثال­‌هایی از فعالیت ماهیچه­‌های مخالف.
  • علل و پیامدهای سرطان ریه
  • علل و پیامدهای آمفیزم[2]

مهارت آموزی

  • پایش تهویه­‌ی هوا در انسان­‌ها در حال استراحت و پس از فعالیت ورزشی آرام و شدید(کار عملی شماره­‌ی6)

ماهیت علم

  • شواهدی را برای نظریه‌ها بدست آورید: مطالعات اپیدمیولوژیک به درک ما از دلایل سرطان ریه کمک کرده است.

 تهویه­‌ی هوا

تهویه­‌ی هوا شیب غلظت اکسیژن و  دی اکسیدکربن را بین هوای داخل کیسه­‌های هوایی و مویرگ­‌های اطراف آن تنظیم ­می­‌کند.پنو

همه­‌ی موجودات زنده یک نوع گاز را از محیط اطراف خود جذب کرده و یک نوع گاز دیگر را به محیط آزاد می­‌کنند. به این فرآیند تبادل گاز گفته می­‌شود. برگ­‌ها گاز دی اکسید کربن را برای انجام فتوسنتز جذب کرده و اکسیژن حاصل از این فرآیند را آزاد می­‌کنند. انسان گاز اکسیژن را برای انجام تنفس سلولی جذب کرده و دی ­اکسید­ کربن حاصل از این فرآیند را آزاد می­‌کند. موجودات خاکزی با هوا تبادل گازی انجام می­‌دهند. در انسان­ تبادل گازی درون کیسه­‌هایی کوچک به نام کیسه­‌ها­ی هوایی[3] درون شش­‌ها انجام می­‌گیرد.

تبادل گاز بین هوای داخل کیسه­‌های هوایی و خون جاری در رگ­‌های اطراف آن با عمل انتشار انجام می­‌شود. گاز­ها فقط به دلیل وجود شیب غلظتی منتشر می­‌شوند: غلظت اکسیژن­ در هوای درون کیسه­­‌های هوایی نسبت به خون درون مویرگ­‌ها بیشتر و غلظت دی ا­کسید­ کربن­‌ در هوای درون کیسه­‌های هوایی نسبت به خون درون مویرگ­‌ها کمتر است. برای حفظ این شیب غلظتی، هوای تازه باید به درون کیسه‌های هوایی پمپ شود و هوای کهنه از آن خارج شود. به این فرآیند تهویه­‌ی هوا[4] می­‌گویند.

 

طرح سوال مبتنی بر داده: شیب غلظتی

شکل شماره2، ترکیب معمول هوای­ اتمسفری، هوای درون کیسه­‎‌ه‎ای هوایی و گاز­های محلول در هوای بازگشتی درون سیاهرگ­‌ها به سمت شش­‌ها را نشان می­‌دهد.

1- چرا غلطت اکسیژن در کیسه­‌های هوایی کمتر از  غلطت اکسیژن در هوای دم است؟ توضیح دهید.هو

الف) تفاوت غلظت اکسیژن بین هوای درون کیسه­‌های هوایی و خون انتقالی به آن را محاسبه کنید.

ب) چه فرآیندی سبب این تغییر غلظت می­شود؟

ج)  (i) تفاوت غلظت دی‌­اکسید­کربن در هوای دم و بازدم را محاسبه کنید.

(ii) تغییر حاصل را توضیح دهید.

علی­رغم غلظت بالای نیتروژن در هوای درون کیسه­‌های هوایی، مقادیر ناچیزی از آن به خون منتشر می­‌شود. دلیل آن چیست؟

آزمایش‌­های تهویه­‌ی هوا

پایش تهویه­‌ی هوا در انسان­‌ها در حال استراحت و پس از فعالیت ورزشی آرام و شدید(کار عملی شماره­‌ی6)

در تحقیق درباره­ی اثر ورزش بر تهویه­ی هوا، نوع و شدت ورزش، متغیر مستقل، و پارامتر محاسبه­‎‌ شده برای تهویه­ی هوا، متغیر وابسته است.

  • انتخاب سطوح فعالیت از غیرفعال تا فعال مانند دراز کشیدن، نشستن و ایستادن، راه رفتن، دویدن و با سرعت دویدن، رویکردی ساده برای انتخاب متغیر مستقل است. رویکرد محاسباتی­‌تر انجام همان فعالیت در سرعت‌­های متفاوت است. مثلاً دویدن روی تردمیل با چند سرعت متفاوت. در این صورت هنگام ورزش، پارامتر­های تهویه‌­ی هوا با سرعت انجام کار در واحد ژول بر دقیقه همبستگی دارد.

تهویه هوا درون شش­‌ها از طریق ورود مقداری هوای تازه به شش­‌ها و خروج مقداری هوای کهنه از آن‌­ها انجام می‌­گیرد. حجم هوای ورودی و خروجی شش‌­ها، حجم جاری[5] است. تعداد دفعات ورود و خروج هوا در دقیقه، سرعت تهویه[6] است. هردو مورد به عنوان متغیر وابسته در تحقیق درباره‌­ی اثر ورزش بر سرعت تهویه، در نظر گرفته می‌­شود. بهتر است اندازه­‌گیری بعد از انجام یک فعالیت طولانی مدت که به سرعت ثابت می­‌رسند، اندازه‌­گیری شوند. نمونه روش­‌های زیر شامل تکنیک­‌های ساده تا پیچیده­‌تری است که می‌­توان برای تحقیق استفاده کرد.

1- سرعت تهویه

  • با یک آزمایش ساده می­توان به طور مستقیم سرعت تهویه را محاسبه کرد. تعداد دفعات دم و بازدم را در یک دقیقه بشمارید. بهتر است سرعت طبیعی در تنفس حفظ شود، یعنی تنفس دائم و تاحد امکان آهسته.
  • همچنین سرعت تهویه را می­توان با ثبت اطلاعات[7] محاسبه کرد. یک کمربند دور سینه بسته و هوا با یک بادکنک درون آن پمپ می‌شود. یک سنسور تشخیص فشار نیز برای سنجش تغییرات فشار درون کمربند حین گسترش قفسه­‌ی سینه استفاده می­‌شود. این­گونه سرعت تهویه قابل اندازه­‌گیری­ است و ممکن است اندازه­‌ی تقریبی تهویه نیز ثبت شود.

2- حجم جاری

  • در شکل شماره 3 دستگاه به شکل ساده نشان داده شده است. هوای بازدم معمولی از راه لوله­‌ی انتقال وارد دستگاه شده و حجم آن محاسبه می­‌شود. این دستگاه برای دم و بازدم های مکرر ایمن نیست، زیرا ممکن است غلظت دی­‌اکسید­کربن در آن خیلی بالا برود.
  • دم­‎‌سنج­­‌های[8] ویژه‌­ای برای استفاده به همراه دستگاه­‌های ثبت اطلاعات در دسترس هستند. دم­‌سنج، سرعت جریان هوا به داخل و خارج از شش­‌ها را اندازه می­‌گیرند و به کمک این مقادیر حجم­ شش­ قابل نتیجه­‌گیری است. برای اطمینان از ­دقیق بودن طراحی آزمایش، همه­‌ی متغیر­های وابسته و مستقل، باید ثابت بمانند. بهتر است پارامتر­های تهویه در تمام سطوح ورزش برای هر فرد شرکت‌کننده در آزمایش چند مرتبه اندازه­‌گیری شود و تا حد امکان تعداد زیادی از افراد مورد آزمایش قرار بگیرند.مد

پنوموسیت­‌های نوع یک

پنوموسیت­‌های نوع یک، سلول‌های بسیار باریکی در کیسه­‌ی هوایی هستند که برای انتقال گازها سازگار شده­‌اند.

شش­‌ها تعداد زیادی کیسه­‌ی هوایی با مساحت سطح بالا جهت انتشار دارند. دیواره­‌ی هر کیسه­‌ی هوایی از یک لایه‌ی سلولی به نام ­اپی­‌تلیوم تشکیل شده است. بیشتر سلول­‌های اپی­‌تلیوم، پنوموسیت­‌های نوع یک هستند. آن­ها سلول­‌هایی مسطحی هستند که قطر سیتوپلاسم آن­‌ها 15/0 میکرومتر است.نا

دیواره­‌ی مویرگ­‌های اطراف کیسه­‌ها نیز از یک لایه سلولی خیلی نازک تشکیل شده است. بنابراین بین هوای داخل کیسه­‌های هوایی و خون مویرگ­‌های کیسه­، کمتر از 5/0 میکرومتر فاصله وجود دارد؛ پس مسیر انتشار اکسیژن و دی­اکسید­کربن خیلی کوچک است و این نوعی سازگاری برای افزایش سرعت تبادل گازها محسوب می‌شود.

پنوموسیت­‌های نوع دو

پنوموسیت­‌های نوع دو سلول­‌هایی در کیسه هوایی هستند که محلولی از سورفاکتانت­‌ها را ترشح می­‌کنند کرده که و سطح مرطوبی در کیسه­‌های هوایی به وجود می­‌آورند و که با کاهش میزان کشش سطحی از چسبیدن دیواره‌­های کیسه­‌هوایی به هم جلوگیری می­‌کند

پنوموسیت­‌های نوع دو سلول­‌هایی گرد هستند که حدود 5% مساحت سطح کیسه­‌های هوایی را اشغال می­‌کنند. آن­‌ها مایعی ترشح می­‌کنند که سطح داخلی کیسه­‌های هوایی را می­‌پوشاند. این سطح مرطوب سبب حل شدن اکسیژن، سپس انتشار آن به خون موجود در مویرگ­‌های کیسه می‌­شود. همچنین این سطح فضایی ایجاد می­‌کند تا دی­‌اکسید­کربن بتواند تبخیر و وارد هوا شده و از کیسه خارج شود.

مایعی که پنوموسیت‌­های نوع دو ترشح می­‌کنند حاوی سورفاکتانت ریوی است. مولکول­‌های آن ساختاری شبیه به فسفولیپید­های غشای سلولی دارند. این مولکول­‌ها روی سطح مرطوب پوشاننده­‌ی کیسه یک تک‌­لایه تشکیل می­دهند به طوری که سر آب­‌دوست آن­‌ها در تماس با آب و دم آب­‌گریز آن­‌ها در تماس با هوا قرار می­‌گیرد. آن­ها کشش سطحی را کاهش داده و هنگامی که هوا از شش­‌ها خارج می­‌شود از چسبیدن سطح دیواره‌­های کیسه­‌ی هوایی توسط آب جلوگیری می­‌کند. این­گونه از فروریختن شش جلوگیری می‌­شود.

نوزادان نارس معمولاً با مقادیر ناکافی از سورفاکتانت ریوی به دنیا می­‌آیند و از سندرم زجر تنفسی رنج می­برند. برای درمان، به نوزاد اکسیژن و همچنین یک یا چند دوز سورفاکتانت استخراج شده از شش حیوانات، داده می­‌شود.

مسیر هوایی برای تهویه­ی هوا

هوا از راه نای و نایژه­‌ها وارد شش‌­ها شده، سپس به کیسه­‌های هوایی در نایژک­‌ها منتقل می­‌شود.

هوا از راه بینی یا دهان وارد سیستم تهویه می‌­شود، سپس از راه نای به سمت پایین حرکت می­‌کند. حلقه­‌هایی از جنس غضروف در دیواره‌ی نای وجود دارد که آن را حتی زمانی که فشار هوای داخل نای پایین و فشار هوا در خارج نای بالا است، باز نگه می­‌دارد. نای به دو قسمت تقسیم می­‌شود و نایژه­ها را می­سازد که دیواره­‌ی آن­‌ها نیز با غضروف، مستحکم شده است. هر نایژه به یک شش وارد می­‌شود. درون شش­‌ها، نایژه­‌ها چندین بار تقسیم شده و راه­‌های هوایی باریک­تری با ساختار درخت­‌مانند تشکیل می­‌دهند که به آن­‌ها نایژک می­‌گویند. در دیواره‌­ی نایژک­‌ها فیبر­های ماهیچ‌ه­ای صاف وجود دارد که سبب ضخامت متغیر در این مسیرهای هوایی می­شود. در انتهای باریک­ترین نایژک­‌ها گروهی از کیسه­‌های هوایی قرار دارند که تبادل گاز­ها درونشان انجام می­‌گیرد.مو

نای

تغییرات فشار هنگام تهویه

انقباض ماهیچه­‌ها سبب تغییر فشار در قفسه­‌ی سینه شده و هوا را به شش­‌ها وارد یا از آن­‌ها خارج می­‌کند.

تهویه در شش­ها به مفاهیمی از فیزیک پایه نیاز دارد. اگر ذرات گاز برای اشغال حجمی بزرگ­تر پخش شوند، فشار گاز کاهش می­یابد. برعکس، اگر گازی فشرده شود تا در حجم کوچک­تری قرار بگیرد، فشار آن افزایش می­‌یابد. اگر گازی آزادانه در حرکت باشد، همواره از نواحی با فشار بالا به نواحی با فشار پایین جریان خواهدیافت. هنگام تهویه، انقباض ماهیچه­‌ها سبب کاهش فشار درون قفسه­‌ی سینه نسبت به فشار هوای اتمسفر می‌­شود. درنتیجه تا زمانی که فشار درون شش­‌ها به فشار اتمسفر هوا برسد، از اتمسفر به درون شش­‌ها وارد می­شود(دم). انقباض ماهیچه­‌ها سپس باعث می­شود فشار درون قفسه­‌ی سینه از اتمسفر بیشتر شود، در نتیجه هوای درون شش­‌ها به اجبار وارد اتمسفر می­‌شود(بازدم).

ماهیچه­‌های مخالف[1]

ماهیچه­ه‌ای متفاوتی در دم و بازدم نقش دارند، زیرا ماهیچه­‌ها تنها در حالت انقباض عملکرد دارند.

ماهیچه­‌ها دو حالت دارند: منقبض و منبسط(در حال استراحت)

  • ماهیچه­‌ها در حالت انقباض با ایجاد نیروی کششی که منجر به یک حرکت خاص می­‌شود، فعالیت خود را انجام می­‌دهند. آن­‌ها در حال انقباض کوتاه‌­تر می­‌شوند.ما
  • ماهیچه­‌ها در حال استراحت طویل می­‌شوند، اما خودشان در این طویل­‌شدگی نقشی ندارند. افزایش طول به صورت غیرفعال اتفاق می­افتد. بیشتر ماهیچه­‌ها براثر انقباض ماهیچه­‌ای دیگر، کشیده شده و طویل می­شوند. ماهیچه­ها در حال استراحت فشاری ایجاد نمی‌کنند، درنتیجه در این حالت کاری انجام نمی‌­دهند.

بنابراین ماهیچه­‌ها می­‌توانند تنها در یک جهت حرکت ایجاد کنند. اگر در زمان­‌های مختلف نیاز به حرکت در دو جهت مخالف باشد، به حداقل دو ماهیچه نیاز خواهیم داشت. وقتی یک ماهیچه منقبض شده و حرکتی ایجاد می­‌کند، ماهیچه­‌ی دوم در حال استراحت بوده و توسط ماهیچه‌ی اول طویل می­‌شود. حرکت مخالف با انقباض ماهیچه­‌ی دوم در حالی که ماهیچه­‌ی اول در حال استراحت است رخ می­‌دهد. هنگامی که ماهیچه­‌ها به این شکل با هم کار می­‌کنند به آن­ها جفت ماهیچه­‌ی مخالف می­گویند.

دم و بازدم دارای حرکات معکوس‌­اند درنتیجه به ماهیچه­‌های مختلفی برای کار کردن به عنوان جفت مخالف نیاز دارند.

عملکرد مخالف ماهیچه در تهویه

ماهیچه‌­های بین دنده‌­ای داخلی و خارجی، دیافراگم و ماهیچه­‌های شکمی به عنوان مثال­‌هایی از فعالیت ماهیچه­‌های مخالف

تهویه شامل دو جفت حرکت مخالف است که حجم و فشار داخل قفسه­‌ی سینه را  تغییر می­‌دهد.

 

دم

بازدم
دیافراگم پایین آمده و صاف می­‌شود. بالا آمده و بیشتر حالت گنبدی دارد.

دنده­‌ها

به سمت بالا و جلو حرکت می­‌کند. به سمت پایین و داخل حرکت می­‌کند.

 

جفت ماهیچه­های مخالف سبب انجام این حرکات می­شوند.

دم بازدم
تغییر حجم و فشار حجم درون قفسه­ی سینه افزایش یافته در نتیجه فشار کاهش می­‌یابد. حجم درون قفسه­ی سینه کاهش یافته در نتیجه فشار افزایش می­‌یابد.
حرکت دیافراگم دیافراگم دیافراگم منقبض می­شود، به سمت پایین حرکت می­کند و دیواره­‌ی شکم را به سمت خارج هول می­‌دهند. دیافراگم در حالت استراحت است، درنتیجه به سمت بالا کشیده شده و گنبدی شکل است.

 

ماهیچه­‌های دیواره‌ شکم ماهیچه­‌های دیواره­‌ی شکم در حال استراحت­‌اند و این سبب می­شود دیافراگم آن­ها را به سمت خارج بکشد. ماهیچه­های دیواره­ی شکم منقبض می­شوند و اندام­های داخل شکم و دیافراگم را بالا می‌کشد.
حرکت دنده‌­ها ماهیچه­‌های بین دنده‌ای خارجی منقبض می­شوند و دنده­ها را به سمت بالا و بیرون می­کشند. در حالت استراحت  و کشیده هستند.
ماهیچه­‌های بین دنده‌ای داخلی در حالت استراحت  و کشیده هستند. منقبض می­شوند و دنده­ها را به سمت پایین و داخل می­کشند.

 

همه­‌گیر­شناسی(اپیدومیولوژی)[2]

شواهدی را برای نظریه ها بدست آورید: مطالعات اپیدمیولوژیک به درک ما از دلایل سرطان ریه کمک کرده است..

همه­گیر­شناسی علم مطالعه­‌ی رخداد و علل بیماری است. بیشتر مطالعات همه­‌گیر­شناسی مشاهده­‌محور هستند نه آزمایش­‌محور. زیرا تقریباً غیرممکن است که در جمعیت انسانی بتوان با انجام آزمایش درمورد علل بیماری­‌ها تحقیق کرد.

همانند حوزه­‌های دیگر تحقیقات علمی، نظریه­‌هایی درباره­‌ی علل بیماری پیشنهاد شده است. برای یافتن مدرک به نفع یا علیه یک نظریه، با جمع­‌آوری داده­‌های حاصل از نظرسنجی ارتباط بین بیماری و علت نظری آن مورد آزمایش قرار می­‌گیرد. برای مثال در آزمایش نظریه­‌ی “سیگار سبب ایجاد سرطان ریه می‌­شود” به عادت­های سیگار کشیدن افراد مبتلا به سرطان سینه و افراد فاقد این سرطان نیاز داریم. مثال­‌هایی از بررسی­های اپیدمیولوژیک خیلی گسترده که شواهدی قوی بر پیوند بین سیگار کشیدن و سرطان ریه  در قسمت­‌های قبلی کتاب گفته شده است.

همبستگی بین عامل خطر و بیماری نمی­‌تواند ثابت کند که آن عامل، علت بیماری است. معمولاً عوامل گیج‌­کننده­ای نیز وجود دارند که در ایجاد بیماری اثرگذارند. آن­ها بین بیماری و عاملی که ارتباطی با آن ندارد، همبستگی نادرست ایجاد می­‌کنند. برای مثال همه­‌گیرشناسان مکرر بین لاغری و افزایش خطر ابتلا به سرطان ریه همبستگی پیدا کرده­‌اند. آنالیز­های دقیق نشان داده است که بین افراد سیگاری، لاغری اثر معنی­داری در افزایش خطر ابتلا به سرطان ریه ندارد. سیگار کشیدن اشتها را کم می­‌کند و سبب کاهش وزن می­شود اما به طور قطع سیگار کشیدن علت بروز سرطان ریه است. این مثال همبستگی گیج­‌کننده بین لاغری و سرطان ریه را نشان می­‌دهد.

برای جبران عوامل گیج­‌کننده، معمولاً جمع­‌آوری داده از منابع مختلف علاوه بر عامل مورد مطالعه ضرورت دارد. با این کار، در فرآیند­های آماری اثر این عوامل در نظر گرفته نمی­‌شود و سعی بر کنارگذاشتن اثر عوامل تک است. سن و جنس افراد هم تقریباً همیشه ثبت ­می­‌شود و گاهی مطالعات ­همه­گیرشناسی تنها در مردان یا در زنان یا در بازه­‌ی سنی مشخصی انجام می‌­گیرد.

علل ایجاد سرطان ریه

علل و پیامدهای سرطان ریه

سرطان ریه از نظر تعداد موارد ابتلا و تعداد مرگ‌ ­و میر رایج‌­ترین سرطان در دنیا است. از علل ایجاد سرطان ریه می‌­توان به موارد زیر اشاره کرد:

حدود 87% موارد ابتلا مربوط به سیگار کشیدن است. در دود تنباکو مقدار زیادی ترکیبات موتاژن(جهش‌­زا) وجود دارد. چون هر نخ سیگار ریسک ابتلا دارد، با افزایش دفعات کشیدن سیگار در روز و افزایش سال­‌های سیگار کشیدن، ابتلا به سرطان ریه بالا می­‌رود.

  • 3% موارد ابتلا، مربوط به سیگار کشیدن به صورت غیر فعال است. این پدیده زمانی رخ می­دهد که فردی که سیگاری نیست دود تنباکوی حاصل از بازدم فرد سیگاری را استنشاق کند. این آمار در کشور­هایی که کشیدن سیگار در محیط بسته و مکان­‌های عمومی ممنوع است، کاهش خواهد یافت.
  • آلودگی هوا تقریباً سبب 5% از سرطان­‌های ریه می­‌شود. دود اگزوز دیزل، اکسید­های نیتروژن حاصل از دود اگزوز وسایل نقلیه و دود ناشی از زغال، چوب یا سایر مواد آلی درحال سوخت منابع اصلی آلودگی هوا هستند.
  • گاز رادون در برخی نقاط جهان سبب ابتلای تعداد قابل توجهی از افراد می­‌شود. رادون نوعی گاز رادیواکتیو است که از سنگ­‌های خاصی نظیر گرانیت نشت می­‌کند. این گاز در ساختمان­‌هایی که تهویه­‌ی مناسب ندارند، تجمع می‌­یابد و سپس افراد آن را استنشاق می­‌کنند.
  • استنشاق گَرد یا ذرات ترکیبات شیمیایی دیگر مانند آزبست، سیلیس و چند ماده­‌ی جامد دیگر نیز سبب ایجاد سرطان ریه می­‌شود و معمولاً در محل ساختمان­‌سازی یا در معادن سنگ، یا کارخانه­‌ها رخ می­‌دهد.

عوارض و علایم سرطان ریه اغلب خیلی شدید است. برخی از آن­‌ها به تشخیص سرطان کمک می­‌کنند: تنفس سخت، سرفه­‌ی دائم، سرفه‌ی خون­‌آلود، درد قفسه­‌ی سینه، کاهش اشتها، کاهش وزن و خستگی عمومی.

در بیشتر بیماران، تومور در حالتی که بزرگ شده تشخیص داده می­شود و همچنین ممکن است متاستاز داده و در مغز یا اندام­‌های دیگر، تومور­های ثانویه موجود باشد. نرخ مرگ‌ ­و میر بالا است. تنها 15% بیماران مبتلا به سرطان ریه بیش از 5 سال زنده می­‌مانند. اگر تومور زود تشخیص داده شود، می­‌توان تمام یا بخشی از بافت سرطانی ریه را با عمل جراحی خارج کرد. این عمل معمولاً با یک یا چند دوره­ی شیمی‌درمانی همراه می­‌شود. سایر بیماران با رادیوتراپی درمان می­‌شوند.انم

گروه اندکی از بیمارانی که درمان شده‌­اند اما بخشی از بافت ریه­‌ی خود را از دست داده‌­اند، احتمالاً همچنان دچار درد، مشکلات تنفسی، خستگی و همچنین نگران امکان بازگشت بیماری هستند.

آمفیزم

علل و پیامدهای آمفیزم

در بافت­ سالم ریه، هر نایژک به گروهی از کیسه­‌های هوایی با دیواره­ی نازک ختم می­‌شود. در بیماری که دچار آمفیزم است، تعداد کمتری از کیسه­‌هایی بزرگ­تر و پر از هوا با دیواره­‌های ضخیم­تر وجود دارد. در این افراد مجموع مساحت سطح مربوط به تبادل گاز به طور چشم­گیری کاهش یافته و فاصله­‌ای که گازها با انتشار طی می­‌کنند افزایش می­یابد. درنتیجه تهویه­‌ی هوا سخت می­‌شود. همچنین خاصیت ارتجاعی شش­‌ها کاهش یافته و تهویه­ی هوا بسیار دشوار می­‌شود.

مکانیسم­‌های مولکولی دخیل در این بیماری به طور کامل شناخته نشده­‌اند با این حال مدارکی برای این شواهد موجود است:

  • فاگوسیت­‌های موجود در کیسه‌­های هوایی به طور طبیعی با بلع باکتری­ها و تولید الاستاز[1] از عفونت­‌ها جلوگیری می­‌کنند. الاستاز آنزیمی برای هضم باکتری­‌های موجود در وزیکول‌­های حاصل از اندوسیتوز است.
  • نوعی مهارکننده آنزیمی به نام آلفا 1-آنتی­تریپسین[2] (A1AT) معمولاً از تخریب بافت شش توسط الاستاز و پروتئاز­های دیگر جلوگیری می­کند. در افراد سیگاری، تعداد فاگوسیت­‌ها در شش­‌ها افزایش می­یابد و الاستاز بیشتری تولید می­‌کنند.
  • عوامل ژنتیکی برمقدار و کارآیی A1AT تولیدشده در شش­‌ها اثر می­گذارد.

در حدود 30% از افراد سیگاری از تخریب دیواره­‌ی کیسه­‌های هوایی دراثر افزایش پروتئاز­ها جلوگیری نمی­‌شود؛ درنتیجه این دیواره­‌ها ضعیف شده و در نهایت از بین می‌­روند.

آمفیزم نوعی بیماری مزمن است زیرا معمولاً تخریب دیواره برگشت­‌پذیر نیست. این بیماری سبب اشباع مقادیر کمتری اکسیژن در خون می‌شود و غلظت دی اکسید کربن در خون نسبت به حالت طبیعی بالا می­‌رود. درنتیجه بیمار انرژی ندارد و در نهایت حتی فعالیت­‌هایی نظیر بالا رفتن از پله­ هم برایش بسیار سنگین است. در نمونه­‌های خفیف، هنگام ورزش شدید نفس تنگی دارند، اما سرانجام حتی فعالیت­‌های خفیف نیز سبب تنگی نفس می­‌شود. تهویه‌ی هوا به زحمت و خیلی سریع­‌تر از حالت طبیعی انجام می­‌گیرد.

طرح سوال مبتنی بر داده: نفخ و تبادل گازبا

شکل شماره 10 بافت ریه­‌ی سالم و بافت ریه­ی دچار آمفیزم را با بزرگ­نمایی مشابه نشان می­‌دهد. سیگار کشیدن معمولاً سبب آمفیزم می‌شود. تنفس هوای آلوده بیماری را تشدید می­‌کند.

  • الف) خط­ کشی را روی هر تصویر حرکت دهید و تعداد دفعاتی را که نوک خط­کش از یک سطح انتقال گاز عبور می‌­کند، بشمارید. برای هر تصویر چندبار این عمل را طوری تکرار کنید که نتایج با هم قابل مقایسه باشد. نتایج خود را با درجه‎‌­بندی مناسب ارائه دهید.

ب) از اندازه‌­های به دست آمده چه نتیجه­‌ای می­‌گیرید؟

  • چرا افرادی که دچار آمفیزم هستند، همیشه احساس خستگی می­‌کنند؟ توضیح دهید.
  • چرا افرادی که دچار آمفیزم هستند، اغلب طرف راست قلبشان بزرگتر است و به طور طبیعی کار نمی­‌کند؟

[1] elastase

[2] alpha 1-antitrypsin (A1AT)

[1] antagonistic muscles

[2] Epidemiology

[1] pneumocytes

[2] emphysema

[3] alveoli

[4] ventilation

[5]  tidal volume

[6] ventilation rate

[7] data logging

[8] spirometers

اشتراک گذاری:

دیدگاهتان را بنویسید