تركيب الجهاز التنفسي Structure of the Respiratory System

الجهاز التنفسي Respiratory System يتكوّن من جزء توصيلي يجلب الأوكسجين إلى الرئتين وجزء تنفسي يتبادل غازات ثاني أكسيد الكربون والأكسجين مع مجرى الدمّ. لأن الهواء يحتوي على الميكروبات والفيروسات المحموله على نوى القطرات والغبار، فلا يجب أن يكون مفاجئاً أن يكون الجهاز التنفسي هو أكثر بوابة شائعة لدخول هذه العوامل المعديه.

الجهاز التنفسي ينقسم إلى الجهاز التنفسي العلوي upper respiratory tract والجهاز التنفسي السفلي lower respiratory tract.

الجهاز التنفسي العلوي يتكوّن من:

أ- الأنف nose

ب- تجاويف الجيوب الأنفيه sinus cavities

ج- البلعوم (الحلق) pharynx

بينما الجهاز التنفسي السفلي يتكوّن من:

أ- الحنجرة larynx

ب- القصبات الهوائية trachea

ج- الشعب الهوائيه bronchi

د- الرئتين lungs وتحتوي الرئتين على الحويصلات الهوائية alveoli حيث يحدث التبادل الغازي.

الانسان البالغ يستنشق ويزفر 10.000 لتر من الهواء تقريباً باليوم. نظراً لأن الهواء المستنشق يحتوي على الميكروبات والجزيئات المحمله بالميكروبات التي يمكن بشكل محتمل أن تجلب الميكروبات التي تسبّب العدوى، يطور الجهاز التنفسي آليات دفاعية فعّالة لتقليل مثل هذه الإحتمالات.

أثناء التنفّس، الجهاز التنفسي العلوي والشعب الهوائيه تلعبان دور حاسم في ترشيح المواد الغريبة، مثل البكتيريا، الفيروسات، وجزيئات الغبار التي قد تحمل هذه الميكروبات. عمليه تسمّى التنقية المخاطية الهدبية mucociliary clearance تتضمّن حصر الميكروبات والجزيئات أكبر من 2 ميكرومتر في طبقة من المخاط (المخاط mucus: سائل لزج يحتوي على مركبات مضادة للميكروبات، وبروتينات، وأملاح غير عضوية)، وتتحرك بعد ذلك بواسطة الخلايا الظهارية المهدبة نحو البلعوم حيث إمّا تبتلع أو تبصق. التنقية المخاطية الهدبية تستكمل بوجود ونشاط عدّة مواد مضادة للميكروبات، بما في ذلك:

·       الليزوزيم lysozyme: وهو إنزيم يدمر جدران الخلايا البكتيرية.

·       اللاكتوفيرين lactoferrin: وهو بروتين مرتبط بالحديد يثبط نمو البكتيريا.

·       الببتيدات المضادة للميكروبات سالب الأيونيه anionic antimicrobial peptides: النشطة ضدّ البكتيريا الموجبه لغرام والسالبه لغرام.

·       الأجسام المضادة IgA, IgG.

·       الدفينسينات Defensins  البشريه: بروتينات كاتيونية صغيرة تشكل ثقوب في الأغشية البكتيرية.

بالتالي, التنقية المخاطية الهدبية ونشاط المواد المضادة للميكروبات مسئولة بشكل كبير عن إبقاء معظم الجهاز التنفسي السفلي عمليا خاليه من الميكروبات والجزيئات. بالإضافة لذلك، تقترح دراسات أخيرة أن فيتامين D يلعب دورا مهما في الدفاعات المناعية، بما في ذلك منع عدوى الجهاز التنفسي العلوي.

في الأنف، الجزيئات الكبيرة الموجودة في الهواء المستنشق تزال من قبل الشعر في فتحتي الأنف، بينما تصبح الجزيئات الأصغر والبكتيريا المعلّقة محصوره في المخاط المغطّي للغشاء المخاطي الأنفي. في ثلثي الجزء الخلفي من الغشاء المخاطي الأنفي، تدفع التنقية المخاطية الهدبية الجزيئات المحصوره بالمخاط إلى البلعوم. على أية حال، في الجزء الأمامي من الغشاء المخاطي الأنفي، التخلص من الميكروبات المحاصرة يعتمد بشكل كبير على المواد المبيده للميكروبات الموجودة في السائل الأنفي. اكتشفت عدّة عوامل مضادة للميكروبات، بما في ذلك الليزوزيم lysozyme واللاكتوفيرين lactoferrin، وأجسامIgA  المضادة التي تمنع الإلتصاق الميكروبي إلى الخلايا الظهارية. السوائل الأنفية بالتالي قادرة على قتل أو تثبيط الكائنات الممرضة المحتملة مثل ستافيلوكوكس اوريوس Staphylococcus aureus وسيدوموناس ايروجينوزا Pseudomonas aeruginosa. العطاس Sneezing والسعال coughing هي طرق ميكانيكية إضافية لإزالة الميكروبات المحصوره في مخاط القناة التنفسية.

في الجهاز التنفسي السفلي، الخلايا الظهارية المبطنه للشعيبات الهوائية التنفسية والحويصلية ليست مهدبة. على أية حال، المنطقة مغطاة بالسائل الحويصلي، الذي يحتوي على عدد من المكوّنات المضادة للميكروبات، بما في ذلك الليزوزيم والغلوبولينات المناعيه immunoglobulins. الغلوبولين المناعي السائد هو IgG، الذي يسهّل بلعمة phagocytosis أيّ ميكروبات تبطن هذا الجزء من الجهاز التنفسي. أعداد كبيره من الميكروبات يجب أن تدخل الحويصلات، والبلاعم الحويصلية alveolar macrophages تجنّد الخلايا المتعادله (العدلات) neutrophils من الأوعية الشعرية الرئوية pulmonary capillaries للمساعدة على إزالة الميكروبات.