معلومة

ما سبب الرغبة في الاستنشاق عند البشر؟

ما سبب الرغبة في الاستنشاق عند البشر؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تنجم الرغبة في الاستنشاق لدى البشر عن (أ) ارتفاع ثاني أكسيد الكربون (ب) ارتفاع pO2 (ج) هبوط ثاني أكسيد الكربون (د) هبوط pO2

p تعني الضغوط الجزئية. أظن أن الإجابة هي تساقط ثاني أكسيد الكربون ... لكنني أردت ما هو الجواب وسبب ذلك؟


الجواب الصحيح هو أ) ارتفاع مستوى التكلفة العامة2. ارتفاع ثاني أكسيد الكربون2 يؤدي المستوى في الدم إلى الرغبة في الشهيق وتناول المزيد من O2.

لكيفية عملها ، يتم التحكم في ذلك عن طريق مركز الجهاز التنفسي:

تقع مراكز الجهاز التنفسي (RC) في النخاع المستطيل والجسور ، وهي جزء من جذع الدماغ. تستقبل أجهزة التحكم عن بعد إشارات تحكم ذات طبيعة عصبية وكيميائية وهرمونية وتتحكم في معدل وعمق حركات الجهاز التنفسي للحجاب الحاجز وعضلات الجهاز التنفسي الأخرى ... في الأفراد الأصحاء ، يكون وجود مستويات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون في الدم هو المنبه الذي يستجيب لـ RC من أجل إشارة عضلات الجهاز التنفسي للتنفس. المستقبلات الكيميائية الموجودة في أجسام الشريان السباتي وأجسام الأبهر مسؤولة عن الكشف عن انخفاض درجة حموضة الدم بواسطة ثاني أكسيد الكربون.


عمليه التنفس

الرئتان هما العضوان الأساسيان في الجهاز التنفسي. يجلسون على يسار ويمين القلب ، داخل مساحة تسمى التجويف الصدري. التجويف محمي بواسطة القفص الصدري. تخدم قطعة من العضلات تسمى الحجاب الحاجز أجزاء أخرى من الجهاز التنفسي ، مثل القصبة الهوائية ، أو القصبة الهوائية ، والشعب الهوائية ، وتوصيل الهواء إلى الرئتين. بينما تسمح الأغشية الجنبية والسائل الجنبي للرئتين بالتحرك بسلاسة داخل التجويف.

تنقسم عملية التنفس أو التنفس إلى مرحلتين متميزتين. المرحلة الأولى تسمى الشهيق أو الاستنشاق. عندما تستنشق الرئتان ، يتقلص الحجاب الحاجز ويسحب إلى أسفل. في الوقت نفسه ، تنقبض العضلات بين الضلوع وتسحب لأعلى. هذا يزيد من حجم التجويف الصدري ويقلل الضغط الداخلي. نتيجة لذلك ، يندفع الهواء ويملأ الرئتين.

المرحلة الثانية تسمى الزفير أو الزفير. عندما تزفر الرئتان ، يرتاح الحجاب الحاجز ، ويقل حجم التجويف الصدري ، بينما يزداد الضغط بداخله. نتيجة لذلك ، تنقبض الرئتان ويخرج الهواء بالقوة.


علماء الأحياء يرفعون إنذارًا: تلف الدماغ الناجم حتى عن الكميات الصغيرة من الملدنات

يمكن أن تؤدي الملدنات الموجودة في العديد من الأشياء اليومية إلى إضعاف وظائف الدماغ المهمة لدى البشر. علماء الأحياء من جامعة بايرويت يحذرون من هذا الخطر في مقال في بيولوجيا الاتصالات. أظهرت دراستهم أنه حتى الكميات الصغيرة من الملدنات bisphenol A و bisphenol S تعطل انتقال الإشارات بين الخلايا العصبية في أدمغة الأسماك. يعتقد الباحثون أنه من المحتمل جدًا أن يحدث تداخل مماثل أيضًا في أدمغة البشر البالغين. لذلك ، فهم يطالبون بالتطوير السريع للمواد البلاستيكية البديلة التي لا تشكل خطرًا على الجهاز العصبي المركزي.

Bisphenols عبارة عن مواد ملدنة توجد في عدد كبير من المنتجات البلاستيكية في جميع أنحاء العالم - على سبيل المثال ، في تغليف المواد الغذائية وأدوات المائدة البلاستيكية وزجاجات الشرب والألعاب وحشوات الأسنان ودمى الأطفال # 8217. في السنوات الأخيرة ، ارتبطت بالفعل بالعديد من المخاطر الصحية ، خاصة مع ثنائي الفينول أ (BPA). قام فريق أبحاث بايرويت بقيادة الدكتور بيتر ماتشنيك في مجموعة أبحاث فسيولوجيا الحيوان (بقيادة الأستاذ الدكتور ستيفان شوستر) بالتحقيق لأول مرة في تأثيرات الملدنات على نقل الإشارات بين الخلايا العصبية في الدماغ البالغ. لا تغطي الدراسة BPA فحسب ، بل تغطي أيضًا مادة bisphenol S (BPS) ، والتي غالبًا ما تعتبر أقل ضررًا بالصحة. النتائج التي توصلوا إليها: كلا الملدنات يضعف التواصل بين الخلايا العصبية للدماغ.

صورة مجهرية لخلية ماوثنر لسمكة ذهبية. كانت الخلية ملطخة باستخدام neurobiotin / streptavidin-Cy3. الائتمان: بيتر ماتشنيك

ضرر دائم للجهاز العصبي

تؤثر الآثار الضارة على الدماغ بشكل أساسي على التوازن الدقيق بين الوظائف العصبية المختلفة. بينما ترسل بعض خلايا الدماغ إشارات تؤدي إلى حالة من الإثارة في خلايا المصب ، فإن خلايا الدماغ الأخرى لها وظيفة تثبيط خلايا المصب. ومع ذلك ، فإن التنسيق بين الإثارة والتثبيط ضروري لسلامة الجهاز العصبي المركزي. & # 8220 من المعروف أن العديد من الاضطرابات في الجهاز العصبي للفقاريات تنجم عن حقيقة أن الإشارات المثيرة والإشارات المثبطة ليست منسقة بشكل كافٍ أو تكون غير منسقة فقط. لذا ، فمن المثير للقلق أن الملدنات BPA و BPS تضعف بشكل كبير هذا التنسيق بالضبط ، & # 8221 يشرح الدكتور بيتر ماتشنيك ، المؤلف الرئيسي للدراسة.

& # 8220 لقد فوجئنا بعدد وظائف الدماغ الحيوية في الأسماك التي تتأثر بالملدنات المستخدمة في العديد من الصناعات. هذا الضرر ، كما تمكنا من إظهاره ، لا يحدث على الفور. ومع ذلك ، عندما تتعرض خلايا الدماغ لكميات صغيرة من BPA أو BPS لمدة شهر ، فإن الضرر واضح ، & # 8221 تقول إليزابيث شيرمر ، طالبة الدكتوراه من بايرويت والمؤلفة الأولى للدراسة. اتضح أن الملدنات تؤثر على جهد عمل خلايا الدماغ. يغيرون النقل الكيميائي والكهربائي للإشارات عبر المشابك. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تعطل الدوائر التي تعتبر مهمة لإدراك ومعالجة المحفزات الصوتية والمرئية.

الدكتور بيتر ماتشنيك في أحد المختبرات في فسيولوجيا الحيوان في جامعة بايرويت. في الخلفية: الإعداد لدراسة الفيزيولوجيا الكهربية للخلايا العصبية في أدمغة الأسماك. الائتمان: كريستيان ويسلر

دراسات على خلايا ماوثنر في الأسماك الذهبية

جاء اكتشاف الضرر الناجم عن الملدنات من الدراسات التفصيلية على الأسماك الذهبية الحية. كان التركيز على أكبر خليتين عصبيتين في دماغ السمكة ، خلايا ماوثنر. إنها تدمج جميع المحفزات الحسية ، والتي يجب معالجتها كلها بسرعة وبطريقة منسقة بدقة عند اقتراب الحيوانات المفترسة. في هذه الحالة ، تطلق خلايا ماوثنر تفاعلات هروب منقذة للحياة. بسبب هذه الوظيفة ، والتي تعتبر ضرورية للبقاء ، فقد أصبحت قوية بشكل خاص في مسار التطور. تستطيع خلايا Mauthner درء التأثيرات الضارة إلى حد ما ، أو تعويض الضرر بعد ذلك. وهذا يجعل الأمر أكثر أهمية هو أن الملدنات قادرة على إحداث أضرار جسيمة لهذه الخلايا.

سمكة ذهبية في مختبر فسيولوجيا الحيوان بجامعة بايرويت. الائتمان: كريستيان ويسلر

قابلية نقل النتائج إلى البشر - الطلب على الملدنات البديلة

& # 8220 النتائج التي تم الحصول عليها من خلال الدراسات التي أجريت على أدمغة الأسماك تبرر التقييم بأن BPA و BPS يمكن أن تلحق أضرارًا خطيرة بأدمغة البشر البالغين. في ظل هذه الخلفية ، من الضروري أن يطور العلم والصناعة مواد ملدنة جديدة لتحل محل هذه البيسفينول ، مع كونها آمنة لصحة الإنسان ، & # 8221 يقول الدكتور بيتر ماتشنيك. يضيف البروفيسور الدكتور ستيفان شوستر: & # 8220 كفاءة تقنيات البحث التي استخدمناها في دراستنا يمكن أن تثبت ، بالإضافة إلى ذلك ، مساعدة قيمة في تطوير الملدنات البديلة. إنهم يجعلون من الممكن بسرعة وبتكلفة زهيدة اختبار كيفية تأثير مادة قيد الدراسة على خلايا الدماغ. & # 8221

المرجع: & # 8220 بيسفينول لها تأثيرات ضارة على الإشارات العصبية في أدمغة الفقاريات الناضجة & # 8221 بواسطة إليزابيث شيرمر ، ستيفان شوستر وبيتر ماتشنيك ، 12 أبريل 2021 ، بيولوجيا الاتصالات.
DOI: 10.1038 / s42003-021-01966-w

تم تمويل البحث من قبل مؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG) كجزء من مشروع Reinhart Koselleck.


11) تبادل الغازات في الإنسان

يعتمد تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عبر سطح الجهاز التنفسي ، كما هو الحال في الرئتين ، على انتشار هذين الغازين. يحدث الانتشار بسرعة أكبر إذا:

  • هناك مساحة كبيرة معرضة للغاز.
  • المسافة التي يجب أن يتم عبرها الانتشار صغيرة.
  • هناك إمدادات دم جيدة.
  • هناك فرق كبير في تركيزات الغاز عند نقطتين ناتجة عن تنفس.
  • يتم وضع الرئتين في القفص الصدري.
  • لديهم نسيج إسفنجي ويمكن توسيعه وضغطه بواسطة حركات الصدر بحيث يمتص الهواء وينفخ.
  • تنضم الرئتان إلى الجزء الخلفي من الفم عن طريق القصبة الهوائية أو ةقصبة الهوائية.
  • تنقسم القصبة الهوائية إلى أنبوبين أصغر ، يسمى شعبتان، الذي يدخل الرئتين وينقسم إليهما القصيبات.
  • تنتهي هذه الفروع الصغيرة في أكياس هوائية مجهرية تسمى الحويصلات الهوائية.
  • ال لهاة وغيرها من الهياكل الموجودة في الجزء العلوي من القصبة الهوائية تمنع الطعام والشراب من دخول الممرات الهوائية عندما نبتلع.
  • ال الحنجرة يعالج درجة الصوت والحجم.
  • ال الحجاب الحاجز عبارة عن ورقة من الأنسجة تفصل الصدر عن البطن.
  • ضلوع تشكيل قفص لحماية الرئتين والقلب وللتحرك لتهوية الرئتين.
  • عضلات بين الضلوع هي عضلات بين الضلوع ترفع القفص الصدري عن طريق الانقباض وخفضه بالاسترخاء.
  • إن حركة الهواء داخل وخارج الرئتين ، والتي تسمى التهوية ، تجدد إمداد الأكسجين في الرئتين وتزيل فائض ثاني أكسيد الكربون.
  • توجد حلقات غضروفية على شكل حدوة حصان في القصبة الهوائية والشعب الهوائية لمنعها من الانهيار عندما نتنفس.
  • لا تحتوي الرئتان على ألياف عضلية ، وهي مصممة للتمدد والتقلص من خلال حركات الضلوع والحجاب الحاجز.
  1. تسترخي العضلات الوربية الداخلية وتنقبض العضلات الوربية الخارجية ، وتسحب القفص الصدري لأعلى وللخارج
  2. ينقبض الحجاب الحاجز ويسحب لأسفل
  3. يزداد حجم القفص الصدري ، مما يجبر الرئتين على التمدد ، ويقل ضغط الهواء في الداخل
  4. يتم دفع الهواء إلى الرئتين
  1. تسترخي العضلات الوربية الخارجية وتنقبض العضلات الوربية الداخلية ، وتسحب القفص الصدري إلى أسفل وإلى الداخل
  2. يرتاح الحجاب الحاجز ويتحرك للخلف
  3. تكون الرئتان مرنتين وتتقلصان إلى حجمهما المريح ويزداد ضغط الهواء بالداخل
  4. يتم دفع الهواء خارج الرئتين

يشير التبادل الغازي إلى تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، والذي يحدث بين الهواء والأوعية الدموية في الرئتين.

يحدث تبادل الغازات في الرئتين في الحويصلات الهوائية. تتضمن بعض ميزات الحويصلات الهوائية ما يلي:

  • جدران رقيقة (بسماكة خلية واحدة فقط)
  • مساحة كبيرة
  • سطح رطب
  • العديد من الشعيرات الدموية
    • يتم امتصاص بعض الأكسجين في مجرى الدم عندما يدخل الحويصلات الهوائية ، مما يؤدي إلى انخفاض الأكسجين.
    • تنتج خلايا الجسم ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات أثناء التنفس الهوائي. ينقل مجرى الدم ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين لإفرازه وينتشر عبر جدران الحويصلات الهوائية لتنتهي صلاحيتها ، مما يؤدي إلى زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون في الهواء بنسبة 100٪.
    • إن بطانة الحويصلات الهوائية مغطاة برطوبة متينة يذوب فيها الأكسجين. تتبخر بعض هذه الرطوبة في الحويصلات الهوائية وتشبع الهواء ببخار الماء. وبالتالي ، فإن الهواء الذي تخرجه يحتوي دائمًا على قدر كبير من بخار الماء أكثر من الهواء الذي تستنشقه.

    ماء جير يتحول إلى حليبي في وجود ثاني أكسيد الكربون ، لذلك يمكن استخدامه لإظهار الاختلافات بين الهواء المستنشق (المستوحى) والهواء الزفير (منتهي الصلاحية). يتحول ماء الليمون على الفور إلى حليبي عند ملامسته لهواء الزفير.

    معدل التنفس وممارسة الرياضة:

    • يسمح معدل التنفس المتزايد وعمقه أثناء التمرين بتذويب المزيد من الأكسجين في الدم وإمداد العضلات النشطة.
    • يكتشف الدماغ ثاني أكسيد الكربون الإضافي الذي تضعه العضلات في الدم ، مما يوجه العضلات الوربية وعضلات الحجاب الحاجز للانقباض والاسترخاء بسرعة أكبر ، مما يزيد من معدل التنفس.
    • سيتم إزالة ثاني أكسيد الكربون عن طريق التنفس الأسرع والأعمق.
    • يمكن قياس معدل التنفس عن طريق حساب عدد الأنفاس في دقيقة واحدة. يمكن قياس عمق التنفس باستخدام مقياس التنفس (جهاز يقيس حجم الهواء المستنشق والزفير).
    • للتحقق من تأثير التمرين على التنفس ، قم بتسجيل معدل التنفس لبضع دقائق عندما يكون الشخص في حالة راحة. بعد قيامهم ببعض التمارين ، سجل معدل تنفسهم كل دقيقة حتى يعود إلى قيمة الراحة الطبيعية.

    حماية نظام تبادل الغازات من مسببات الأمراض والجزيئات:

    توجد مسببات الأمراض في الهواء الذي نتنفسه ومن المحتمل أن تكون خطرة إذا لم يتم إزالتها بشكل فعال. هناك نوعان من الخلايا التي توفر آليات للمساعدة في تحقيق ذلك.


    نظام التنفس

    الأكسجين يتم استخدامه من قبل الكائنات الحية لتفكيك الجزيئات البسيطة بشكل غير مباشر مثل الأحماض الأمينية والجلوكوز والأحماض الدهنية ، وما إلى ذلك ، للحصول على الطاقة لأداء العديد من الأنشطة في أجسامنا.

    نشبع ضار بجسمنا ولهذا يتم إطلاقه أثناء تكسير الجزيئات البسيطة. وبالتالي ، يمكننا القول أن الأكسجين هو الحاجة للكائن الحي وأن ثاني أكسيد الكربون يحتاج إلى أن يخرج من الجسم.

    تسمى عملية تبادل الأكسجين من البيئة مع ثاني أكسيد الكربون الذي تنتجه خلايانا التنفس. ومن المعروف أيضا باسم التنفس.

    عندما تبقي يدك على صدرك ، يجب أن تشعر بأن الصدر يرتفع ويهبط. نحن نعلم أنه يرجع إلى عملية عمليه التنفس.

    لكن كيف نتنفس؟

    أعضاء الجهاز التنفسي

    مملكة الحيوان كبيرة وتتنفس الحيوانات المختلفة من خلال آليات مختلفة اعتمادًا على الموطن الذي تعيش فيه ومستوى التنظيم الذي تظهره في بنية الجسم ووظائفه.

    تبادل الغازات في الكائنات الحية السفلى

    تتبادل اللافقاريات السفلية مثل الديدان المفلطحة والديدان المعوية والإسفنج الغازات عن طريق الانتشار البسيط بمساعدة سطح جسمها.

    تستفيد ديدان الأرض من بشرة رطبة للتبادل.

    تحتوي الحشرات عمومًا على أنابيب القصبة الهوائية (شبكة من الأنابيب) لنقل الهواء الجوي في الجسم.

    الخياشيم أو التنفس الخيشومي هو هياكل الأوعية الدموية المتخصصة التي تستخدمها الحيوانات المائية في الغالب.

    يتم التنفس الرئوي بمساعدة الرئتين من قبل معظم الحيوانات البرية.

    بين الفقاريات والزواحف والثدييات والطيور تتنفس عبر الرئتين.

    تقوم البرمائيات بالتنفس الجلدي والتنفس بمساعدة بشرتها الرطبة. هذه الحيوانات لها خياشيم أيضًا ويمكنها التنفس على الماء والأرض.

    الجهاز التنفسي البشري

    0)


    محتويات

    الرئتان غير قادرتين على النفخ ، ولن تتمددا إلا عندما يكون هناك زيادة في حجم التجويف الصدري. [5] [6] في البشر ، كما هو الحال في الثدييات الأخرى ، يتم تحقيق ذلك بشكل أساسي من خلال تقلص الحجاب الحاجز ، ولكن أيضًا من خلال تقلص العضلات الوربية التي تسحب القفص الصدري لأعلى وللخارج كما هو موضح في المخططات الموجودة على حق. [7] أثناء الاستنشاق القوي (الشكل على اليمين) ، فإن العضلات الملحقة للاستنشاق ، والتي تربط الأضلاع والقص بالفقرات العنقية وقاعدة الجمجمة ، في كثير من الحالات من خلال ارتباط وسيط إلى الترقوة ، تضخم مقبض المضخة و حركات مقبض الجرافة (انظر الرسوم التوضيحية على اليسار) ، مما يؤدي إلى تغيير أكبر في حجم تجويف الصدر. [7] أثناء الزفير (الزفير) ، أثناء الراحة ، تسترخي جميع عضلات الاستنشاق ، وتعود الصدر والبطن إلى وضع يسمى "وضع الراحة" ، والذي يتم تحديده من خلال مرونتهما التشريحية. [7] في هذه المرحلة تحتوي الرئتان على القدرة الوظيفية المتبقية للهواء ، والتي يبلغ حجمها في الإنسان البالغ حوالي 2.5 - 3.0 لتر. [7]

    أثناء التنفس الثقيل (فرط التنفس) ، على سبيل المثال ، أثناء التمرين ، يحدث الزفير عن طريق استرخاء جميع عضلات الاستنشاق ، (بالطريقة نفسها كما في حالة الراحة) ، ولكن بالإضافة إلى ذلك ، عضلات البطن ، بدلاً من أن تكون سلبية ، الآن يتقلص بشدة مما يتسبب في سحب القفص الصدري لأسفل (من الأمام والجانبين). [7] وهذا لا يقلل من حجم القفص الصدري فحسب ، بل يدفع أيضًا أعضاء البطن إلى أعلى مقابل الحجاب الحاجز الذي ينتفخ بعمق في القفص الصدري. حجم الرئة في نهاية الزفير هو الآن هواء أقل من "السعة المتبقية الوظيفية". [7] ومع ذلك ، في الثدييات الطبيعية ، لا يمكن إفراغ الرئتين تمامًا. في الإنسان البالغ ، لا يزال هناك دائمًا لتر واحد على الأقل من الهواء المتبقي في الرئتين بعد الزفير الأقصى. [7]

    يتسبب التنفس الحجابي في انتفاخ البطن وتراجعها بشكل إيقاعي. لذلك ، غالبًا ما يشار إليه باسم "التنفس البطني". غالبًا ما تستخدم هذه المصطلحات بالتبادل لأنها تصف نفس الإجراء.

    عندما يتم تنشيط عضلات الاستنشاق ، خاصة أثناء التنفس الصعب ، يتم سحب الترقوة لأعلى ، كما هو موضح أعلاه. يُشار أحيانًا إلى هذا المظهر الخارجي لاستخدام العضلات الإضافية للاستنشاق باسم التنفس الترقوي ، ويُلاحظ بشكل خاص أثناء نوبات الربو وفي الأشخاص المصابين بمرض الانسداد الرئوي المزمن.

    الشعب الهوائية العلوية

    من الناحية المثالية ، يتم استنشاق الهواء أولاً ثم ثانيًا من خلال الأنف. تجاويف الأنف (بين فتحتي الأنف والبلعوم) ضيقة جدًا ، أولاً من خلال تقسيمها إلى قسمين بواسطة الحاجز الأنفي ، وثانيًا عن طريق الجدران الجانبية التي تحتوي على عدة طيات طولية ، أو أرفف ، تسمى محارة الأنف ، [8] مما يؤدي إلى تعريض مساحة كبيرة من الغشاء المخاطي للأنف في الهواء عند استنشاقه (وزفيره). يؤدي هذا إلى امتصاص الهواء المستنشق للرطوبة من المخاط الرطب ، والدفء من الأوعية الدموية الأساسية ، بحيث يكون الهواء مشبعًا جدًا ببخار الماء ويكون في درجة حرارة الجسم تقريبًا بحلول الوقت الذي يصل فيه إلى الحنجرة. [7] يتم استعادة جزء من هذه الرطوبة والحرارة عندما يتحرك هواء الزفير إلى الخارج فوق المخاط المبرد والجاف جزئيًا في الممرات الأنفية أثناء الزفير. يحبس المخاط اللزج أيضًا الكثير من الجسيمات التي يتم استنشاقها ، مما يمنعها من الوصول إلى الرئتين. [7] [8]

    المسالك الهوائية السفلية

    غالبًا ما يوصف تشريح الجهاز التنفسي للثدييات النموذجي ، أسفل الهياكل المدرجة عادةً بين "الممرات الهوائية العليا" (تجاويف الأنف والبلعوم والحنجرة) ، على أنه شجرة الجهاز التنفسي أو شجرة القصبة الهوائية (الشكل على اليسار). تؤدي المسالك الهوائية الأكبر حجمًا إلى ظهور فروع أضيق قليلاً ، ولكنها أكثر عددًا من مجرى الهواء "الجذع" الذي يؤدي إلى ظهور الفروع. قد تتكون الشجرة التنفسية للإنسان ، في المتوسط ​​، من 23 من هذه الفروع إلى مجاري هوائية أصغر تدريجيًا ، بينما تحتوي الشجرة التنفسية للفأر على ما يصل إلى 13 فرعًا من هذا القبيل. تعمل التقسيمات القريبة (تلك الأقرب إلى قمة الشجرة ، مثل القصبة الهوائية والشعب الهوائية) بشكل أساسي على نقل الهواء إلى الممرات الهوائية السفلية. الانقسامات اللاحقة مثل القصيبات التنفسية والقنوات السنخية والحويصلات الهوائية متخصصة لتبادل الغازات. [7] [9]

    تقع القصبة الهوائية والأجزاء الأولى من الشعب الهوائية الرئيسية خارج الرئتين. تتفرع بقية "الشجرة" داخل الرئتين ، وتمتد في النهاية إلى كل جزء من الرئتين.

    الحويصلات الهوائية هي الأطراف العمياء "للشجرة" ، مما يعني أن أي هواء يدخلها يجب أن يخرج بنفس الطريقة التي أتى بها. نظام مثل هذا يخلق مساحة ميتة ، وهو مصطلح يشير إلى حجم الهواء الذي يملأ الشعب الهوائية في نهاية الشهيق ، ويتم استنشاقه ، دون تغيير ، أثناء الزفير التالي ، ولم يصل مطلقًا إلى الحويصلات الهوائية. وبالمثل ، تمتلئ المساحة الميتة بالهواء السنخي في نهاية الزفير ، وهو أول هواء يتنفس مرة أخرى في الحويصلات الهوائية أثناء الاستنشاق ، قبل أي هواء نقي يتبعه. يبلغ حجم الفضاء الميت للإنسان البالغ حوالي 150 مل.

    الغرض الأساسي من التنفس هو إنعاش الهواء في الحويصلات الهوائية بحيث يمكن أن يحدث تبادل الغازات في الدم. تحدث موازنة الضغط الجزئي للغازات في الدم السنخي والهواء السنخي عن طريق الانتشار. بعد الزفير ، لا تزال الرئتان البشرية البالغة تحتويان على 2.5 - 3 لترات من الهواء ، وقدرتها الوظيفية المتبقية أو FRC. عند الاستنشاق ، يتم إحضار حوالي 350 مل فقط من هواء الغلاف الجوي الجديد والدافئ والمبلل ويتم مزجه جيدًا مع FRC. وبالتالي ، فإن تكوين الغاز في FRC يتغير قليلاً جدًا أثناء دورة التنفس. هذا يعني أن الدم الرئوي والشعري يتوازن دائمًا مع تركيبة هواء ثابتة نسبيًا في الرئتين ومعدل الانتشار مع غازات الدم الشرياني يظل ثابتًا بشكل متساوٍ مع كل نفس. لذلك لا تتعرض أنسجة الجسم لتقلبات كبيرة في توترات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الدم بسبب دورة التنفس ، ولا تقيس المستقبلات الكيميائية الطرفية والمركزية سوى التغيرات التدريجية في الغازات المذابة. وبالتالي ، فإن التحكم المتساوي في معدل التنفس يعتمد فقط على الضغوط الجزئية للأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الدم الشرياني ، والتي تحافظ أيضًا على درجة حموضة ثابتة في الدم. [7]

    يتم التحكم في معدل وعمق التنفس تلقائيًا بواسطة مراكز الجهاز التنفسي التي تتلقى المعلومات من المستقبلات الكيميائية الطرفية والمركزية. تراقب هذه المستقبلات الكيميائية باستمرار الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون والأكسجين في الدم الشرياني. أول هذه المستشعرات هي المستقبلات الكيميائية المركزية على سطح النخاع المستطيل من جذع الدماغ والتي تكون حساسة بشكل خاص لدرجة الحموضة وكذلك الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون في الدم والسائل النخاعي. [7] المجموعة الثانية من أجهزة الاستشعار تقيس الضغط الجزئي للأكسجين في الدم الشرياني. تُعرف هذه الأخيرة معًا باسم المستقبلات الكيميائية الطرفية ، وتقع في أجسام الأبهر والشريان السباتي. [7] يتم نقل المعلومات من كل هذه المستقبلات الكيميائية إلى مراكز الجهاز التنفسي في الجسور والنخاع المستطيل ، والتي تستجيب لتقلبات الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون والأكسجين في الدم الشرياني عن طريق ضبط معدل وعمق التنفس ، في مثل هذه طريقة لاستعادة الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون إلى 5.3 كيلو باسكال (40 ملم زئبق) ، ودرجة الحموضة إلى 7.4 ، وبدرجة أقل ، الضغط الجزئي للأكسجين إلى 13 كيلو باسكال (100 ملم زئبق). [7] على سبيل المثال ، تزيد التمارين الرياضية من إنتاج ثاني أكسيد الكربون بواسطة العضلات النشطة. ينتشر ثاني أكسيد الكربون هذا في الدم الوريدي ويرفع في النهاية الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون في الدم الشرياني. يتم استشعار ذلك على الفور من خلال المستقبلات الكيميائية لثاني أكسيد الكربون على جذع الدماغ. تستجيب مراكز الجهاز التنفسي لهذه المعلومات عن طريق التسبب في زيادة معدل وعمق التنفس إلى درجة أن الضغوط الجزئية لثاني أكسيد الكربون والأكسجين في الدم الشرياني تعود على الفور تقريبًا إلى نفس المستويات كما في حالة الراحة. تتواصل مراكز الجهاز التنفسي مع عضلات التنفس عبر الأعصاب الحركية ، والتي من المحتمل أن تكون الأعصاب الحجابي ، التي تعصب الحجاب الحاجز ، هي الأهم. [7]

    يمكن تجاوز التنفس التلقائي إلى حد محدود باختيار بسيط ، أو لتسهيل السباحة أو الكلام أو الغناء أو أي تدريب صوتي آخر. من المستحيل قمع الرغبة في التنفس إلى درجة نقص الأكسجة ولكن التدريب يمكن أن يزيد من القدرة على حبس النفس. لقد ثبت أن ممارسات التنفس الواعي تعزز الاسترخاء وتخفيف التوتر ولكن لم يثبت أن لها أي فوائد صحية أخرى. [10]

    توجد أيضًا ردود أفعال أخرى للتحكم في التنفس. يؤدي الغمر ، خاصة الوجه ، في الماء البارد ، إلى استجابة تسمى منعكس الغوص. [11] [12] هذا له النتيجة الأولية لإغلاق الشعب الهوائية ضد تدفق المياه. معدل الأيض يتباطأ. ويقترن ذلك بتضيق شديد في الأوعية الدموية للأطراف وأحشاء البطن ، مما يحفظ الأكسجين الموجود في الدم والرئتين في بداية الغوص حصريًا تقريبًا للقلب والدماغ. [11] رد فعل الغوص هو رد فعل يستخدم غالبًا في الحيوانات التي تحتاج بشكل روتيني إلى الغوص ، مثل طيور البطريق والفقمات والحيتان. [13] [14] كما أنه أكثر فاعلية عند الرضع والأطفال الصغار جدًا منه عند البالغين. [15]

    يتألف الهواء المستنشق من 78٪ نيتروجين و 20.95٪ أكسجين وكميات صغيرة من الغازات الأخرى بما في ذلك الأرجون وثاني أكسيد الكربون والنيون والهيليوم والهيدروجين. [16]

    يبلغ حجم الغاز المنبعث من 4٪ إلى 5٪ من حجم ثاني أكسيد الكربون ، أي بزيادة قدرها 100 ضعف عن الكمية المستنشقة. ينخفض ​​حجم الأكسجين بكمية صغيرة ، 4٪ إلى 5٪ ، مقارنة بالأكسجين المستنشق. التركيب النموذجي هو: [17]

    • 5.0–6.3٪ بخار الماء
    • 79٪ نيتروجين [18]
    • 13.6 - 16.0٪ أكسجين
    • 4.0–5.3٪ ثاني أكسيد الكربون
    • 1٪ الأرجون (جزء في المليون) من الهيدروجين ، من النشاط الأيضي للكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء الغليظة. [19]
    • جزء في المليون من أول أكسيد الكربون من تحلل بروتينات الهيم.
    • 1 جزء في المليون من الأمونيا.
    • تتبع عدة مئات من المركبات العضوية المتطايرة وخاصة الأيزوبرين والأسيتون. يشير وجود بعض المركبات العضوية إلى المرض. [20] [21]

    بالإضافة إلى الهواء ، قد يتنفس الغواصون تحت الماء الذين يمارسون الغوص التقني مزيجًا من غازات التنفس الغنية بالأكسجين أو المستنفدة للأكسجين أو الغنية بالهيليوم. يتم أحيانًا إعطاء الأكسجين والغازات المسكنة للمرضى الخاضعين للرعاية الطبية. الغلاف الجوي في بدلات الفضاء هو أكسجين نقي. ومع ذلك ، يتم الاحتفاظ بهذا عند حوالي 20٪ من الضغط الجوي الأرضي لتنظيم معدل الشهيق. [ بحاجة لمصدر ]

    التنفس على ارتفاع

    يتناقص الضغط الجوي مع الارتفاع فوق مستوى سطح البحر (الارتفاع) وبما أن الحويصلات الهوائية مفتوحة للهواء الخارجي عبر الممرات الهوائية المفتوحة ، فإن الضغط في الرئتين ينخفض ​​أيضًا بنفس المعدل مع الارتفاع. في الارتفاع ، لا يزال هناك حاجة إلى فارق الضغط لدفع الهواء داخل الرئتين وخارجهما كما هو الحال عند مستوى سطح البحر. آلية التنفس في المرتفعات مماثلة بشكل أساسي للتنفس عند مستوى سطح البحر ولكن مع الاختلافات التالية:

    يتناقص الضغط الجوي أضعافًا مضاعفة مع الارتفاع ، حيث ينخفض ​​إلى النصف تقريبًا مع ارتفاع كل 5500 متر (18000 قدم) في الارتفاع. [22] ومع ذلك ، فإن تركيبة الهواء الجوي ثابتة تقريبًا تحت 80 كم ، نتيجة لتأثير الخلط المستمر للطقس. [23] تركيز الأكسجين في الهواء (مليمول O2 لكل لتر من الهواء) ينخفض ​​بنفس معدل الضغط الجوي. [23] عند مستوى سطح البحر ، حيث يبلغ الضغط المحيط حوالي 100 كيلو باسكال ، يساهم الأكسجين بنسبة 21٪ من الغلاف الجوي والضغط الجزئي للأكسجين ( صا2 ) هو 21 كيلو باسكال (أي 21٪ من 100 كيلو باسكال). عند قمة جبل إيفرست ، 8848 مترًا (29،029 قدمًا) ، حيث يبلغ إجمالي الضغط الجوي 33.7 كيلو باسكال ، لا يزال الأكسجين يساهم بنسبة 21٪ من الغلاف الجوي ، لكن ضغطه الجزئي لا يتجاوز 7.1 كيلو باسكال (أي 21٪ من 33.7 كيلو باسكال = 7.1 كيلو باسكال) . [23] لذلك ، يجب استنشاق كمية أكبر من الهواء على ارتفاع أكثر من مستوى سطح البحر لاستنشاق نفس كمية الأكسجين في فترة معينة.

    أثناء الاستنشاق ، يتم تسخين الهواء وتشبعه ببخار الماء أثناء مروره عبر الأنف والبلعوم قبل دخوله إلى الحويصلات الهوائية. ال مشبع يعتمد ضغط بخار الماء فقط على درجة حرارة الجسم الأساسية البالغة 37 درجة مئوية ، فهو 6.3 كيلو باسكال (47.0 مم زئبق) ، بغض النظر عن أي تأثيرات أخرى ، بما في ذلك الارتفاع. [24] وبالتالي ، عند مستوى سطح البحر ، فإن القصبة الهوائية يتكون الهواء (مباشرة قبل دخول الهواء المستنشق إلى الحويصلات الهوائية) من: بخار الماء ( صح2ا = 6.3 كيلو باسكال) ، نيتروجين ( صن2 = 74.0 كيلو باسكال) ، الأكسجين ( صا2 = 19.7 كيلو باسكال) وكميات ضئيلة من ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى ، بإجمالي 100 كيلو باسكال. في الهواء الجاف صا2 عند مستوى سطح البحر 21.0 كيلو باسكال ، مقارنة بـ صا2 19.7 كيلو باسكال في هواء القصبة الهوائية (21٪ من [100 - 6.3] = 19.7 كيلو باسكال). عند قمة جبل إفرست ، يبلغ ضغط القصبة الهوائية الكلي 33.7 كيلو باسكال ، منها 6.3 كيلو باسكال بخار الماء ، مما يقلل من صا2 في هواء القصبة الهوائية إلى 5.8 كيلو باسكال (21٪ من [33.7 - 6.3] = 5.8 كيلو باسكال) ، بما يتجاوز ما يُعزى إلى انخفاض الضغط الجوي وحده (7.1 كيلو باسكال).

    يتم أيضًا تقليل تدرج الضغط الذي يجبر الهواء إلى الرئتين أثناء الاستنشاق عن طريق الارتفاع. مضاعفة حجم الرئتين يخفض الضغط في الرئتين إلى النصف عند أي ارتفاع. ينتج عن ضغط الهواء عند مستوى سطح البحر (100 كيلو باسكال) تدرج ضغط قدره 50 كيلو باسكال ولكن يحدث الشيء نفسه عند 5500 م ، حيث يكون الضغط الجوي 50 كيلو باسكال ، ومضاعفة حجم الرئتين ينتج عنه تدرج ضغط من الدرجة الوحيدة. 25 كيلو باسكال. من الناحية العملية ، نظرًا لأننا نتنفس بطريقة دورية لطيفة تولد تدرجات ضغط تبلغ 2-3 كيلو باسكال فقط ، فإن هذا له تأثير ضئيل على المعدل الفعلي للتدفق إلى الرئتين ويمكن تعويضه بسهولة عن طريق التنفس بعمق أكبر قليلاً. [25] [26] تسمح اللزوجة المنخفضة للهواء في الارتفاع للهواء بالتدفق بسهولة أكبر وهذا يساعد أيضًا في تعويض أي فقد لتدرج الضغط.

    جميع التأثيرات المذكورة أعلاه للضغط الجوي المنخفض على التنفس يتم استيعابها عادة عن طريق زيادة حجم دقائق التنفس (حجم الهواء الذي يتم استنشاقه - أو خارج - في الدقيقة) ، وآلية القيام بذلك تلقائية. يتم تحديد الزيادة الدقيقة المطلوبة من خلال آلية استتباب الغازات التنفسية ، والتي تنظم الشرايين صا2 و صكو2 . تعطي آلية الاستتباب هذه الأولوية لتنظيم الشرايين صكو2 فوق مستوى الأكسجين عند مستوى سطح البحر. وهذا يعني أنه عند مستوى سطح البحر الشرايين صكو2 يتم الحفاظ عليها عند درجة قريبة جدًا من 5.3 كيلو باسكال (أو 40 مم زئبق) في ظل مجموعة واسعة من الظروف ، على حساب الشرايين صا2 ، والذي يُسمح له بالتنوع في نطاق واسع جدًا من القيم ، قبل إثارة استجابة التنفس الصناعي التصحيحية. ومع ذلك ، عندما يكون الضغط الجوي (وبالتالي الغلاف الجوي صا2 ) إلى أقل من 75٪ من قيمته عند مستوى سطح البحر ، يُعطى توازن الأكسجين الأولوية على توازن ثاني أكسيد الكربون. يحدث هذا التبديل على ارتفاع حوالي 2500 متر (8200 قدم). إذا حدث هذا التبديل بشكل مفاجئ نسبيًا ، فإن فرط التنفس على ارتفاعات عالية سيؤدي إلى هبوط حاد في الشرايين صكو2 مع ما يترتب على ذلك من ارتفاع في درجة الحموضة في بلازما الشرايين مما يؤدي إلى قلاء في الجهاز التنفسي. هذا هو أحد العوامل المساهمة في مرض المرتفعات العالية. من ناحية أخرى ، إذا كان التحول إلى توازن الأكسجين غير مكتمل ، فقد يؤدي نقص الأكسجة إلى تعقيد الصورة السريرية مع نتائج قاتلة.

    التنفس بعمق

    يزداد الضغط مع عمق الماء بمعدل جو واحد تقريبًا - أكثر بقليل من 100 كيلو باسكال ، أو بار واحد ، لكل 10 أمتار. يقع الهواء الذي يتنفسه الغواصون تحت الماء تحت الضغط المحيط للمياه المحيطة وهذا له مجموعة معقدة من الآثار الفسيولوجية والكيميائية الحيوية. إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح ، فقد يؤدي تنفس الغازات المضغوطة تحت الماء إلى العديد من اضطرابات الغوص التي تشمل الرضح الضغطي الرئوي ومرض تخفيف الضغط والتخدير بالنيتروجين وتسمم الأكسجين. تزداد آثار غازات التنفس تحت الضغط تعقيدًا باستخدام واحد أو أكثر من خليط الغازات الخاصة.

    يتم توفير الهواء من خلال منظم الغوص ، مما يقلل من الضغط العالي في أسطوانة الغوص إلى الضغط المحيط. يعتبر أداء التنفس للمنظمين عاملاً عند اختيار منظم مناسب لنوع الغوص الذي سيتم القيام به. من المرغوب فيه أن يتطلب التنفس من منظم جهدًا منخفضًا حتى عند توفير كميات كبيرة من الهواء. يوصى أيضًا بتزويد الهواء بسلاسة دون أي تغييرات مفاجئة في المقاومة أثناء الاستنشاق أو الزفير. في الرسم البياني ، إلى اليمين ، لاحظ الارتفاع الأولي في الضغط عند الزفير لفتح صمام العادم وأن الانخفاض الأولي في الضغط عند الاستنشاق سيتم التغلب عليه قريبًا حيث تم تصميم تأثير فنتوري في المنظم للسماح بسحب الهواء بسهولة. العديد من المنظمين لديهم تعديل لتغيير سهولة الاستنشاق بحيث يكون التنفس سهلاً.

    أنماط التنفس
    رسم بياني يوضح الأنواع الطبيعية وكذلك الأنواع المختلفة من أنماط التنفس المرضية.

    تشمل اضطرابات التنفس الأخرى ضيق التنفس (ضيق التنفس) ، الصرير ، انقطاع النفس ، توقف التنفس أثناء النوم (الأكثر شيوعًا انقطاع النفس الانسدادي النومي) ، التنفس عن طريق الفم ، والشخير. ترتبط العديد من الحالات بالمسالك الهوائية المسدودة. يشير ضعف التنفس إلى التنفس الضحل المفرط الذي يشير إلى التنفس السريع والعميق الناجم عن الحاجة إلى المزيد من الأكسجين ، على سبيل المثال عن طريق التمرين. يشير المصطلحان نقص التهوية وفرط التنفس أيضًا إلى التنفس الضحل والتنفس السريع والعميق على التوالي ، ولكن في ظل ظروف غير مناسبة أو مرض. However, this distinction (between, for instance, hyperpnea and hyperventilation) is not always adhered to, so that these terms are frequently used interchangeably. [27]

    A range of breath tests can be used to diagnose diseases such as dietary intolerances. A rhinomanometer uses acoustic technology to examine the air flow through the nasal passages. [28]

    The word "spirit" comes from the Latin spiritus, meaning breath. Historically, breath has often been considered in terms of the concept of life force. The Hebrew Bible refers to God breathing the breath of life into clay to make Adam a living soul (nephesh). It also refers to the breath as returning to God when a mortal dies. The terms spirit, prana, the Polynesian mana, the Hebrew ruach and the psyche in psychology are related to the concept of breath. [29]

    In T'ai chi, aerobic exercise is combined with breathing exercises to strengthen the diaphragm muscles, improve posture and make better use of the body's qi. Different forms of meditation, and yoga advocate various breathing methods. A form of Buddhist meditation called anapanasati meaning mindfulness of breath was first introduced by Buddha. Breathing disciplines are incorporated into meditation, certain forms of yoga such as pranayama, and the Buteyko method as a treatment for asthma and other conditions. [30]

    In music, some wind instrument players use a technique called circular breathing. Singers also rely on breath control.

    Common cultural expressions related to breathing include: "to catch my breath", "took my breath away", "inspiration", "to expire", "get my breath back".

    Breathing and mood

    Certain breathing patterns have a tendency to occur with certain moods. Due to this relationship, practitioners of various disciplines consider that they can encourage the occurrence of a particular mood by adopting the breathing pattern that it most commonly occurs in conjunction with. For instance, and perhaps the most common recommendation is that deeper breathing which utilizes the diaphragm and abdomen more can encourage relaxation. [10] Practitioners of different disciplines often interpret the importance of breathing regulation and its perceived influence on mood in different ways. Buddhists may consider that it helps precipitate a sense of inner-peace, holistic healers that it encourages an overall state of health [31] and business advisers that it provides relief from work-based stress.

    Breathing and physical exercise

    During physical exercise, a deeper breathing pattern is adapted to facilitate greater oxygen absorption. An additional reason for the adoption of a deeper breathing pattern is to strengthen the body's core. During the process of deep breathing, the thoracic diaphragm adopts a lower position in the core and this helps to generate intra-abdominal pressure which strengthens the lumbar spine. [32] Typically, this allows for more powerful physical movements to be performed. As such, it is frequently recommended when lifting heavy weights to take a deep breath or adopt a deeper breathing pattern.


    We put Deeksha's question to resident chemist Ben Pilgrim.

    Ben - The first thing to say is that the movies definitely have it wrong with regards to chloroform. Chloroform has been used as an anaesthetic for about 150 years and the kind of misconception that you have from watching movies is that by breathing a chloroform soaked rag you'll knock someone out within a second or so. This isn't the case, you need to be breathing it for several minutes in order to make someone pass out and they need to be breathing it constantly in order to keep them passed out. In fact, about 150 years ago, a famous medical journal, The Lancet, published a paper asking the criminal classes whether any one of them could divulge their supposed secret of being able to knock people out so quickly because it would be very, very useful for medicine. Needless to say, no-one has come forward to this date.

    Chris - It was called a blow to the head probably, wasn't it, rather than chloroform! I think Queen Victoria was the first monarch to undergo a caesarean [section delivery]?

    Ben - Yes for a couple of her last pregnancies. How does it work - this is something of debate and, indeed, in all anesthetics there is considerable debate about how they actually cause someone to pass out. Obviously they affect the nervous system. One idea is they affect the flux of potassium ions and this affects the body's response to nerves. Another idea is that the chloroform interferes with the cell membranes and slows down the passage of nerves which makes people less likely to feel pain. So there's a couple of ideas about how it might work. I should say, it was replaced because it was dangerous. Dangerous for a couple of reasons one is actually you just breath too much of the gas in your lungs and this fills up your lungs and stops your lungs getting enough oxygen and so you just die from not having enough oxygen. But also, if you start fiddling around with the nervous system, then it can also cause people's hearts to fail because hearts rely on electrical impulses to work and if you mess around with that, you can die of a heart attack.

    Chris - So don't do it is the bottom line, because people do abuse other kinds of solvents, like butane out of gas refills and glue - because there are solvents in there - all because they work the same way?


    Central Control of Breathing

    The rate of cellular respiration (and hence oxygen consumption and carbon dioxide production) varies with level of activity. Vigorous exercise can increase by 20&ndash25 times the demand of the tissues for oxygen. This is met by increasing the rate and depth of breathing.

    It is a rising concentration of نشبع &mdash not a declining concentration of oxygen &mdash that plays the major role in regulating the ventilation of the lungs. Certain cells in the medulla oblongata are very sensitive to a drop in pH. As the CO2 content of the blood rises above normal levels, the pH drops
    [CO2 + ح2O &rarr HCO3 &minus + H + ],
    and the medulla oblongata responds by increasing the number and rate of nerve impulses that control the action of the intercostal muscles and diaphragm. This produces an increase in the rate of lung ventilation, which quickly brings the CO2 concentration of the alveolar air, and then of the blood, back to normal levels.

    ومع ذلك ، فإن carotid body in the carotid arteries does have receptors that respond to a drop in oxygen. Their activation is important in situations (e.g., at high altitude in the unpressurized cabin of an aircraft) where oxygen supply is inadequate but there has been no increase in the production of CO2. People who live at high altitudes, e.g., in the Andes, have enlarged carotid bodies.


    New mechanism that causes the spread of deadly infection

    Scientists at the University of Birmingham have discovered a unique mechanism that drives the spread of a deadly infection.

    Cryptococcosis is a rare and deadly fungal infection that affects the lung and brain and usually only occurs in people with impaired immunity.

    However, one strain of the fungus -- known as the Pacific Northwest strain of Cryptococcus gattii -- has gained the ability to infect otherwise healthy individuals.

    Cryptococcus gattii was considered a tropical fungus primarily found in places like Brazil, New Guinea and Australia, but it was found to be the cause of the Pacific Northwest Outbreak of Cryptococcosis in the US and Canada which began in 1999 and has seen hundreds of humans and animals being infected.

    The infection affects the lungs first, because it is acquired by inhaling fungal spores. In the absence of therapy, and sometimes despite it, the infection quickly spreads to the brain and other organs with often fatal consequences.

    Those infected with the disease have to undergo antifungal drug therapy that can last months -- but those drugs often fail to curtail the disease and instead surgery is required to remove the infection from the lungs and central nervous system.

    Lead author Dr Ewa Bielska, of the University of Birmingham's School of Biosciences, said: "It is vital that new drugs are developed to combat this disease, and in order to do that we need to find out how the disease spreads.

    "Four years ago the University of Birmingham carried out research which demonstrated that the high virulence of this Cryptococcosis gattii strain results from its remarkable ability to grow rapidly within human white blood cells which relies on a unique 'division of labour'

    mechanism within the infection.

    "To achieve this, individual fungal cells must work together to coordinate their behaviour, but how they do this has, up until now, been unknown."

    Now the University of Birmingham's latest research, funded by the European Research Council and published in اتصالات الطبيعة, has discovered that this 'division of labour' can be triggered over large cellular distances and is mediated through the release of microscopic fluid-filled "bags" called extracellular vesicles.

    Professor Robin May, Director of the University of Birmingham's Institute of Microbiology and Infection, said: "These vesicles act like 'carrier pigeons', transferring messages between the fungi and helping them to coordinate their attack on the host cell.

    "This is a previously unknown phenomenon in infectious disease, but also provides us with a potential opportunity to develop new drugs that work by interrupting this communication route during an infection."

    Professor May said that the latest findings were unexpected. He added: "Our initial expectation was that the fungus would only be able to communicate within a single host cell, but in fact we discovered that it can communicate over very large -- in microbiology terms -- distances and across multiple host cell barriers.

    "The fact that this long-distance communication turns out to be driven by extracellular vesicles' is even more intriguing.

    "Our research continues and is still at an early stage, but ultimately we could envisage developing drugs that interrupt this signalling pathway between fungi in order to confuse them and prevent disease spread in the patient."


    THF is a flammable solvent. Over time, THF produces shock-sensitive, explosive peroxides. If the THF evaporates off, the peroxides will concentrate in the remaining solution. Even slight bumping of a container containing concentrated peroxides can result in an explosion. (http://www.ehs.uci.edu/salerts/Lesson%20Learned_Peroxide.pdf).

    Hopefully this list reminded you to treat even everyday chemicals with a little caution. Stay tuned for our next post: Even More Bad Chemicals!

    Agency for Toxic Substances and Disease Registry. ToxFAQs TM for Sodium Hydroxide. Toxic Substances Portal. 2011. Available at: http://www.atsdr.cdc.gov/toxfaqs/tf.asp?id=248&tid=45

    Chang S, Lamm SH. Human health effects of sodium azide exposure: a literature review and analysis. Int J Toxicol. 200322:175-186.

    Clark DE. Chemical injury to the eye. Chem Health Safety. 20029(2):6-9.

    Luttrell WE. Toxic tips: sodium hypochlorite. Chem Health Safety. 20018(6):24-26.

    Luttrell WE. Toxic tips: chloroform. Chem Health Safety. 200512(3):36-37.

    Walters D. Lesser known hazards in histopathology laboratories. Chem Health Safety. 20018(6):28.

    National Center for Biotechnology Information. Acetonitrile – Compound Summary. PubChem Compound. Available at: http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=6342&loc=ec_rcs#x332

    National Institute for Occupational Safety and Health Education and Information Division. Sodium hydroxide. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. 2011. Available at: http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0565.html

    Sigma-Aldrich. Peroxide Forming Solvents. Sigma-Aldrich Learning Center. 2013. Available at http://ccc.chem.pitt.edu/wipf/SOPs/Peroxide%20Forming%20Chemicals.pdf

    Zhang J, Wu H, Kim E, El-Shourbagy TA. Salting-out assisted liquid/liquid extraction with acetonitrile: a new high throughput sample preparation technique for good laboratory practice bioanalysis using liquid chromatography-mass spectrometry. Biomed Chromatogr. 200923(4):419-425.

    Has this helped you? Then please share with your network.

    7 Comments

    Hydrofluoric acid not included very hazardous acid

    i actually inhaled Copper Chloride (CuCl2) at lab just to make sure that it was the thing that caused an awful smell lmao…… immediatly my nose started burning and i started to sneeze my ass off, actually i almost puked too

    i think im high from chemisrtyyyyyyyyyyy

    For those of a molecular biology persuasion: Phenol. Good for DNA preps. Bad for you.

    systemic absorption causes central nervous system impairment and liver and kidney damage local effects include irritation of the eyes, skin and mucous membranes. Because of its low volatility, phenol does not pose a serious inhalation hazard in the occupational setting the skin is a primary route of entry. A 32-year-old man died 10 minutes after spilling a strong solution of phenol over his scalp, face, neck, shoulders, and back. There was coagulation necrosis of the skin and left eye, acute dermatitis, and acute passive congestion of the lungs, liver, spleen, and kidneys. An oral dose of 1 gram of phenol many be lethal to humans however, in exceptional cases, patients have survived the ingestion of 65 grams of pure phenol or 120 grams of the crude product. Roughly 50 percent of all reported cases have been fatal. Death may be rapid and usually results from respiratory failure. Chronic phenol poisoning is characterized by systemic disorders such as digestive disturbances, nervous system effects, and possibly by skin discoloration and eruptions the prognosis is grave when there is extensive damage to the liver and kidneys. Concentrated phenol solutions are severely irritating to the eye and cause conjunctival swelling the cornea becomes white and loses sensation. Loss of vision has occurred in some cases. In addition to systemic effects, contact with the solid or liquid can produce chemical burns. Erythema, edema, tissue necrosis, and gangrene have been reported.


    شاهد الفيديو: 5 أمراض تقف وراء الشعور الدائم بالتعب والارهاق اكتشفها بنفسك (أغسطس 2022).