آشنایی با ساختار و عملکرد دیافراگم و نقش آن در تنفس

دیافراگم (Diaphragm) ساختاری عضله ای – تاندونی و گنبدی شکل است که به عنوان عضله اصلی تنفسی عمل می کند و نقشی حیاتی در روند تنفس دارد. دیافراگم به عنوان یک نقطه عطف مهم آناتومیکی عمل می کند که قفسه سینه را از حفره شکمی جدا می کند. پایه دیافراگم در امتداد مهره های کمری ستون فقرات و مرز تحتانی دنده ها و جناغ قرار گرفته است. دهانه های دیافراگم اجازه می دهد مری ، اعصاب فرنیک و واگ ، آئورت نزولی و ورید اجوف تحتانی از حفره های قفسه سینه و شکم عبور کنند. در درس علوم پایه هفتم این ساختار به طور کامل شرح داده شده است.

دیافراگم به شکل مثلث است. انتهای آن به مهره هفتم گردنی و پایه آن به مرز داخلی دنده اول متصل است. این اندام به بسیاری از ساختارهای استخوانی متصل است. به طور جانبی به دنده های یازدهم و دوازدهم و از عقب به مهره های کمر (مهره های کمر اول ، دوم و سوم) متصل می شود. این ساختار دو سطح دارد – سطح سینه ای و شکمی. سطح سینه ای دیافراگم با ریه ها و پریکارد در تماس است. سطح شکمی دیافراگم با معده ، کبد و طحال در تماس است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

دیافراگم چگونه کار می کند؟

حرکت عضله دیافراگم نیروی اولیه را برای هر دم و بازدم فراهم می کند. وقتی دیافراگم شل شود ، گنبدی تشکیل می دهد که به داخل حفره قفسه سینه شما و ریه ها فشار می آورد تا هوا را به بیرون فشار دهد. وقتی دیافراگم منقبض می شود ، گنبد صاف می شود مثل اینکه یک چتر قابل انعطاف باشد و به سمت پایین کشیده شود.

با صاف شدن دیافراگم ، فضای بیشتری ایجاد می کند و فشار را در حفره قفسه سینه کاهش می دهد و این فشار باعث وارد شدن هوا به ریه ها می شود. هنگامی که عضله دیافراگم شما شل می شود ، دوباره شکل گنبد را ایجاد می کند که فضای حفره قفسه سینه را کاهش می دهد و اجازه می دهد هوا از ریه ها خارج شود.

برای درک مفهوم عملکرد دیافراگم ، هنگام نفس کشیدن های عمیق و شکمی ، دست خود را زیر دنده ها قرار دهید و به حرکت زیر دست خود توجه کنید. با هر استنشاق ، دیافراگم صاف می شود که باعث افزایش فضای دنده ای در شما می شود و فشار در سینه را کاهش می دهد تا هوا را به داخل ریه ها بکشد. حال هنگام بازدم ، تصور کنید که بالای این اندام به سمت بالا فشار می آورد و شکل گنبد به خود می گیرد. نورون های ساقه مغز و اعصاب فرنیک حرکت دیافراگم را با دقت به صورت چرخه ای کنترل می کنند.

مشکلات دیافراگم

جراحات دیافراگم اغلب در اثر حوادث و برخورد با اجسام آسیب زا مانند حوادث رانندگی ایجاد می شوند. با توجه به اینکه این ساختارعضلانی چتری شکل برای تنفس ضروری است ، صدمات وارده به دیافراگم سناریوهایی تهدید کننده حیات را ایجاد می کند که نیاز به مراقبت های پزشکی جدی دارند. پزشکان می توانند برای تعیین اینکه آیا دیافراگم به ترمیم جراحی نیاز دارد یا خیر ، از آزمایشات مختلفی مانند اشعه ایکس قفسه سینه ، اسکن توموگرافی کامپیوتری (CT) و اقدامات جراحی استفاده کنند. برخی از شرایطی که این ساختار را تحت تاثیر قرار می دهند در ادامه شرح داده شده است.

سکسکه

یک مسئله بسیار مهم و غیر حیاتی که بر دیافراگم و عضلات بین دنده ای تأثیر می گذارد سکسکه است. طی سکسکه در یک لحظه غافلگیر کننده هوا به درون ریه های شما مکیده می شود و کمی بعد با صدای “hic” از گلو خارج می شود.

سکسکه معمولاً در اثر انبساط سریع معده ایجاد می شود که می تواند در اثر پرخوری ، سریع غذا خوردن ، خوردن غذای پرادویه ، نوشیدن نوشیدنی های گازدار و حتی تغییر دما رخ دهد. درمان های مختلفی برای سکسکه وجود دارد مثلا برخی افراد نفس خود را حبس می کنند ، قند می خورند و از روش های ترسناک غافلگیرانه استفاده می کنند. لازم است بدانید سکته قلبی هنگامی ایجاد می شود که دیافراگم و عضلات بین دنده ای بدون کنترل شما منقبض شوند.

فتق هیاتال

فتق هیاتال برآمدگی در قسمت تحتانی مری و گاهی اوقات معده است که می تواند باعث سوزش معده ، سوء هاضمه و حالت تهوع شود. افزایش فشار در شکم (ناشی از چاقی یا بارداری) یا کشیدگی (مانند بلند کردن وزنه ، سرفه یا یبوست ) ، سیگار کشیدن و برخی از شرایط ژنتیکی مانند سندرم  Ehlers-Danlos احتمال این نقص را افزایش می دهند.

فتق دیافراگم

فتق  جزء نقص های ساختاری این عضو مهم است که به اندام های شکمی اجازه می دهد وارد حفره سینه ای شوند. این نقص ممکن است از بدو تولد وجود داشته باشند یا به ندرت ممکن است در اثر ضربه نیز رخ دهد. این نقص مادرزادی می تواند منجر به رشد ناقص ریه ها (هیپوپلازی ریوی) شود. فتق در بزرگسالان در اثر جراحات ، از جمله ضربه به علت تصادفات و ضربه اجسام تیز رخ دهد و می تواند تهدید کننده زندگی باشد و نیاز به جراحی ترمیمی دارد.

سرطان

تومورهای مختلف نیز می توانند به این اندام گسترش یابند و باعث ایجاد فشار فیزیکی بر  این عضو و اختلال در عملکرد آن شوند. به عنوان مثال سرطان پلور (پوشش ریه ها) می تواند به دیافراگم گسترش یابد. سرطان ریه ، لنفوم و سرطان معده انواع دیگری از سرطان هستند که ممکن است این اندام را تحت تأثیر قرار دهند.

علائم می تواند به تدریج یا ناگهانی باشد و ممکن است شامل تنگی نفس ، درد همراه با تنفس یا از دست دادن هوشیاری باشد. درمان به طور کلی شامل برداشتن تومور از طریق جراحی ، پرتودرمانی و یا شیمی درمانی است.

فلج دیافراگم

فلج با تاثیر بر اعصاب کنترل کننده حرکات دیافراگم رخ دهد و می تواند منجر به ضعف یا فلج کامل این عضو شود. رشد تومور ، آسیب در حین جراحی ، آسیب های تروماتیک ، نوروپاتی دیابتی ، سندرم گیلن-باره و دیستروفی عضلانی ، عفونت های ویروسی  و عفونت های باکتریایی نیز می توانند منجر به فلج دیافراگم شوند.

ضعف دیافراگم به دلیل آسیب عصبی می تواند باعث تنگی نفس شود ، به خصوص موقع  خوابیدن شود که معمولا با دارو ، جراحی ، توان بخشی یا دستگاه مکانیکی تنفسی کنترل می شود.

بیماری انسداد مزمن ریوی  (COPD)

بیماری های ریه از جمله COPD می توانند باعث ضعف دیافراگم شوند. در این بیماری با گذشت زمان ، سلول های دیافراگم به دلیل فشار بیش از حد تغییر کرده و عملکرد و قدرت خود را از دست بدهند می دهند و باعث تنگی نفس می شوند.

عکس دیافراگم

عضله گنبدی شکل که در سرتاسر تنه شما کشیده می شود دیافراگم نامیده می شود و زمانی که دیافراگم شما شل می شود، شبیه یک چتر مستطیلی است که در زیر دنده های شما فشرده شده و پایه حفره سینه شما را ایجاد می کند. حرکت عضله دیافراگم نیروی اولیه را برای هر دم و بازدمی که انجام می دهید فراهم می کند. هنگامی که دیافراگم شل می شود، گنبدی را تشکیل می دهد که به حفره قفسه سینه شما فشار می آورد و به ریه ها فشار می آورد تا به بیرون راندن هوا کمک کند.

هنگامی که دیافراگم شما منقبض می شود، گنبد به گونه ای صاف می شود که گویی یک چتر انعطاف پذیر است که توسط دسته به سمت پایین کشیده شده است. همانطور که دیافراگم شما صاف می شود، فضای بیشتری ایجاد می کند و فشار را در حفره قفسه سینه کاهش می دهد و این تغییر فشار هوا را وارد ریه های شما می کند. هنگامی که عضله دیافراگم شما شل می شود، دوباره شکل گنبدی را تشکیل می دهد که فضای حفره قفسه سینه را کاهش می دهد و اجازه می دهد تا هوا از ریه ها خارج شود. هنگام نفس کشیدن، ممکن است احساس کنید که قسمت بالایی بدن شما منبسط می شود. اگرچه دیافراگم نیروی اصلی تنفس است، ماهیچه هایی که شکاف بین دنده های شما را پر می کنند نیز مهم هستند. این ماهیچه های نازک قفسه سینه، عضلات بین دنده ای نامیده می شوند.