لماذا يضيق الصدر في الارتفاعات العالية؟

أشار الذكر الحكيم في العديد من الآيات البيٍّنات إلى حقائق علمية تثبت إعجاز كلام الله المنزل على نبيه الكريم عليه أتم الصلاة والتسليم. فمن هذه الإشارات المعجزة قوله عز وجل: "فمن يرد أن يهديه يشرح صدره للاِسلام ومن يرد اَن يضله يجعل صدره ضيقا حرجا كأنما يصعد في السماء" [الاَنعام، 125]، فلماذا يضيق الصدر عندما نرتفع في الجو لمسافات عالية؟
تركيب هواء الغلاف الجوي
يتكون هواء الغلاف الجوي الذي نتنفسه، والقريب من سطح الأرض بنسبة (%99) من غازين رئيسيين هما الآزوت (%78) والأوكسجين (21%). تتمثل المركبات الدائمة الأخرى في ثاني أكسيد الكربون، الهيدروجين، الأوزون، الغازات النادرة وبخار الماء الذي تتغير نسبته بحسب الموقع الجغرافي من (%0.1 إلى %5) فوق سطح البحر مما يغير أحجام الغازات السالفة الذكر.
الضغط الجوي والضغط الجزئي للأوكسجين في الغلاف الجوي
يتولد الضغط الجوي في مكان معين من كتلة الهواء الموجود عموديا فوقه بارتفاع لا نهائي على قاعدة متر مربع. يكون الضغط الجوي على سطح البحر في ذروته ويتناقص باطراد كلما ارتفعنا نحو السماء، فإذا كان يقدر على سطح البحر ب (KPa.101) فإن قيمته تنقص إلى (KPa.90) على علو (1000) متر.
إن الضغط الكامل لمركب من الغازات هو الحاصل لمجموع الضغوطات الجزئية لجميع مكوناته باعتبار قانون دالتون (Loi de Dalton). فإذا كانت نسبة الأوكسجين في الهواء تقارب 21%، وبما أن الضغط الجوي يتناقص اطراد يا كلما ارتفعنا في الجو؛ فإن هذا التناقص يمس الضغط الجزئي للأوكسجين أيضا. فمن سطح البحر إلى علو 1000 متر يتدنى الضغط الجزئي للأوكسجين من (21,2.kPa) إلى (18,6.KPa).
وظيفة التنفس
وظيفة الجهاز التنفسي الأساسية هي إيصال الأوكسجين من الهواء إلى الكريات الحمراء الدموية والتخلص من ثاني أكسيد الكربون. وتحتوي الرئتين على ما يقارب 300 حويصلة هوائية محاطة بشبكة دقيقة من الشعيرات الدموية. يصبح الهواء المستنشق مشبعا ببخار الماء داخل قنوات التنفس فينخفض ضغط الأكسجين الجزئي من: .Kpa)1( إلى.(19,8.Kpa): يؤدي وجود ثاني أكسيد الكربون في الحويصلات الهوائية إلى انخفاض أكثر لضغط الأكسجين ليصل إلى: .(13,3Kpa)
وفقا لقانون هنري، مادام تركيز الغاز كبير في خليط غازي فهو يذوب بسرعة وبكميات كبيرة في السائل وعند نقطة التوازن تتساوى الضغوط الجزئية في كلا الجانبين. يخترق الأوكسجين جدار الخلايا الرئوية وخلايا الشعيرات الدموية ليصل إلى الدم بفضل فرق ضغط الأكسجين الحاصل بينهما. تتوقف كمية الأوكسجين المنتقلة على الفرق الحاصل بين الضغط الجزئي للأكسجين في هواء الحويصلات والشعيرات الدموية. كما يخرج ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى تجويف الحوصلات الرئوية بنفس الطريقة.
ضيق الصدر في المرتفعات العالية
يسبب الارتفاع في الجو لمسافات عالية ضيق التنفس الذي يزداد بازدياد الارتفاع إلى درجة حرجة جدا حيث ينقص مرور الهواء في الحويصلات الرئوية نظرا لانخفاض الضغط الجوي وتقل نسبة الأكسجين. يؤدي التعرض لنقص الأكسجين في المرتفعات العالية إلى تهييج المستقبلات الكيميائية للشريان السباتي الشيء الذي يؤدي إلى ارتفاع ضغط الأوعية الدموية الرئوية وسرعة التنفس. يشعر الإنسان بداء المرتفعات ابتداء من 2000 متر فوق سطح البحر، عندما يتجاوز الإنسان علو 3000 متر تبدأ أعراض مرض -L'œdème pulmonaire de haute altitude- في الظهور بحيث تمتلئ الحوصلات الرئوية بالسوائل مع سعال حاد وجاف، وحمى وضيق شديد في التنفس.
لعلنا نلتمس من خلال هذا التفصيل العلمي لعملية التنفس مدى دقة التعبير القرآني المعجز، فقد وصف الله سبحانه وتعالى ضيق صدر المضل عن استيعاب نور الإسلام، كمن كان في مرتفع تنقص فيه نسبة الأكسجين وينخفض فيه ضغط الهواء، فلا يستطيع أن يدخل إلى جسمه ما يحتاج من الأكسجين الضروري للحياة.
المراجع:
1.علي محمد علي دخيل، الآيات العلمية في القرآن الكريم، دار الهادي-لبنان، الطبعة الأولى، 2003.
2. Laure Belin, Elaboration d'une m»thode proposant des valeurs limites minimales en oxygène pour l'exposion des travailleurs à des atmosphères hypoxiques, Mémoire de fin d'études Ingénieur du génie sanitaire, EHESP, 29 septembre2009.