ระบบหายใจ
สารบัญ การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์ อวัยวะและโครงสร้างในระบบหายใจของ มนุษย์ การเเลกเปลี่ยนแก๊สและการลำ เลียงแก๊ส การหายใจ 01 02 03 04
ระบบหายใจ ระบบทางเดินหายใจมีหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซให้กับสิ่งมีชีวิต ในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูก ด้วยนมระบบทางเดินหายใจประกอบไปด้วย จมูกหลอดลม ปอด และกล้ามเนื้อระบบทาง เดินหายใจออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกแลกเปลี่ยนที่ปอดด้วยกระบวนการ แพร่ โดยนำ ออกซิเจนเข้าสู่ร่างกายและคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากร่างกาย
การแลกเปลี่ยนแก๊สในสัตว์ เป็นกระบวนการแลกเปลี่ยนแก๊สหายใจ โดยมีการนำ แก๊สออกซิเจนจากภายนอกเข้าสู่ร่างกาย และกำ จัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิด จากการหายใจในระดับเซลล์ออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก โดยทั่วไปการแลกเปลี่ยน แก๊สระหว่างเซลล์ที่มีชีวิต และสิ่งแวดล้อมที่อยู่โดยรอบเกิดขึ้นโดยอาศัยการแพร่ ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ที่เปียกชื้น แก๊สที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปได้จะต้องอยู่ในสภาพ สารละลาย สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในเซลล์แต่ละเซลล์จะสัมผัสกับน้ำ โดยตรง จึงไม่พบ อวัยวะหายใจใดๆ ในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ สิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่มีวิธีการแลกเปลี่ยนแก๊ส เพื่อการหายใจที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น มีการเพิ่มพื้นที่ผิวที่จะเป็นแหล่ง แลก เปลี่ยนแก๊สได้มากขึ้นหากเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์ที่อยู่ภายในมากและอยู่ห่างไกล จากผิวแลกเปลี่ยนแก๊ส จะต้องมีกลไกเฉพาะที่ทำ หน้าที่นำ แก๊สไปสู่เซลล์ต่าง ๆ ทั่ว ร่างกายได้ การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์
การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์ ไส้เดือนดิน ไส้เดือนดิน(Earth worm) --> ใช้ผิวลำ ตัวในการแลกเปลี่ยน แก๊ส โดยผิวลำ ตัวของไส้เดือนดินจะเปียกชื้นอยู่เสมอ ออกซิเจนใน อากาศจะละลายน้ำ ที่เคลือบอยู่ที่ผิวลำ ตัวของไส้เดือนแล้วจึงแพร่เข้า สู่เส้นเลือดฝอยที่กระจายอยู่ใต้ผิวหนังของไส้เดือน
แมลง (Insect)--> ใช้ระบบท่อลม (Tracheal system) ซึ่งประกอบด้วยรูเปิด (Spiracle) ที่บริเวณส่วนอกและส่วนท้อง และท่อลม (Trachea) แทรกกระจายเข้าสู่ทุกส่วนของร่างกาย ลำ ตัวของแมลงจะมีการเคลื่อนไหวและขยับอยู่เสมอในขณะหายใจ ทำ ให้อากาศไหลเข้าทาง รูเปิด (spiracle) และเข้าสู่ถุงลม (airsac) แล้วจึงผ่านไปตามท่อลมและท่อลมย่อยซึ่งมีผนัง บางทำ หน้าที่แลกเปลี่ยนแก๊ส ** ดังนั้นระบบหมุนเวียนเลือดของแมลงจึงไม่ค่อยมีความสำ คัญมากนักเพราะเนื้อเยื่อได้รับ แก๊สออกซิเจนจากท่อลมย่อยโดยตรง** การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์ แมลง
จากการศึกษาพบว่าสัตว์น้ำ ยังไม่มีอวัยวะพิเศษใช้ในการหายใจ การแลกเปลี่ยนแก๊ส จึงเกิดที่เยื่อหุ้มเซลล์ หรือผนัง ลำ ตัว ออกซิเจนจากน้ำ จะแพร่เข้าสู่เซลล์ และปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาสู่น้ำ พบในแมงกะพรุน ไฮดรา สัตว์น้ำ ที่เจริญขึ้นจะมีเหงือก (gill) เป็นอวัยวะแลกเปลี่ยนแก๊สอยู่ภายนอกร่างกายเหงือกยังมีความแตกต่าง กันในเรื่องความซับซ้อน เหงือกของดาวทะเลเป็นผิวหนังที่ยื่นออกไปเป็นรูปถุง เรียกว่า เดอร์มัลแบรงเคีย หมึกต่างๆ จะมีเหงือกอยู่ในช่องแมนเทิล ปลากระดูกแข็งจะมีเหงือกอยู่ใต้แผ่นปิดเหงือก ตวอ่อนของสัตว์สะเทินน้ำ สะเทินบกจะมีเหงือกยื่น ออกมานอกร่างกายบริเวณคอหอย มีพื้นที่สัมผัสกับน้ำ มากจึงเพิ่มประสิทธิภาพใน การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์ ปลา
สัตว์สะเทินน้ำ สะเทินบก ใช้เหงือก ผิวหนัง ปอด มีการหายใจเข้าโดยการถูกดันเข้าสู่ปอดส่วนการหายใจออก โดยการหดตัวของปอดและกล้ามเนื้อโครงร่าง ใช้เหงือก กบ (Frog)--> ลูกอ๊อด หายใจด้วยเหงือก เรียกว่า external gill เมื่อโตเต็มวัยกบจะหายใจด้วยปอด (Lung) และผิวหนัง กบมีปอด 1 คู่ ไม่มีกะบังลม ไม่มีซี่โครงและกล้ามเนื้อกระดูกซี่โครง การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์ สัตว์สะเทินน้ำ สะเทินบก
นก (Aves)--> ใช้พลังงานสูง ระบบหายใจของนกจึงต้องดีมาก ปอดนกมีขนาดเล็กแต่มีถุงลม (Air sac) เจริญดีมาก ในขณะหายใจเข้ากระดูกอกจะลดต่ำ ลง ถุงลมขยายขนาดขึ้น อากาศจะผ่านเข้าสู่หลอดลมแล้วเข้าสู่ถุงลมที่อยู่ตอน ท้าย ส่วนอากาศที่ใช้แล้วจะออกจากปอดเข้าสู่ถุงลมตอนหน้า ในขณะที่หายใจออก อากาศจากถุงลมที่อยู่ตอนท้ายจะ เข้าสู่ปอดทำ ให้ปอดพองออกและอากาศจากถุงลมตอนหน้าถูกขับออกนอกร่างกายต่อไปเป็นอย่างนี้อยู่เสมอ ถุงลมไม่ ได้ทำ หน้าที่ในการแลกเปลี่ยนแก๊สแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทอากาศให้แก่ปอดได้เป็นอย่างดี นอกจาก นี้ถุงลมยังอาจแทรกเข้าไปในกระดูกด้วย ทำ ให้กระดูกของนกกลวงและเบาจึงเหมาะในการบินเป็นอย่างมาก การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์ สัตว์ปีก
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำ นม (Mammal)--> มีระบบหายใจดีมาก หายใจโดยใช้ ปอด ภายในประกอบด้วยถุงลมเล็กๆ ที่เรียกว่า แอลวีโอลัส (Alveolus) มี กล้ามเนื้อกะบังลม (Diaphragm) และกล้ามเนื้อกระดูกซี่โครงช่วยในการ หายใจ ทำ ให้อากาศเข้าและออกจากปอดได้เป็นอย่างดี การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ปอดก็จะรับเลือดที่มีออกซิเจนต่ำ เพื่อทำ การแลกเปลี่ยน คาร์บอนไดออกไซด์กับออกซิเจนที่ปอด ในระดับถุงลม โดยเลือดจะดูดออกซิเจนจากถุงลมและปล่อยคาร์บอนได ออกไซด์์เข้าไปในปอด เพื่อขับออกนอกร่างกายใน จังหวะหายใจออก และเลือดที่มีออกซิเจนในปริมาณเข้ม ข้นสูงนี้จะไหล การแลกเปลี่ยนแก๊สและการลำ เลียงแก๊ส
การแลกเปลี่ยนแก๊สและการลำ เลียงแก๊ส
ระบบทางเดินหายใจส่วนบน (Upper respiratory tract, URI) : ประกอบด้วยอวัยวะที่เกี่ยวข้องกับการหายใจเหนือกล่องเสียงขึ้นไป ได้แก่ จมูก, คอหอย เป็นต้น 1. ระบบทางเดินหายใจส่วนล่าง (Lower respiratory tract, LRI) : ประกอบด้วย กล่องเสียง, หลอดคอ, หลอดลมใหญ่ และปอด 2. อวัยวะและโครงสร้างในระบบหายใจของมนุษย์ ระบบทางเดินหายใจแบ่งตามโครงสร้างได้ ดังนี้
ทำ หน้าที่เป็นการลำ เลียงอากาศ : มีหน้าที่นำ อากาศจากภายนอกเข้าสู่ ปอด เป็นทางผ่านเข้าออกของอากาศเท่านั้น ไม่มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับ การแลกเปลี่ยนแก๊ส ได้แก่ จมูก, คอหอย, กล่องเสียง, หลอดคอ, หลอดลมใหญ่, หลอดลมฝอย, และปลายหลอดลมฝอย 1. ทำ หน้าที่แลกเปลี่ยนแก๊ส : เป็นบริเวณที่แลกเปลี่ยนแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สออกซิเจนกับเนื้อเยื่อ ได้แก่ หลอดลม ฝอยแลกเปลี่ยนแก๊ส, ท่อลม, ถุงลม, ถุงลมเล็ก 2. อวัยวะและโครงสร้างในระบบหายใจของมนุษย์ ระบบทางเดินหายใจแบ่งตามหน้าที่ได้ ดังนี้
การหายใจ (respiration) เป็นการนำ อากาศเข้าและออก จากร่างกาย ส่งผลให้แก๊สออกซิเจนทำ ปฏิกิริยากับสารอาหาร ได้พลังงาน น้ำ และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการ หายใจเกิดขึ้นกับทุกเซลล์ตลอดเวลา โดยจำ เป็นต้องอาศัย โครงสร้าง 2 ชนิดคือ กล้ามเนื้อกะบังลม และกระดูกซี่โครง ซึ่งมีกลไกการทำ งานของระบบหายใจ ดังนี้ อวัยวะและโครงสร้างในระบบหายใจของมนุษย์
การหายใจเข้า (INSPIRATION) อวัยวะและโครงสร้างในระบบหายใจของมนุษย์ กะบังลมจะเลื่อนต่ำ ลง กระดูกซี่โครงจะเลื่อนสูงขึ้น ทำ ให้ปริมาตร ของช่องอกเพิ่มขึ้น ความดันอากาศในบริเวณรอบ ๆ ปอดลดต่ำ ลง กว่าอากาศภายนอก อากาศภายนอกจึงเคลื่อนเข้าสู่จมูก หลอดลม และไปยังถุงลมปอด
การหายใจออก (EXPIRATION) อวัยวะและโครงสร้างในระบบหายใจของมนุษย์ กะบังลมจะเลื่อนสูง กระดูกซี่โครงจะเลื่อนต่ำ ลง ทำ ให้ปริมาตรของ ช่องอกลดน้อยลง ความดันอากาศในบริเวณรอบ ๆ ปอดสูงกว่า อากาศภายนอก อากาศภายในถุงลมปอดจึงเคลื่อนที่จากถุงลมปอดไป สู่หลอดลมและออกทางจมูก
กลไกลการหายใจ การหายใจ การหายใจเข้าและหายใจออกเกิดจากการทางานของกล้ามเนื้อ กะบังลมและ กล้ามยึดกระดูกซี่โครงการหายใจเข้า กล้ามเนื้อ กะบังลมหดตัวและกล้ามเนื้อยึดกระดูก ซี่โครงดึงกระดูกซี่โครงให้ ยกตัวขึ้น ปริมาตรของช่องอกที่เพิ่มขึ้น ทาให้ความดัน ในช่องอก ลดลง ส่งผลให้อากาศจากภายนอกเคลื่อนที่เข้าสู่ปอด
การควบคุมการหายใจ การหายใจ กลไกการควบคุมการหายใจอาศัยการทำ งานที่สำ คัญ ๒ อย่าง คือ ก. การ ควบคุมทางประสาท ซึ่งเป็นส่วนสำ คัญที่สุด ที่ทำ ให้มีการหายใจอยู่ได้ กลไกนี้ประกอบด้วยศูนย์หายใจและ รีเฟล็กซ์ต่างๆ ข. การควบคุมทางเคมี สารเคมีที่สำ คัญคือ คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน และไฮโดรเจน ไอออนในเลือด และในสารน้ำ ของร่างกาย
การรักษาดุลยภาพของกรด-เบสของเลือดโดยระบบหายใจ การหายใจ ในร่างกายจะมีการรักษาดุลยภาพกรด-เบส (ค่า pH) ในเลือด และใน ของเหลวต่างๆ ให้อยู่ในสภาพสมดุล ไม่ให้สูงหรือต่ำ จนเกินไป ใน สภาวะเป็นกลางจะมีค่า pH=7 โดยมีสารที่ให้หรือรับ H+ และ OH- ซึ่งส่ง ผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่ากรด-เบสในร่างกาย โดยหากในร่างกายมี H+ มากขึ้น หรือ OH- น้อยลง ของเหลวในร่างกายจะเพิ่มความเป็นกรด ใน ทางตรงกันข้าม หากในร่างกายมี H+ น้อยลง หรือ OH- มากขึ้น ของเหลว ในร่างกายจะเพิ่มความเป็นเบส ทั้งนี้ ระบบขับถ่าย ระบบหายใจ ระบบ บัฟเฟอร์ จะใช้สมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตา (medulla oblongata) และพอนส์ (pons) ในการทำ กิจกรรมดังกล่าว
การรักษาดุลยภาพของกรด-เบสของเลือดโดยระบบหายใจ การหายใจ ในขณะที่เราออกกำ ลังกาย หรือร่างกายทำ งานหนัก เลือดจะเป็นกรดมาก ขึ้น เนื่องจากมีการผลิต CO2 ออกมาจากปฏิกิริยาการหายใจระดับเซลล์ เมื่อ CO2 รวมตัวกับน้ำ จะทำ ให้เกิดกรดคาร์บอกนิก ซึ่งสามารถแตกตัวให้ H+ได้ เมื่อเลือดเป็นกรด สมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตา และพอนส์ จะส่ง สัญญาณไปกระตุ้นกล้ามเนื้อกระบังลม และกล้ามเนื้อยึดซี่โครง ให้ทำ งาน มากขึ้น ทำ ให้หายใจเร็วและแรงขึ้น เพื่อขับ CO2 ออกจากร่างกาย
กลไกการรักษาสภาพ pH ไม่ให้สูงหรือต่ำ เกินไป ในร่างกาย มนุษย์จะใช้ 3 ระบบ คือ การหายใจ 1. ระบบขับถ่าย โดยการขับ H+ ทางปัสสาวะ หรือดูดกลับ HCO3- ที่ท่อหน่วยไต สามารถเพิ่มหรือลดความเป็นกรดได้มากที่สุด แต่ใช้เวลานานที่สุด 2. ระบบหายใจ โดยการขับ CO2 ออกทางลมหายใจ เมื่อเลือดเป็นกรดมากเกินไป 3. ระบบบัฟเฟอร์ในเลือด โดยมีสารเคมีในเลือดที่สามารถทำ ปฏิกิริยากันเพื่อปรับ pH ได้ สามารถเพิ่มหรือลดความเป็นกรดได้เล็กน้อย แต่ใช้เวลาเร็วที่สุด
ความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับระบบหายใจ การหายใจ โรคในระบบทางเดินหายใจ ส่วนมากพบสาเหตุจากการติดเชื้อไวรัส แบคทีเรีย รา โปรตัวซัว รวมถึงสารพิษ สารเคมี และการเกิดเนื้องอก มะเร็ง ได้แก่ โรคหลอดลมอักเสบ โรคไอกรน โรคปอดบวม
THANK YOU