ชื่อ :   รหัสผ่าน :     จำชื่อและรหัสผ่าน สมัครสมาชิกใหม่ ลืมรหัสผ่าน
ช่วยเหลือ RSS
สมาชิกล่าสุด
วายุสิทธิ์ หวังจริยธรรม
ชื่อเล่น - วายุ
พิมลพร คำดี
ชื่อเล่น - พิมพ์
อรวรรณ บุญเพ็ง
ชื่อเล่น - สมหญิง
สมพร นิลแก้ง
ชื่อเล่น - ครูหน่อย
มู่ฮัมหมัด หมาดอี
ชื่อเล่น - อัสรี
Nutcha Phuphangoen
ชื่อเล่น - Tangmo
สุรีรัตน์ ทองอินทร์
ชื่อเล่น - อ้อม
อรัญญ์ ปัฏฐา
ชื่อเล่น - แพน
อรวรรณ แสงสว่าง
ชื่อเล่น - ขวัญ
mintra wongkad
ชื่อเล่น - matin
Blogs Article Update!!
เว็บไซต์ในเครือข่าย
แลกลิงค์
: HTML Code :
: BB Code :

ค้นหาบทความ :
บทความ
ระบบหายใจ
วันที่ 1 กรกฎาคม 2554 20:25:55

การหายใจ  คือขบวนการนำออกซิเจนเข้าไปในปอดซึมเข้าไปทั่วร่างกาย พร้อมทั้งการนำคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นขับออกจากร่างกายทางปอด

          การหายใจอาจแบ่งได้เป็น ๒ ตอน คือ
                    
๑. การหายใจภายนอก (external respiration) เป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างออกซิเจนของอากาศหายใจเข้าในปอดกับ  คาร์บอนไดออกไซด์ในหลอดเลือดฝอยของปอด
                   
๒. การหายใจภายใน (internal respiration) เป็นการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างเซลล์และสารน้ำที่อยู่รอบๆ เซลล์ ซึ่งรวมถึงการใช้ออกซิเจนของเซลล์ด้วย รวมเรียกว่า การหายใจของเซลล์ (cell respiration) ซึ่งจะไม่กล่าวในที่นี้

          เพื่อความสะดวกในการศึกษาอาจแบ่งออกเป็น ๓ หัวข้อ  คือ
                   
๑) การระบายอากาศหายใจ (pulmonary ventilation) ได้แก่ วิธีการที่อากาศผ่านเข้าออกระหว่างอากาศภายนอกและถุงลม ซึ่งจะได้กล่าวละเอียดต่อไป
                   
๒) การซึมผ่านและการขนส่ง (diffusion and transportation)ของออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในปอดและในเลือด
                    ๓) การปรับระดับการหายใจ (regulation of respiration)รวมทั้งกลไกที่ทำให้หายใจ

กายวิภาคศาสตร์ของทางเดินอากาศหายใจที่มีความสำคัญในทางสรีรวิทยา

          ทางเดินอากาศหายใจ แบ่งได้เป็น ๒ ส่วน คือ
                   
ก. ทางผ่านอากาศ ตั้งแต่จมูก ปาก กล่องเสียงไปถึง หลอดลมฝอยส่วนปลายสุด (terminal bronchiole) ทางเดินส่วนนี้ทำหน้าที่เป็นทางผ่านของอากาศ และช่วยทำให้อากาศอุ่นและชื้นขึ้นด้วย แต่ไม่มีการแลกเปลี่ยนก๊าซเลย
                    ข. หน่วยการหายใจ (respiratory unit) ได้แก่ส่วนของทางเดินอากาศหายใจ   ตั้งแต่หลอดลมฝอยส่วนหายใจ   (respiratory bronchiole) ลงมาจนถึงถุงลม ส่วนนี้ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซ

                    ถุงลม (alveolus) มีจำนวนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในผู้ใหญ่จะมีประมาณข้างละ ๓๐๐ ล้านถุง ถุงลมมีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ ๐.๒๕ มิลลิเมตร คิดเป็นพื้นที่ผิวหน้าประมาณ  ๖๐-๘๐ ตารางเมตร ระหว่างผนังของถุงลมมีหลอดเลือดฝอยกระจายอยู่ในลักษณะตาข่าย ฉะนั้นเลือดกับอากาศในถุงลมจะถูกกั้นโดยเยื่อบางๆ ของถุงลมและของหลอดเลือดฝอยเท่านั้น โดยปกติแผ่นเยื่อมีความหนาเพียง ๐.๑๕-๐.๔ ไมครอน ซึ่งทำให้การแลกเปลี่ยนก๊าซดำเนินไปได้ดี


การระบายอากาศหายใจ

           การระบายอากาศหายใจ เป็นขบวนการที่มีการหายใจเข้าสลับกับการหายใจออก ทั้งนี้เพื่อจะรักษาความดันของออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในถุงลมและในเลือดให้เหมาะสม 
          คนปกติ อัตราหายใจ (respiratory rate) ในขณะพักประมาณ  ๑๒-๑๖ ครั้ง/นาที ปริมาตรอากาศหายใจเข้าหรือออกต่อครั้ง(tidal volume)มีค่าประมาณ ๕๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร 
          ในคนปกติอากาศถุงลมจะให้ออกซิเจนแก่เลือด  ๒๕๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที และจะต้องรับเอาคาร์บอนไดออกไซด์จากเลือดไปในอัตรา ๒๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที ในภาวะที่ร่างกายทำงานมากขึ้น เช่น การออกกำลังกาย ร่างกายจะต้องการออกซิเจนเพิ่มมากขึ้น และคาร์บอนไดออกไซด์จะเกิดมากขึ้นด้วย ร่างกายจึงต้องเพิ่มการหายใจ เพื่อให้ได้ออกซิเจนมากขึ้นและกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกมากขึ้น ทั้งนี้เพื่อรักษาระดับความดันออกซิเจนและความดันคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดแดงให้คงที่อยู่เสมอ คือ ๑๐๐ มิลลิเมตรปรอทและ ๔๐ มิลลิเมตรปรอท ตามลำดับ
          การระบายอากาศเข้าออกต่อนาทีเรียกว่า ปริมาตรหายใจต่อนาที (minute respiratory volume) มีหน่วยเป็นลิตร = ปริมาตร หายใจเข้าหรือออกต่อครั้ง x อัตราหายใจ = ๕๐๐ x ๑๒ = ๖  ลิตร/นาที
          การระบายอากาศมากที่สุดเท่าที่จะทำได้เรียกว่า ความจุการหายใจสูงสุด (maximum breathing capacity) มีค่าประมาณ ๑๒๕-๑๗๐ ลิตร /นาที แต่เป็นในเวลาช่วงสั้นเท่านั้น คือ ๑๕ วินาที ถ้าระยะยาวออกไปอาจลดลงได้เพียง ๑๐๐-๑๒๐ ลิตร/นาที จะเห็นได้ว่าการหายใจมีกำลังสำรองมากอาจเพิ่มได้ถึง ๒๕ เท่าในระยะสั้น หรือ ๒๐ เท่าในระยะยาว


[กลับหัวข้อหลัก]
 

การแลกเปลี่ยนก๊าซออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปอดและเนื้อเยื่อ

[ดูภาพทั้งหมดในเรื่องนี้]
ส่วนประกอบของอากาศหายใจ

          อากาศหายใจเข้า (inspired air) หรืออากาศในห้องมีส่วนประกอบที่สำคัญคือ ออกซิเจน ไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ (เล็กน้อย) อากาศหายใจเข้าจะมีส่วนประกอบคงที่เสมอแม้ว่าจะอยู่ที่ระดับน้ำทะเลหรืออยู่ระดับสูง
 
          อากาศหายใจออก (expired air) มีส่วนประกอบเปลี่ยนแปลงไปได้แล้วแต่ความลึกและความถี่ของการหายใจ และแม้การหายใจแต่ละครั้งก็แตกต่างกันได้
 
          อากาศถุงลม (alveolar air) มีส่วนประกอบค่อนข้างคงที่โดยอาศัยกลไกการควบคุมการหายใจ


[กลับหัวข้อหลัก]
 
[ดูภาพทั้งหมดในเรื่องนี้]
กลศาสตร์ของการหายใจ

           กลศาสตร์ของการหายใจเกี่ยวข้องอยู่กับแรง ความต้านทานและงานของการหายใจ การหายใจอาศัยกลไกโดยย่อดังนี้
          
           การหายใจเข้า เป็นขบวนการแอ็กทีฟ (active) การหายใจเข้าธรรมดา (quiet respiration) ใช้การทำงานของกล้ามเนื้อของกะบังลมเป็นส่วนใหญ่ เมื่อหายใจเข้า กะบังลมจะเคลื่อน ประมาณ ๑.๒ เซนติเมตร (พื้นที่กะบังลมประมาณ ๒๗๐ ตารางเซนติเมตร ฉะนั้น กะบังลมเคลื่อนไป ๑ เซนติเมตร จะทำให้ปริมาตรเปลี่ยนไป ๒๗๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร)นอกจากนี้ยังใช้กล้ามเนื้อระหว่างกระดูกซี่โครงภายนอกอีกด้วย
          เมื่อหายใจเข้าเต็มที่ กะบังลมจะเคลื่อนไปถึง ๓ เซนติเมตร การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางในแนวหน้าหลัง (antero - posterior diameter) ของทรวงอก นอกจากจะใช้กล้ามเนื้อระหว่างกระดูกซี่โครงภายนอก  แล้วยังใช้กล้ามเนื้อช่วยการหายใจ (accessory muscle) เช่นกล้ามเนื้อสเตอร์โนมัสตอยด์ (sternomastoid)และสเคเลน (scalene)โดยช่วยยึดซี่โครง ๒ ซี่บน และกล้ามเนื้อเซอร์ราตัสแอนทีเรียร์ (serratus anterior)ยกซี่โครงอีกหลายซี่ เฉพาะกล้ามเนื้อสเตอร์โนมัสตอยด์ และ สเคเลน จะทำงานต่อเมื่อต้องการหายใจแรง (การระบายอากาศหายใจเข้าออกมากกว่า ๕๐ ลิตร/นาที) 

          การหายใจออก เป็นขบวนการพาสซีฟ (passive) จากความหยุ่นของเนื้อปอดและทรวงอก รวมทั้งความตึงของกล้ามเนื้อด้วยที่ช่วยดันกะบังลมให้เคลื่อนขึ้นไป
          การหายใจออกแรงนั้นต้องใช้กล้ามเนื้อหน้าท้อง  (transversus abdominis)มาช่วย ซึ่งจะทำงานต่อเมื่ออากาศหายใจออกเพิ่มมากกว่า ๔๐ ลิตร/นาที และจะทำงานในตอนท้ายๆ ของการหายใจออก แต่ถ้าในการหายใจออกแรงมากๆ กล้ามเนื้อหายใจจะทำงานตลอดช่วง 
          การหายใจแรง (forced respitation) มีกลไกและการใช้กล้ามเนื้อมากกว่า


[กลับหัวข้อหลัก]
 
[ดูภาพทั้งหมดในเรื่องนี้]
การซึมผ่านและการขนส่ง

          การซึมผ่านของก๊าซ การซึมผ่านของก๊าซผ่านปอดเป็นขบวนการพาสซีฟทั้งหมด ไม่ได้มีกลไกแอ็กทีฟ หรือ การสร้างเลย ขบวนการซึมผ่านของก๊าซแบ่งได้เป็น ๓ ระยะ คือ
          ๑. ระยะก๊าซ (gas phase) เป็นระยะที่ก๊าซซึมผ่านจากท่อถุงลมเข้าไปในถุงลม การซึมผ่านของก๊าซจนทั่วถุงลมร้อยละ ๘๐ ใช้เวลาเพียง ๐.๐๐๒ วินาที ในระยะทางเพียง ๐.๕ มิลลิเมตร ก๊าซโมเลกุลเล็กซึมผ่านได้เร็วกว่าโมเลกุลใหญ่ แต่ขบวนการเกิดขึ้นเร็ว ดังนั้นก๊าซโมเลกุลใหญ่ก็ยังกระจายสม่ำเสมอ
          ๒. ระยะเนื้อเยื่อ (tissur phase) เป็นระยะที่ก๊าซซึมผ่านเยื่อกั้นระหว่างถุงลมและหลอดเลือดฝอยในปอด อัตราการซึมผ่านเช่นนี้ขึ้นอยู่กับความสามารถของก๊าซที่ละลายในของเหลว
          ๓. ระยะของเหลว (liquid phase) เป็นการซึมผ่านเข้าไปในพลาสมา โดยอาศัยความแตกต่างของความเข้มระหว่างผิว ก๊าซที่ละลายได้มากจะมีความเข้มที่บริเวณผิวสูง ซึ่งทำให้อัตราการซึมผ่านสูงด้วย

           คาร์บอนไดออกไซด์มีความสามารถในการละลายได้สูงมาก ทำให้มีอัตราการซึมผ่านมากกว่าออกซิเจนถึง ๒๐ เท่า เพราะฉะนั้นในโรคของปอดที่การซึมผ่านเสียไปจึงไม่มีการคั่งของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด แต่การซึมผ่านของออกซิเจนจะลดลงไปได้มาก

            การขนส่งก๊าซในเลือด  ร่างกายขนส่งออกซิเจนไปให้เซลล์ได้ ๒ ทาง คือ การรวมกับเฮโมโกลบินและการละลายไปในเลือด การรวมกับเฮโมโกลบินมีบทบาทสำคัญที่สุด เพราะนำออกซิเจนไปได้มากกว่าการละลายไปในเลือดถึง ๓๐-๑๐๐ เท่า หมายความว่าถ้าไม่มีเฮโมโกลบินร่างกายจะต้องมีเลือดเพิ่มขึ้นอีก ๓๐-๑๐๐ เท่าจึงจะพอใช้ เฮโมโกลบินนำออกซิเจนที่ขนส่งไปประมาณร้อยละ ๙๗ ที่เหลือประมาณร้อยละ ๓ เท่านั้นที่ละลายไปตามธรรมดา การจับและการปล่อยออกซิเจนของเฮโมโกลบิน ขึ้นอยู่กับความดันของออกซิเจนในเลือด เมื่อความดันนี้สูงเฮโมโกลบินจะจับออกซิเจนไว้ได้มาก แต่ถ้าต่ำเฮโมโกลบินจะ ปล่อยออกซิเจนออกมา

          ถ้าคิดว่าเลือดมีเฮโมโกลบิน ๑๕ กรัม/ ๑๐๐ มิลลิเมตร และเฮโมโกลบิน ๑ กรัม จับออกซิเจนได้ ๑.๓๔ ลูกบาศก์เซนติเมตร เลือด ๑๐๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร จะจับออกซิเจนได้ ๑๙.๑ ลูกบาศก์เซนติเมตร (ร้อยละ ๑๙.๑) เมื่อเฮโมโกลบินซึ่งมีความดันออกซิเจน ๙๗ มิลลิเมตรปรอท และมีออกซิเจนอยู่ประมาณร้อยละ ๑๙.๑ ไปถึงเนื้อเยื่อ ก็จะปล่อยออกซิเจนให้เนื้อเยื่อซึ่งมีความดันออกซิเจน ๔๐ มิลลิเมตรปรอท จนออกซิเจนในเฮโมโกลบินลดลงเหลือร้อยละ ๑๔.๔ เฮโมโกลบินจะเสียออกซิเจนไปประมาณร้อยละ ๕ ฉะนั้น ถ้าผลผลิตของหัวใจเท่ากับ ๕ ลิตร/นาที เฮโมโกลบินจะนำออกซิเจนไปส่งให้เนื้อเยื่อได้ประมาณ ๒๕๐ลูกบาศก์เซนติเมตร/นาที


[กลับหัวข้อหลัก]
 
[ดูภาพทั้งหมดในเรื่องนี้]
การปรับระดับการหายใจ

          การหายใจต้องมีการปรับให้มีการเปลี่ยนแปลงได้เสมอเพื่อให้เหมาะสมกับความต้องการออกซิเจนของร่างกาย เช่น ในขณะออกกำลังกาย ร่างกายต้องทำงานเพิ่มขึ้น ระบบการหายใจจึงต้องเพิ่มงานการขนส่งออกซิเจนให้เพียงพอและขับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นมาออกไปด้วยเพื่อให้ความดันออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์คงที่อยู่เสมอ คือ ๑๐๐ และ ๔๐ มิลลิเมตรปรอท ตามลำดับ
 
          กลไกการควบคุมการหายใจอาศัยการทำงานที่สำคัญ  ๒ อย่าง คือ
 
                    ก. การควบคุมทางประสาท ซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่สุดที่ทำให้มีการหายใจอยู่ได้ กลไกนี้ประกอบด้วยศูนย์หายใจและรีเฟล็กซ์ต่างๆ
 
                    ข. การควบคุมทางเคมี สารเคมีที่สำคัญคือ คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน และไฮโดรเจนไอออนในเลือดและในสารน้ำของร่างกาย

โดย : vaesongnarak
ระดับ : มัธยมต้นกล้า
คะแนนสะสม : 75
เรียกดูบทความนี้ 37,572 ครั้ง
หมวด วิทยาศาสตร์ / ฟิสิกส์

โหวตบทความ

แสดงความคิดเห็น
กรุณา Login ก่อน ถึงจะแสดงความคิดเห็นได้


กลุ่มระบบคอมพิวเตอร์ : ศูนย์เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร สำนักงานปลัดกระทรวงศึกษาธิการ
319 ถนนราชดำเนินนอก เขตดุสิต กรุงเทพฯ 10300 โทรศัพท์ 0-2628-5643-4 ต่อ 53 โทรสาร 0-2281-8218
ติดต่อผู้ดูแลระบบ :
  Designed & Develop By Piesoft Co., Ltd.