Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
บทที่4 ระบบการหายใจและความสมดุลของกรด-ด่างในร่างกาย - Coggle Diagram
บทที่4 ระบบการหายใจและความสมดุลของกรด-ด่างในร่างกาย
ระบบการหายใจ
การหายใจ คือ การแลกเปลี่ยนก๊าซ โดยการน าเข้าก๊าซออกชิเจน (O2) จากอากาศภายนอกเข้าสู่
ร่างกาย และขับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ออกจากร่างกาย
โครงสร้างของระบบทางเดินหายใจ
จมูกและโพรงจมูก (Nose and nasal cavity)
เมื่ออากาศผ่านจมูกจะเข้าสู่โพรงจมูก ซึ่งจะมีผนังกั้น
ลักษณะเป็นแผ่นเรียบ แบ่งโพรงจมูกออกเป็น 2 ซีก ซ้าย-ขวา
โพรงจมูกจะมีขนเส้นเล็กๆ และต่อมน้ ามันช่วยในการ
กรองและจับฝุ่นละออง
โพรงจมูกมีเยื่อยุจมูกหนาช่วยให้อากาศที่เข้ามาชุ่มชื้น
และมีเส้นเลือดมากท าให้มีอุณหภูมิสูงขึ้น
มีเซลล์ท าหน้าที่รับกลิ่น
ทำหน้าที่ทางผ่านของอากาศหายใจเข้าไปยัวงคอหอยและกล่องเสียงช่วยป้องกันเชื้อโรค(กรองฝุ่น ละออง) และ
ดมกลิ่น
กล่องเสียง (Larynx)
เป็นหลอดยาวประมาณ 4.5 cm ในผู้ชาย และ 3.5 cm
ในผู้หญิง
กล่องเสียงจะมีฝาปิดกล่องเสียง (Epiglottis) ทำหน้าที่
ปิดเปิดป้องกันไม่ให้อาหารตกลงสู่หลอดลม
กล่องเสียงจะมีสายเสียง (Vocal cord) เป็นแผ่น
กล้ามเนื้อ 2 อัน อยู่ภายในจะเปิดเมื่อเวลาหายใจเข้า ปิดชิดกันเมื่อหายใจออกเมื่อลมผ่านจะทำให้ Vocal cord สั่นและเกิดเป็นเสียง
เพศชาย Vocal cord มีรูปร่างยาวกว่าผู้หญิง เสียงจึงห้าวกว่า ถ้ามีการอักเสบจาการเป็นหวัดหรือมีการออกเสียงมาก Vocal cord จะ
บวม และไม่สามารถปิดมาชิดกันได้สนิทจะแหบ
ทำหน้าที่ เป็นทางผ่านเข้าออกของอากาศและท าให้เกิดเสียง
หลอดลม (Trachea)
เป็นส่วนที่ต่อออกมาจากกล่องเสียง ยาวลงไปใน
ทรวงอก ลักษณะรูปร่างของหลอดลมเป็นท่อกลวง
หลอดลมมีผนังแข็งเพราะมีกระดูกอ่อนเรียงเป็น
รูปเกือกม้า หรือ ตัว U การที่หลอดลมมีกระดูกอ่อนจึงทำให้หลอดลมเปิดอยู่ตลอดเวลา ไม่แฟบเข้าหากันได้โดย
แรงดันจากภายนอก
ทำหน้าที่ เป็นทางผ่านเข้าออกของอากาศ
หลอดลมเมื่อถึงกระดูกสันหลังช่วงอกจะแตก แขนงออกเป็นหลอดลมแยก (Bronchus) ข้าง ซ้ายและขวา - เมื่อเข้าสู่ปอดก็แตกแขนงเป็นหลอดลมเล็กใน ปอด เรียกว่า หลอดลมฝอย (Bronchiole) และ ไปสุดที่ถุงลม (Alveoli) ซึ่งเป็นการที่อากาศอยู่ ใกล้กับเลือดในปอดมากที่สุด จึงเป็นบริเวณ แลกเปลี่ยน O2 กับ CO2 - ในผู้ใหญ่ที่โตเต็มที่จะมีถุงลม (Alveoli) ประมาณ 300-400 ล้านอัน
ผนังของถุงลมจะมีลักษณะบางมาก ช่วยให้เกิด การแลกเปลี่ยนก๊าซได้ง่าย รอบๆ ถุงลมจะมีหลอด เลือดฝอยล้อมรอบทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนก๊าซ บริเวณถุงลมและหลอดเลือดฝอย - ส่วนของถุงลม (Alveoli) จะมีเซลล์พิเศษหลั่ง สาร surfactant เคลือบอยู่ในผนังของถุงลม สาร surfactant ทำหน้าที่ลดแรงตึงผิวของ ถุงลม ขณะที่หายใจออกจะช่วยลด surface tension ทำให้ถุงลมไม่แฟบจนผนังด้านในติดกัน ทำให้เกิดการหายใจเข้าในครั้งต่อไปได้ง่ายขึ้น - พื้นที่ของถุงลมมาก จะทำให้ร่างกายได้รับO2 อย่างเพียงพอ และ ขับ CO2 ได้ดี
คอหอย (Pharynx)
เป็นหลอดตั้งตรงยาวประมาณยาวประมาณ 5 นิ้ว
ติดต่อทั้งช่องปากและช่องจมูก จึงแบ่งเป็น
ทำหน้าที่ เป็นทางผ่านของ อากาศ และ อาหาร
หลอดคอส่วนจมูก (Nasopharynx) เริ่มที่หลังช่องจมูก จนถึงเพดานอ่อน (Soft palate)
หลอดคอส่วนปาก (Oropharynx) เริ่มตั้งแต่เพดาน อ่อน (Soft palate) จนถึง กระดูกโคนสิ้น
หลอดลมส่วนกล่องเสียง (Laryngopharynx) ต่อจากOropharynx จนถึง หลังกล่องเสียง
การแลกเปลี่ยนแก๊สและกลไกการหายใจ
การหายใจภายนอก (External Respiration)
เป็นการแลกเปลี่ยน O2 และ CO2 ระหว่างปอดกับ
อากาศภายนอก โดยอาศัยวิธีการแพร่ แบ่งออกเป็น
1.1 การหายใจเข้า เป็นการนำอากาศจากภายนอกเข้าสู่ปอด โดย เกิดจาก- การหดตัวของกล้ามเนื้อชั้นนอกที่ยึดระหว่างซี่โครง (External Intercostal Muscle) ทำให้กระดูกซี่โครง กระดูก หน้าอกถูกยกขึ้นและกางออกไปด้านหน้า ด้านข้าง ทำให้ทรวงอก ขยาย - กล้ามเนื้อกระบังลม (Diaphragm) จะหดตัวและเคลื่อน ต่ำลงมา ทำให้ความดันในทรวงอกลดลง อากาศภายนอกจึงผ่าน เข้าไปในปอดจนกระทั่งความดันในปอดเท่ากับความดันของ บรรยากาศ
1.2 การหายใจออก เป็นการขับCO2 ออกจากปอด โดย เกิดจาก- การคลายตัวของกล้ามเนื้อที่ช่วยหายใจ ทำให้ กระดูกซี่โครงและกระดูกหน้าอกเลื่อนต่ำลงมา ทรวงอก หุบเข้าและกระบังลมจะเลื่อนขึ้น ปอดที่ยึดออกขณะ หายใจเข้าก็จะหดกลับเข้าสู่สภาพเดิม อากาศภายในปอด จะเคลื่อนออกสู่ภายนอก
การหายใจภายใน (Internal Respiration)
เป็นการแลกเปลี่ยน O2 และ CO2 ซึ่งอยู่ในเลือดกับ เซลล์ของเนื้อเยื่อต่างๆ ของร่างกาย โดยเซลล์ของร่างกายจะดึง O2 จากเลือด และปล่อย CO2 ให้กับเลือด โดยอาศัยวิธีการแพร
การควบคุมระบบหายใจ
ระบบประสาทโซมาติก (Somatic nervous system) เป็นระบบที่สามารถสั่งการได้ อยู่ใต้อำนาจ ของจิตใจ เช่น กล้ามเนื้อแขนขา
การควบคุมโดยระบบโซมาติก (Somatic nervous system) ศูนย์ควบคุมการหายใจ อยู่ที่สมองส่วนหน้า ได้แก่
Cerebral cortex
Hypothalamus
ทำให้สามารถปรับการหายใจตามพฤติกรรมต่างๆ เช่น กลั้นหายใจ ถอนหายใจ ร้องเพลง การพูด
ระบบประสาทอัตโนมัติ (Auto nervous system) อยู่นอกอำนาจจิตใจ กล้ามเนื้อเรียบ กล้ามเนื้อหัวใจ การย่อยอาหาร
การควบคุมโดยระบบประสาทอัตโนมัติ (Auto nervous system) ศูนย์ควบคุมการหายใจ อยู่ที่ก้าน สมอง ได้แก่
Pons
Medulla oblongata
ซึ่งจะส่งสัญญาณไปยังกล้ามเนื้อที่ช่วยในการหายใจ เข้า เกิดการหายใจเข้า - ออกสม่ำเสมอ
การตรวจนับการหายใจ
อัตราการหายใจ โดยปกติจะนับใน 1 นาที(16–20 ครั้ง/นาที) ซึ่งอัตราการหายใจจะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ดังนี้ - อายุ ทารกและเด็กจะมีอัตราการหายใจเร็ว และ จะค่อยๆ ช้าลง จนกระทั่งถึงวัยรุ่นและวัยผู้ใหญ่ – การออกกำลังกาย การหายใจจะเพิ่มขึ้นทั้งอัตรา และความลึกเพื่อให้ได้รับออกซิเจนเพียงพอ - อารมณ์ เมื่อเกิดอารมณ์เครียดขึ้น เช่น มีความ วิตกกังวล กลัว ตื่นเต้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับระบบประสาทอัตโนมัติ ทำให้อัตราการหายใจเพิ่มขึ้น- อุณหภูมิร่างกาย ถ้าอุณหภูมิร่างกายสูงขึ้น อัตราการ หายใจจะเพิ่มตามด้วยเพื่อที่จะช่วยระบายความร้อนออกจาก ร่างกาย และให้ได้รับออกซิเจนเพียงพอใจการเผาผลาญสารอาหาร โดยเฉลี่ยแล้วอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 0.6 องศาเซลเซียส จะมีผลทำให้อัตรา การหายใจเพิ่มขึ้นประมาณ 4 ครั้ง/นาที - การอยู่ในที่สูง ความสูงเพิ่มขึ้น จะทำให้ความเข้มข้น ของออกซิเจนลดลง ดังนั้น คนที่ขึ้นไปยังที่สูง จึงมีอัตราการหายใจ เพิ่มขึ้น - การได้รับยา เช่น ยามอร์ฟีน ยานอนหลับ ยาสลบ ทำให้การหายใจช้าลงเนื่องจากยาหรือสารเคมีไปกดที่ศูนย์ควบคุม การหายใจ
อาการที่เกี่ยวข้องกับระบบหายใจ
การไอ (Cough) เป็นวิธีที่ร่างกายกำจัดสิ่งแปลกปลอมออกจาก ทางเดินหายใจได้อย่างรวดเร็ว การกระตุ้นเกิดที่กล่องเสียง (Larynx) และ หลอดลมแยก (Bronchus) กลไกการไอประกอบด้วย หายใจเข้าด้วยปริมาตรประมาณ 2.5 ลิตร Epiglottis และ Vocal cord ปิดแน่นทันที Abdominal muscle จะหดตัวรุนแรง ทำให้เพิ่มความดันอย่างมาก ภายในทรวงอกจน ความดันอาจถึง 100 เซนติเมตรน้ำ Epiglottis และ Vocal cord เปิดทันที
การจาม (Sneez) คล้ายการไอแต่การกระตุ้นอยู่ที่จมูก ขบวนการ เหมือนการไอทุกอย่าง แต่เวลาหายใจออก ลิ้นไก่ (Uvula) จะกดต่ำลง อากาศส่วนใหญ่ผ่านออกทางจมูก
การหาว (yawn) เกิดจากการที่มีปริมาณ CO2 สะสมอยู่ในเลือดมาก เกินไป จึงต้องขับออกจากร่างกาย โดยการหายใจเข้ายาว และลึก เพื่อรับ O2 เข้าปอดและแลกเปลี่ยน CO2 ออก จากเลือด
การสะอึก (hiccup) เกิดจากกะบังลมหดตัว เป็นจังหวะๆ ขณะหดตัวอากาศจะถูกดันผ่านลงสู่ ปอดทันที ทำให้สายเสียงสั่น เกิดเสียงขึ้น
ความสมดุลของกรด-ด่างในร่างกาย
ในร่างกายจะมีการรักษาดุลยภาพกรด-เบส (ค่า pH) ในเลือด และในของเหลวต่างๆ ให้อยู่ในสภาพสมดุล ไม่ให้สูงหรือต่่าจนเกินไป ในสภาวะเป็นกลางจะมีค่า pH=7
อาหารที่รับประทานมีผลต่อความเป็นกรด-ด่างในร่างกายนอกจากนี้พยาธิสภาพบางอย่าง ทำให้เกิดกรด-ด่าง (เบส) ได้
ร่างกายของคนจ่าเป็นต้องมีกลไกควบคุมสภาพกรด-ด่าง เนื่องจากในการท่างานของเซลล์ทั่วไป ร่างกายต้องอาศัยเอน ไซม์และปัจจัยที่ส่าคัญเกี่ยวกับการท่างานของเอนไซม์ คือ pH - การเปลี่ยนแปลงค่า pH ต่างไปจากค่าปกติ จะทำให้ กระบวนการเปลี่ยนแปลงไปได้ ด้วยเหตุนี้ร่างกายจึงพยายามที่จะ รักษาระดับ pH ให้อยู่ในช่วงแคบ ๆ ระหว่าง คือ “pH 7.35 – 7.43” โดยอาศัยระบบของบัฟเฟอร์ (buffer system)
Buffer
สารละลายกรดอ่อนหรือด่างอ่อน ซึ่งสามารถลดการเปลี่ยนแปลงของ pH ในการที่ได้รับกรด หรือด่าง ทำให้pH เปลี่ยนแปลงไม่มาก เหมือนกับการเติมกรดหรือด่างลงไปในน้ำเปล่า กลไกในการ ควบคุมกรด-ด่างในร่างกาย แบ่งออกเป็น 3 ระบบ ได้แก่
ระบบบัฟเฟอร์ในเลือด (blood buffer)
เป็นกลไกอันดับแรกที่ร่างกายใช้ส่าหรับควบคุม pH โดยสารเคมี
ในเลือดจะท่าปฏิกิริยากันเพื่อปรับ pH ใช้ระยะเวลาเร็วที่สุด
การท่างานของระบบหายใจ (respiration mechanism)
ระบบหายใจท่าหน้าที่ในการรักษาสมดุล กรด-ด่าง โดยการ ควบคุมปริมาตรของ CO2 ที่ระบายออกทางการหายใจให้พอเหมาะ - ถ้า CO2 สูง (อัตราการหายใจช้า) จะมีความเป็นกรดสูง pH จะต่ำ สมองจะสั่งการให้ปรับอัตราการหายให้สูงขึ้น เพื่อขับ CO2 ออกนอกร่างกายมากขึ้น - ถ้า CO2 ต่ำ (อัตราการหายใจเร็ว) จะมีความเป็นด่างสูง pH จะสูง สมองจะสั่งการให้ปรับอัตราการหายใจให้น้อยลง เพื่อเก็บ CO2 ที่ไว้ในร่างกายมากขึ้น
การท่างานของไต (renal mechanism)
ไต เป็นด่านที่ 3 ในการตอบสนองต่อภาวะไม่สมดุล ของกรดด่าง เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของ CO2 และ pH ใน พลาสมา ไตจะตอบสนองโดยการปรับอัตราการขับทิ้ง HCO3 (ไบคาร์บอเนต) และกรด ไตจะใช้เวลาหลายวันในการตอบสนองให้สมบูรณ์ เนื่องจากต้องใช้เวลาในการสร้างและเพิ่มการท่างานของ เอนไซม์ที่ท่อไตส่วนต้น