1

1. สืบค้นข้อมูล อธิบาย และเปรียบเทียบโครงสร้างที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนแก๊สของฟองน้ำ ไฮดรา พลานาเรีย ไส้เดือนดิน แมลง ปลา กบ และนก
2. สังเกต และอธิบายโครงสร้างของปอดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม
3. สืบค้นข้อมูล อธิบายโครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊ส และกระบวนการแลกเปลี่ยนแก๊สของมนุษย์
4. อธิบายการทำงานของปอด และทดลองวัดปริมาตรของอากาศในการหายใจออกของมนุษย์

ระบบหายใจ (Respiratory system)

2

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการพลังงานสำหรับนำมาใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ พลังงานเหล่านี้ได้มาจากการสลายสารอาหารโดยกระบวนการหายใจระดับเซลล์ (cellular respiration) ที่สร้างสารพลังงานสูง เช่น ATP ซึ่งส่วนใหญ่ได้มาจากการสลายสารอาหารแบบใช้ออกซิเจนในไมโทคอนเดรีย

ในการทำกิจกรรมต่าง ๆ มนุษย์จึงต้องมีการแลกเปลี่ยนแก๊ส (gas exchange) เพื่อนำ 0₂ จากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่ร่างกาย และกำจัด CO₂ออกสู่สิ่งแวดล้อมผ่านทางระบบหายใจ (respiratory system) โดยทำงานร่วมกับระบบหมุนเวียนเลือดในการลำเสียงแก๊สไปยังเซลล์ต่าง ๆ

โดยกระบวนการดังกล่าวจะมีการใช้แก๊สออกชิเจน (0₂) และมีแก๊สคาร์บอนไดออกไชด์ (CO₂) เกิดขึ้นซึ่งต้องกำจัดออกจากร่างกาย ทั้งนี้หากร่างกายได้รับ O₂

ไม่เพียงพอเซลล์จะมีพลังงานไม่เพียงพอ

ระบบหายใจ (Respiratory system)

3

1. ระบบการแลกเปลี่ยนแก๊สในสัตว์

การแลกเปลี่ยนแก๊ส (Gas exchange) กระบวนการแลกเปลี่ยน 0₂ เข้า CO₂ ออก

- แลกเปลี่ยนแก๊ส โดยการแพร่ (diffusion) ผ่านโครงสร้าง Respiratory surface

- แพร่โดยใช้ความแตกต่างของความดันแก๊ส : จากความดันสูง ---> ความดันต่ำ

- การแลกเปลี่ยนแก๊สจัดเป็นหนึ่งในกระบวนการหายใจ (Respiration)

1. External respiration : คือการนำอากาศภายนอกเข้าสู่อวัยวะหายใจ

เกิดการแลกเปลี่ยน O₂ เข้า นำ CO₂ ออก ระหว่างอวัยวะหายใจกับหลอดเลือดฝอยลำเลียงแก๊ส

2. Internal respiration : คือการนำ O₂ เข้าไปในเซลล์เพื่อใช้ในการหายใจ

ระดับเซลล์ Cellular respiration สร้างพลังงานเก็บไว้ในรูป ATP (เก็บไว้ใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ)

และ ปล่อย CO₂ ออกมาจากเซลล์

การหายใจ (respiration)

ระบบหายใจ (Respiratory system)

4

โครงสร้างที่ใช้ในการหายใจ ต้องมีคุณสมบัติ

- บาง : ให้อากาศแพร์ได้ง่าย สะดวก

- พื้นที่ผิวมาก : surface area ในการแพร่มาก

- ชุ่มชื้น : แก๊สละลายน้ำก่อนแพร่

Paramecium

ระบบหายใจ (Respiratory system)

5

Planaria

ระบบหายใจ (Respiratory system)

6

ระบบหายใจ (Respiratory system)

7

ระบบหายใจ (Respiratory system)

8

• ปกติรู Spiracle จะปิดบางส่วนเพื่อรักษาความชุ่มชื้น

และเปิดเมื่อมีกิจกรรม activities

** สัตว์ที่สามารถต่อท่อลมไปถึงเชลล์ที่เล็ก ๆ ได้จะต้องเป็นสัตว์ที่ขนาดเล็ก เพราะฉะนั้นระบบท่อลมจึงเป็นระบบที่จำกัดขนาดของสัตว์ให้เล็ก :

แมลงจึงต้องมีขนาดเล็ก

ระบบหายใจ (Respiratory system)

9

salamander

ระบบหายใจ (Respiratory system)

10

การทำงานของเหงือกปลา

มีการไหลเวียนของน้ำที่พัดพาเอา 0₂ ปริมาณสูง

เข้ามาส่วนทางกับเลือดที่มี 0₂ น้อย สวนเข้าหากันเพื่อทำให้ 0₂ ในน้ำแพร่เข้าสู่เลือดจากความต่างของปริมาณ 0₂ ให้มากที่สุด เรียกว่า Counter current exchange

ระบบหายใจ (Respiratory system)

11

มีการไหลเวียนของน้ำที่พัดพาเอา 0₂ ปริมาณสูง เข้ามาส่วนทางกับเลือดที่มี 0₂ น้อย สวนเข้าหากันเพื่อทำให้ 0₂ ในน้ำแพร่เข้าสู่เลือดจากความต่างของปริมาณ 0₂ ให้มากที่สุด เรียกว่า Counter current exchange

Counter current exchange

จะเห็นได้ว่าเลือด 0₂ เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เพราะผ่านเหงือก

น้ำไหลทำให้ 0₂ ลดลงเรื่อย ๆ เพราะส่งให้เลือด

จะเห็นว่าน้ำค่อย ๆ ส่ง 0₂ ให้เลือด

จนเลือดได้รับ 0₂ อย่างทั่วถึง

​

แต่ถ้าแบบเลือดกับน้ำไหลทางเดียวกัน (Concurrent)

เลือดที่มี 0₂ ต่ำ ไหลมาพร้อมกับ น้ำ 0₂ สูง

ทำให้ 0₂ จากน้ำไหลเข้าสู่เลือดไวเกินไป

จนสมดุลคือเลือดไม่รับ 0₂ อีกแล้ว

(ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนแก๊ส ต่ำ)

ระบบหายใจ (Respiratory system)

12

ระบบหายใจ (Respiratory system)

13

ระบบหายใจ (Respiratory system)

14

ระบบหายใจ (Respiratory system)

15

- หอยสองฝา แลกเปลี่ยนแก๊สผ่านเหงือก (gill) ซึ่งมี 1 หรือ 2 คู่ ลักษณะเป็นซี่เล็ก ๆ ในช่องแมนเทิล (Mantle cavity)

หอยสองฝา (bivalve)

ระบบหายใจ (Respiratory system)

16

Mollusk (หอยบก) : Mantle cavity และ Pneumonate lung (ปอด)

Polychetes (ไส้เดือนทะเล / แม่เพรียง) : Parapodia

(ทำหน้าที่คล้าย External gills)

ดาวทะเล :

ใช้ external gills และ tube feet

ปลิงทะเล : Respiratory tree (ใช้การหายใจเข้าทาง Cloaca (ท่อรวม))

ระบบหายใจ (Respiratory system)

17

- เวลาบินจะมีการสำรองอากาศ ที่ถุงลม (Air sacs) ซึ่งถุงลม [Air sacs] ไม่ใช่อวัยวะที่แลกเปลี่ยนแก๊ส (Alveolus) แต่มีไว้เพื่อสำรองอากาศ และไม่มีหลอดเลือด pulmonary vessel

กลไกดังนี้

หายใจเข้าครั้งที่ 1 : อากาศดี ไหลเข้าถุงลมหลัง

หายใจออกครั้งที่ 1 : ถุงลมหลังหด อากาศดีไหลเข้าปอดเกิดแลกเปลี่ยนแก๊ส

หายใจเข้าครั้งที่ 2 : อากาศเสีย ไหลเข้าถุงลมหน้า

หายใจออกครั้งที่ 2 : ถุงลมหน้าหด อากาศเสียจากครั้งแรกไหลออก

นกจะบินได้ กระดูกจะต้องกลวง มีถุงลม (Air sacs) แทรกอยู่เพื่อให้ตัวเบา

- นกมีอัตราการใช้ 0₂ มากสุด + ต้องการพลังงานสูง จึงมีกลไกหายใจเข้าออก 2 รอบ เพื่อให้อากาศ ไหลครบทุกส่วน ของทางเดินหายใจ

ระบบหายใจ (Respiratory system)

18

1. Negative pressure respiration

- คือทำให้ความดันภายในช่องปอดต่ำกว่าบรรยากาศ

ภายนอก อากาศจึงไหลเข้าไปในปอด โดยไม่ต้องใช้แรงดัน

กลไก ลดความดันปอด โดย เพิ่มปริมาตรช่องอก

พบใน สัตว์ที่หายใจโดยใช้ปอดทั่วไป

2. Positive pressure respiration

- คือรับอากาศเข้ามาแล้วมีการใช้แรงดัน อัดดันอากาศเข้าสู่ปอด

- พบใน พวก Amphibian (กบ เขียด ปาด คางคก) และสัตว์เลื้อยคลานบางชนิด เช่น เต่า

ระบบหายใจ (Respiratory system)

19

กลไกเป็นดังนี้

- อ้าปาก นำอากาศใหม่เข้าไปเก็บที่ช่องใต้คางก่อน แต่ Glottis (กล่องเสียง) ปิดอยู่

- ปอดดันอากาศเก่าที่มีความดันสูงดันออก Glottis (กล่องเสียง) เปิด อากาศไหลออก

- ปาก + รูจมูกจะปิด + กล้ามเนื้อใต้คางหด ดันอากาศใหม่ที่เก็บไว้ ไหลเข้าสู่ปอด

ระบบหายใจ (Respiratory system)

20

นำอากาศไปสู่ส่วนที่แลกเปลี่ยนแก๊ส เป็นบริเวณเหล่านี้ไม่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส

ประกอบด้วย

• รูจมูก (nostril)
• โพรงจมูก (nasal cavity)
• คอหอย (pharynx)
• กล่องเสียง (larynx)
• หลอดลมคอ (trachea)
• หลอดลมหรือขั้วปอด (bronchus)
• หลอดลมฝอย (bronchiole)

- หลอดลมฝอยเทอร์มินอล

(terminal bronchiole)

- หลอดลมฝอยแลกเปลี่ยนแก๊ส

(respiratory bronchiole)

โครงสร้างระบบทางเดินหายใจของมนุษย์ มี 2 ส่วน

ระบบหายใจ (Respiratory system)

21

- บริเวณนี้มีหลอดเลือดฝอยจำนวนมาก และไม่มีกระดูกอ่อน โป่งพองออกเป็นถุงลม ประกอบด้วย

1) Respiratory bronchiole

2) Alveoli

ระบบหายใจของมนุษย์

22

สรุปความสำคัญของ Respiratory tract

นำอากาศไปสู่ส่วนที่แลกเปลี่ยนแก๊ส บริเวณเหล่านี้ไม่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส

ประกอบด้วย

​

• Nostril : รูจมูก
• Nasal cavity : ช่องจมูก มีขนจมูกโบกพัดและกรองอนุภาค

จากอากาศและมีเมือก มีเซลล์ที่มี cilia

- Pharynx : คอหอยเป็นทางผ่านทั้งอากาศ และอาหาร

- Larynx : กล่องเสียง มีฝาปิดกล่องเสียง (Epiglottis) ปิดไว้ป้องกันไม่ให้อาหาร

หลุดเข้าไปในท่อลม //สร้างเสียง (Voice formation) มีโครงสร้างกระดูกอ่อน

- Trachea : ท่อลม มีโครงสร้างกระดูกอ่อนเป็นระยะๆ รูปเกือกม้าเพื่อป้องกัน

ไม่ให้หลอดลมแฟบ

- Bronchi : หลอดลม / ขั้วปอด ต่อเข้าไปในปอด 2 ข้าง

- Bronchiole : หลอดลมฝอย แตกแขนงเล็กลงเรื่อย ๆ จนถึง Terminal Bronchiole

บริเวณ bronchioles จะไม่มีกระดูกอ่อน

ระบบหายใจของมนุษย์

23

ระบบหายใจ (Respiratory system)

24

เป็นส่วนที่ต่อจาก terminal bronchiole ไม่มีกระดูกอ่อน บริเวณนี้มี

หลอดเลือดฝอยจำนวนมาก และไม่มีกระดูกอ่อน โป่งพองออกเป็นถุงลม Respiratory bronchiole

ประกอบด้วย

1) Respiratory bronchiole

2) Alveoli : Alveolar duct Alveolar sacs

*Alveolus มี Macrophage (Dust cell) เป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวคอยจับกินเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอม

ระบบหายใจ (Respiratory system)

25

- เยื่อบุผิวของ Respiratory zone จะบางมากมีเพียงเนื้อเยื่อ Epithelium บางๆ 1 ชั้น และมี Elastic fiber เพื่อความยืดหยุ่น

- ผนังของ Alveolus จะชิดติดกับผนังหลอดเลือดฝอย ทำให้มีการแลกเปลี่ยนแก๊สได้โดยตรง

- Alveolus มี 2 ชนิดเซลล์ คือ Pneumocyte (Alveolar cell)

Pneumocyte type I : เซลล์บุถุงลม คลุมถุงลมบางๆ ใช้แลกเปลี่ยนแก๊ส**

Pneumocyte type II : สร้างของเหลวไขมันเป็นสารลดแรงตึงผิว (Pulmonary surfactant)

ในถุงลมปอด ทำให้ถุงลมคงสภาพ ไม่ให้ถุงลมปอดยุบตัวลง (ภาวะปอดแฟบ : Atelectasis)

- Alveolus มี Macrophage (Dust cell) เป็นเม็ดเลือดขาวคอยกินเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอม

ระบบหายใจ (Respiratory system)

26

เปรียบเทียบการแตกแขนงของหลอดลม หลอดลมฝอย และถุงลมปอด

ระบบหายใจ (Respiratory system)

27

1. ถุงลมโป่งพอง (Emphysema)

- ถุงลมมันไม่ได้โป่งพองออก แต่เกิดจากเนื้อเยื่อถุงลม มันทะลุถึงกันจนรวมกันเป็นถุงใหญ่ ๆ ถุงเดียว จึงทำให้พื้นที่ผิวจึงลดลงมาก ผิวเรียบคล้ายลูกโป่ง

สาเหตุ : สูดควันบ่อย (บุหรี่ / มลภาวะต่างๆทางอากาศ]

อาการ : เหนื่อยง่าย หอบ อาจทำให้หายใจล้มเหลว = ตาย

ระบบหายใจ (Respiratory system)

28

4. วัณโรค (Tuberculosis)

ติดเชื้อแบคทีเรีย Mycobacterium tuberculosis อักเสบที่ปอด

ติดต่อได้จากละอองเสมหะ ไอ จาม

​

​

​

​

​

​

5. หอบหืด (Asthma)

- อักเสบเรื้อรังที่หลอดลมไวต่อการกระตุ้นทำให้หลอดลมตีบกว่าปกติ หายใจลำบาก

​

6. หลอดลมอักเสบ (Bronchitis)

- เยื่อบุหลอดลมอักเสบ มีเสมหะ หายใจไม่สะดวก

ระบบหายใจ (Respiratory system)

29

- การหายใจเข้า และ ออก เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงความดัน ใช้ความต่างของความดันของอากาศ

- ในการขับเคลื่อนอากาศจะไหลจากความดันสูงไปต่ำเสมอ

- หายใจเข้า ต้องลดความดัน (P) ในถุงลมเพื่อให้อากาศจากข้างนอกที่มีความดันสูงกว่าไหลเข้ามา

• หายใจออก ต้องเพิ่มความดัน (P) ในถุงลมให้สูงกว่าด้านนอกเพื่อให้อากาศไหลออกจากปอด

เรียกลักษณะการหายใจนี้ว่า Negative pressure respiration

กลไกการเพิ่มและลดความดันในช่องออกและปอดนี้มาจากกล้ามเนื้อ 2 ส่วน (หลัก)

1. กล้ามเนื้อยึดซี่โครงแถบนอก

(External intercostal muscle) 25%

2. กล้ามเนื้อกระบังลม

(Diaphragm muscle) 75%

ระบบหายใจ (Respiratory system)

30

กลไกการเพิ่มและลดความดันในช่องออกและปอดนี้มาจากกล้ามเนื้อ 2 ส่วน (หลัก)

1. กล้ามเนื้อยึดซี่โครงแถบนอก (External intercostal muscle) 25%

2. กล้ามเนื้อกระบังลม (Diaphragm muscle) 75%

ระบบหายใจ (Respiratory system)

31

- กล้ามเนื้อหายใจเข้าอาศัยการทำงานของกล้ามเนื้อดังต่อไปนี้

1) กล้ามเนื้อกระบังลม (Diaphragm)

2) กล้ามเนื้อยึดซี่โครงแถบนอก (External intercostal muscle)

​

กล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับการหายใจออก

- การหายใจออกปกติจะใช้กล้ามเนื้อ

1) กล้ามเนื้อกระบังลม

(Diaphragm)

2) กล้ามเนื้อยึดซี่โครงแถบนอก

(External intercostal muscle)

- แต่การหายใจออกแรงๆจะใช้กล้ามเนื้อ

1) กล้ามเนื้อกระบังลม (Diaphragm)

2) กล้ามเนื้อยึดซี่โครงแถบนอก (External intercostal muscle)

3) กล้ามเนื้อยึดซี่โครงแถบใน (Internal intercostal muscle)

4) กล้ามเนื้อหน้าท้อง (Abdominal muscle)

ระบบหายใจ (Respiratory system)

32

ในการหายใจปกติ

เมื่อกล้ามเนื้อกะบังลมหดตัว กะบังลมจะเคลื่อนต่ำลง ขณะที่กล้ามเนื้อระหว่างกระดูกซี่โครงแถบนอกหดตัวทำให้กระดูกซี่โครงยกสูงขึ้น ปริมาตรในช่องอกเพิ่มขึ้น ความดันอากาศภายในปอดลดลง อากาศภายนอกจะเคลื่อนเข้าสู่ปอด ---> ทำให้เกิดการหายใจเข้า

ส่วนการหายใจออกจะเกิดต่อเนื่องจากการหายใจเข้า กล้ามเนื้อกะบังลมคลายตัว กะบังลมจะโค้งขึ้นในขณะเดียวกันกล้ามเนื้อระหว่างกระดูกซี่โครงแถบนอกคลายตัวทำให้กระดูกซี่โครงลดต่ำลง ปริมาตรในช่องอกลดลง ความดันอากาศในปอดเพิ่มขึ้นและมากกว่าความดันอากาศภายนอก อากาศจะเคลื่อนออกจากปอดสู่ภายนอก

---> ทำให้เกิดการหายใจออก

ระบบหายใจ (Respiratory system)

การหายใจตามธรรมชาติไม่สามารถบังคับได้ มีศูนย์ควบคุมอยู่ที่สมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตา (Medulla oblongata)

และพอนส์ (Pons)

1) การควบคุมโดยระบบประสาท

การหายใจที่สามารถปรับให้เหมาะสมกับพฤติกรรมต่าง ๆ เป็นการทำงานร่วมกันของสมองส่วนเซรีบรัม (Cerebrum)

ไฮโพทาลามัส (Hypothalamus)

และเซรีเบลลัม (Cerebrellum)

1.2 ระบบคำสั่งใต้อำนาจจิตใจ

(Voluntary control)

1.1 ระบบประสาทอัตโนวัติ (Autonomic Nervous system)

33

ระบบหายใจ (Respiratory system)

34

ระบบหายใจ (Respiratory system)

35

1.2 ระบบคำสั่งใต้อำนาจจิตใจ (Voluntary control)

• เป็นการหายใจที่เราสั่งได้ เช่น กลั้นหายใจ

หายใจเวลาร้องเพลง สูดลมหายใจแรงๆ การว่ายน้ำ

• แต่บังคับได้ไม่นาน

เพราะจะเกิดการเปลี่ยนแปลงความดันย่อยของแก๊สในเลือด

- ควบคุมโดย สมองส่วน Cerebral cortex

สั่งการผ่าน medulla + pons อีกที

ระบบหายใจ (Respiratory system)

36

การรักษาดุลยภาพของกรด-เบสของเลือดโดยระบบหายใจ

ความเป็นกรด-เบสของเลือดเป็นปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่ออัตราการหายใจของมนุษย์ เมื่อร่างกายทำกิจกรรมต่าง ๆ จะมี C0₂ เกิดขึ้นและมีไฮโดรเจนไอออนสะสมในเลือดตลอดเวลา ส่งผลให้ความเป็น กรด-เบสของเลือดเปลี่ยนแปลงไป ทำให้มีผลต่อการทำงานของเซลล์ได้ ร่างกายมีการควบคุมความเป็นกรด - เบสในเลือดโดยการหายใจออกเพื่อขับ CO₂ ซึ่งเป็นการรักษาดุลยภาพของร่างกาย

ถ้ามีปริมาณ C0₂ หรือ ไฮโดรเจนไอออนที่สะสมในเลือดมากจะส่งผลให้เลือดมีความเป็นกรดเพิ่มขึ้น ซึ่งจะส่งสัญญาณไปกระตุ้นศูนย์ควบคุมการหายใจที่สมอง ส่งผลให้มีอัตราการหายใจเพิ่มขึ้นเพื่อขับ C0₂ ออกจากปอดเร็วขึ้น ทำให้ความเป็นกรด - เบสในเลือดเข้าสู่ภาวะสมดุล

เช่น การหายใจเร็วและลึกหลังการออกกำลังกายอย่างหนัก

ระบบหายใจ (Respiratory system)

37

ระบบหายใจ (Respiratory system)

38

สรุป RESPIRATORY CENTER

​

- ควบคุมการหายใจปกติ (Medulla + Pons) สั่งการ diaphragm + external intercostals

​

คุมการหายใจปกติ

- RESPIRATORY CENTER สามารถควบคุมการหายใจรุนแรง หายใจลึก ได้จากการควบคุมโดย

1) กระตุ้นโดยสารเคมี (pH จาก CO₂ /H⁺) กระตุ้น central chemoreceptors ในสมอง

(ปริมาณ CO₂ / H⁺ ใน CSF) และ peripheral chemoreceptors จาก carotid artery และ aortic bodies

2) กระตุ้น Receptor อื่นๆ จากการควบคุมภายใต้อำนาจจิตใจ เช่น กลั้นหายใจ โดยสมองส่วน Cerebral cortex

ระบบหายใจ (Respiratory system)

39

วัดปริมาตรปอด โดยเครื่อง Spirometer

การวัดปริมาตรปอด โดย Spirometer ปริมาตรอากาศ มีหน่วยเป็น cm² หรือ ml

- Tidal volume (TV) : ปริมาตรอากาศที่หายใจเข้าออก ปกติ แต่ละครั้ง ประมาณ 500 cm²

- Inspiratory reserve volume (IRV) : ปริมาตรอากาศที่หายใจเข้าเพิ่มได้อีก ประมาณ 3,300 cm²

- Exspiratory reserve volume (ERV) : ปริมาตรอากาศที่หายใจออกได้อีก ประมาณ 1,000 cm²

- Residual volume (RV) : ปริมาตรที่ค้างอยู่ในปอด ประมาณ 1,200 cm²

** ที่ต้องมีอากาศค้างในปอดเวลาหายใจออกเต็มที่ เพราะว่า ป้องกันไม่ให้ความดันในปอดเป็นศูนย์ และไม่ให้ปอดแฟบ

​

- ความจุปอด Lung capacity : ปริมาตรอากาศภายในปอด หน่วย cm² หรือ ml

- Total lung capacity : ความจุปอดเมื่อหายใจเข้าเต็มที่ ประมาณ 6,000 cm²

หาได้จาก TV + IRV + ERV + RV (500 + 3,300 + 1,000 + 1,200 = 6,000)

​

​

- Vital capacity (VC) : ความจุปอดจาก หายใจเข้าเต็มที่ + หายใจออกเต็มที่

หาได้จาก TV + IRV + ERV (500 + 3,300 + 1,000 = 4,800)

- Inspiratory capacity : ความจุปอดจาก หายใจออกปกติ และหายใจเข้าที่เต็มที่

- Functional residual capacity : ความจุปอดที่เหลือจากหายใจออกปกติ

ระบบหายใจ (Respiratory system)

40

1. Hemoglobin [Hb]

- มี Globin protein [Polypeptide] 4 สาย

- มี หมู่ Heme 4 หน่วย [มีเหล็ก (Fe) เป็นองค์ประกอบ]

- มีความสามารถในการจับ CO >> O₂ >> CO₂ > H⁺ ดีกว่าตามลำดับ

- จับ O₂ = Oxygenated blood

ไม่จับ O₂ = Deoxygenated blood

- จับ 0₂ (เป็นปกติ) Oxyhemoglobin (HbO₂)

- จับ C0₂ (จับได้น้อย) Carbaminohemoglobin (HbCO₂)

- จับ H⁺ (ในกรณีที่จะปล่อย O₂ ออกจาก Hb จะมี H⁺ มาเกาะ) ---> Deoxyhemoglobin (HHb)

- Hemoglobin (Hb) สามารถจับกับแก๊สเหล่านี้ได้

จับ CO (คาร์บอนมอนอกไซด์ : แก๊สพิษ)

**CO เป็นแก๊สพิษมีความสามารถในการแย่งจับ และจับ Hb แน่นไม่ปล่อย

จับได้ดีกว่า 0₂ ประมาณ 240 เท่า

2. Myoglobin (Mb)

- มี Protein [Polypeptide] 1 สาย

- มี หมู่ Heme 1 หน่วย [มีเหล็ก (Fe) เป็นองค์ประกอบ]

- มีความสามารถในการจับ O₂ >> Hemoglobin

ระบบหายใจ (Respiratory system)

41

0₂ จาก artery ที่ส่งเลือดดี

จากหัวใจ แพร่จาก capillary

ไปสู่เนื้อเยื่อต่างๆ และ CO₂

แพร่ออกจากเมื่อเยื่อเข้าสู่ capillary

ไปสู่ vein เพื่อกลับ หัวใจ

​

ผลของการแพร่ จะแพร่ตามความ

ต่างของความดันย่อยจนความดัน

เท่ากันระหว่าง Capillary และเนื้อเยื่อ

คือ มี Po₂ ต่ำสุด = 40

Pco₂ สูงสุด = 45

0₂ แพร่ เข้า Pulmonary capillary

CO₂ แพร่ ออกไปที่ Alveoli

จากความต่างของความดันย่อย

​

ที่ Pulmonary capillary ก่อนจะ

เข้าสู่ Pulmonary vein จะมี Po₂

สูงสุดและเท่ากับ alveoli = 104

และ จะมี Po₂ ต่ำสุดและเท่ากับ

alveoli = 40

​

Po₂ ที่ Pulmonary vein จะค่อยๆ

ลดลงเนื่องจากผ่าน Bronchi และ

Bronchioles ไปเรื่อย ๆ

จนกว่าจะเข้าสู่หัวใจอีกครั้ง

ระบบหายใจ (Respiratory system)

42

การแลกเปลี่ยนแก๊สของคนเกิดขึ้นได้ 2 บริเวณ คือ ปอดและเซลล์เนื้อเยื่อต่างๆ

1. การแลกเปลี่ยนแก๊สที่ปอด เป็นการแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างถุงลมและหลอดเลือดฝอย โดยแก๊สออกซิเจนที่ถุงลมจะแพร่เข้าสู่หลอดเลือดฝอยที่อยู่รอบ ๆ ถุงลม และมีโปรตีนที่เรียกว่า ฮีโมโกลบิน (hemoglobin : Hb) ในเซลล์เม็ดเลือดแดงมาจับกลายเป็นสารที่เรียกว่า...

ออกซีฮีโมโกลบิน (oxyhemoglobin : Hb0₂) ซึ่งทำให้เลือดมีสีแดงสด แล้วเลือดจะถูกส่งไปยังหัวใจเพื่อให้หัวใจสูบฉีดเลือดไปตามเนื้อเยื่อต่าง ๆ ทั่วร่างกาย แล้วแพร่เข้าสู่เซลล์

ดังสมการ

ระบบหายใจ (Respiratory system)

43

การแลกเปลี่ยนแก๊สที่เซลล์เนื้อเยื่อ เป็นการแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างหลอดเลือดฝอยกับเซลล์ของเนื้อเยื่อต่าง ๆ

ของร่างกาย โดยขณะที่แก๊สออกชิจนแพร่เข้าสู่เซลล์เนื้อเยื่อต่าง ๆ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นภายในเซลล์จะแพร่เข้าสู่หลอดเลือดฝอย

ดังสมการ

ระบบหายใจ (Respiratory system)

44

กลไกการแลกเปลี่ยนแก๊ส และการขนส่งแก๊ส

ระบบหายใจ (Respiratory system)

45

O₂ นำเข้าปอด ลำเลียงผ่านเลือด สู่เนื้อเยื่อร่างกาย

CO₂ นำออกจากเนื้อเยื่อร่างกายลำเลียงผ่านเลือดขับออกที่ปอด

การลำเลียง O₂ สามารถเกิดขึ้นได้ 2 วิธี

1. 97% : O₂ รวมตัวกับ Hemoglobin : Oxyhemoglobin

2. 3 % : O₂ ละลายใน Plasma (Dissolved Oxygen)

ลำเลียงในรูป Oxyhemoglobin ในเซลล์เม็ดเลือดแดง (RBC)

ระบบหายใจ (Respiratory system)

46

กลไกการแลกเปลี่ยนแก๊ส และการขนส่ง

การลำเลียง CO₂ สามารถเกิดขึ้นได้ 3 วิธี

1. 70% : รวมตัวกับ H₂O ในเซลล์เม็ดเลือดแดง

2. 23 % : จับกับ Hemoglobin ได้ Hb(CO₂)₄ ได้ Carbaminohemoglobin

ในเซลล์เม็ดเลือดแดง (RBC)

3. 7% : CO₂ ละลายใน Plasma

ระบบหายใจ (Respiratory system)

47

ระบบหายใจ (Respiratory system)

48

- แก๊ส O₂ แพร่จากหลอดเลือดฝอยเข้าสู่เซลล์

- แก๊ส CO₂ แพร่จากเซลล์เข้าสู่หลอดเลือดฝอย

ระบบหายใจ (Respiratory system)

49

ภาพรวมระบบหายใจ