ระบบในร่างกาย: ระบบหายใจ

ระบบหายใจ

ระบบหายใจ
     มนุษย์ทุกคนต้องหายใจเพื่อมีชีวิตอยู่ การหายใจเข้า อากาศผ่านไปตามอวัยวะของระบบหายใจตามลำดับ ดังนี้
     1.จมูก (Nose)
     จมูกส่วนนอกเป็นส่วนที่ยื่นออกมาจากตรงกึ่งกลางของใบหน้า รูปร่างของจมูกมีลักษณะเป็นรูปสามเหลี่ยมพีระมิด ฐานของรูปสามเหลี่ยมวางปะ ติดกับหน้าผากระหว่างตาสองข้าง สันจมูกหรือดั้งจมูก มีรูปร่างและขนาดต่างๆกัน ยื่นตั้งแต่ฐานออกมาข้างนอกและลงข้างล่างมาสุดที่ปลายจมูก อีกด้านหนึ่งของรูปสามเหลี่ยมห้อยติดกับริมฝีปากบนรู จมูกเปิดออกสู่ภายนกทางด้านนี้ รูจมูกทำหน้าที่เป็นทางผ่านของอากาศที่หายใจเข้าไปยังช่องจมูกและกรองฝุ่นละอองด้วย
     2. หลอดคอ (Pharynx)
     เมื่ออากาศผ่านรูจมูกแล้วก็ผ่านเข้าสู่หลอดคอ ซึ่งเป็นหลอดตั้งตรงยาวประมาณยาวประมาณ 5 " หลอดคอติดต่อทั้งช่องปากและช่องจมูก จึงแบ่งเป็นหลอดคอส่วนจมูก กับ หลอดคอส่วนปาก โดยมีเพดานอ่อนเป็นตัวแยกสองส่วนนี้ออกจากกัน โครงของหลอดคอประกอบด้วยกระดูกอ่อน 9 ชิ้นด้วยกัน ชิ้นที่ใหญ่ทีสุด คือกระดูกธัยรอยด์ ที่เราเรียกว่า "ลูกกระเดือก" ในผู้ชายเห็นได้ชัดกว่าผู้หญิง
     3. หลอดเสียง (Larynx)
     เป็นหลอดยาวประมาณ 4.5 cm ในผู้ชาย และ 3.5 cm ในผู้หญิง หลอดเสียงเจริญเติยโตขึ้นมาเรื่อยๆ ตามอายุ ในวัยเริ่มเป็นหนุ่มสาว หลอดเสียงเจริญขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในผู้ชาย เนื่องจากสายเสียง (Vocal cord) ซึ่งอยู่ภายในหลอดเสียงนี้ยาวและหนาขึ้นอย่างรวดเร็วเกินไป จึงทำให้เสียงแตกพร่า การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดจากฮอร์โมนของเพศชาย
     4. หลอดลม (Trachea)
     เป็นส่วนที่ต่ออกมาจากหลอดเสียง ยาวลงไปในทรวงอก ลักษณะรูปร่างของหลอดลมเป็นหลอดกลมๆ ประกอบด้วยกระดูกอ่อนรูปวงแหวน หรือรูปตัว U ซึ่งมีอยู่ 20 ชิ้น วางอยู่ทางด้านหลังของหลอดลม ช่องว่าง ระหว่างกระดูกอ่อนรูปตัว U ที่วางเรียงต่อกันมีเนื้อเยื่อและกล้ามเนื้อเรียบมายึดติดกัน การที่หลอดลมมีกระดูกอ่อนจึงทำให้เปิดอยู่ตลอดเวลา ไม่มีโอกาสที่จะแฟบเข้าหากันได้โดยแรงดันจากภายนอก จึงรับประกันได้ว่าอากาศเข้าได้ตลอดเวลา หลอดลม ส่วนที่ตรงกับกระดูกสันหลังช่วงอกแตกแขนงออกเป็นหลอดลมแขนงใหญ่ (Bronchi) ข้างซ้ายและขวา เมื่อเข้าสู่ปอดก็แตกแขนงเป็นหลอดลมเล็กในปอดหรือที่เรียกว่า หลอดลมฝอย (Bronchiole) และไปสุดที่ถุงลม (Aveolus) ซึ่งเป็นการที่อากาศอยู่ ใกล้กับเลือดในปอดมากที่สุด จึงเป็นบริเวณแลกเปลี่ยนก๊าซออกซิเจน กับคาร์บอนไดออกไซด์
     5. ปอด (Lung)
     ปอดมีอยู่สองข้าง วางอยู่ในทรวงอก มีรูปร่างคล้ายกรวย มีปลายหรือยอดชี้ขึ้นไปข้างบนและไปสวมพอดีกับช่องเปิดแคบๆของทรวงอก ซึ่งช่องเปิดแคบๆนี้ประกอบขึ้นด้วยซี่โครงบนของกระดูกสันอกและกระดูกสันหลัง ฐานของปอดแต่ละข้างจะใหญ่และวางแนบสนิทกับกระบังลม
     ระหว่างปอด 2 ข้าง จะพบว่ามีหัวใจอยู่ ปอดข้างขวาจะโตกว่าปอดข้างซ้ายเล็กน้อย และมีอยู่ 3 ก้อน ส่วนข้างซ้ายมี 2 ก้อน
     หน้าที่ของปอดคือ การนำก๊าซ CO₂ ออกจากเลือด และนำออกซิเจนเข้าสู่เลือด ปอดจึงมีรูปร่างใหญ่ มีลักษณะยืดหยุ่นคล้ายฟองน้ำ
     6. เยื่อหุ้มปอด (Pleura)
     เป็นเยื่อที่บางและละเอียดอ่อน เปียกชื้น และเป็นมันลื่น หุ้มผิวภายนอกของปอด เยื่อหุ้มนี้ ไม่เพียงคลุมปอดเท่านั้น ยังไปบุผิวหนังด้านในของทรวงอกอีก หรือกล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า เยื่อหุ้มปอดซึ่งมี 2 ชั้น ระหว่าง 2 ชั้นนี้มี ของเหลวอยู่นิดหน่อย เพื่อลดแรงเสียดสี ระหว่างเยื่อหุ้มมีโพรงว่าง เรียกว่าช่องระหว่างเยื่อหุ้มปอด

กระบวนการในการหายใจ
     ในการหายใจนั้นมีโครงกระดูกส่วนอกและ กล้ามเนื้อบริเวณอกเป็นตัวช่วยขณะหายใจเข้า กล้าม เนื้อหลายมัดหดตัวทำให้ทรวงอกขยายออกไปข้างหน้า และยกขึ้นบน ในเวลาเดียวกันกะบังลมจะลดต่ำลง การกระทำทั้งสองอย่างนี้ทำให้โพรงของทรวงอกขยาย ใหญ่มากขึ้น เมื่อกล้ามเนึ้อหยุดทำงานและหย่อนตัวลง ทรวงอกยุบลงและความดันในช่องท้องจะดันกะบังลม กลับขึ้นมาอยู่ในลักษณะเดิม กระบวนการเข่นนี้ทำให้ ความดันในปอดเพิ่มขึ้น เมื่อความดันในปอดเพิ่มขึ้นสูง กว่าความดันของบรรยากาศ อากาศจะถูกดันออกจาก ปอด ฉะนั้นจึงสรุปได้ว่า ปัจจัยประการแรกที่ทำให้ อากาศมีการเคลื่อนไหวเข้าออกจากปอดได้นั้น เกิด จากความดันที่แตกต่างกันนั่นเอง
การแลกเปลี่ยนก๊าซและการใช้ออกซิเจน
     เมื่อเราหายใจเข้า อากาศภายนอกเข้าสู่อวัยวะ ของระบบหายใจไปยังถุงลมในปอด ที่ผนังของถุงลมมีหลอดเลือดแดงฝอยติดอยู่ ดังนั้นอากาศจึงมีโอกาสใกล้ชิดกับเม็ดเลือดแดงมากออกชิเจนก็จะผ่านผนังนี้เข้าสู่เม็ดเลือดแดง และคาร์บอนไดออกไชด์ก็จะออกจากเม็ดเลือดผ่านผนังออกมาสู่ถุงลม ปกติในอากาศมีออกชิเจนร้อยละ 20 แต่อากาศที่เราหายใจมีออกขิเจนร้อยละ 13

กระบวนการหายใจ การหายใจเข้าและหายใจออก

การหายใจเข้าและหายใจออก
     การหายใจเข้าและหายใจออกเกิดจากการทำงานของกล้ามเนื้อกะบังลมและกล้ามยึดกระดูกซี่โครง
                การหายใจเข้า   กล้ามเนื้อกะบังลมหดตัวและกล้ามเนื้อยึดกระดูกซี่โครงดึงกระดูกซี่โครงให้ยกตัวขึ้น ปริมาตรของช่องอกที่เพิ่มขึ้น ทำให้ความดัน ในช่องอกลดลง ส่งผลให้อากาศจากภายนอกเคลื่อนที่เข้าสู่ปอด
                การหายใจออก กล้ามเนื้อกะบังลมคลายตัวจะยกตัวสูงขึ้น เป็นจังหวะเดียวกับกระดูกซี่โครงลดต่ำลง ทำให้ปริมาตรในช่องอกลดลง ความดัน เพิ่มขึ้น มากกว่าความดันของอากาศภายนอก อากาศจึงเคลื่อนที่ออกจากปอด

แผนภูมิแสดงสัดส่วนของแก๊สชนิดต่าง ๆ ในลมหายใจเข้าและออก

ความจุอากาศของปอด    ความจุอากาศของปอดในแต่ละคนจะแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับ
1.   เพศ   เพศชายจะมีความจุปอดมากกว่าเพศหญิง
2. สภาพร่างกาย   นักกีฬามีความจุของปอดมากกว่าคนปกติ
3. อายุ   ผู้สูงอายุจะมีความจุปอดลดลง
4. โรคที่เกิดกับปอด โรคบางชนิด เช่นถุงลมโป่งพอง โรคมะเร็งจะทำให้มีความจุปอด ลดลง
ปัจจัยที่มีผลต่อการกำหนดอัตราการหายใจเข้าและการหายใจออกที่สำคัญประการหนึ่ง คือ ความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด เช่น ในขณะ ที่เรากลั้นหายใจ ความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ในเลือดจะสูงขึ้น        ซึ่งความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นนี้จะไปกระตุ้นการทำงานของร่างกายให้เกิดการหายใจขึ้นจนได้ ในขณะที่นอนหลับร่างกายจะถูกกระตุ้นน้อยลง จึงทำให้การหายใจเป็นไปอย่างช้าความเข้มข้น ของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ในเลือดที่มีมากเกินไป เป็นอีกสาเหตุ หนึ่งที่ทำให้เกิดอาการหาว ซึ่งการหาวที่เกิดขึ้นนั้นก็เพื่อ เป็นการขับ เอาแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ ที่สะสมอยู่มากเกินไปออกจากร่างกาย

กลไกการหายใจเข้า-ออกของคน
สมองที่ควบคุมการหายใจเข้าออกของคน คือสมองส่วน Medulla oblongata เป็นศูนย์ควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อกระบังลมและกล้ามเนื้อกระดูกซี่โครง
กลไกขณะหายใจเข้า (Inspiration) คือ กล้ามเนื้อซี่โครงแถบนอกจะหดตัว ส่วนกล้ามเนื้อซี่โครงแถบในจะคลายตัว กระดูกซี่โครงจะถูกยกตัวสูงขึ้น กระดูกหน้าอก (sternum) จะสูงขึ้นด้วย ทำให้ด้านหน้าและด้านข้างของช่องอกขยายขึ้น ความกดดันของช่องอกและ ปอดลดลง ปิดขยายตัวตาม กะบังลมแบนราบลง ท้องจะป่องออก
กลไกขณะหายใจออก (Expiration) คือ กล้ามเนื้อซี่โครงแถบในหดตัวและกล้ามเนื้อซี่โครงแถบนอกคลายตัว กระดูกซี่โครงและกระดูกหน้าอกลดระดับต่ำลง กะบังลม(diaphragm) คลายตัว ความกดดันของช่องอกและปอดสูงขึ้น ปอดแฟบลง อากาศถูกขับออกจากปอดท้องจะแฟบลง

การลำเลียงก๊าซออกซิเจน
ออกซิเจนเข้าไปในปอดเข้าสู่เส้นเลือดฝอยที่อยู่รอบ ๆ ถุงลม รวมกับ Hemoglobin ในเซลล์เม็ดเลือดแดงกลายเป็น Oxyhemoglobin แล้วลำเลียงไปยังเนื้อเยื่อต่าง ๆ จากนั้นออกซิเจนก็จะแพร่จากเส้นเลือดฝอยให้แก่เนื้อเยื่อ และถูกลำเลียงต่อไปเพื่อรับออกซิเจนที่ปอดใหม่

การลำเลียงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)
            การนำ CO2 ภายในเลือดออกจากร่างกายนั้นมี 2 ทางคือ
            1. CO2 บางส่วนจะรวมมากับน้ำเลือด (plasma)
            2. CO2 ที่เหลือจะถูกนำออกไปโดยรวมมากับ hemoglobin และ H2O ในเซลล์เม็ดเลือดแดง (ส่วนใหญ่จะรวมกัน H2O ในเซลล์เม็ดเลือดแดง เพราะมีเอนไซม์ carbonic anhydrase เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้เป็นไบคาร์บอเนตไอออน (HCO3-)
                                 H2O (ในเซลล์มีเม็ดเลือดแดง)

ต่อมาไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออน จะแพร่ออกจากเซลล์เม็ดเลือดแดงเข้าสู่น้ำเลือด HCO3- จะทำปฏิกิริยากับ H+ เกิดเป็นกรดคาร์บอนิค (H2CO2) และแตกตัวได้ CO2 + H2O ซึ่ง CO2 จะถูกถ่ายเทและถูกขับออกภายนอกร่างกายพร้อมกับลมหายใจออก

(ขับออกนอกร่างกาย)

การหายใจของปลา โดยปกติปลาหายใจด้วยเหงือก (gills) ของมัน เหงือกตั้งอยู่สองข้างของตัวปลาที่บริเวณส่วนท้ายของหัว เมื่อเราแง้มหรือเปิดกระพุ้งแก้ม (opercles) ของปลา เราจะเห็นอวัยวะสำหรับใช้ในการหายใจ มีลักษณะเป็นเส้นคล้ายขนนก หรือหวีเรียงกันเป็นแผงเป็นระเบียบ และมีสีแดงจัดอวัยวะดังกล่าวคือเหงือก ที่เหงือกนั้น มีเส้นโลหิตฝอย เป็นจำนวนมากมาหล่อเลี้ยง อยู่ก๊าซออกซิเจนที่ละลายปนอยู่ในน้ำ จะถูกเหงือกดูดซึมเข้าไปในกระแสเลือด และเลือดที่มีออกซิเจน นี้จะไหลผ่านออกจากเหงือกไป เลี้ยงส่วนต่างๆ ของร่างกาย ของเสีย เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะถูกขับถ่ายออกจากเหงือกบริเวณเดียวกัน
หากเรานำปลาขึ้นจากน้ำ ปลาจะตายในระยะเวลาต่อมา ทั้งนี้เพราะปลาส่วนใหญ่ไม่สามารถ ใช้ก๊าซออกซิเจนจากบรรยากาศ โดยตรงได้ เนื่องจากมันไม่มีปอด สำหรับหายใจ เหมือนสัตว์บกทั้งหลาย ได้มีนักวิทยาศาสตร์ในต่างประเทศ ทำการทดลองทางสรีรวิทยา (physiology) โดยนำปลาขึ้นมาวาง ในที่แห้งปรากฏว่าปริมาณ กรดแล็กติก (latic acid) ในเลือดและในกล้ามเนื้อ เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในระยะเวลา เพียงไม่กี่นาที แต่เมื่อปล่อยปลากลับลงไปในน้ำแล้ว ปริมาณกรดแล็กติคจะค่อย ๆ ลดลงอย่างช้า ๆ จนถึงระดับปกติ

การหายใจของปลาเริ่มขึ้นเมื่อมีน้ำ เข้าทางปากหรือท่อ เช่น สไปเรเคิล (spiracles) ในปลาพวกฉลามและกระเบน น้ำที่มีก๊าซออกซิเจน ละลายอยู่ก็จะผ่านเข้าไป ตามช่องเหงือก ครั้นเมื่อปลาหุบปาก และกระชับกระพุ้งแก้ม น้ำก็จะถูกขับออกทางช่องแก้ม ซึ่งเปิดอยู่ทางส่วนท้ายของส่วนหัว น้ำที่ถูกขับออกทางส่วนท้ายนี้ ยังเป็นแรงที่ช่วยดันให้ปลา เคลื่อนที่ไปข้างหน้าอีกส่วนหนึ่งด้วย
ยังมีปลาบางจำพวกที่มีอวัยวะพิเศษ ใช้ช่วยในการหายใจ นอกเหนือจากผิวหนังของปลาซึ่งมีส่วนสำคัญในการขับถ่ายของเสีย เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปลาบางจำพวก เช่น ปลาไหลน้ำจืด ใช้ลำไส้ช่วยในการหายใจได้ด้วย ในลูกปลาวัยอ่อน (larvae) ของปลาส่วนใหญ่ที่ยังมีถุงไข่แดงอยู่ ปรากฏว่าเส้นเลือดฝอยบนถุงไข่แดง และที่ส่วนต่าง ๆ ของครีบสามารถดูดซับ เอาก๊าซออกซิเจนไปเลี้ยงร่างกายได้เช่นกัน ในลูกปลาจำพวกที่มีอวัยวะคล้ายปอด (lung fishes) จะมีเหงือกพิเศษ ซึ่งพัฒนาดีในระยะแรก ของการเจริญเติบโตของปลาเท่านั้น ต่อมาเมื่อลูกปลาดังกล่าวโตขึ้น เหงือกพิเศษจะค่อย ๆ หดหายไป

นกเป็นสัตว์ที่มี high metabolic rate โดยเฉพาะขณะบินยิ่งต้องการออกซิเจนสูง เพื่อให้ได้รับออกซิเจนเพียงพอในขณะบิน จึงจำเป็นต้องมีโครงสร้างพิเศษที่ช่วยในการแลกเปลี่ยนก๊าซ นั่นคือถุงลม(air sac) ซึ่งไม่พบโครงสร้างนี้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั่วไป ปกติถุงลมไม่ได้เป็นตัวที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซโดยตรงแต่เป็นส่วนที่กักเก็บอากาศ เพื่อให้ปอดรักษาปริมาตรอากาศภายในให้คงที่ไว้ได้ ระบบการแลกเปลี่ยนก๊าซในปอด(common Krestel’s circulatory lung system) ประกอบด้วย

1. cervical air sac 2. clavicular air sac 3. cranial thoracal air sac 4. caudal thoracal air sac
5. abdominal air sac (5′ diverticulus into pelvic girdle) 6. lung 7. trachea

                อากาศจะไหลจาก posterior air sacs (posterior thoracic และ abdominal air sacs) ไปยัง anterior air sacs (interclavicular, cervical และ anterior thoracic air sacs) ทั้งในขณะที่มีการหายใจเข้าและหายใจออก
                โดยปกติเวลาที่นกหายใจเข้า อากาศครึ่งหนึ่งจะผ่านเข้าไปยัง posterior air sacs และอีกครึ่งที่เหลือจะผ่านเข้าไปยังปอดและ anterior air sacs ทำให้ถุงลมในร่างกายทั้งหมดขยายตัว และเมื่อหายใจออก ถุงลมจะมีการหดตัวทำให้อากาศจาก anterior air sacs ถูกขับออกมาทาง trachea ในขณะที่อากาศใน posterior air sacs จะไหลมาที่ปอดและถูกขับออกมากับลมหายใจ เนื่องจากอากาศที่ไหลผ่านนั้นไหลเข้าทางเดียวทำให้อากาศที่ฟอกแล้วไม่รวมกับอากาศที่ยังไม่ได้ฟอก ทำให้การหายใจ 1 ครั้งจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหายใจ
                ในปอดของนกไม่มี alveoli เหมือนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่มีโครงสร้างที่เรียกว่า parabronchi มาแทน ซึ่งภายในมี air vesicles มากมายที่เรียกว่า atria และบริเวณนี้เองที่มีการแลกเปลี่ยนก๊าซเกิดขึ้น

สัตว์ปีกไม่มี diaphragm ที่มาแบ่งระหว่างช่องอกและช่องท้อง ดังนั้นในการหายใจแต่ละครั้งจึงต้องอาศัยการทำงานของ abdominal muscle (และถ้าจับนกโดยบีบช่องท้องเอาไว้ นั้นหมายความว่านกจะหายใจไม่ออกและตายในที่สุด)
จากข้อมูลเบื้องต้นทำให้เรารู้ว่า ลักษณะโครงสร้างร่างกายและสรีระการหายใจของนกปกติเป็นอย่างไร ดังนั้นในการจับบังคับนกเพื่อที่จะทำการตรวจร่างกายหรือวินิจฉัยโรคนั้น ควรตระหนักไว้ว่านกเป็นสัตว์ที่ค่อนข้างจะบอบบาง ในการจับบังคับผู้จับควรใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อที่ป้องกันไม่ให้เกิดการสูญเสียนกตามมาในภายหลัง

วันศุกร์ที่ 4 กันยายน พ.ศ. 2558

ระบบหายใจ

4 ความคิดเห็น:

คลังบทความของบล็อก

เกี่ยวกับฉัน