ระบบต่างๆ ในร่างกาย : ระบบหายใจ - National Geographic Thailand

ระบบต่างๆ ในร่างกาย : ระบบหายใจ

ระบบต่างๆ ในร่างกาย : มาทำความรู้จักองค์ประกอบและทำความเข้าใจกลไกการทำงานของ ระบบหายใจ ที่มีความสำคัญต่อการสร้างพลังงานให้กับร่างกาย

ระบบหายใจ มีหน้าที่แลกเปลี่ยนแก๊สในสิ่งมีชีวิต โดยนำออกซิเจน (O2) เข้าสู่ร่างกายเพื่อนำไปสร้างพลังงาน แล้วก็จะขับของเสียออกมาในรูปคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)

การแลกเปลี่ยนแก๊สเป็นสิ่งสำคัญของสิ่งมีชีวิตทุกประเภท แต่วิธีการอาจจะแตกต่างกันไปตามชนิด อย่างอะมีบา และ พารามีเซียม ใช้เยื่อหุ้มเซลล์ ไส้เดือนดินใช้ผิวหนัง แมลงใช้ท่อลม ปลาและกุ้งใช้เหงือก ทว่า คน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ใช้ปอด ซึ่งกว่าจะลำเลียงอากาศไปถึงปอดได้ต้องผ่านอวัยวะหลายอย่างซึ่งประกอบกันเป็น ทางเดินหายใจส่วนต้น และ ทางเดินหายใจส่วนปลาย

ระบบหายใจ
ภาพแสดงอวัยวะในระบบหายใจทั้งสวนต้นและส่วนปลาย

ทางเดินหายใจส่วนต้น

จมูก (nose) เป็นอวัยวะภายนอกที่มีรูจมูก (nostril) สองรูทำหน้าที่สูดอากาศเข้าสู่ร่างกายผ่านโพรงจมูก (Nasal Cavity) ซึ่งมีเยื่อบุผิวประกอบไปด้วยซีเลียและเมือกช่วยจับสิ่งแปลกปลอมก่อนจะผ่านไปยังคอหอย (Pharynx) ช่องที่อากาศจากจมูก ช่องอาหารจากปาก และกล่องเสียงมาพบกัน กล่องเสียง (Larynx) เป็นอวัยวะที่อยู่ถัดจากคอหอย ประกอบด้วยกระดูกอ่อนหลายชิ้นและเส้นเสียง เมื่ออากาศเคลื่อนผ่าน สายเสียงจะสั่นสะเทือนทำให้เกิดเสียงได้

ทางเดินหายใจส่วนปลาย

เมื่อผ่านกล่องเสียงมาจะเจอหลอดลม (Trachea) มีลักษณะเป็นหลอดยาวตรง มีกระดูกอ่อนเรียงกันเป็นรูปตัว C เพื่อป้องกันการยุบตัวเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงกดอากาศ โดยแตกแขนงเป็นขั้วปอด (Bronchus) สองข้าง ซ้ายและขวาเข้าสู่ปอดซึ่งจะแตกแขนงออกไปมากมายแทรกตัวอยู่ตามเนื้อปอด เรียกว่า แขนงขั้วปอด (Bronchiole) ที่ปลายสุดของแขนงขั้วปอดมีถุงลม (Alveolus) ซึ่งเป็นแหล่งในการแลกเปลี่ยนแก๊สเนื่องจากมีเส้นเลือดฝอยล้อมรอบอยู่จำนวนมาก

 

กลไกการหายใจเข้า – ออก ของคน

ระบบหายใจ
ภาพแสดงกลไกการหายใจเข้าและการหายใจออกของมนุษย์

ปอดเป็นส่วนที่ไม่มีกล้ามเนื้อเพื่อการหดตัวจึงต้องใช้แรงช่วยจากส่วนอื่นเพื่อทำให้การหายใจเข้า-ออกเป็นไปได้ ด้านล่างของปอดจะมีกล้ามเนื้อชุดหนึ่งเรียกว่า กระบังลม (diaphragm) และมีกระดูกซี่โครงครอบคลุมปอดด้านบนและด้านข้าง เมื่อเราหายใจเข้า กล้ามเนื้อกระบังลมจะหดตัวและเลื่อนตัวลง กล้ามเนื้อยึดซี่โครงด้านนอกก็จะหดตัวลงเช่นกันเพื่อทำให้กระดูกซี่โครงยกตัวขึ้น ทั้งสองอย่างนี้ส่งผลให้แรงดันอากาศภายในต่ำกว่าแรงดันอากาศภายนอก ทำให้อากาศสามารถเข้าสู่ปอดได้ และจะกลับกันเมื่อหายใจออก เมื่อหายใจออก เราต้องเพิ่มความดันในช่องอกเพื่อดันให้อากาศออกสู่บรรยากาศภายนอกโดยการคลายตัวของกล้ามเนื้อกระบังลมเพื่อให้กระบังลมยกขึ้น และกล้ามเนื้อยืดซี่โครงภายนอกก็คลายตัวเช่นกันเพื่อทำให้กระดูกซี่โครงเลื่อนต่ำส่งผลให้พื้นที่ปอดลดลง

(สามารถรับชมกลไกการหายใจเข้า – ออกในรูปแบบภาพเคลื่อนไหวได้จากวิดีโอด้านล่างนี้)

ปอดและการแลกเปลี่ยนแก๊ส

หน้าที่หลักของถุงลมในปอดคือการแลกเปลี่ยนแก๊สจากถุงลมไปยังหลอดเลือดฝอยเพื่อให้ฮีโมโกลบินในเลือดจับตัวกับออกซิเจนและนำพาไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย โดยใช้ การแพร่ (simple diffusion) ซึ่งการแพร่จะเกิดขึ้นได้ดีขี้นอยู่กับความบางของผนังและชื้นของถุงลม ผนังของถุงลมประกอบด้วยเซลล์เยื่อบุผิวเพียงชั้นเดียว และมีลิโพโปรตีนเคลือบเป็นชั้นบางๆ เพื่อลดแรงตึงผิวของน้ำและป้องกันไม่ให้ถุงลมยุบตัว ซึ่งคล้ายคลึงกับโครงสร้างของหลอดเลือดฝอย โดยหลอดเลือดและถุงลมจะอยู่ชิดติดกันง่ายต่อการแพร่ เมื่อความเข้มข้นของออกซิเจนในถุงลมสูงก็จะถูกแพร่ไปยังที่ที่ความเข้มข้นน้อยกว่าอย่างในหลอดเลือดฝอย และกับคาร์บอนไดออกไซด์ก็เช่นเดียวกัน เมื่อหายใจออก คาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกลำเลียงมากับฮีโมโกลบินก็จะแพร่ตัวไปยังถุงลมที่มีความเข้มข้นของแก๊สในขณะนั้นน้อยกว่า

(สามารถรับชมวิดีโอเพิ่มเติมเกี่ยวกับปอดและการแลกเปลี่ยนแก๊สได้ที่วิดีโอด้านล่างนี้)

เรื่องแนะนำ

อังกฤษยกเลิกการใช้มาตรการ Herd Immunity

การสร้างภูมิคุ้มกันเป็นหลักการของการผลิตวัคซีน แต่อาจเป็นเรื่องยากสำหรับโคโรนาไวรัสสายพันธุ์ใหม่ ในขณะที่หลายประเทศทั่วโลกประกาศงดจัดกิจกรรมในสถานที่สาธารณะ เช่น โรงเรียน และสถานที่ที่มีคนชุมชนแออัด เพื่อยับยั้งการแพร่ระบาดโรคโควิด-19 แต่ประเทศอังกฤษกลับเอ่ยถึงมาตรการ Herd immunity ในช่วงแรก อังกฤษไม่ประกาศหยุดกิจกรรมการรวมตัวของผู้คน หรือมาตรการรักษาระยะห่างทางสังคม (Social distancing) ส่งผลให้เกิดความกังวลต่อวงการแพทย์ว่า ทางการจะปล่อยให้การแพร่ระบาดของเชื้อกระจายออกไป แทนที่จะควบคุมการแพร่ระบาดให้อยู่ในวงกำจัด กลยุทธ์ “Herd immunity” หรือ ภูมิคุ้มกันระดับชุมชน คือ “วิธีการสร้างภูมิต้านทานเชื้อโรค โดยปล่อยให้ประชากรกลุ่มหนึ่งติดเชื้อ และสร้างภูมิคุ้มกันขึ้นมาได้เอง” แพทริก วอลแลนซ์ ที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ของรัฐบาล กล่าวกับสำนักข่าว สกายนิวส์ เมื่อวันที่ 13 มีนาคม ที่ผ่านมา ถ้าความเสี่ยงของโควิด-19 ไม่สูงมาก มันมีความเป็นไปได้ที่จะนำหลักการภูมิคุ้มกันระดับชุมชนมาใช้ โดยใช้หลักการติดเชื้อแบบสุ่มในกลุ่มประชากร อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานแสดงให้เห็นว่า ปรากฏการณ์ดังกล่าวจำเป็นต้องใช้ระบบสาธารณสุขที่ดี การดูแลแบบเฉพาะเจาะจง และทรัพยาการทางการแพทย์ที่เพียงพอ เพื่อให้ผ่านจุดสูงสุดของการระบาดไปได้ หลังจากมีแถลงการณ์เกี่ยวกับเรื่องนี้ออกมาจากรัฐบาล อิมพีเรียลคอลเลจลอนดอนออกมาแสดงความเห็นว่า โรงพยาบาลต้องรองรับจำนวนผู้ป่วยสูงมาก และต้องเผชิญกับสถานการณ์ที่เลวร้าย รัฐบาลอังกฤษจึงมีท่าทีเปลี่ยนไป ออกประกาศใช้มาตรการรักษาระยะห่างทางสังคม (Social distancing) เมื่อวันจันทร์ที่ […]

ซาลโมเนลลา เชื้อแบคทีเรียที่มากับอาหาร

จากกระแสข่าวในช่วงสองสัปดาห์ที่ผ่านมา กรณีพบผู้ป่วยในตำบลหนองปรือ อำเภอบางเสาธง จังหวัดสมุทรปราการ ที่รับประทานขนมจีบจากแม่ค้าเร่ แล้วเกิดอาการติดเชื้อในทางเดินอาหารหลายสิบราย โดยในจำนวนนี้มีผู้เสียชีวิต 1 คน เป็นหญิงอายุ 66 ปี ด้านนายประกิจ วงค์ประเสริฐ รองนายแพทย์สาธารณสุขจังหวัดสมุทรปราการ กล่าวว่า หลังส่งตัวอย่างขนมจีบไปตรวจที่กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ พบว่า ผลตรวจ เบื้องต้นจากผู้ป่วยในจำนวนดังกล่าว บางส่วนพบว่ามีเชื้อแบคทีเรียชนิด ซาลโมเนลลา (Salmonella) ซึ่งทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยตามที่ปรากฏในข่าว ซาลโมเนลลา (Salmonella) ค้นพบโดย แดเนียล เอลเมอร์ แซลมอน (ชื่อซาลโมเนลลา มาจากนามสกุลผู้ค้นพบ) เป็นแบคทีเรียที่มีลักษณะรูปท่อน เคลื่อนที่โดยใช้แฟลเจลลา (flagella) เจริญได้ดีที่อุณหภูมิปานกลาง (mesophilic bacteria) และเจริญได้ในอุณหภูมิร่างกายของมนุษย์และสัตว์เลือดอุ่น อุณหภูมิต่ำสุดที่เจริญได้คือ 5.2 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิสูงสุดที่เคยมีรายงานการเจริญเติบโตคือ 54 องศาเซลเซียส เจริญได้ทั้งภาวะที่มีอากาศและไม่มีอากาศ จึงพบได้ในอาหารที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์สุญญากาศ (vacuum packaging) เชื้อซาลโมเนลลาสามารถทนความร้อนแตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิด สายพันธุ์ และปัจจัยจากสิ่งแวดล้อมภายนอก เช่น อุณหภูมิ และความชื้น […]

ชนิดพันธุ์ต่างถิ่น กำลังเป็นปัญหาใหญ่ในออสเตรเลีย

คางคกอ้อย ชนิดพันธุ์ต่างถิ่น ที่กำลังแพร่กระจายไปทั่วออสเตรเลีย คางคกอ้อย (Cane toad) กลายเป็นกระแสโด่งดังในสื่อออนไลน์ เมื่อชายชาวออสเตรเลียคนหนึ่งบันทึกภาพฝูงคางคกอ้อยเกาะอยู่บนหลังงูตัวเขื่อง ขณะพยายามหนีน้ำท่วมในเขื่อนคูนูนูร์รา ประเทศออสเตรเลีย แต่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า ชนิดพันธุ์ต่างถิ่น ชนิดนี้กำลังพยายามผสมพันธุ์กับสัตว์เลื้อยคลานไร้ขา และมันยังกลายเป็นปัญหาที่สำคัญต่อระบบนิเวศของออสเตรเลีย คางคกอ้อยแพร่กระจายทั่วแผ่นดินขนาด 1.2 ล้านตารางกิโลเมตรของออสเตรเลีย คุกคามชนิดพันธุ์ท้องถิ่นในหลายพื้นที่ที่มันครอบครอง 68mm just fell in the last hour at Kununurra. Flushed all the cane toads out of my brothers dam. Some of them took the easy way out – hitching a ride on the back of a 3.5m […]