ระบบต่างๆ ในร่างกาย : ระบบหายใจ - Page 2 of 2 - National Geographic Thailand

ระบบต่างๆ ในร่างกาย : ระบบหายใจ

การแลกเปลี่ยนแก๊สระดับเซลล์

ระบบไหลเวียนเลือดเป็นระบบที่มีความสำคัญต่อระบบทางเดินหายใจเพราะ เลือดเป็นตัวนำออกซิเจนไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย เช่นเดียวกับนำคาร์บอนไดออกไซด์มายังปอดเพื่อส่งกลับไปยังโลกภายนอกผ่านอวัยวะตามที่ได้กล่าวมา เพราะส่วนประกอบหนึ่งของเลือดเป็นตัวการสำคัญในการทำให้การแลกเปลี่ยนแก๊สระดับเซลล์เป็นไปด้วยดีซึ่งนั้นก็คือ ฮีโมโกลบิน (Hemoglobin) บนเซลล์เม็ดเลือดแดง

ฮิโมโกลบินเกิดจากโพลีเป็ปไทด์ 4 สาย รวมเข้าด้วยกัน ในแต่ละสายมีหน่วยย่อยฮีม (Heme Group) อยู่ ซึ่งมีธาตุเหล็ก (Fe) ที่มีความสามารถในการจับตัวกับแก๊สได้ดีเป็นส่วนประกอบ แก๊สในที่นี้คือ ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อเกิดการแพร่จากถุงลมมายังหลอดเลือดฝอย ออกซิเจน (O2) จะจับตัวกับฮีม (Hb) กลายเป็น oxyhemoglibin (HbO2) ตามสมการด้านล่าง

แต่ฮีโมโกลบินสามารถลำเลียงออกซิเจนได้เพียง 98.5% ที่เหลือจะละลายอยู่ในน้ำเลือด 1.5% และเมื่อลำเลียงไปตามส่วนต่างๆ ของร่างกายที่มีออกซิเจนต่ำกว่า แก๊สออกซิเจนจึงผละออกจากฮีโมโกลบินและแพร่เข้าสู่ของเหลวภายนอกเซลล์ เข้าสู่เซลล์ร่างกาย

หลังจากสร้างพลังงานเสร็จ เซลล์ก็จะขับของเสียออกมาในรูป คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 )สะสมอยู่ในของเหลวภายนอกเซลล์ในปริมาณมาก แล้วแพร่เข้าสู่เลือดเพื่อกำจัดออกสู่ร่างกายผ่านระบบหายใจ โดยจะละลายอยู่ในน้ำเลือด 7% จับตัวกับ Hb 23% (ดังที่แสดงในสมการที่ (2)) และรวมตัวกับน้ำในเม็ดเลือดแดง 70% ตามสมการด้านล่างนี้

ในสมการที่ (1) แสดงให้เห็นว่าเมื่อน้ำจับตัวกับคาร์บอนไดออกไซด์กลายเป็นกรดคาร์บอนิก (H2CO3) ต่อด้วยแตกตัวเป็นไฮโดรเจนไอออน (H+) และไบคาร์บอเนตไอออน (HCO3) แม้ไฮโดรเจนไอออนจะมีผลต่อค่า pH ในเลือด แต่เพราะจับตัวกับฮีโมโกลบินจึงลดปัญหาที่จะเกิดกับค่า pH หลังจากนั้นเมื่อเดินทางไปถึงปอด ไฮโดรเจนไอออนจะจับตัวกับไบคาร์บอเนตไปเป็นกรดคาร์บอนิกอีกครั้งก่อนจะแยกเป็นคาร์บอนไดออกไซด์กับน้ำและแพร่ไปยังปอดเพื่อนำออกจากระบบร่างกายทางจมูกและปาก

หากมีคาร์บอนไดออกไซด์มากเกินไปในเลือด ไฮโดรเจนไอออนจะทำให้ค่า pH ลดต่ำลงจนค่าความเป็นกรดสูงกว่าปกติ ดังนั้นสมองส่วนพอนส์และเมดัลลาซึ่งควบคุมการหายใจแบบอัตโนวัติ (ควมคุมไม่ได้) จะสั่งให้ร่างกายหายใจถี่ขึ้นเพื่อนำคาร์บอนไดออกไซด์ออกให้ได้มากที่สุด นอกจากนี้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดยังบ่งบอกถึงความสามารถในการเผาผลาญ (metabolism) ได้อีกด้วย เพราะยิ่งเผาผลาญได้มากก็จะขับของเสียออกมามากตามกัน

(สามารถรับชมวิดีโอเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบหายใจได้ที่วิดีโอด้านล่างนี้)

ปรากฏการณ์และโรคที่เกี่ยวกับระบบหายใจ

  1. การสะอึก เกิดจากการทำงานที่ไม่สัมพันธ์กันของกล้ามเนื้อยึดซี่โครงและกล้ามเนื้อกะบังลม
  2. การหาว เกิดขึ้นเพื่อขับคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีมากเกินไปในเลือดออกจากร่างกาย
  3. โรคปอดบวม เป็นภาวะที่ปอดอักเสบจากการติดเชื้อแบคทีเรีย หรือ ไวรัส โดยเกิดหนองและสารอื่นๆ ในถุงลม ไปลดพื้นที่ในการแลกเปลี่ยนแก๊ส
  4. โรคถุงลมโป่งพอง มีสาเหตุหลักมาจากการสูดควันพิษเข้าไปในปริมาณมาก จนทำลายเนื้อเยื่อที่ยึดโยงหลอดลมและเยื่อบุผนังถุงลม เมื่อเนื้อเยื่อยึดโยงหลอดลมเสื่อมตัวลง ส่งผลให้หลอดลมแฟบได้ง่ายไปอุดกลั้นอากาศที่จะออกจากถุงลม

 


อ่านเพิ่มเติม:

ระบบต่างๆ ในร่างกาย

ระบบต่างๆ ในร่างกาย : ระบบผิวหนัง 

เรื่องแนะนำ

เซลล์สัตว์ และส่วนประกอบภายในเซลล์

เซลล์สัตว์ เป็นส่วนที่เล็กที่สุดของสัตว์ ซึ่งภายในเซลล์ประกอบด้วยออร์แกเนลล์ (organelles) ต่างๆ เซลล์ คือ หน่วยย่อยพื้นฐานที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต สำหรับใน เซลล์สัตว์ มีส่วนประกอบต่างๆ ดังนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ (Cell membrane) พบในเซลล์สิ่งมีชีวิตทุกชนิด ยกเว้นไวรัส เยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เซลล์คงรูปอยู่ได้ และเป็นเยื่อเลือกผ่าน คือ มีคุณสมบัติยอมให้สารบางชนิดผ่านเข้าออกเท่านั้น ควบคุมการเข้าออกของสารต่าง ๆ จากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วย ฟอสโฟลิพิด (Phospholipid bilayer) โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และคอเลสเตอรอล นิวเคลียส (Nucleus) มีลักษณะค่อนข้างกลม อยู่บริเวณกลางเซลล์ ประกอบด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียส และนิวคลีโอพลาซึมซึ่งเป็นส่วนที่อยู่ภายในเยื่อหุ้มนิวเคลียส นิวเคลียสทำหน้าที่ควบคุมการทำงานต่าง ๆ ภายในเซลล์ แบ่งเซลล์ และบรรจุสารพันธุกรรม DNA ไซโทพลาซึม (Cytoplasm) อยู่ระหว่างนิวเคลียสและเยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยส่วนที่เป็นของเหลว เรียกว่าไซโทซอล (Cytosol) และส่วนที่เป็นของแข็ง เรียกว่า ออร์แกเนลล์ (Organelle) ร่างแหเอนโดพลาซึม […]

ความงามอันพรั่นพรึงเมื่อสายฟ้าฟาด

พายุเหล่านี้มีพลังทำลายล้างอันรุนแรง ทว่าก็งดงามจับใจในเวลาเดียวกัน ต้องขอบคุณช่างภาพเหล่านี้ที่ยอมเสี่ยงชีวิตบันทึกความงามของพวกมันมาให้เราได้ชมกัน

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 […]

มารู้จัก เอนไซม์ ผู้ช่วยในระบบต่างๆ ของร่างกายเรา

เอนไซม์นับว่าเป็นสารชีวโมเลกุลภายในเซลล์ที่สำคัญต่อการมีชีวิต ของทุกชีวิต เอนไซม์ (Enzyme) คือ สารชีวโมเลกุล (ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบจำพวก โปรตีน) ที่ช่วยเร่งอัตรากาเกิดปฏิกิริยาเคมีซึ่งเกิดขึ้นภายในเซลล์ เอนไซม์มีความสำคัญต่อกระบวนการสำคัญๆ ในร่างกายของเรา เช่น ทำหน้าที่ในระบบย่อยอาหาร และกระบวนการสร้างและสลาย หรือเมแทบอลิซึม (Metabolism) เป็นต้น เอนไซม์เปรียบเสมือนกุญแจสำคัญที่ส่งเสริมการมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ตั้งแต่ไซนาโนแบคทีเรีย จนถึงสัตว์เลี้ยงลูกกด้วยนม อีกความหมายหนึ่งคือ ถ้าหากสิ่งมีชีวิตขาดเอนไซม์ ร่างกายของจะอ่อนแอลงเรื่อยๆ และตายในที่สุด ดังนั้น เอนไซม์จึงเปรียบเหมือนผู้ช่วยในระบบต่างๆ ของร่างกาย ทำหน้าที่ ช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมีที่จำเพาะ (Specific catalyst) ซึ่งจะทำงานร่วมกับสารชีวเคมีอื่น ได้แก่ โคเอนไซม์ (Co-enzymes) ซึ่งร่างกายได้รับจากสารอาหารจำพวกพวก วิตามิน และแร่ธาตุที่จำเป็นต่อร่างกาย แต่ถ้ามีเฉพาะวิตามิน และแร่ธาตุนั้น จะไม่สามารถกระตุ้นการทำงานภายในเซลล์ได้ หากไม่ได้ทำงานร่วมกับเอนไซม์ หลักการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ การเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์เริ่มจาก สารตั้งต้น (Substrate) เข้าจับกับเอนไซม์ที่ตำแหน่งกัมมันต์ หรือตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยา (active site) กลายเป็นสารประกอบเอนไซม์รวมกัมกับสารตั้งต้น (Enzyme-Substrate complex) และเกิดการเปลี่ยนสารตั้งต้นให้กลายเป็นผลผลิต (Product) […]