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

วิทยาศาสตร์ว่าด้วย ความเจ็บปวด

วิทยาศาสตร์ว่าด้วยความเจ็บปวด: ความสามารถในการรู้สึกเจ็บปวดเป็นหนึ่งในของขวัญที่ธรรมชาติมอบแก่มนุษยชาติและสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรสัตว์  เราวิวัฒน์ขึ้นมาให้รู้สึกเจ็บปวดเพราะความเจ็บปวด ทำหน้าที่เป็นระบบเตือนภัยอันเป็นกุญแจสำคัญในการเอาตัวรอด ถึงกระนั้น ความเจ็บปวดก็ไม่เคยเป็นที่พึงปรารถนา นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามค้นหาวิธีใหม่ๆ ในการจัดการหรือบรรเทาความเจ็บปวด

ภาพเปลือยโมนาลิซาอาจเป็นผลงานของ ดา วินชี เอง

ภาพเปลือยโมนาลิซาอาจเป็นผลงานของ ดา วินชี เอง โดย คริสตินา นูเนช ภาพวาดด้วยดินสอที่เป็นที่รู้จักในฐานะ “ภาพเปลือยของโมนาลิซา” ถูกเชื่อกันมาอย่างยาวนานว่าเป็นผลงานของหนึ่งในลูกศิษย์ของ ลีโอนาร์โด ดา วินซี แต่ผู้เชี่ยวชาญจากพิพิธภัณฑ์ลูฟวร์ในกรุงปารีสชี้ว่าผลงานชิ้นนี้อาจเป็นผลงานของดา วินชีเอง เป็นการยากที่จะมองข้ามจุดคล้ายคลึงกันของผู้หญิงที่โด่งดังที่สุดในผลงานของดา วินชี เมื่อศตวรรษที่ 16 กับผู้หญิงในภาพเขียน “โมนนา แวนนา” (Monna Vanna) ภาพสเก๊ตช์ที่ถูกเก็บอยู่ในพิพิธภัณฑ์ Condé ทางตอนเหนือของกรุงปารีส ตั้งแต่ปี 1862 รอยยิ้มไม่เต็มที่เหนือคางที่ได้รูป ตลอดจนองศาของการวางมือก็เหมือนกันพอดิบพอดี ความคล้ายคลึงดังกล่าวดึงดูดความสนใจของบรรดานักวิจัยในการหาคำตอบของผลงานชิ้นนี้ ที่มีแผนจะจัดแสดงภายในนิทรรศการของพิพิธภัณฑ์ Condé ในปี 2019 นี้ เนื่องในโอกาสครบรอบ 500 ปี นับตั้งแต่ศิลปินเอกชาวอิตาลีแห่งยุคเรเนซองส์เสียชีวิตลง ภาพเขียนถูกสร้างสรรค์ขึ้นในช่วงเวลาเดียวกับ “โมนาลิซา” ในช่วงที่ดา วินชี ยังมีชีวิต และตัวกระดาษเองก็ถูกผลิตขึ้นในอิตาลี รายงานจาก Mathieu Deldicque รองผู้ดูแลพิพิธภัณฑ์ Condé ให้สัมภาษณ์กับสำนักข่าวรอยเตอร์ นับตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 […]

หลักสูตรกระโดดไกลของแมงมุม

หลักสูตรกระโดดไกลของแมงมุม นับเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สามารถฝึกแมงมุมให้กระโดดไกลในระยะห่างและระดับความสูงที่แตกต่างกันได้สำเร็จ เจ้าแมงมุมตัวนี้มีชื่อว่า “คิม” และขณะนี้ทีมนักวิจัยกำลังใช้เทคโนโลยีซีทีสแกน และกล้องไฮสปีดสำหรับสังเกตการณ์การกระโดดอันน่าเหลือเชื่อของแมงมุม โดยมีเป้าหมายเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับลักษณะการทำงานในร่างกายของคิม ว่าอะไรกันที่ช่วยให้มันกระโดดได้ไกลอย่างมีประสิทธิภาพเช่นนี้ คิมสามารถกระโดดได้ไกลกว่าความยาวของลำตัวถึง 6 เท่า ในขณะที่มนุษย์ทำได้เพียง 1.5 เท่า หรือกุญแจของความสำเร็จนี้จะอยู่ที่ปริมาณขาที่มากกว่า? ทั้งนี้พวกเขาคาดหวังว่าคิมจะช่วยให้พวกเขาพัฒนาหุ่นยนต์ไมโครให้สามารถกระโดดได้ไกลเช่นเดียวกับมัน   อ่านเพิ่มเติม บรรพบรุษโบราณของแมงมุมมีหาง

พายุไต้ฝุ่นฮากิบิส : พายุที่สร้างความกังวลไปทั่วญี่ปุ่น

ญี่ปุ่นเตรียมพร้อมรับมือกับ พายุไต้ฝุ่นฮากิบิส ที่กำลังจะเคลื่อนตัวขึ้นฝั่งในสุดสัปดาห์นี้ หนึ่งในพายุที่รุนแรงมากที่สุดลูกหนึ่งในปีนี้ กำลังเคลื่อนตัวขึ้นฝั่งทางตะวันออกของญี่ปุ่นในช่วงสุดสัปดาห์นี้ คาดว่าส่งผลกระทบเป็นวงกว้างทั้งประเทศ พายุไต้ฝุ่นฮากิบิส อาจส่งผลให้เกิดฝนตกหนัก ทางการเตรียมออกประกาศเตือนประชาชนล่วงหน้า และเตรียมรับมือกับพายุครั้งนี้ กรมอุตุนิยมวิทยาญี่ปุ่น รายงาน “พายุไต้ฝุ่นจะเคลื่อนตัวขึ้นฝั่งที่ภูมิภาคโตไค หรือคันโต ในวันเสาร์ที่จะถึงนี้ (12 ตุลาคม 2019)” ยาซูชิ คาจิฮาระ เจ้าหน้าที่กรมอุตุนิยมวิทยา กล่าวและเสริมว่า “จากความรุนแรงของพายุ และความสูงของคลื่น เรากำลังเฝ้าดูความเป็นไปได้ของการเคลื่อนตัวขึ้นฝั่งที่ภูมิภาคคันโตะ” กรมอุตุนิยมวิทยาของญี่ปุ่นจัดให้พายุไต้ฝุ่นฮากิบิสอยู่ในระดับ “รุนแรงมาก” โดยพายุมีทิศทางการเคลื่อนตัวไปทางเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิก และเคลื่อนตัวผ่านเกาะฮอนชูของประเทศญี่ปุ่น อ่านเพิ่มเติม : ความรุนแรงของพายุ ไต้ฝุ่นฮากิบิสอาจสร้างความเสียหายได้เทียบเท่ากับพายุไต้ฝุ่นที่เกิดขึ้นในปี 1958 ซึ่งส่งผลให้มีประชาชนเสียชีวิตราว 1,200 คนในภูมิภาคคันโต และเกาะอีซุ นอกจากนี้ พายุไต้ฝุ่นฮากิบิสสามารถก่อให้เกิดคลื่นซัดชายฝั่ง (Strom surge) ที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อประชาชนที่อาศัยอยู่แนวชายฝั่งของเกาะฮอนชู และอาจเกิดน้ำท่วมฉับพลัน ข้อมูลล่าสุดของพายุไต้ฝุ่นฮากิบิส (เมื่อวันที่ 11 ตุลาคม 2019) การเคลื่อนที่ 250 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วลม 180 กิโลเมตรต่อชั่วโมง […]