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

ดอกไม้เรืองแสง

แสงอัลตราไวโอเลตเผยให้เห็นสีสันและประกายเปล่งปลั่งซึ่งซ่อนอยู่ภายในดอกไม้ ราวกับว่าพืชธรรมดาๆ เหล่านี้หลุดออกมาจากป่าในเทพนิยาย

อยากนอนหลับใช่ไหม ลองอ่านเรื่องนี้สิ

เราหมายความตามนี้จริงๆ ลองอ่านเรื่องนี้ดู แล้วคุณจะพบว่าการนอนหลับตอนกลางคืนที่ดีต่อสุขภาพเป็นอย่างไร และเหตุใดแสงสีฟ้าจากอุปกรณ์อิเล่็กทรอนิกส์จึงทำให้เรานอนไม่พอ

งานวิจัยชิ้นใหม่เปิดเผยว่า ดวงจันทร์อาจมีน้ำมากกว่าที่เคยคิดกันมาก

ดวงจันทร์อาจมีน้ำมากกว่าที่เคยคิดกัน เป็นข้อสรุปที่ได้จากการวิเคราะห์ผลึกแก้วภูเขาไฟขนาดเล็กจิ๋วที่หลงเหลือจากการปะทุของภูเขาไฟครั้งบรรพกาล ผลึกแก้วที่เกิดขึ้นตามธรรมชาตินี้ถูกรวบรวมไว้ตั้งแต่ภารกิจของยานอะพอลโล 15 และ 17 ในช่วงทศวรรษ 1970 ซึ่งยานทั้งสองลงจอดใกล้เขตที่มีกิจกรรมภูเขาไฟบนดวงจันทร์ ผลึกแก้วนี้ก่อตัวขึ้นเมื่อแมกมาหรือหินหนืดปะทุขึ้นสู่พื้นผิวและเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วจนน้ำถูกกักไว้ภายใน อย่างไรก็ตาม ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ยังไม่มั่นใจว่า ตัวอย่างที่ได้จากภารกิจอะพอลโลมีลักษณะเฉพาะ หรือพบได้จากธารลาวาแห่งอื่นๆ บนพื้นดวงจันทร์ด้วย ในผลการศึกษาชิ้นใหม่ที่เพิ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature Geoscience นักวิทยาศาสตร์ทำการวิเคราะห์ตัวอย่างที่ได้จากภารกิจอะพอลโลซ้ำอีกครั้ง  ร่วมกับการใช้ข้อมูลล่าสุดจากดาวเทียมเพื่อมองหาร่องรอยของแก้วภูเขาไฟที่มีน้ำอยู่ภายในจากบริเวณอื่นๆ ของดวงจันทร์  พวกเขาพบว่า แท้จริงแล้วตะกอนภูเขาไฟกระจายตัวเป็นบริเวณกว้างซึ่งบ่งชี้ว่า ใต้พื้นผิวดวงจันทร์อาจ ชุ่มชื้นมากกว่าที่เคยเชื่อกัน แอนโทนี โคลาพรีต นักวิทยาศาสตร์จากนาซา ผู้วิเคราะห์รายงานชิ้นนี้บอกว่า “ข้อเท็จจริงที่พวกเขาพบลักษณะภูมิประเทศที่มีความเกี่ยวข้องกับแก้วภูเขาไฟบอกเราว่า พื้นผิวชั้นในของดวงจันทร์มีน้ำอยู่พอสมควร ตอนที่เกิดการปะทุของภูเขาไฟเหล่านี้” คำถามหนึ่งที่หลายคนสงสัยคือ เราเคยพบน้ำบนดวงจันทร์ก่อนหน้านี้ไหม? คำตอบคือ ใช่ แต่ก็เพิ่งเมื่อไม่นานมานี้เอง นักวิทยาศาสตร์เคยเชื่อว่า ดวงจันทร์ทั้งดวงนั้นแห้งผาก แต่เมื่อปี 2008 นักวิทยาศาสตร์ทำการวิเคราะห์ตัวอย่างผลึกแก้วภูเขาไฟจากภารกิจอะพอลโล และค้นพบร่องรอยแรกของน้ำ จากจุดนั้นเป็นต้นมา การค้นพบน้ำบนดวงจันทร์ก็พรั่งพรู ในปี 2009 องค์การนาซาส่งจรวดและดาวเทียมขึ้นไปตกกระทบหุบอุกกาบาตแห่งหนึ่งบนขั้วใต้ของดวงจันทร์ โดยหวังจะพบหลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับน้ำ การตกกระทบในครั้งนั้นเผยร่องรอยบางอย่างเกี่ยวกับน้ำแข็งและไฮดรอกซิล ซึ่งเป็นโมเลกุลไวต่อปฏิกิริยาและมีความเกี่ยวข้องกับน้ำ และในปี 2010 นักวิทยาศาสตร์ทำการวิเคราะห์ตัวอย่างหินอื่นๆ ที่ได้จากดวงจันทร์ […]

กลุ่มดาวคนคู่ (Gemini) หรือดาวฝาแฝด

กลุ่มดาวคนคู่ (Gemini) เป็น 1 ใน 88 กลุ่มดาวสากล (Constellations) ของโลก และเป็นหนึ่งในสมาชิกกลุ่มดาวจักรราศี (Zodiac) บนซีกฟ้าเหนือ หรือที่เรารู้จักกันในนามของ “กลุ่มดาวราศีเมถุน” ครอบคลุมพื้นที่ราว 514 ตารางองศาหรือมีขนาดใหญ่เป็นลำดับที่ 30 ของกลุ่มดาวสากลทั้งหมด กลุ่มดาวคนคู่ยังเป็นกลุ่มดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดกลุ่มหนึ่งในน่านฟ้าโลก โดยสามารถพบเห็นได้ตั้งแต่ในช่วงฤดูหนาวไปจนถึงฤดูใบไม้ผลิของฝั่งซีกโลกเหนือ หรือระหว่างเดือนธันวาคมถึงเดือนพฤษภาคม ขณะที่บนท้องฟ้าฝั่งซีกโลกใต้สามารถพบเห็นกลุ่มดาวคนคู่ได้เช่นเดียวกัน โดยเฉพาะในช่วงฤดูร้อน อ่านเพิ่มเติมเรื่อง การศึกษากลุ่มดาว นอกจากนี้ กลุ่มดาวคนคู่ยังเป็น 1 ใน 48 กลุ่มดาวดั้งเดิมที่ถูกจารึกอยู่ในบันทึกของปโตเลมี (Ptolemy) ในช่วงศตวรรษที่สอง เช่นเดียวกับกลุ่มดาวแมงป่อง (Scorpius) ซึ่งถูกทำการสำรวจมาตั้งแต่ในยุคอารยธรรมแรกเริ่มของมนุษยชาติ เป็นกลุ่มดาวที่ถูกบันทึกอยู่ในคัมภีร์ฤคเวท หรือ “พระเวท” ของอินเดียเมื่อราว 3,500 ปีก่อน โดยทั้งในอารยธรรมตะวันออกและตะวันตก ผู้คนเรียกขานกลุ่มดาวกลุ่มนี้ว่า “ดาวฝาแฝด” (Twins) องค์ประกอบของกลุ่มดาวคนคู่ กลุ่มดาวคนคู่ ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์สุกสว่างหลายสิบดวง เรียงตัวกันจนมีลักษณะคล้ายมนุษย์สองคนจับมือกัน โดยมี “ดาวพอลลักซ์” (Pollux) และ […]