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

เทคโนโลยีช่วยผลักดันขีดจำกัดของมนุษย์อย่างไร?

เร็วขึ้น สูงขึ้น ฉลาดขึ้น แข็งแรงขึ้น เทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์กำลังช่วยให้นักกีฬาทุบสถิติ เราจะผลักดันขีดจำกัดของมนุษย์ไปได้ไกลแค่ไหน

เหตุใดนักวิทย์จึงเพาะหลอดอาหารมนุษย์ขึ้นในแล็บ?

อวัยวะมนุษย์ในขนาดย่อมเยานี้ช่วยฉายภาพให้เห็นว่าระบบย่อยอาหารมีวิธีการทำงานอย่างไร ตลอดจนช่วยให้แพทย์ลองใช้ยาที่หลากหลายมากขึ้นในการรักษาอาการป่วย

อยากนอนหลับใช่ไหม ลองอ่านเรื่องนี้สิ

เราหมายความตามนี้จริงๆ ลองอ่านเรื่องนี้ดู แล้วคุณจะพบว่าการนอนหลับตอนกลางคืนที่ดีต่อสุขภาพเป็นอย่างไร และเหตุใดแสงสีฟ้าจากอุปกรณ์อิเล่็กทรอนิกส์จึงทำให้เรานอนไม่พอ

เรื่องราวอัศจรรย์ของต้นไม้ที่ได้ท่องอวกาศ และกำลังยืนต้นอยู่บนพื้นโลก

ต้นไม้ดวงจันทร์ เหล่านี้เติบโตขึ้นจากเมล็ดพันธุ์นับร้อยเมล็ดที่ได้ไปท่องอวกาศกับยานอะพอลโล 14 และกำลังยืนต้นอยู่บนโลก