เรอง ระบบหายใจ รายวชาชววทยาเพมเตม 2

ภาคเรยนท 1 ปการศกษา 2560

คณครฐตารย ส าเภา โรงเรยนทามะกาวทยาคม

ส านกงานเขตพนทการศกษามธยมศกษาเขต 8 (กาญจนบร-ราชบร)

สบคนขอมล อภปราย และสรปความส าคญของการรกษาดลยภาพภายในรางกาย

สบคนขอมล ทดลอง อภปราย เปรยบเทยบ และสรปโครงสรางทใชในการแลกเปลยนแกสของสงมชวตเซลลเดยวและของสตว

สบคนขอมล ทดลอง อภปราย เปรยบเทยบ และสรปโครงสรางและกระบวนการตางๆ ทเกยวกบการแลกเปลยนแกสของคนและของสตว

สบคนขอมล อภปราย สรป และน าเสนอเกยวกบความผดปกตทเกยวของกบปอด และโรคของระบบทางเดนหายใจ

จดประสงคการเรยนร

การหายใจ (RESPIRATION) การรกษาสมดลของระบบในรางกาย (Homeostasis)

เมอรางกายไดรบ O2 จากภายนอกเขาสรางกายและน า CO2 จากภายในขบออกมาทงภายนอกรางกาย โดยอาศยระบบไหลเวยนโลหตเปนตวกลางในการล าเลยงแกส

การหายใจภายใน (Internal Respiration) / การหายใจระดบเซลล (Cellular Respiration) : สลายสารโมเลกลใหญเปนโมเลกลเลกและใหพลงงาน

การหายใจภายนอก (External Respiration) : การแลกเปลยนแกสของสงมชวต อาศยคณสมบตคอ พนทผวมาก ผนงบาง และมความชน

สงมชวตเซลลเดยว

อะมบา พารามเซยม ยกลนา เซลลสมผสกบสงแวดลอมทเปนน าตลอดเวลา แลกเปลยนแกสกบสงแวดลอมผานเยอหม

เซลล (cell membrane) โดยอาศยการแพร

สงมชวตหลายเซลลขนาดเลกทอาศยอยในน า

สตวชนต า ฟองน า ไฮดรา และหนอนตวแบน ผวรางกาย (Body Surface) แลกเปลยนแกส

โดยอาศยกระบวนการแพร

การหายใจของสงมชวตอนทไมใชมนษย

เหงอก (gill) เปนอวยวะแลกเปลยนแกส ลกษณะเปนซ ภายในมเสนเลอดฝอย

หอยสองฝา

หมก

เหงอก (gill) เรยกวา Dibranchia อยในชองตว

การแลกเปลยนแกส เกดขนเมอน าไหลเวยนเขาในตวหมก

ไสเดอนดน (Earth warm)

แลกเปลยนแกสทางผวหนง (skin) ระบบหมนเวยนเลอดชวยล าเลยง O2

ไปยงเซลลและล าเลยง CO2 เพอขบออกจากเซลล เฮโมโกลบนละลายในน าเลอด และ Hemoerythrin อยในเซลลเมดเลอด

แมเพรยง

อวยวะส าหรบแลกเปลยนแกส คอ parapodia ซงยนออกมาดานขางล าตวในแตละปลอง ภายในมเสนเลอดฝอย

respiratory tree ยนเขาไปในรางกาย เปนทอยาวแตกแขนงคลายตนไม

การแลกเปลยนกาชเกดเมอน าเขา และออกผานสวนปลายของทางเดนอาหาร

ปลงทะเล ดาวทะเล

แมงดาทะเล

แผงเหงอก (book gill) บรเวณทองเมอน าไหลผานจะเกดการแลกเปลยนแกส

ทอลม (trachea) แตกแขนง เปนทอลมฝอย (tracheole) ขนาดเลกแทรกตาม รางกาย

แมลง

ปอดแผง (book lung) : ลกษณะเปนทอลมซอนเปนพบไปมาคลายแผง มหลอดเลอดน า CO2 มาแลกเปลยนทแผงทอลมนแลวรบ O2 ไปเลยงเนอเยอ

แมงมม

สตวน า

ในน ามออกซเจนเพยงรอยละ 0.5 สตวน ามเนอเยอของอวยวะทมากพอส าหรบการแลกเปลยนแกส เหงอกปลา และกงมลกษณะเปนซๆ เรยงกนเปนแผง ซของเหงอกมขนาดเลก มเซลลเรยงเปนชนบางๆ หอหมหลอดเลอดฝอย ท าใหแกส

แพรผานไดงาย

นก (Aves) ตองใชพลงงานมาก ขางๆ ปอดมถงลม 8-9 ค ขณะหายใจเขากระดกของนกจะลดต าลง ถงลมขยายขนาดขน อากาศผานเขาสหลอดลมผานปอดเขาสถงลมตอนทาย สวนอากาศทใชแลวออกจากปอดเขาสถงลม ตอนหนา ถกขบออกจากตวนกทางลมหายใจออก ถงลมไมไดแลกเปลยนแกสแตชวยเพมประสทธภาพในการถายเทอากาศ ถงลมทแทรกอยในกระดกท าใหกระดกนกกลวง และเบาเหมาะตอการบน

นก

การหายใจของนก

การหายใจของนก

การหายใจของคน

การน าแกส O2 จากอากาศภายนอกเขาสเซลล ส าหรบท าปฏกรยากบอาหาร เพอเปลยนเปนพลงงานแลวถายเท CO2 สวนทไมตองการออกจากเซลล

สวนทอากาศผาน : ไมมการแลกเปลยนแกส ไดแกโพรงจมก 2 ร คอหอย (Pharynx) กลองเสยง (Larynx) หลอดลม (Trachea) ขวปอดหรอบรองคส (Bronchus) และ แขนงขวปอด (Bronchiole)

สวนทแลกเปลยนแกส : ถงลมเลกๆ ผนงบางมาก เรยกวา Alveolus ซงทผนงมหลอดเลอดฝอยลอมรอบ

การแลกเปลยนแกสระหวางปอด และเลอดเกดขนทผนงแอลวโอลส (Alveolus)

ระบบหายใจของคน

รจมก (nostrill): มขนจมกกรองฝนละออง มสารหลอลนดกจบฝนละออง โพรงจมก (nasal cavity): เยอเมอกหนาบอย คอยดกจบเชอโรค มกลมเซลลประสาทรบกลน คอหอย (pharynx): ทอกลวงของกลามเนอ มทอยสเตเชยนตดตอกบหตอนกลาง หลอดอาหาร หลอดลม กลองเสยง (larynx): ม vocal cord ท าใหเกดเสยง กนไมใหอาหารตกลงไปในหลอดลมขณะกลนอาหาร

โครงสรางทใชในการแลกเปลยนแกสของคน

โครงสรางทใชในการแลกเปลยนแกสของคน

หลอดลม (trachea): กระดกออนรปตว C ปองกนไมให trachea แฟบขณะหายใจ กลามเนอเรยบยดปลายกระดกออนรปตว Cปรบขนาดหลอดลมคอ เซลลเยอบของหลอดลมคอม ciliaก าจดสงแปลกปลอม มตอมสรางน าเมอกก าจดสงแปลกปลอม

โครงสรางทใชในการแลกเปลยนแกสของคน

ขวปอด (Bronchus): แยกเปน 2 ขาง ซายขวา ขางขวาสนกวา กวางกวา และอย

ในแนวดงมากกวาขางซาย สวนทไมไดฝงไปในเนอปอด

กระดกออนรปตว C สวนทฝงลงไปในเนอปอดกระดก

ออนแยกเปนชนๆ รอบ bronchus

โครงสรางทใชในการแลกเปลยนแกสของคน

แขนงขวปอด/หลอดลมฝอย (Bronchiole): ไมมกระดกออน ไมมตอมสรางน าเมอก มกลามเนอเรยบและ elastic fiber มาก ปรบขนาดทางเดนหายใจได

โครงสรางทใชในการแลกเปลยนแกสของคน

Respiration bronchiole: เรมมการแลกเปลยนแกสครงแรก Alveolar duct: ทอถงลมปอด ถงลมปอด (alveolus): เกดการแลกเปลยนแกสมากทสด เซลลเรยงตวชนเดยว มจ านวน ≈ 300 ลานถง Capillary ลอมรอบจ านวนมาก อาศยความดนระหวางเสนเลอด

กบปอดในการแลกเปลยนแกส (CO2 แพรเขาสถงลม O2 แพรเขาสเสนเลอด)

ถาถกท าลายมากๆ จะเปนโรคถงลมโปงพอง

รจมก (nostrils)โพรงจมก (nasal cavity)คอหอย (Pharynx)หลอดลม (trachea)ขวปอด (bronchus)แขนงขวปอด (bronchiole)ถงลม (alveolus)หลอดเลอดฝอย (capillary)

ทางเดนหายใจของคน (Respiratory System)

การท างานรวมกนของ กระบงลม (Diaphragm) กลามเนอระหวางซโครง (Inter-costal muscle) และกระดกซโครง (Ribs)

ปอด : เปนการแลกเปลยนกาชระหวางถงลมกบหลอดเลอดฝอย เซลลของเนอเยอ : เปนการแลกเปลยนแกสระหวางหลอดเลอดฝอยกบเนอเยอ

กลไกการหายใจเขา-ออก

หายใจ ปรมาตรปอด

ความดนปอด

กระดกซโครง

กลามเนอกระบงลม

กลามเนอยดซโครง กลามเนอหนาทอง แถบนอก แถบใน

เขา เพม ลด ยกขน หด หด คลาย คลาย

ทองปอง

ออก ลด เพม กดต า คลาย คลาย หด หด

ทองแฟบ

ภาพ ก การหายใจเขา ภาพ ข การหายใจออก

กลไกการหายใจเขา-ออก

การหายใจเขา (Inspiration):

กระบงลมหดตว: ขงตงแบนราบ ชวยเพมปรมาตรของชองอกในแนวดง

กลามเนอกระดกซโครงแถบนอกหดตว แถบในคลายตว: ท าใหกระดกซโครงยกสง ชวยเพมปรมาตรของชองอกในแนวรศม

ชองปอดขยาย: ความดนในชองปอดลดลงต ากวาความดนภายนอก อากาศภายนอกจงดนไหลเขาสปอด

การหายใจออก (Expiration):

กระบงลมคลายตว: จะโคงเปนรปโดมกลบเขาต าแหนงเดม

กลามเนอกระดกซโครงแถบนอกคลายตว แถบในหดตว: ท าใหกระดกซโครงลดระดบต าลง

ชองปอดเลกลง: ความดนในปอดจงสงกวาอากาศภายนอก ท าใหดนอากาศภายในปอดออกมาขางนอก

กลไกการหายใจเขา-ออก

VDO กลไกการหายใจของมนษย

ระบบหายใจของสงมชวตแตละชนด

การล าเลยงแกสผานระบบเลอด

มกาช 2 ชนดทถกล าเลยงโดยเลอด คอ กาช O2 ล าเลยงเขา และ CO2 ล าเลยงออก การล าเลยงกาชออกซเจน: ละลายใน plasma (น าเลอด) 3% = ละลายไดนอยมาก จบ Hb ใน RBC 97%

Hb + 4O2 Hb(O2)4 (Oxyhemoglobin/HbO2) เลอดมสแดงสด

Hb 1 โมเลกล ม heme 4 โมเลกล , 1 heme ม Fe 1 อะตอม ซงใชจบ O2

Hb 1 โมเลกล จบ O2 ได 4 โมเลกล

การล าเลยงแกสผานระบบเลอด

บรเวณปอด

บรเวณเนอเยอ

การล าเลยงคารบอนไดออกไซด: ละลายอยในพลาสมา (น าเลอด) 7% จบกบ Hb ใน RBC 23% Hb + CO2 HbCO2

(carbaminohemoglobin) เลอดสคล า ขนสงในรป HCO3

- โดยรวมกบน าใน RBC 70%

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-

การล าเลยงแกสผานระบบเลอด

บรเวณเนอเยอ

บรเวณปอด

ในเมดเลอดแดง

ในเมดเลอดแดง

Hemoglobin/Hb: โปรตนทม 4 หนวยยอย แตละหนวยมฮม สามารถจบกบโมเลกลตางๆ เรยงจากมากไปนอย CO: เรวมาก จบท Fe กลายเปน Carboxyhemoglobin (HbCO) O2: Fe ในฮมเปนตวจบกลายเปนออกซฮโมโกลบน (Oxy-Hemoglobin) CO2: จบกนไดนอยมาก จบกนกลายเปน Carbaminohemoglobin (HbCO2)

ไมโอโกลบน (Myoglobin/Mb):

โปรตนทรงกลมคลาย Hemoglobin กลามเนอทม Mb มากมสแดง Mb จบกบ O2 สงกวา Hb ท าให O2 จาก Hb ในเลอด เคลอนทเขาส Mb ใน

กลามเนอ

รงควตถทเกยวของกบการหายใจ

อณหภม:

อณหภมสงขน Hb จะจบกบ O2 ไดนอยลง แตถาอณหภมต าลงจะจบกนไดดมากขน

เมอออกก าลงกาย กลามเนอจะไดรบ O2 จาก Hb เนองจากอณหภมรางกายสง Hb จะปลดปลอย O2 ออกท าใหเกดประโยชนแกกลามเนอ

คา pH:

pH ลดลง (เปนกรดเพมขน) Hb จะจบกบ O2 ไดนอยลง ถา pH เพมขน (เปนเบสเพมขน) Hb จะจบกบ O2 เพมขน

เมอออกก าลงกาย CO2 สงขน เลอดเปนกรดมากขน Hb จะปลดปลอย O2 ออก

ปจจยทมผลตอการจบกนของฮโมโกลบน (Hb) และออกซเจน (O2)

แบบอตโนวต หรอทางระบบประสาท: นอกอ านาจจตใจ บงคบไมได เมดลลาออบลองกาตา และพอนด ภายใตอ านาจจตใจหรอทางรเฟลกซ : บงคบได สมองสวนหนาคอ ซรบรลคอรเทกซ ไฮโพ

ทาลามส และสมองสวนหลงคอ ซรเบลลม ควบคมการหายใจใหเหมาะสมกบ

พฤตกรรมตางๆ ของรางกาย o การควบคมทางเคม:

o สารเคมทส าคญ เชน O2, CO2 และ H+

o การหายใจเขา CO2 กระตนศนยควบคมการหายใจ (Medulla oblongata)

การควบคมการหายใจ

จาม: รางกายพยายามขบสงแปลกปลอมโดยหายใจเขาลกๆ แลวหายใจออกทนท

หาว: มปรมาณ CO2 ในเลอดมาก จงขบออกโดยหายใจเขายาวและลก เพอรบ O2 เพอแลกเปลยน CO2 ใหออกจากเลอด

สะอก: กระบงลมหดตวเปนจงหวะ ขณะหดตวอากาศถกดนผานสปอดทนท ท าใหสายเสยงสนเกดเสยงขน

ไอ: การหายใจอยางรนแรงเพอปองกนไมใหสงแปลกปลอมหลดเขาไปในกลองเสยง และหลอดลม

อาการทเกยวของกบการหายใจ

โรคปอดบวม (Pneumonia): เกดจากการอกเสบและตดเชอแบคทเรยหรอไวรส ท าใหพนทผวในการแลกเปลยนแกสลดลง

โรคถงลมโปงพอง (emphysema): เกดจากการสดแกสพษ ท าใหถงลมขาดความยดหยน ขาดงาย ท าใหพนทผวแลกเปลยนแกสลดลง

โรคภมแพจมก/แพอากาศ (Allergic Rhinitis): เมอมสารกอภมแพเขารางกาย รางกายสง antibody ไปท าปฏกรยา กบสารกอภมแพทหายใจเขาไป ท าใหเซลลบางชนดในจมก มการแตกตวและหลงสารเคมออกมาท าใหเกดการอกเสบ

ความผดปกตทเกยวของกบปอด และโรคของระบบทางเดนหายใจ