Trong bài trình bày này, chúng ta sẽ tìm hiểu một cách tổng quan nhất về phổi, chức năng của phổi và làm thế nào chúng ta có thể thở được.
Phổi nằm ở đâu trong cơ thể?
Phổi nằm trong lồng ngực cả ở bên phải và bên trái chúng ta. Nhìn từ phía trước, phổi kéo dài từ phía trên xương đòn [xương quai xanh] ở phía trên ngực cho đến phía dưới của xương sườn số 6. Từ phía sau, phổi kết thúc ở khoảng xương sườn số 10. Màng phổi [lớp màng bao phủ cả hai lá phổi] có thể kéo dài xuống đến xương sườn số 12. Từ trước ra sau, hai lá phổi lấp đầy khoang ngực nhưng được chia tách ra bởi quả tim nằm ở giữa hai lá phổi.
Không khí theo chúng ta thở đi vào qua ngã mũi, qua đường hầu họng [cổ họng] và thanh quản và sau đó xuống khí quản. Khí quản sau đó lại phân ra hai phần gọi là phế quản chính [bronchi]. Phế quản chính phải cung cấp không khí đến lá phổi phải. Còn phế quản chính trái cung cấp khí đến lá phổi trái. Các phế quản chính này lại tiếp tục phân chia thành các nhánh nhỏ hơn. Cuối cùng, phế quản phân chia thành các tiểu phế quản [là các ống dẫn khí nhỏ nhất trong phổi]. Có thể tưởng tượng hệ thống ống dẫn khí này giống như hình ảnh một cái cây lật ngược lại vậy. Trong đó khí quản là thân cây, còn các cuống phổi, tiểu phế quản là các cành, nhánh.
Ở phần tận cùng của các tiểu phế quản là các phế nang. Phế nang là những túi khí nhỏ xíu được lót bởi một lớp tế bào rất mỏng. Tuy nhiên chúng lại được cung cấp lượng máu rất nhiều. Và nơi đây, tại những phế nang nhỏ này là nơi mà khí oxy được hấp thụ vào máu còn khí carbonic [CO2] được thải ra ngoài khỏi máu.
Phổi được phân ra thành nhiều phần khác nhau thông qua các rãnh liên thùy. Các rãnh liên thùy này là ranh giới phân chia nhu mô phổi thành các thùy phổi. Lá phổi phải có ba thùy, được gọi là thùy trên, thùy giữa và thùy dưới. Lá phổi trái chỉ có hai thùy, là thùy trên và thùy dưới.
Phổi có chức năng gì?
Chức năng chính của phổi là giúp oxy trong không khí chúng ta hít thở, đi vào tế bào máu [hồng cầu]. Sau đó tế bào hồng cầu mang oxy đi khắp cơ thể. Để cung cấp cho các tế bào trong các cơ quan nội tạng sử dụng. Phổi cũng giúp cơ thể loại bỏ khí CO2 khi chúng ta thở ra. Những vai trò khác được đảm nhiệm bởi phổi có thể kể đến như:
- Điều chỉnh độ pH máu [khi máu nhiễm toan hoặc kiềm] bằng cách gia tăng hoặc làm giảm lượng CO2
- Lọc các cục máu đông nhỏ được hình thành trong tĩnh mạch
- Lọc các bóng khí có thể xuất hiện trong máu
- Chuyển hóa một loại chất hóa học trong máu với tên gọi angiotensin I thành angiotensin II, vốn rất quan trọng trong việc kiểm soát huyết áp.
Nguyên lý hoạt động của phổi và động tác hít thở
Hít thở hay còn được gọi là quá trình hô hấp. Đó là quá trình để không khí có thể đi vào trong phổi dựa trên sự chênh lệch về áp suất không khí giữa phổi và môi trường bên ngoài. Không khí về bản chất gồm nhiều các hạt phân tử nhỏ, bao gồm cả oxy.
Giả dụ nếu các hạt phân tử này được tập trung vào hết trong một chiếc bình, chúng sẽ tạo một lực đẩy lên thành bình. “Lực đẩy” này chính là thứ mà chúng ta gọi là “áp suất”. Nếu như kích thước của bình và khối lượng khí không thay đổi, áp suất trong bình sẽ không thay đổi. Áp suất trong bình có thể thay đổi nếu kích thước của bình phình to ra trong khi khối lượng không khí không thay đổi, lúc này áp suất sẽ giảm. Lý do là bởi số hạt phân tử bên trong bình ít hơn ở bên ngoài. Khi mở nắp bình, không khí sẽ tràn vào, làm cho áp suất trong bình cân bằng với bên ngoài.
Quá trình trao đổi không khí sạch vào phổi cũng diễn ra với nguyên lý tương tự. Để có thể hít khí vào, phổi phải lớn hơn. Điều này làm giảm áp suất trong phổi so với môi trường bên ngoài. Không khí sẽ tràn vào phổi để làm cho áp suất cân bằng- đó là chính là hít vào.
Kích thước của phổi thay đổi tùy thuộc vào cách mà bạn huy động nó. Cơ thể chúng ta có một nhóm các cơ đặc biệt để giúp cho phổi gia tăng kích thước. Một trong những cơ ảnh hưởng chính đến quá trình hô hấp đó là cơ hoành. Cơ hoành được tìm thấy ở ngay phía dưới phổi và có hình dạng giống mái vòm. Khi cơ này co lại [bó chặt hơn], nó phẳng hơn và làm cho phổi gia tăng kích thước. Trong quá trình vận động, cơ hoành phẳng hơn so với khi nghỉ ngơi. Điều này giúp cho phổi nở lớn hơn và nhiều không khí đi vào hơn.
Quá trình thở ra về cơ bản là ngược lại với quá trình hít vào, ngoại trừ việc đây thường là quá trình thụ động. Có nghĩa là không cần đến sự co thắt của các cơ. Quá trình thở ra cũng phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất không khí giữa phổi và môi trường bên ngoài. Tuy nhiên, trong trường hợp này, áp suất ở trong phổi lớn hơn ở bên ngoài, làm cho không khí bị đẩy ra.
Phổi tiếp nhận máu đã bị khử oxy [thiếu oxy] từ tim thông qua các mạch máu gọi là động mạch phổi. Máu bị khử oxy đươc đưa đến các phế nang. Tại đây, oxy trong không khí đã được dẫn vào thông qua các phế quản và tiểu phế quản sẽ đi qua lớp màng tế bào mỏng trong phế nang. Một chất hóa học trong máu với tên gọi là haemoglobin, có ái lực cao với oxy, haemoglobin liên kết chặt chẽ với oxy trong tế bào hồng cầu, cho phép vận chuyển oxy đi theo mạch máu. Cùng lúc oxy được vận chuyển đi, thì CO2 bị thải ra ngoài máu để vào phế nang, và được thở ra ngoài.
Khi máu đi qua phổi và được cung cấp oxy, nó được là gọi là máu giàu oxy [máu đỏ]. Máu này sẽ quay trở lại tim thông qua các tĩnh mạch phổi. Tại đây, máu giàu oxy sẽ được bơm đi khắp cơ thể. Oxy được vận chuyển nhờ các tế bào hồng cầu sẽ được các tế bào trong cơ thể sử dụng.
Nhịp thở cơ bản được điều khiển bởi bộ não. Chính xác là một phần của não bộ, gọi là thân não [brain stem]. Tại đây có một vùng đặc biệt, dành riêng để duy trì nhịp thở. Các tế bào thần kinh tại khu vực này tạo ra các xung điện. Những xung điện đó điều khiển quá trình co thắt của cơ hoành và các nhóm cơ khác liên quan đến hô hấp. Tất cả những việc này đều được thực hiện không tự ý. Tuy nhiên, những phần khác của não bộ có thể tạm quyền của thân não một cách tạm thời. Đó là lý do tại sao chúng ta có thể sử dụng ý thức để giữ hơi thở [ngừng hít thở] hoặc thay đổi nhịp thở.
Trong khi bộ não điều khiển nhịp thở cơ bản, nó cũng tiếp nhận các thông tin từ cảm thụ quan trên khắp cơ thể. Các cảm thụ quan này chính là các tế bào thần kinh, cung cấp thông tin ảnh hưởng tần số và độ sâu của hơi thở. Những cảm thụ quan chính sẽ theo dõi nồng độ CO2 trong máu. Khi nồng độ này tăng lên, cảm thụ quan sẽ gửi xung điện đến não bộ. Xung điện này sẽ khiến não bộ gửi thêm nhiều tín hiệu điện đến các nhóm cơ liên quan đến hít thở. Hơi thở sẽ sâu và nhanh hơn, giúp thải ra nhiều CO2 hơn. Khi đó nồng độ CO2 trong máu giảm xuống, các cảm thụ quan sẽ ngừng gửi tín hiệu về não bộ.
Một vài rối loạn liên quan đến đường hô hấp, phổi và lồng ngực
- Hen suyễn
- Bệnh Bornholm [bệnh do virus coxsackie type B gây ra]
- Giãn phế quản
- Ung thư phổi
- Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính
- Xơ nang
- Nấc cụt
- Xơ phổi nguyên phát
- Tràn dịch màng phổi
- Viêm mủ màng phổi
- Tràn khí màng phổi
- Bệnh sarcoid [sarcoidosis]
- Chứng ngưng thở khi ngủ
Một vài bệnh viêm nhiễm của đường hô hấp
- Viêm tiểu phế quản
- Viêm phế quản
- Cảm cúm
- Ho
- Viêm nắp thanh quản
- Viêm phổi do Legionnaires
- Viêm phổi
- Viêm xoang
- Viêm họng
- Viêm amiđan
- Lao phổi
- Nhiễm khuẩn đường hô hấp trên
- Bệnh ho gà
Hình bên dưới mô tả một số bộ phận của đường hô hấp tương quan với các bệnh nhiễm trùng thường gặp:
Tài liệu tham khảo
//www.patient.co.uk/health/the-lungs-and-respiratory-tract
Trao đổi khí là quá trình sinh học mà theo đó các khí di chuyển thụ động bởi sự khuếch tán qua bề mặt. Thông thường, bề mặt này là - hoặc chứa - một màng sinh học tạo thành ranh giới giữa một sinh vật và môi trường ngoại bào của nó.
Các khí liên tục được tiêu thụ và sản sinh ra bởi các phản ứng tế bào và chuyển hóa ở hầu hết sinh vật, vì vậy cần có một hệ thống trao đổi khí hiệu quả giữa các tế bào và môi trường bên ngoài. Các sinh vật nhỏ, đặc biệt là động vật đơn bào, chẳng hạn như vi khuẩn và động vật nguyên sinh, có tỷ lệ diện tích bề mặtso với thể tích cao. Ở những sinh vật này, màng trao đổi khí thường là màng tế bào. Một số sinh vật đa bào nhỏ, như giun dẹp, cũng có thể thực hiện trao đổi khí đầy đủ qua da hoặc lớp biểu bì bao quanh cơ thể của chúng. Tuy nhiên, ở hầu hết các sinh vật lớn hơn, có tỷ lệ diện tích bề mặt nhỏ và khối lượng nhỏ, các cấu trúc đặc biệt có bề mặt phức tạp như mang, phế thải phổi và mesophyll xốp cung cấp diện tích lớn cần thiết cho việc trao đổi khí hiệu quả. Những bề mặt phức tạp này đôi khi có thể được xâm nhập vào cơ thể của sinh vật. Đây là trường hợp các phế nang tạo thành bề mặt bên trong của phổi động vật có vú, mesophyll xốp, được tìm thấy bên trong lá của một số loại thực vật, hoặc mang của những con nhuyễn thể có chúng, được tìm thấy trong lớp vỏ của chúng.
Trong sinh vật hiếu khí, trao đổi khí là đặc biệt quan trọng đối với hô hấp, bao gồm sự hấp thu oxy [O2] và giải phóng CO2 [CO2]. Ngược lại, trong các cơ quan quang hợp oxy như hầu hết các cây trồng trên đất, việc hấp thụ carbon dioxide và giải phóng cả oxy và hơi nước là các quá trình trao đổi khí chính xảy ra trong ngày. Các quá trình trao đổi khí khác rất quan trọng trong các sinh vật ít quen thuộc hơn: cacbon dioxide, khí mê-tan và hydrogen được trao đổi qua màng tế bào của vi khuẩn cổ sinh vật. Trong việc cố định đạm bởi các vi khuẩn diazotrophic, và khử Nitơ bởi các vi khuẩn dị dưỡng [như Paracoccus denitrificans và các pseudomonads khác nhau],[1] khí nitơ được trao đổi với môi trường, được lấy đi bởi sinh vậ trước và được giải phóng bởi sinh vật sau, trong khi Giant tube worms, Riftia pachyptila, dựa vào vi khuẩn để oxy hóa hydrogen sulfide chiết xuất từ môi trường nước biển sâu của chúng,[2] sử dụng oxy hòa tan trong nước như là một chất nhận điện tử.
Bề mặt trao đổi khí là nơi thực hiện quá trình trao đổi khí [nhận O2 và giải phóng CO2] giữa cơ thể với môi trường
Các bề mặt trao đổi khí ở động vật gồm có: bề mặt cơ thể, hệ thống ống khí, mang, phổi.
Bề mặt trao đổi khí của cơ quan hô hấp của động vật phải cần đáp ứng được các yêu cầu sau đây
Bộ trao đổi khí ở động vật có vú được hình thành ra phổi, giống như trong hầu hết các động vật trên đất liền lớn hơn. Trao đổi khí xảy ra trong các túi chứa khí gọi là phế nang, nơi có màng rất mỏng [gọi là hàng rào máu-không khí] tách máu trong các mao mạch phế nang [trong các bức tường của phế nang] từ không khí phế nang trong túi.
Động vật lưỡng cư có ba bộ phận chính liên quan đến trao đổi khí: phổi, da, và mang, có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc trong một loạt các kết hợp khác nhau. Tầm quan trọng tương đối của các cấu trúc này khác nhau theo tuổi, môi trường và loài lưỡng cư. Da của lưỡng cư và ấu trùng của chúng được nâng cao mạch máu, dẫn đến trao đổi khí tương đối hiệu quả khi da ẩm. Ấu trùng của động vật lưỡng cư, chẳng hạn như giai đoạn tiền biến thái Nòng nọc của ếch, cũng có mang bên ngoài. Các mang được hấp thu vào cơ thể trong thời kỳ biến thái hoàn toàn, sau đó phổi sẽ tiếp nhận chức năng. Phổi thường đơn giản hơn so với các động vật có xương sống khác sống trên đất, với ít nội tạng và các phế nang lớn hơn; tuy nhiên, các con cóc sống nhiều hơn trên mặt đất, có bề mặt túi phổi phình to hơn với phổi phát triển hơn. Để tăng tỷ lệ trao đổi khí bằng cách khuếch tán, động vật lưỡng cư duy trì sự chênh lệch nồng độ trên bề mặt hô hấp bằng cách sử dụng một quá trình gọi là "bơm nước bằng miệng" [buccal pumping].[3] Tầng dưới của miệng được di chuyển theo cách "bơm", có thể quan sát bằng mắt thường.
- Hệ hô hấp
- ^ Carlson, C. A.; Ingraham, J. L. [1983]. “Comparison of denitrification by Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aeruginosa, and Paracoccus denitrificans”. Appl. Environ. Microbiol. 45: 1247–1253.
- ^ C.Michael Hogan. 2011. Sulfur. Encyclopedia of Earth, eds. A.Jorgensen and C.J.Cleveland, National Council for Science and the environment, Washington DC Lưu trữ 2012-10-28 tại Wayback Machine
- ^ Brainerd, E. L. [1999]. “New perspectives on the evolution of lung ventilation mechanisms in invertebrates”. Experimental Biology Online. 4 [2]: 1–28. doi:10.1007/s00898-999-0002-1.
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Trao_đổi_khí&oldid=66466912”