Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Sinh lý Hô hấp
4.1. Ý nghĩa và quá trình phát triển
4.1.1. Ý nghĩa chung
Đối với nhiều loài động vật và con người, nhịp thở được coi là dấu
hiệu nhận biết sự sống. Sự thở chính là biểu hiện bên ngoài của quá trình
hô hấp. Con người có thể nhịn ăn từ 20 – 30 ngày, nhịn uống được khoảng
3 ngày, nhưng không nhịn thở được quá 3 phút.
Hô hấp được xem là quá trình trao đổi khí liên tục giữa cơ thể và
môi trường xung quanh. Trong đó có việc vận chuyển khí oxy từ không
khí tới các tế bào của cơ thể và vận chuyển ngược lại khí carbonic từ các
tế bào của cơ thể ra môi trường bên ngoài. Các tế bào cần cung cấp oxy
(oxygen) để thiêu đốt chất dinh dưỡng, tạo thân nhiệt và năng lượng cần
thiết cho các hoạt động sống. Như vậy bản chất của quá trình hô hấp là
những quá trình oxy hoá các chất hữu cơ trong tế bào để chuyển dạng
năng lượng tích trữ trong các chất dinh dưỡng (được ăn vào) thành ATP là
dạng năng lượng cho cơ thể hoạt động.
Hoạt động hô hấp còn có nhiệm vụ góp phần điều hoà độ pH của cơ
thể bằng cách làm thay đổi nồng độ khí cacrbonic hoà tan trong dịch ngoại
bào.
Trong quá trình phát triển chủng loại hô hấp có hai cách phổ biến
đó là:
- Ở động đơn bào và đa bào bậc thấp (thuỷ tức, đĩa phiến…), hô hấp là sự
khuếch tán khí trực tiếp qua màng tế bào.
- Ở động vật đa bào cơ quan hô hấp phát triển từ thấp đến cao, từ đơn giản
đến phức tạp và thích nghi với môi trường sống.
Ở môi trường nước, cơ quan hô hấp là mang và da. Ở môi trường
trên cạn (cả trên không), cơ quan hô hấp là khí quản và phổi. Tuy nhiên
vẫn có một số cá (cá heo) sống ở nước nhưng thở bằng phổi.
4.1.2. Đối với nhóm động vật ở nước
Động vật sống ở nước hô hấp chủ yếu bằng mang. Mang là những màng
mỏng có nhiều mao mạch phân bố đến và đính vào cung mang bằng sụn
hay xương, thường nằm ở vùng phía trước ống tiêu hoá. Mang có bề mặt
Doc.edu.vn2
rộng và khoảng cách rất ngắn nên O2 và CO2 có thể khuếch tán giữa nước
và máu. O2 khuếch tán từ nước vào biểu bì mang, rồi qua thành mao mạch
vào máu. CO2 (thường vận chuyển dưới dạng HCO-3, bicarbonat) khuếch
tán theo hướng ngược lại.
Mang cá có hình răng lược, có khe hở để nước chảy qua và có nắp đậy
kín. Mang cá có đặc điểm là nước và dòng máu chảy theo các hướng
ngược nhau. Nhờ vậy mà máu có thể thu nhận O2 tới 80% O2 hoà tan
trong nước.
Cá thở bằng mang theo cách há miệng đồng thời mở nắp mang để hút
nước (nhờ cử động bơm của hàm và nắp mang), sau đó cá ngậm miệng và
khép mang lại từ từ để thu hẹp khoảng trống làm tăng áp lực của dòng
nước, nước trào qua khe nắp mang ra ngoài. Chính khi nước được ép qua
các lá mang, quá trình trao đổi khí được thực hiện (hình 4.1).
Hình 4.1: Cấu tạo và hoạt động mang cá (theo Trịnh Hữu Hằng)
Doc.edu.vn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi3
Ở động vật có bề mặt da mỏng, sống ở môi trường ẩm ướt, như giun đất,
hay ở bọn lưỡng cư (ếch nhái), O2 khuếch tán qua da rồi vào trong các
mao mạch máu nằm ngay dưới bề mặt da và CO2 theo hướng ngược lại.
4.1.3. Đối với nhóm động vật trên cạn và người
Động vật trên cạn (cả trên không) và người cơ quan hô hấp là khí
quản và phổi.
* Ở côn trùng, hệ thống trao đổi khí là hệ khí quản. Khí quản phân nhánh
rất nhỏ đến từng tế bào để cung cấp O2 và lấy CO2, mà không cần có máu
làm trung gian, nhờ thế mà các mô của cơ thể trao đổi khí trực tiếp với
môi trường bên ngoài.
* Từ bò sát đến người sự trao đổi khí xảy ra qua bề mặt hô hấp của phổi.
Bộ máy hô hấp gồm đường dẫn khí và phổi. Đường dẫn khí gồm: khoang
mũi, thanh quản, phế quản và tận cùng của đường hô hấp là phế nang.
Ở động vật có xương sống và người cơ quan hô hấp hình thành từ ống tiêu
hoá sơ cấp. Chổ tiếp giáp giữa đường tiêu hoá và đường hô hấp ở đoạn
hầu thành ngã tư, nên nhiều khi gây tai biến (thức ăn đi nhầm đường vào
khí quản, gây sặc; giun từ thực quản đột nhập vào phổi gây ho ra máu).
Trong bào thai cơ quan hô hấp xuất hiện từ tuần thứ 4 và hình thành ở
tháng thứ 6.
1). Khoang mũi
Khoang mũi gồm hai lỗ mũi trước thông với bên ngoài, hai lỗ mũi sau
phía trong thông với nhau và thông với hầu ở phía dưới, đồng thời thông
với hai tai giữa bởi hai vòi Eustache. Khoang mũi được tách ra từ khoang
miệng, phía trên khoang mũi có nhiều tế bào thụ cảm khứu giác làm chức
năng khứu giác. Khoang phía dưới còn gọi là khoang hô hấp, có nhiều tế
bào tiết dịch nhầy, sâu vào phía trong dịch nhầy loảng hơn để làm ẩm
không khí. Trên màng nhầy vùng phía sau có các lông rung (lông thịt),
hướng từ trong ra ngoài, khi có chất bẩn, bụi… vào sẽ được chất nhầy
quyện lại để tống ra ngoài nhờ vận động phản xạ của lông rung. Dưới
màng nhầy là mạng mạch máu dày có chức năng sưởi ấm không khí.
Trong khoang mũi còn có ba đôi sụn xoăn chia khoang mũi ra ba ngách:
ngách thông trên, ngách thông giữa và ngách thông dưới, các ngách này
thông với xoang trán, xoang hàm trên và xoang sàng, xoang bướm. Cấu
tạo này càng làm rộng thêm cho xoang hô hấp và còn có tác dụng như cơ
quan cộng hưởng khi phát âm.
2). Thanh quản
Thanh quản là một phần của cơ quan hô hấp có chức năng phát âm.
Cấu trúc này có thể nhìn thấy ở bên ngoài như là "quả táo Ađam".Thanh
quản cấu tạo bởi các sụn như sụn giáp, sụn nhẫn, sụn phễu, sụn thanh
Doc.edu.vn4
thiệt. Sụn thanh thiết hoạt động như cái van, đóng lại khi nuốt không cho
thức ăn vào khí quản. Niêm mạc lót mặt trong thanh quản có nhiều tuyến
chùm tiết nhầy. Trên lớp tế bào thượng bì cũng có các lông thịt rung để
đẩy vật lạ ra khỏi đường hô hấp. Trong lòng thanh quản có khe thanh môn
và dây thanh âm, dây thanh âm cấu tạo gồm hai bó mô liên kết. Khi phát
âm, không khí đi ra làm rung dây thanh âm. Mức độ căng của dây làm tần
số rung của dây thay đổi tạo thành âm cao hay âm thấp. Dây càng căng âm
càng cao. Tần số rung của dây thanh âm còn được điều khiển bởi hệ cơ
trong thanh quản. Ở người các âm thanh được tạo ở thanh quản kết hợp
với mũi, miệng, hầu và các xoang tạo thành một hệ cộng hưởng phức tạp,
dưới sự điều khiển của hệ thần kinh chúng đã tạo ra tiếng nói, ở nam các
dây thanh âm rộng và dày hơn nữ, do đó âm thanh phát ra trầm hơn. Khi
phát âm còn có sự tham gia của cử động má, môi, lưỡi.
3). Khí quản và phế quản
Khí quản là một ống gồm 16 – 20 vòng sụn hình chữ C, dài khoảng 10
cm. Ở thú và người đó là những vòng sụn hở ở phía sau nơi tiếp giáp với
thực quản, tạo điều kiện cho sự nuốt của thực quản và làm cho khí quản
cực kỳ đàn hồi, có thể phồng lên xẹp xuống theo hoạt động của phổi. Hơn
nữa vì hai đầu các sụn khí quản không liền nhau nên đường kính của khí
quản tăng lên khi ho, giúp cho khí quản có thể dễ dàng tống các vật cản ra
ngoài. Thành trong của khí quản cũng có nhiều màng nhầy và lông thịt
rung.
Ngang tầm đốt sống ngực IV và V khí quản được chia đôi thành hai
phế quản trái và phải. Đến rốn phổi phế quản phải chia thành ba nhánh đi
về ba thuỳ, còn phế quản trái chia thành hai nhánh đi vào hai thuỳ. Vì tim
nằm lệch về phía trái nên lá phổi trái nhỏ hơn lá phổi phải (khoảng 10/11).
Các phế quản chia nhỏ dần để đi vào từng phế nang, mỗi lần phân chia
ống phế quản nhỏ dần và thành phế quản cũng mỏng dần cho đến khi chỉ
là lớp cơ không có sụn bao quanh, đường kính dưới 1mm. Đó là các phế
quản nhỏ, chúng lại tiếp tục phân chia và cuối cùng kết thúc ở phế nang.
Các phế nang sắp xếp thành từng chùm trông giống như chùm nho và
được cung cấp rất nhiều mao mạch. Mỗi phế nang có đường kính chỉ 100 -
300μm nhưng hai lá phổi có tới hơn 700 triệu phế nang nên tạo ra một
diện tích bề mặt khoảng 140m2. Ở đây diễn ra quá trình trao đổi khí qua
một lớp màng kép mỏng (một màng là của phế nang, một màng là của
mao mạch). Đường kính mao mạch ở đây chỉ có 5μm, nên hồng cầu đi qua
đây rất chậm, càng tạo điều kiện cho việc trao đổi khí.
4). Phổi
Phổi gồm hai lá, là tập hợp của phế nang và phế quản. Phổi khi sờ
vào thì khá chắc nhưng thực tế lại rất đàn hồi. Nó có thể nở ra rất nhiều
Doc.edu.vn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi5
khi không khí tràn vào. Mỗi lá phổi được bọc kín bởi màng phổi, đó là
màng gồm hai lớp. Lớp phủ sát trên bề mặt phổi gọi là lá tạng, còn lớp lót
mặt trong của thành ngực gọi là lá thành, giữa hai lá có chứa dịch làm trơn
giảm ma sát khi hai màng trượt lên nhau trong cử động hô hấp.
4.2. Chức năng hô hấp của phổi
4.2.1. Sự thay đổi thể tích lồng ngực trong cử động hô hấp
1). Khi hít vào
Khi hít vào thể tích lồng ngực tăng theo ba chiều: Chiều trên dưới do cơ
hoành co làm hạ thấp xuống 1cm và thể tích lồng ngực tăng thêm 259cm3,
chiều trước sau và trái phải do cơ liên sườn (chủ yếu là cơ liên sườn ngoài)
làm kéo xương sườn ra phía trước và đẩy sang hai bên làm tăng đường
kích lồng ngực. Khi hít vào cố sức còn có các cơ như cơ ức đòn chủm để
nâng xương ức, cơ răng cưa lớn, cơ ngực lớn và cơ ngực bé tham gia.
Hình 4.2: Sơ đồ biến đổi lồng ngực
(theo Nguyễn Quang Mai)
A. Khi thở ra; B. Khi hít vào; 1.Cơ liên
sườn ngoài; 2. Xương sườn; 3. Xương ức
2). Khi thở ra
Khi thở ra các cơ hít vào
iãn, cơ hoành giãn làm thể tích
ng ngực trở lại như cũ, phổi
ẹp lại đẩy không khí ra. Ngoài
a nhờ tính đàn hồi của chính
hổi cũng làm cho phổi giảm thể
ch. Khi thở ra cố sức các cơ như
ơ răng cưa bé trước sau, cơ tam
iác của xương ức, cơ vuông thắt
ng và các cơ thành bụng tham
ia để hạ thấp xương sườn (hình
.2).
glồxrp
tí
cglưg4
4.2.2. Sự liên quan giữa lồng ngực và phổi – áp lực âm
1). Thành lồng ngực có tính đàn hồi
Trạng thái bình thường của thành lồng ngực là khi thở ra. Khi hít vào do
các cơ hô hấp co làm tăng thể tích, sau đó nhờ đàn hồi đưa nó trở về trạng
thái ban đầu.
Phổi lại càng có tính đàn hồi lớn. Bình thường phổi căng sát thành lồng
ngực cả khi thở ra lẫn khi hít vào. Nguyên nhân này là do áp lực không khí
trong xoang màng phổi và trong phổi tạo nên.
Phổi hoạt động thụ động theo sự tăng giảm thể tích của lồng ngực. Hãy
quan sát thí nghiệm dưới đây của Funker – Donkers:
Doc.edu.vn6
Ông dùng một bình thuỷ tinh thủng đáy và bịt đáy bằng màng cao su có
núm để kéo xuống hay đẩy lên (mô phỏng cho cơ hoành). Miệng bình có
nút cao su kín và cho xuyên qua hai ống thuỷ tinh: ống 1chạc đôi nối với
hai lá phổi ếch (hay hai bóng cao su) thông với không khí, ống 2 có khoá
đóng mở. Ở thành bình một phía có lỗ thông được bịt kín bằng màng cao
su, phía khác có lỗ để gắn với một áp kế. Khi đẩy núm ở màng bịt đáy lên
cao (tương tự như lúc thở ra) và đóng khoá ống 2 làm thể tích trong bình
giảm, hai lá phổi xẹp lại, màng cao su ở
thành bình phồng ra phía ngoài, đồng
thời áp lực tăng làm mức nước của áp
kế ở nhánh ngoài cao hơn nhánh trong.
Khi kéo núm màng bịt đáy xuống
(như lúc hít vào), khoá ống 2 cũng
đóng làm thể tích trong bình tăng, hai
phổi căng ra, màng cao su ở thành bên
lõm vào, còn cột nước của áp kế ở
nhánh trong cao hơn nhánh ngoài.
Qua thí nghiệm của Funker –
Donkers cho thấy phổi hoạt động theo
sự tăng giảm của thể tích lồng ngực và
muốn cho phổi hoạt động tăng giảm
bình thường đó thì khoang màng phổi
phải luôn là một khoang kín. Khi bị
thủng khoang màng phổi hay trong
khoang có nước (bệnh khí hung), phổi
không hoạt động được. Trong thí
nghiệm trên khi mở khoá ống 2 làm
không khí trong bình và bên ngoài
thông nhau thì dù đưa lên hay hạ núm ở
màng bịt đáy sẽ không có hiện tượng gì
xảy ra (hình 4.3).
Hình 4.3: Mô hình hô hấp kế
Funke - Donkers
1. Giá đỡ; 2. Canuyn; 3. Nút; 4.
Chuông thuỷ tinh; 5. Áp kế; 6. Phổi;
7. Màng cao su đáy; 8. Màng cao su
thành bên; 9. Ống thuỷ tinh có khoá
Doc.edu.vn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi7
2). Áp lực âm
Ở giai đoạn bào thai, hai lá (lá tạng và lá thành) màng phổi dính vào nhau,
chưa tạo khoang màng phổi, cả toàn bộ phổi là một khối không có không
khí (giống như những cơ quan khác). Khi đứa bé vừa ra khỏi bụng mẹ, do
vận động mạnh làm lồng ngực giãn rộng, và phổi cũng nở to dần. Nhưng
tốc độ giãn của lồng ngực nhanh hơn phổi và kéo theo lá thành, còn phổi
lại có tính đàn hồi sau khi giãn đã co lại kéo theo lá tạng, kết quả lá tạng
tách ra khỏi lá thành để tạo khoang màng phổi. Áp lực trong khoang luôn
thấp hơn áp lực không khí nên gọi là áp lực âm, nhờ vậy tạo điều kiện cho
không khí vào phổi trong động tác hít vào. Tiếng khóc chào đời của đứa
trẻ được hình thành ngay sau đó (khi có sự tống khí qua thanh quản).
Lúc bình thường áp lực này thấp hơn áp lực khí quyển khoảng – 2mmHg
đến – 4mmHg; lúc hít vào khoảng – 8mmHg, khi hít vào cố sức có thể đạt
– 15mmHg đến – 30mmHg. Còn khi thở ra hết sức áp lực này có thể lên –
1mmHg hay bằng 0 (nghĩa là áp lực trong khoang bằng áp suất khí
quyển). Khi khoang màng phổi thủng, làm mất áp lực âm, phổi xẹp lại,
mất luôn cử động hô hấp.
Áp lực không khí trong các phế nang cũng thay đổi theo hoạt động hô hấp,
khi hít vào bình thường áp lực trong phế nang giảm xuống dưới áp lực khí
quyển, khoảng – 3mmHg, hít vào cố sức là –57 đến – 80mmHg, nhờ vậy
không khí mới vào được phế nang. Khi thở ra bình thường áp lực trong
phế nang ngược lại, lại vượt quá áp lực khí quyển, khoảng + 3mmHg, khi
cố sức là +80 đến +100mmHg, có như vậy mới đẩy được khí từ phổi ra
bên ngoài. Bản thân phổi không phải là mô cơ nên những thay đổi về áp
lực phải đạt được bằng con đường gián tiếp. Cụ thể là nhờ khoang màng
phổi bao quanh mỗi phổi, sự giảm áp lực trong khoang màng phổi và phổi
được truyền tới phổi bởi lá tạng và vì thế mà phổi bị kéo căng ra chiếm
gần như hết khoang lồng ngực.
4.2.3. Sự thông khí ở phổi
4.2.3.1. Nhịp thở
Chu kỳ thở gồm động tác hít vào thở ra gọi là nhịp thở. Ở người Việt nam
đối với nữ là 17 ± 3 nhịp/phút, đối với nam là 16 ± 3 nhịp/phút. Ở các loài
động vật khác nhau có nhịp thở khác nhau. Ở gà: 22 – 25; ở vịt: 15 - 18; Ở
ngỗng: 9 - 10; Ở mèo, chó, bò: 10 – 30; Ở trâu: 18 - 21; Ở lợn: 20 – 30
nhịp/ phút nhịp thở còn y đổi theo trạng thái tâm sinh lý, khi hoạt động
mạnh thở nhanh, khi cảm xúc, tăng nhiệt độ cũng tăng nhịp thở.
4.2.3.2. Các thể tích hô hấp
Doc.edu.vn8
Trong trạng thái bình thường, ở người lớn mỗi lần hít vào cũng như khi
thở ra đo được 0,5 lít, gọi đó là khí lưu thông. Khi thở ra bình thường,
chưa hít vào, mỗi người có thể thở ra cố sức được khoảng 1,5 lít gọi là khí
dự trữ thở ra. Còn khi thở vào bình thường, chưa thở ra, cũng có thể hít
vào cố sức được thêm khoảng 1,5 – 2,5 lít, gọi là khí dự trữ hít vào. Sau
khi đã thở ra cố sức vẫn còn một lượng khí tồn trữ trong phổi khoảng 1 lít
gọi là khí cặn, chức năng của khí cặn là đảm bảo cho đường hô hấp thông
suốt.
Tổng số các loại khí: lưu thông, dự trữ thở ra, dự trữ hít vào gọi là dung
tích sống (hay sinh lượng). Đó là lượng khí có thể đo của một lần thở ra cố
sức sau khi đã hít vào cố sức, khoảng 3,5 – 4,5 lít. Tổng số của dung tích
sống và khí cặn gọi là dung lượng phổi.
4.2.4. Sự trao đổi khí ở phổi và mô
1).Sự trao đổi khí ở phổi
Trao đổi khí ở phổi diễn ra ở phế nang và máu trong hệ thống mao
mạch phân bố dày đặc đến màng các phế nang theo nguyên tắc khuếch tán
do có sự chênh lệch áp suất của từng loại khí (áp suất riêng phần) được
tính theo tỉ lệ %. Trao đổi khí ở phổi còn gọi là hô hấp ngoài.
Trong phế nang áp suất riêng phần của oxy (Po2 ) là 104mmHg và Po2
trong máu đến phổi là 40 mmHg, do đó O2 từ phế nang khuếch tán sang
máu. Ở máu ra khỏi phổi Po2 xấp xỉ bằng 104mmHg. Trong khi đó Pco2
trong máu đến phổi là 46mmHg, còn trong phế nang là 40mmHg, nên CO2
khuếch tán từ máu sang phổi.
Diện tích bề mặt các mao mạch ở một phổi của người lớn khoảng 60m2 và
khoảng cách khuếch tán chỉ là 2 - 3μm, nhỏ hơn một nửa đường kính hồng
cầu. Điều này càng tạo điều kiện cho quá trình trao đổi khí giữa phế nang
và máu.
Có một điều khá thú vị là, áp lực máu trong các mao mạch phổi luôn rất
thấp, nhờ vậy mà huyết tương không bị thoát ra ngoài và không tập trung
lại trong phế nang. Ngoài ra, phế nang còn có một lớp mỏng chứa phân tử
các chất hoạt động bề mặt phổi - một loại phức hợp phospholipid-protein,
giúp cho phế nang không bị xẹp xuống bằng cách giảm mạnh sức căng bề
mặt.
2). Sự trao đổi khí ở mô
Sau quá trình trao đổi ở phổi, máu đổ về tim, tim co bóp đưa máu đến
mô. Tại đây sự trao đổi cũng tuân theo quy luật khuếch tán phụ thuộc vào
Doc.edu.vn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi9
áp suất riêng phần của từng loại khí. Trao đổi khí ở mô còn gọi là hô hấp
trong.
Trong máu động mạch đến mô Po2 khoảng 102mmHg, Po2 ở dịch gian bào
là 40mmHg, nên O2 từ máu qua dịch gian bào để vào mô. Sự khuếch tán
này làm cho Po2 máu mao mạch chỉ còn 40mmHg được tập trung vào tĩnh
mạch đổ về tim. Trong dịch nội bào do quá trình trao đổi chất mà Pco2 là
46mmHg và trong dịch gian bào là 45mmHg. Pco2 trong máu động mạch
đến mô là 40mmHg, nên CO2 khuếch tán sang máu, vì vậy máu tĩnh mạch
có Pco2 là 46mmHg.
3). Nhận xét
Quá trình phân tích trên cho thấy hiệu số chênh lệch áp suất riêng phần
của O2 luôn cao hơn nhiều so với CO2 là do khả năng khuếch tán của CO2
lớn hơn O2 25 lần. Người ta thấy rằng, đối với O2 chỉ cần chênh lệch
35mmHg đã có 6,7ml O2 khuếch tán qua mỗi cm2 màng phế nang trong 1
phút, nghĩa là khoảng 600ml O2 thấm vào máu trên toàn bộ hai lá phổi.
Trong khi đó nhu cầu của cơ thể lúc bình thường là 256 – 400mlO2 trong 1
phút, còn khi lao động nặng thì cần 400 – 500ml. Do vậy mức chênh lệch
64mmHg (ở phổi) của O2 luôn đảm bảo nhu cầu cho cơ thể. Đối với CO2
chỉ cần chênh lệch 0,03mmHg cũng đủ làm khuếch tán 256ml CO2 trong 1
phút, nên với mức chênh lệch 6mmHg (ở phổi) đã thoả mãn nhu cầu thải
CO2 ra khỏi cơ thể.
Tóm lại máu mao mạch đến phổi chứa 10 – 12% O2 (tương đương với
66% mức bảo hoà) và 5,5 – 5,7% CO2. Còn máu đến mô chứa 18 – 20%
(ngang mức 96% bảo hoà) và chỉ còn lại 5,0 – 5,2% CO2.
4.2.5. Sự vận chuyển oxy và cacbonic của máu
1). Sự vận chuyển Oxy
Oxy được vận chuyển theo máu dưới hai dạng: dạng hoà tan (tự do)
và dạng kết hợp.
* Dạng hoà tan: Khả năng hoà tan của O2 trong máu rất thấp và phụ thuộc
vào áp suất riêng phần của nó. Nếu ở máu động mạch Po2 là 104mmHg thì
lượng O2 hoà tan là 0,3ml/100ml máu. Khi Po2 ở tĩnh mạch còn lại
40mmHg thì chỉ có 0,12ml/100ml máu. Như vậy cứ 100ml máu vận
chuyển đến mô chỉ còn 0,3ml – 0,12ml = 0,18ml O2, chỉ chiếm 2 – 3%
lượng O2 đưa đến mô, trong lúc đó dưới dạng kết hợp với Hb đã cung cấp
cho mô 5ml/100ml máu, chiếm 97 – 98%.
Khả năng của O2 có thể hoà tan ở mức 29ml/100ml máu khi Po2 đạt
3000mmHg, nhưng khi đó sẽ gây hiện tượng co giật gây phù phổi nặng
(gọi là trúng độc O2). Do vậy khi truyền oxy, cần chú ý để duy trì Po2 ở
mức 1000mmHg.
Doc.edu.vn10
* Dạng kết hợp: Quá trình vận chuyển này là kết quả một loạt phản ứng
thuận nghịch giữa oxy và hemoglobin (Hb). Sự kết hợp giữa oxy và Hb tỷ
lệ thuận với áp suất riêng phần của O2. Khi Po2 tăng lên 100mmHg (ở
phổi) thì tỉ lệ HbO2 tạo ra đạt đến 97% ở mức bảo hoà, cho nên ở phổi gần
như toàn bộ Hb kết hợp với oxy. Ở mô Po2 giảm còn 40mmHg, phản ứng
phân ly theo chiều nghịch xảy ra, O2 được giải phóng để cung cấp cho tế
bào. Sự kết hợp giữa Hb và O2 còn phụ thuộc vào pH và nhiệt độ của máu,
khi pH nghiêng về kiềm sự kết hợp tăng còn khi nhiệt độ tăng sự kết hợp
đó bị giảm.
Phân tử Hb gồm 4 chuỗi polypeptide, 2 chuỗi α và 2 chuỗi β. Mỗi chuỗi
chứa một nhóm sắc tố đặc biệt là nhóm hem. Mỗi nhân hem có chứa 1
nguyên tử sắt 2 (Fe++) ở trung tâm. Mỗi nguyên tử Fe kết hợp với 1 phân
tử O2, nghĩa là 1 phân tử Hb kết hợp thuận nghịch được 4 phân tử oxy.
Phản ứng giữa Hb với oxy thường được viết tổng quát như sau:
Hb + O2 ' HbO2
Thực chất là phản ứng Hb kết hợp với 4 phân tử O2 như sau:
Hb4 + 4 O2 ' Hb4O8
Oxy khi liên kết với nguyên tử sắt được gắn một cách lỏng lẻo để tạo
thành hợp chất oxyhemoglobin. Mỗi gam Hb có khả năng gắn tối đa là
1,34ml O2, mà trong 100ml máu có khoảng 15g Hb, do đó thể tích O2 ở
dạng liên kết là:
1,34ml × 15 = 20 ml O2 /100ml máu
Như vậy khi áp suất riêng phần của oxy ở mức 100mmHg (ở phổi), số
lượng O2 kết hợp với Hb là 20ml,còn khi áp suất riêng phần của O2 là
40mmHg (ở mô), số lượng O2 kết hợp là 15ml. Nghĩa là lượng O2 được
giải phóng từ 100ml máu khi đến mô là 5ml ( 20 – 15 = 5ml).
Trong trường hợp khi hoạt động mạnh cơ thể cần nhiều oxy nên Po2 ở mô
giảm còn 15mmHg, vì vậy mà lượng O2 kết hợp với Hb là khoảng 5ml, và
như vậy 100ml máu động mạch cung cấp cho mô lượng O2 tăng gấp 3 lần
(20 – 5 = 15ml O2). Mặc dù sự phân ly hợp chất HbO2 tăng lên do áp suất
riêng phần của O2 giảm nhưng O2 vẫn không đủ cho cơ thể, khi hoạt động
mạnh và kéo dài nhu cầu O2 của cơ thể tăng lên 15 lần. Trong trường hợp
này nhờ lưu lượng tim tăng lên 5 lần nên nhu cầu O2 cơ thể vẫn được đảm
bảo (3 × 5 = 15 lần).
2). Sự vận chuyển cacbonic
CO2 được vận chuyển trong máu cũng dưới hai dạng: dạng hoà tan và
dạng kết hợp.
* Dạng hoà tan
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Sinh lý Hô hấp
4.1. Ý nghĩa và quá trình phát triển
4.1.1. Ý nghĩa chung
Đối với nhiều loài động vật và con người, nhịp thở được coi là dấu
hiệu nhận biết sự sống. Sự thở chính là biểu hiện bên ngoài của quá trình
hô hấp. Con người có thể nhịn ăn từ 20 – 30 ngày, nhịn uống được khoảng
3 ngày, nhưng không nhịn thở được quá 3 phút.
Hô hấp được xem là quá trình trao đổi khí liên tục giữa cơ thể và
môi trường xung quanh. Trong đó có việc vận chuyển khí oxy từ không
khí tới các tế bào của cơ thể và vận chuyển ngược lại khí carbonic từ các
tế bào của cơ thể ra môi trường bên ngoài. Các tế bào cần cung cấp oxy
(oxygen) để thiêu đốt chất dinh dưỡng, tạo thân nhiệt và năng lượng cần
thiết cho các hoạt động sống. Như vậy bản chất của quá trình hô hấp là
những quá trình oxy hoá các chất hữu cơ trong tế bào để chuyển dạng
năng lượng tích trữ trong các chất dinh dưỡng (được ăn vào) thành ATP là
dạng năng lượng cho cơ thể hoạt động.
Hoạt động hô hấp còn có nhiệm vụ góp phần điều hoà độ pH của cơ
thể bằng cách làm thay đổi nồng độ khí cacrbonic hoà tan trong dịch ngoại
bào.
Trong quá trình phát triển chủng loại hô hấp có hai cách phổ biến
đó là:
- Ở động đơn bào và đa bào bậc thấp (thuỷ tức, đĩa phiến…), hô hấp là sự
khuếch tán khí trực tiếp qua màng tế bào.
- Ở động vật đa bào cơ quan hô hấp phát triển từ thấp đến cao, từ đơn giản
đến phức tạp và thích nghi với môi trường sống.
Ở môi trường nước, cơ quan hô hấp là mang và da. Ở môi trường
trên cạn (cả trên không), cơ quan hô hấp là khí quản và phổi. Tuy nhiên
vẫn có một số cá (cá heo) sống ở nước nhưng thở bằng phổi.
4.1.2. Đối với nhóm động vật ở nước
Động vật sống ở nước hô hấp chủ yếu bằng mang. Mang là những màng
mỏng có nhiều mao mạch phân bố đến và đính vào cung mang bằng sụn
hay xương, thường nằm ở vùng phía trước ống tiêu hoá. Mang có bề mặt
Doc.edu.vn2
rộng và khoảng cách rất ngắn nên O2 và CO2 có thể khuếch tán giữa nước
và máu. O2 khuếch tán từ nước vào biểu bì mang, rồi qua thành mao mạch
vào máu. CO2 (thường vận chuyển dưới dạng HCO-3, bicarbonat) khuếch
tán theo hướng ngược lại.
Mang cá có hình răng lược, có khe hở để nước chảy qua và có nắp đậy
kín. Mang cá có đặc điểm là nước và dòng máu chảy theo các hướng
ngược nhau. Nhờ vậy mà máu có thể thu nhận O2 tới 80% O2 hoà tan
trong nước.
Cá thở bằng mang theo cách há miệng đồng thời mở nắp mang để hút
nước (nhờ cử động bơm của hàm và nắp mang), sau đó cá ngậm miệng và
khép mang lại từ từ để thu hẹp khoảng trống làm tăng áp lực của dòng
nước, nước trào qua khe nắp mang ra ngoài. Chính khi nước được ép qua
các lá mang, quá trình trao đổi khí được thực hiện (hình 4.1).
Hình 4.1: Cấu tạo và hoạt động mang cá (theo Trịnh Hữu Hằng)
Doc.edu.vn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi3
Ở động vật có bề mặt da mỏng, sống ở môi trường ẩm ướt, như giun đất,
hay ở bọn lưỡng cư (ếch nhái), O2 khuếch tán qua da rồi vào trong các
mao mạch máu nằm ngay dưới bề mặt da và CO2 theo hướng ngược lại.
4.1.3. Đối với nhóm động vật trên cạn và người
Động vật trên cạn (cả trên không) và người cơ quan hô hấp là khí
quản và phổi.
* Ở côn trùng, hệ thống trao đổi khí là hệ khí quản. Khí quản phân nhánh
rất nhỏ đến từng tế bào để cung cấp O2 và lấy CO2, mà không cần có máu
làm trung gian, nhờ thế mà các mô của cơ thể trao đổi khí trực tiếp với
môi trường bên ngoài.
* Từ bò sát đến người sự trao đổi khí xảy ra qua bề mặt hô hấp của phổi.
Bộ máy hô hấp gồm đường dẫn khí và phổi. Đường dẫn khí gồm: khoang
mũi, thanh quản, phế quản và tận cùng của đường hô hấp là phế nang.
Ở động vật có xương sống và người cơ quan hô hấp hình thành từ ống tiêu
hoá sơ cấp. Chổ tiếp giáp giữa đường tiêu hoá và đường hô hấp ở đoạn
hầu thành ngã tư, nên nhiều khi gây tai biến (thức ăn đi nhầm đường vào
khí quản, gây sặc; giun từ thực quản đột nhập vào phổi gây ho ra máu).
Trong bào thai cơ quan hô hấp xuất hiện từ tuần thứ 4 và hình thành ở
tháng thứ 6.
1). Khoang mũi
Khoang mũi gồm hai lỗ mũi trước thông với bên ngoài, hai lỗ mũi sau
phía trong thông với nhau và thông với hầu ở phía dưới, đồng thời thông
với hai tai giữa bởi hai vòi Eustache. Khoang mũi được tách ra từ khoang
miệng, phía trên khoang mũi có nhiều tế bào thụ cảm khứu giác làm chức
năng khứu giác. Khoang phía dưới còn gọi là khoang hô hấp, có nhiều tế
bào tiết dịch nhầy, sâu vào phía trong dịch nhầy loảng hơn để làm ẩm
không khí. Trên màng nhầy vùng phía sau có các lông rung (lông thịt),
hướng từ trong ra ngoài, khi có chất bẩn, bụi… vào sẽ được chất nhầy
quyện lại để tống ra ngoài nhờ vận động phản xạ của lông rung. Dưới
màng nhầy là mạng mạch máu dày có chức năng sưởi ấm không khí.
Trong khoang mũi còn có ba đôi sụn xoăn chia khoang mũi ra ba ngách:
ngách thông trên, ngách thông giữa và ngách thông dưới, các ngách này
thông với xoang trán, xoang hàm trên và xoang sàng, xoang bướm. Cấu
tạo này càng làm rộng thêm cho xoang hô hấp và còn có tác dụng như cơ
quan cộng hưởng khi phát âm.
2). Thanh quản
Thanh quản là một phần của cơ quan hô hấp có chức năng phát âm.
Cấu trúc này có thể nhìn thấy ở bên ngoài như là "quả táo Ađam".Thanh
quản cấu tạo bởi các sụn như sụn giáp, sụn nhẫn, sụn phễu, sụn thanh
Doc.edu.vn4
thiệt. Sụn thanh thiết hoạt động như cái van, đóng lại khi nuốt không cho
thức ăn vào khí quản. Niêm mạc lót mặt trong thanh quản có nhiều tuyến
chùm tiết nhầy. Trên lớp tế bào thượng bì cũng có các lông thịt rung để
đẩy vật lạ ra khỏi đường hô hấp. Trong lòng thanh quản có khe thanh môn
và dây thanh âm, dây thanh âm cấu tạo gồm hai bó mô liên kết. Khi phát
âm, không khí đi ra làm rung dây thanh âm. Mức độ căng của dây làm tần
số rung của dây thay đổi tạo thành âm cao hay âm thấp. Dây càng căng âm
càng cao. Tần số rung của dây thanh âm còn được điều khiển bởi hệ cơ
trong thanh quản. Ở người các âm thanh được tạo ở thanh quản kết hợp
với mũi, miệng, hầu và các xoang tạo thành một hệ cộng hưởng phức tạp,
dưới sự điều khiển của hệ thần kinh chúng đã tạo ra tiếng nói, ở nam các
dây thanh âm rộng và dày hơn nữ, do đó âm thanh phát ra trầm hơn. Khi
phát âm còn có sự tham gia của cử động má, môi, lưỡi.
3). Khí quản và phế quản
Khí quản là một ống gồm 16 – 20 vòng sụn hình chữ C, dài khoảng 10
cm. Ở thú và người đó là những vòng sụn hở ở phía sau nơi tiếp giáp với
thực quản, tạo điều kiện cho sự nuốt của thực quản và làm cho khí quản
cực kỳ đàn hồi, có thể phồng lên xẹp xuống theo hoạt động của phổi. Hơn
nữa vì hai đầu các sụn khí quản không liền nhau nên đường kính của khí
quản tăng lên khi ho, giúp cho khí quản có thể dễ dàng tống các vật cản ra
ngoài. Thành trong của khí quản cũng có nhiều màng nhầy và lông thịt
rung.
Ngang tầm đốt sống ngực IV và V khí quản được chia đôi thành hai
phế quản trái và phải. Đến rốn phổi phế quản phải chia thành ba nhánh đi
về ba thuỳ, còn phế quản trái chia thành hai nhánh đi vào hai thuỳ. Vì tim
nằm lệch về phía trái nên lá phổi trái nhỏ hơn lá phổi phải (khoảng 10/11).
Các phế quản chia nhỏ dần để đi vào từng phế nang, mỗi lần phân chia
ống phế quản nhỏ dần và thành phế quản cũng mỏng dần cho đến khi chỉ
là lớp cơ không có sụn bao quanh, đường kính dưới 1mm. Đó là các phế
quản nhỏ, chúng lại tiếp tục phân chia và cuối cùng kết thúc ở phế nang.
Các phế nang sắp xếp thành từng chùm trông giống như chùm nho và
được cung cấp rất nhiều mao mạch. Mỗi phế nang có đường kính chỉ 100 -
300μm nhưng hai lá phổi có tới hơn 700 triệu phế nang nên tạo ra một
diện tích bề mặt khoảng 140m2. Ở đây diễn ra quá trình trao đổi khí qua
một lớp màng kép mỏng (một màng là của phế nang, một màng là của
mao mạch). Đường kính mao mạch ở đây chỉ có 5μm, nên hồng cầu đi qua
đây rất chậm, càng tạo điều kiện cho việc trao đổi khí.
4). Phổi
Phổi gồm hai lá, là tập hợp của phế nang và phế quản. Phổi khi sờ
vào thì khá chắc nhưng thực tế lại rất đàn hồi. Nó có thể nở ra rất nhiều
Doc.edu.vn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi5
khi không khí tràn vào. Mỗi lá phổi được bọc kín bởi màng phổi, đó là
màng gồm hai lớp. Lớp phủ sát trên bề mặt phổi gọi là lá tạng, còn lớp lót
mặt trong của thành ngực gọi là lá thành, giữa hai lá có chứa dịch làm trơn
giảm ma sát khi hai màng trượt lên nhau trong cử động hô hấp.
4.2. Chức năng hô hấp của phổi
4.2.1. Sự thay đổi thể tích lồng ngực trong cử động hô hấp
1). Khi hít vào
Khi hít vào thể tích lồng ngực tăng theo ba chiều: Chiều trên dưới do cơ
hoành co làm hạ thấp xuống 1cm và thể tích lồng ngực tăng thêm 259cm3,
chiều trước sau và trái phải do cơ liên sườn (chủ yếu là cơ liên sườn ngoài)
làm kéo xương sườn ra phía trước và đẩy sang hai bên làm tăng đường
kích lồng ngực. Khi hít vào cố sức còn có các cơ như cơ ức đòn chủm để
nâng xương ức, cơ răng cưa lớn, cơ ngực lớn và cơ ngực bé tham gia.
Hình 4.2: Sơ đồ biến đổi lồng ngực
(theo Nguyễn Quang Mai)
A. Khi thở ra; B. Khi hít vào; 1.Cơ liên
sườn ngoài; 2. Xương sườn; 3. Xương ức
2). Khi thở ra
Khi thở ra các cơ hít vào
iãn, cơ hoành giãn làm thể tích
ng ngực trở lại như cũ, phổi
ẹp lại đẩy không khí ra. Ngoài
a nhờ tính đàn hồi của chính
hổi cũng làm cho phổi giảm thể
ch. Khi thở ra cố sức các cơ như
ơ răng cưa bé trước sau, cơ tam
iác của xương ức, cơ vuông thắt
ng và các cơ thành bụng tham
ia để hạ thấp xương sườn (hình
.2).
glồxrp
tí
cglưg4
4.2.2. Sự liên quan giữa lồng ngực và phổi – áp lực âm
1). Thành lồng ngực có tính đàn hồi
Trạng thái bình thường của thành lồng ngực là khi thở ra. Khi hít vào do
các cơ hô hấp co làm tăng thể tích, sau đó nhờ đàn hồi đưa nó trở về trạng
thái ban đầu.
Phổi lại càng có tính đàn hồi lớn. Bình thường phổi căng sát thành lồng
ngực cả khi thở ra lẫn khi hít vào. Nguyên nhân này là do áp lực không khí
trong xoang màng phổi và trong phổi tạo nên.
Phổi hoạt động thụ động theo sự tăng giảm thể tích của lồng ngực. Hãy
quan sát thí nghiệm dưới đây của Funker – Donkers:
Doc.edu.vn6
Ông dùng một bình thuỷ tinh thủng đáy và bịt đáy bằng màng cao su có
núm để kéo xuống hay đẩy lên (mô phỏng cho cơ hoành). Miệng bình có
nút cao su kín và cho xuyên qua hai ống thuỷ tinh: ống 1chạc đôi nối với
hai lá phổi ếch (hay hai bóng cao su) thông với không khí, ống 2 có khoá
đóng mở. Ở thành bình một phía có lỗ thông được bịt kín bằng màng cao
su, phía khác có lỗ để gắn với một áp kế. Khi đẩy núm ở màng bịt đáy lên
cao (tương tự như lúc thở ra) và đóng khoá ống 2 làm thể tích trong bình
giảm, hai lá phổi xẹp lại, màng cao su ở
thành bình phồng ra phía ngoài, đồng
thời áp lực tăng làm mức nước của áp
kế ở nhánh ngoài cao hơn nhánh trong.
Khi kéo núm màng bịt đáy xuống
(như lúc hít vào), khoá ống 2 cũng
đóng làm thể tích trong bình tăng, hai
phổi căng ra, màng cao su ở thành bên
lõm vào, còn cột nước của áp kế ở
nhánh trong cao hơn nhánh ngoài.
Qua thí nghiệm của Funker –
Donkers cho thấy phổi hoạt động theo
sự tăng giảm của thể tích lồng ngực và
muốn cho phổi hoạt động tăng giảm
bình thường đó thì khoang màng phổi
phải luôn là một khoang kín. Khi bị
thủng khoang màng phổi hay trong
khoang có nước (bệnh khí hung), phổi
không hoạt động được. Trong thí
nghiệm trên khi mở khoá ống 2 làm
không khí trong bình và bên ngoài
thông nhau thì dù đưa lên hay hạ núm ở
màng bịt đáy sẽ không có hiện tượng gì
xảy ra (hình 4.3).
Hình 4.3: Mô hình hô hấp kế
Funke - Donkers
1. Giá đỡ; 2. Canuyn; 3. Nút; 4.
Chuông thuỷ tinh; 5. Áp kế; 6. Phổi;
7. Màng cao su đáy; 8. Màng cao su
thành bên; 9. Ống thuỷ tinh có khoá
Doc.edu.vn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi7
2). Áp lực âm
Ở giai đoạn bào thai, hai lá (lá tạng và lá thành) màng phổi dính vào nhau,
chưa tạo khoang màng phổi, cả toàn bộ phổi là một khối không có không
khí (giống như những cơ quan khác). Khi đứa bé vừa ra khỏi bụng mẹ, do
vận động mạnh làm lồng ngực giãn rộng, và phổi cũng nở to dần. Nhưng
tốc độ giãn của lồng ngực nhanh hơn phổi và kéo theo lá thành, còn phổi
lại có tính đàn hồi sau khi giãn đã co lại kéo theo lá tạng, kết quả lá tạng
tách ra khỏi lá thành để tạo khoang màng phổi. Áp lực trong khoang luôn
thấp hơn áp lực không khí nên gọi là áp lực âm, nhờ vậy tạo điều kiện cho
không khí vào phổi trong động tác hít vào. Tiếng khóc chào đời của đứa
trẻ được hình thành ngay sau đó (khi có sự tống khí qua thanh quản).
Lúc bình thường áp lực này thấp hơn áp lực khí quyển khoảng – 2mmHg
đến – 4mmHg; lúc hít vào khoảng – 8mmHg, khi hít vào cố sức có thể đạt
– 15mmHg đến – 30mmHg. Còn khi thở ra hết sức áp lực này có thể lên –
1mmHg hay bằng 0 (nghĩa là áp lực trong khoang bằng áp suất khí
quyển). Khi khoang màng phổi thủng, làm mất áp lực âm, phổi xẹp lại,
mất luôn cử động hô hấp.
Áp lực không khí trong các phế nang cũng thay đổi theo hoạt động hô hấp,
khi hít vào bình thường áp lực trong phế nang giảm xuống dưới áp lực khí
quyển, khoảng – 3mmHg, hít vào cố sức là –57 đến – 80mmHg, nhờ vậy
không khí mới vào được phế nang. Khi thở ra bình thường áp lực trong
phế nang ngược lại, lại vượt quá áp lực khí quyển, khoảng + 3mmHg, khi
cố sức là +80 đến +100mmHg, có như vậy mới đẩy được khí từ phổi ra
bên ngoài. Bản thân phổi không phải là mô cơ nên những thay đổi về áp
lực phải đạt được bằng con đường gián tiếp. Cụ thể là nhờ khoang màng
phổi bao quanh mỗi phổi, sự giảm áp lực trong khoang màng phổi và phổi
được truyền tới phổi bởi lá tạng và vì thế mà phổi bị kéo căng ra chiếm
gần như hết khoang lồng ngực.
4.2.3. Sự thông khí ở phổi
4.2.3.1. Nhịp thở
Chu kỳ thở gồm động tác hít vào thở ra gọi là nhịp thở. Ở người Việt nam
đối với nữ là 17 ± 3 nhịp/phút, đối với nam là 16 ± 3 nhịp/phút. Ở các loài
động vật khác nhau có nhịp thở khác nhau. Ở gà: 22 – 25; ở vịt: 15 - 18; Ở
ngỗng: 9 - 10; Ở mèo, chó, bò: 10 – 30; Ở trâu: 18 - 21; Ở lợn: 20 – 30
nhịp/ phút nhịp thở còn y đổi theo trạng thái tâm sinh lý, khi hoạt động
mạnh thở nhanh, khi cảm xúc, tăng nhiệt độ cũng tăng nhịp thở.
4.2.3.2. Các thể tích hô hấp
Doc.edu.vn8
Trong trạng thái bình thường, ở người lớn mỗi lần hít vào cũng như khi
thở ra đo được 0,5 lít, gọi đó là khí lưu thông. Khi thở ra bình thường,
chưa hít vào, mỗi người có thể thở ra cố sức được khoảng 1,5 lít gọi là khí
dự trữ thở ra. Còn khi thở vào bình thường, chưa thở ra, cũng có thể hít
vào cố sức được thêm khoảng 1,5 – 2,5 lít, gọi là khí dự trữ hít vào. Sau
khi đã thở ra cố sức vẫn còn một lượng khí tồn trữ trong phổi khoảng 1 lít
gọi là khí cặn, chức năng của khí cặn là đảm bảo cho đường hô hấp thông
suốt.
Tổng số các loại khí: lưu thông, dự trữ thở ra, dự trữ hít vào gọi là dung
tích sống (hay sinh lượng). Đó là lượng khí có thể đo của một lần thở ra cố
sức sau khi đã hít vào cố sức, khoảng 3,5 – 4,5 lít. Tổng số của dung tích
sống và khí cặn gọi là dung lượng phổi.
4.2.4. Sự trao đổi khí ở phổi và mô
1).Sự trao đổi khí ở phổi
Trao đổi khí ở phổi diễn ra ở phế nang và máu trong hệ thống mao
mạch phân bố dày đặc đến màng các phế nang theo nguyên tắc khuếch tán
do có sự chênh lệch áp suất của từng loại khí (áp suất riêng phần) được
tính theo tỉ lệ %. Trao đổi khí ở phổi còn gọi là hô hấp ngoài.
Trong phế nang áp suất riêng phần của oxy (Po2 ) là 104mmHg và Po2
trong máu đến phổi là 40 mmHg, do đó O2 từ phế nang khuếch tán sang
máu. Ở máu ra khỏi phổi Po2 xấp xỉ bằng 104mmHg. Trong khi đó Pco2
trong máu đến phổi là 46mmHg, còn trong phế nang là 40mmHg, nên CO2
khuếch tán từ máu sang phổi.
Diện tích bề mặt các mao mạch ở một phổi của người lớn khoảng 60m2 và
khoảng cách khuếch tán chỉ là 2 - 3μm, nhỏ hơn một nửa đường kính hồng
cầu. Điều này càng tạo điều kiện cho quá trình trao đổi khí giữa phế nang
và máu.
Có một điều khá thú vị là, áp lực máu trong các mao mạch phổi luôn rất
thấp, nhờ vậy mà huyết tương không bị thoát ra ngoài và không tập trung
lại trong phế nang. Ngoài ra, phế nang còn có một lớp mỏng chứa phân tử
các chất hoạt động bề mặt phổi - một loại phức hợp phospholipid-protein,
giúp cho phế nang không bị xẹp xuống bằng cách giảm mạnh sức căng bề
mặt.
2). Sự trao đổi khí ở mô
Sau quá trình trao đổi ở phổi, máu đổ về tim, tim co bóp đưa máu đến
mô. Tại đây sự trao đổi cũng tuân theo quy luật khuếch tán phụ thuộc vào
Doc.edu.vn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi9
áp suất riêng phần của từng loại khí. Trao đổi khí ở mô còn gọi là hô hấp
trong.
Trong máu động mạch đến mô Po2 khoảng 102mmHg, Po2 ở dịch gian bào
là 40mmHg, nên O2 từ máu qua dịch gian bào để vào mô. Sự khuếch tán
này làm cho Po2 máu mao mạch chỉ còn 40mmHg được tập trung vào tĩnh
mạch đổ về tim. Trong dịch nội bào do quá trình trao đổi chất mà Pco2 là
46mmHg và trong dịch gian bào là 45mmHg. Pco2 trong máu động mạch
đến mô là 40mmHg, nên CO2 khuếch tán sang máu, vì vậy máu tĩnh mạch
có Pco2 là 46mmHg.
3). Nhận xét
Quá trình phân tích trên cho thấy hiệu số chênh lệch áp suất riêng phần
của O2 luôn cao hơn nhiều so với CO2 là do khả năng khuếch tán của CO2
lớn hơn O2 25 lần. Người ta thấy rằng, đối với O2 chỉ cần chênh lệch
35mmHg đã có 6,7ml O2 khuếch tán qua mỗi cm2 màng phế nang trong 1
phút, nghĩa là khoảng 600ml O2 thấm vào máu trên toàn bộ hai lá phổi.
Trong khi đó nhu cầu của cơ thể lúc bình thường là 256 – 400mlO2 trong 1
phút, còn khi lao động nặng thì cần 400 – 500ml. Do vậy mức chênh lệch
64mmHg (ở phổi) của O2 luôn đảm bảo nhu cầu cho cơ thể. Đối với CO2
chỉ cần chênh lệch 0,03mmHg cũng đủ làm khuếch tán 256ml CO2 trong 1
phút, nên với mức chênh lệch 6mmHg (ở phổi) đã thoả mãn nhu cầu thải
CO2 ra khỏi cơ thể.
Tóm lại máu mao mạch đến phổi chứa 10 – 12% O2 (tương đương với
66% mức bảo hoà) và 5,5 – 5,7% CO2. Còn máu đến mô chứa 18 – 20%
(ngang mức 96% bảo hoà) và chỉ còn lại 5,0 – 5,2% CO2.
4.2.5. Sự vận chuyển oxy và cacbonic của máu
1). Sự vận chuyển Oxy
Oxy được vận chuyển theo máu dưới hai dạng: dạng hoà tan (tự do)
và dạng kết hợp.
* Dạng hoà tan: Khả năng hoà tan của O2 trong máu rất thấp và phụ thuộc
vào áp suất riêng phần của nó. Nếu ở máu động mạch Po2 là 104mmHg thì
lượng O2 hoà tan là 0,3ml/100ml máu. Khi Po2 ở tĩnh mạch còn lại
40mmHg thì chỉ có 0,12ml/100ml máu. Như vậy cứ 100ml máu vận
chuyển đến mô chỉ còn 0,3ml – 0,12ml = 0,18ml O2, chỉ chiếm 2 – 3%
lượng O2 đưa đến mô, trong lúc đó dưới dạng kết hợp với Hb đã cung cấp
cho mô 5ml/100ml máu, chiếm 97 – 98%.
Khả năng của O2 có thể hoà tan ở mức 29ml/100ml máu khi Po2 đạt
3000mmHg, nhưng khi đó sẽ gây hiện tượng co giật gây phù phổi nặng
(gọi là trúng độc O2). Do vậy khi truyền oxy, cần chú ý để duy trì Po2 ở
mức 1000mmHg.
Doc.edu.vn10
* Dạng kết hợp: Quá trình vận chuyển này là kết quả một loạt phản ứng
thuận nghịch giữa oxy và hemoglobin (Hb). Sự kết hợp giữa oxy và Hb tỷ
lệ thuận với áp suất riêng phần của O2. Khi Po2 tăng lên 100mmHg (ở
phổi) thì tỉ lệ HbO2 tạo ra đạt đến 97% ở mức bảo hoà, cho nên ở phổi gần
như toàn bộ Hb kết hợp với oxy. Ở mô Po2 giảm còn 40mmHg, phản ứng
phân ly theo chiều nghịch xảy ra, O2 được giải phóng để cung cấp cho tế
bào. Sự kết hợp giữa Hb và O2 còn phụ thuộc vào pH và nhiệt độ của máu,
khi pH nghiêng về kiềm sự kết hợp tăng còn khi nhiệt độ tăng sự kết hợp
đó bị giảm.
Phân tử Hb gồm 4 chuỗi polypeptide, 2 chuỗi α và 2 chuỗi β. Mỗi chuỗi
chứa một nhóm sắc tố đặc biệt là nhóm hem. Mỗi nhân hem có chứa 1
nguyên tử sắt 2 (Fe++) ở trung tâm. Mỗi nguyên tử Fe kết hợp với 1 phân
tử O2, nghĩa là 1 phân tử Hb kết hợp thuận nghịch được 4 phân tử oxy.
Phản ứng giữa Hb với oxy thường được viết tổng quát như sau:
Hb + O2 ' HbO2
Thực chất là phản ứng Hb kết hợp với 4 phân tử O2 như sau:
Hb4 + 4 O2 ' Hb4O8
Oxy khi liên kết với nguyên tử sắt được gắn một cách lỏng lẻo để tạo
thành hợp chất oxyhemoglobin. Mỗi gam Hb có khả năng gắn tối đa là
1,34ml O2, mà trong 100ml máu có khoảng 15g Hb, do đó thể tích O2 ở
dạng liên kết là:
1,34ml × 15 = 20 ml O2 /100ml máu
Như vậy khi áp suất riêng phần của oxy ở mức 100mmHg (ở phổi), số
lượng O2 kết hợp với Hb là 20ml,còn khi áp suất riêng phần của O2 là
40mmHg (ở mô), số lượng O2 kết hợp là 15ml. Nghĩa là lượng O2 được
giải phóng từ 100ml máu khi đến mô là 5ml ( 20 – 15 = 5ml).
Trong trường hợp khi hoạt động mạnh cơ thể cần nhiều oxy nên Po2 ở mô
giảm còn 15mmHg, vì vậy mà lượng O2 kết hợp với Hb là khoảng 5ml, và
như vậy 100ml máu động mạch cung cấp cho mô lượng O2 tăng gấp 3 lần
(20 – 5 = 15ml O2). Mặc dù sự phân ly hợp chất HbO2 tăng lên do áp suất
riêng phần của O2 giảm nhưng O2 vẫn không đủ cho cơ thể, khi hoạt động
mạnh và kéo dài nhu cầu O2 của cơ thể tăng lên 15 lần. Trong trường hợp
này nhờ lưu lượng tim tăng lên 5 lần nên nhu cầu O2 cơ thể vẫn được đảm
bảo (3 × 5 = 15 lần).
2). Sự vận chuyển cacbonic
CO2 được vận chuyển trong máu cũng dưới hai dạng: dạng hoà tan và
dạng kết hợp.
* Dạng hoà tan
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: