กลไกการแลกเปลี่ยนแก๊ส

การแลกเปลี่ยนแก๊สเป็นขั้นตอนที่สำคัญในกระบวนการหายใจ เพราะเป็นขั้นที่จะรับออกซิเจนจากสิ่งแวดล้อม เพื่อนำไปให้เซลล์ต่างๆ เพื่อให้เกิดกระบวนการหายใจระดับเซลล์ และนำของเสียจากการออกซิเดชันของสารอาหารคือคาร์บอนไดออกไซด์ออกไปสู่สิ่งแวดล้อม

เลือดเป็นตัวลำเลียงออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างปอดและเนื้อเยื่อ (เซลล์) ทั่วร่างกาย การแลกเปลี่ยนแก๊สเหล่านี้เกิดขึ้นระหว่างเลือดที่มาที่ถุงลมและอากาศในถุงลม ถุงลมทุกถุงจะมีีเส้นเลือดฝอยล้อมรอบ ในเม็ดเลือดแดงจะมีรงควัตถุที่จับออกซิเจนได้คือ ฮีโมโกลบิน ในเลือดที่ออกจากหัวใจมายังปอด จะมีคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณสูงและออกซิเจนปริมาณต่ำเมื่อเทียบกับอากาศในถุงลม เมื่อมาถึงบริเวณถุงลม คาร์บอนไดออกไซด์จะซึมออกจากผนังเส้นเลือดฝอย ผ่านผนังของถุงลมออกไปผสมกับอากาศในถุงลม เพื่อถูกส่งออกไปนอกร่างกายในจังหวะที่หายใจออก ในขณะเดียวกันออกซิเจนจากอากาศจะแพร่เข้าในเลือด ถูกจับโดยฮีโมโกลบิน และถูกนำกลับไปที่หัวใจเพื่อสูบฉีดไปเลี้ยงทั่วร่างกาย

alveolus

การแลกเปลี่ยนแก๊สและการนำออกซิเจนไปส่งให้ในเซลล์ รวมทั้งการรับคาร์บอนไดออกไซด์จากเซลล์ไปยังปอดจะต้องอาศัยระบบไหลเวียนเลือด ซึ่งหัวใจมีบทบาทที่สำคัญในระบบนี้ ระบบไหลเวียนเลือดนำเลือดที่มีออกซิเจนต่ำและคาร์บอนไดออกไซด์สูงจากเส้นเลือดดำใหญ่ 2 เส้น คือ superior vena cava และ inferior vena cava ซึ่งรวมเลือดดำทั้งหมดจากส่วนบนและส่วนล่างของร่างกายเข้าสู่หัวใจห้องบนขวาแล้วส่งต่อไปยังห้องล่างขวาแล้วจึงสูบออกจากหัวใจไปสู่ปอดทางเส้นเลือดที่ออกจากหัวใจไปยังปอด (pulmonary artery)   ปอดก็จะรับเลือดที่มีออกซิเจนต่ำ เพื่อทำการแลกเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์กับออกซิเจนที่ปอดในระดับถุงลม โดยเลือดจะดูดออกซิเจนจากถุงลมและปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์์เข้าไปในปอดเพื่อขับออกนอกร่างกายในจังหวะหายใจออก และเลือดที่มีออกซิเจนในปริมาณเข้มข้นสูงนี้จะไหลจากปอดสู่หัวใจทางเส้นเลือดจากปอดเข้าหัวใจ (pulmonary vein) ทางห้องล่างซ้ายแล้วถูกส่งออกจากห้องบนซ้ายไปสู่ส่วนอื่นๆ ของร่างกาย

heart

การนำแก๊สออกซิเจนไปให้เนื้อเยื่อและรับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์มายังปอดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะผ่านระบบไหลเวียนเลือด ดังแสดงในรูปที่ 1.12 ความเข้มข้นของแก๊สจะวัดในรูปของ
ความดันแก๊ส ซึ่งมีหน่วยเป็นมิลลิลิตรปรอท (mm Hg) ตัวอย่างเช่น อากาศที่หายใจเข้ามีออกซิเจน 21% ซึ่งคือ 0.21 x 760 มล.ปรอท หรือเท่ากับ 160 มล.ปรอท

หายใจออก ในถุงลม ในเนื้อเยื่อ และในเลือดที่เข้าถุงลม ออกจากถุงลม และเลือดที่ออกจากเนื้อเยื่อและที่มาเลี้ยงเนื้อเยื่อ จะเห็นได้ว่า ที่ๆ มีความดันออกซิเจนสูง (และคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำ) คือ อากาศที่หายใจเข้า อากาศในถุงลม เลือดที่ออกจากถุงลมไปสู่หัวใจ (เพราะผ่านการแลกเปลี่ยนแก๊สมาแล้ว) และเลือดที่มาเลี้ยงเนื้อเยื่อ คือ มีความดันออกซิเจนเท่ากับ 160, 104 , 104 และ 100 มล.ปรอท ตามลำดับ ส่วนที่ๆ มีออกซิเจนต่ำ คือ เซลล์ในเนื้อเยื่อ เลือดที่ออกจากเนื้อเยื่อ เลือดที่ออกจากหัวใจไปสู่ปอด เลือดที่ผ่านเข้าถุงลม คือประมาณ 40 มล.ปรอท ให้สังเกตว่าแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์์จะมีค่าความดันที่ต่างกับออกซิเจน คือ จะสูงในเนื้อเยื่อและเลือด (ประมาณ 40-45 มล.ปรอท) และต่ำในอากาศ (0.2 ในอากาศที่หายใจเข้า และ 27 ในอากาศที่หายใจออก)

res2

หัวใจทางซีกขวาจะรับเลือดที่มีออกซิเจนต่ำ (40 มล.ปรอท) และส่งไปยังปอด เกิดการแลกเปลี่ยนแก๊สกับถุงลมที่มีความดันออกซิเจน 104 และความดันคาร์บอนไดออกไซด์ 40 และส่งกลับเข้าหัวใจทางด้านซ้าย เพื่อส่งไปตามเส้นเลือดไปให้เนื้อเยื่อ เลือดที่เข้ามาที่เซลล์นี้มีความดันออกซิเจนประมาณ 100 และความดันคาร์บอนไดออกไซด์ 40 เซลล์นำออกซิเจนไปใช้เกิดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งจะถูกนำไปสู่หัวใจทางด้านขวาเพื่อส่งไปปอดต่อไป เกิดเป็นวัฏจักรเช่นนี้ตลอดไป

lungs

อ้างอิงจาก : http://www3.ipst.ac.th/research/assets//web/mahidol/respiration(1)/Lesson1_menu.html

About these ads

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s