Sinh lý hô hấp

CHƯƠNG 3 : SINH LÝ HÔ HẤP

I.
TẦM QUAN TRỌNG CỦA HÔ HẤP
II.
SỰ HÔ HẤP NGOÀI
III.
SỰ TRAO ĐỔI KHÍ
1.Ý nghĩa sinh học:

Hô hấp là sự trao đổi khí liên tục giữa cơ thể sống với môi trường xung quanh. Trong cơ
thể luôn có sự oxyt hóa chất dinh dưỡng để sản xuất nhiệt, công, các sản phẩm mới..., nhờ O2
lấy trong môi trường. Sản phẩm cuối cùng của trao đổi chất là CO2 và H2O cùng một số hợp
chất khác, về sau sẽ bị thải ra ngoài cơ thể. Việc lấy O2 và thải CO2, H2O là một nhu cầu thiết
yếu của sự sống. Sinh vật càng cao, càng khó chịu đựng sự đói O2 và sự ứ đọng CO2, H2O .
Các động vật cao, nhất là người, nếu hô hấp gián đoạn chỉ vài phút sau là chết.
2.Tiến hóa của hệ hô hấp:

Trên cơ thể động vật, bộ phận để cho O2 từ môi trường ngoài khuếch
tán vào trong
tế bào và CO2 khuếch tán ra khỏi tế bào được gọi là -
Bề mặt hô hấp.

Ở động vật đơn bào và đa bào nhỏ như thủy tức, giun dẹp, đỉa phiến,
sự trao đổi khí
thực hiện trực tiếp qua màng tế bào và màng cơ thể. Ngay ở thú hô hấp qua da và một phầ
n qua
ống tiêu hóa vẫn còn chiếm 1-2% trao đổi khí.
Với các động vật có tổ chức cao, hệ hô hấp chuyên trách xuất hiện, chủ yếu gồm 3 kiểu:
Mang,khí quản và phổi.

(Mang: Là phần uốn cong ra ngoài của bề mặt cơ thể được chuyên hóa cho sưü trao đổi
khí. Ở một số ÐV không xương như: Sao biển, mang có hình dạng đơn giản và được phân bố
gần như trên toàn bề mặt cơ thể. Ở giun đốt mang được mở ra ở một số đốt thân hoặc có hình
lông chim tập hợp thành đám ở đầu hoặc đuôi. Ở sò, tôm và nhiều ÐV khác mang được giới
hạn ở một vùng cơ thể. Ở 1 số loài như: Sâu bọ, tôm cua và ấu trùng ở nước cũng có mang với
nhiều hình dạng khác nhau. Sự trao đổi không khí qua mang khi nước đi qua bề mặt hô hấp
hiệu qủa đến mức làm cho mang có thể lấy 80% O2 hòa tan trong nước. Do O2 hòa tan trong
nước ít, vì vậy cần phải có sự thông khí. Dòng nước chảy qua mang liên tục để thông khí làm
cho ÐV có mang phải dành một số năng lượng nhất định cho sự thông khí.
(Ôúng khí: Là 1 hệ thống ống phân nhánh khắp cơ thể côn trùng. Các ống nhỏ nhất tiếp
xúc với bề mặt của hầu hết tế bào, nơi đây khí được trao đổi bởi sự khuếch tán qua lớp biểu mô
ẩm ướt lót ở đầu tận cùng của hệ thống ống khí. Tất cả các tế bào của cơ thể đều bộc lộ trong
I. TẦM QUAN TRỌNG CỦA HÔ HẤP
TOP
Page 1 of 7Sinh ly ho hap
7/16/2007 />môi trường hô hấp, nên hệ tuần hoàn mở của côn trùng không tham gia vào việc vận
chuyển O2 và CO2. Sự chuyển động nhịp nhàng của cơ thể để đóng và mở các ống khí- Là sự
thông khí.
Phổi: Ðộng vật từ bò sát trở lên thở bằng phổi, kể cả ba ba, rùa biển và các loài th
ú đã
quay trở lại ở nước như cá voi, cá heo. Lúc đầu phổi được hình thành từ một chỗ lõm sâu của
hệ tiêu hóa, nhưng ở thú và người hệ hô hấp đã tách khỏi hệ tiêu hóa chỉ còn giao nhau ở phần
đầu.
Ở người: Không khí đi vào phổi qua 1 hệ thống ống phân nhánh. Khí đi vào hệ thố
ng
này qua mũi, chúng được lọc bởi các lông mũi, được sưởi ấm, làm ẩm ướt khi đi ngang qua
xoang mũi. Xoang mũi dẫn vào hầu, rồi đến thanh quản có vách bằng sụn (Thanh quản còn là
cơ quan phát âm( . Từ thanh quản, không khí đi ngang qua khí quản vào phế quản và vào phổi.
Trong phổi, phế quản phân nhánh nhiều lần thành các ống nhỏ hơn gọi là tiểu phế quả
n.

Lớp biểu mô bên trong các phế quản được bao phủ bởi các tiêm mao và 1 lớp màng nhầy
mỏng. Chất nhầy giữ bụi, hạt phấn và các chất bẩn khác, nhờ chuyển động của tiêm mao đẩy
chất nhầy xuống yết hầu, tại đây chúng được nuốt vào thực quản. Qúa trình này giúp làm sạch
đường hô hấp. Cuối cùng các phế quản nhỏ nhất đi vào các phế nang (Hình 3.1(.
Lớp biểu mô mỏng của hàng triệu phế nang trong phổi giữ vai trò như một bề mặt hô
hấp. O2 trong không khí sẽ được hòa tan trong lớp màng ẩm và khuếch tán qua biểu mô đi vào
lưới mao mạch xung quanh phế nang. CO2

khuếch tán từ các mao mạch qua biểu mô của phế
nang rồi đi vào không khí.Các cơ hô hấp như cơ liên sườn, cơ hoành tạo áp xuất âm giúp cho
sưü thông khí.
1. Ðộng tác thở:


Ðộng tác hít vào:

- Hít vào bình thường: Ðược thực hiện do các cơ hít vào co lại làm tăng kích thước của
lồng ngực theo cả 3 chiều: trước, sau và ngang.
Tăng chiều thẳng đứng: Ðáy của lồng ngực là cơ hoành, bình thường cơ hoành lồi lên
phía lồng ngực theo 2 vòm, khi cơ hoành co nó phẳng ra, hạ thấp xuống do đó làm tăng chiều
thẳng đứng của lồng ngực. Cơ hoành cứ hạ xuống 1cm thì thể tích lồng ngực tă
ng 250cm3. Khi
hít vào bình thường, cơ hoành hạ thấp khoảng 1,5 cm, hít vào cố gắng có thể hạ tới 7- 8cm. Khi
liệt cơ hoành hô hấp sẽ bị rối loạn nghiêm trọng.
Tăng chiều trước sau và chiều ngang: Ở tư thế nghỉ ngơi, các xương sườn chếch ra trước và
xuống dưới, khi các cơ hít vào co lại, xương sườn quay xung quanh 1 trục đi qua 2 điểm khớp
với đốt sống và chuyển từ tư thế chếch xuống sang tư thế ngang hơn, do đó tăng đường kính
trước sau và đường kính ngang của lồng ngực Hình 3.2

II. SỰ HÔ HẤP NGOÀI
TOP
Page 2 of 7Sinh ly ho hap
7/16/2007 />
Ngoài cơ hoành, cơ liên sườn ngoài còn có sự tham gia của cơ bậc thang, cơ răng cưa lớn ,
cũng làm tăng thêm thể tích lồng ngực.
- Hít vào cố gắng: Khi hít vào cố gắng có sự tham gia thêm của 1 số cơ : Cơ ức đòn
chũm, cơ ngực, cơ chéo là những cơ hít vào phụ. Những cơ này bình thường tựa vào những vị
trí bất động là lồng ngực để làm cử động đầu và tay. Lúc hít vào cố gắng thì đầu và tay trở
thành tương đối bất động, các cơ hô hấp phụ tì vào nơi đó mà nâng xương sườn lên.

Ðộng tác thở ra:


-Thở ra bình thường: Là động tác thụ động vì không đòi hỏi năng lượng co cơ . Khi các
cơ hít vào như cơ hoành, cơ liên sườn ngoài giãn, đồng thời cơ liên sườn trong co theo phương
ngược lại với cơ liên sường ngoài, lồng ngực trở về vị trí cũ dưới tác dụng của sức đàn hồi ngự
c
phổi và sức chống đối của các tạng bụng làm xương sườn hạ xuống, cơ hoành lồi lên, giảm
dung tích lồng ngực, đẩy không khí ra ngoài.
- Thở ra cố gắng: Có sự hỗ trợ của các cơ thành bụng. Những cơ này khi co lại kéo các
xương sườn xuống thấp hơn, dồn cơ hoành lồi lên ngực, đây là động tác tích cực, đòi hỏi tiêu
tốn năng lượng.
Ðộng vật có 3 phương thức thở: thở ngực, động tác hít vào chủ yếu do tác dụng của cơ
liên sườn ngoài. Thở bụng do tác dụng của cơ hoành. Thở
ngực bụng, do phối hợp cơ hoành
và cơ liên sườn.

2..Nhịp hô hấp

4. Thể tích hô hấp


Thể tích hô hấp là thể tích khí trao đổi khi hô hấp.

Dung tích sống là thể tích khí huy động được sau 1 lần hít vào gắng sức và thở ra gắ
ng
hết sức. Nó là thể tích tối đa có thể trao đổi trong 1 lần hô hấp,do đó phần nào biểu hiện thể lực.
Page 3 of 7Sinh ly ho hap
7/16/2007 /> Dung tích sống của người trưởng thành 2,5-3 lít ở nữ và 3,5- 4 lít ở nam
- Khí lưu thông:Thể tích khí hít vào và thở ra bình thường, ở Người khoảng 500ml
- Khí bổ sung: Hít gắng sức thêm, khoảng 1500ml

- Khí dự phòng: Thở ra gắng sức, khoảng 1500ml

Dung tích sống của ngựa: 26-30 lít, của chó 350-400ml.

Khi thở ra tận lực trong phổi vẫn còn 22,1% khí đọng lại ở các đường hô
hấp gọi l
à
khí cặn.


5. Sự điều tiết hô hấp


5.1. Cơ chế thần kinh:

Các tế bào thần kinh vận động cơ hô hấp nằm trong sừng trước của chất
xám tủy:

- Tế bào của dây ngực - bụng phụ trách cơ hoành nằm trong đoạn cổ 3 và 4
- Dây liên sườn xuất phát từ các đoạn ngực của tủy sống.
- Trung khu hô hấp nằm ở hành tủy, gần đáy của não thất IV, cạnh cấu tạo chóp bút lông.
- Trung tâm ức chế hô hấp (trung tâm ngừng thở( nằm trên cầu não có tác dụng điều hòa h
ô
hấp, bằng tác động có chu kỳ ức chế trung khu hít vào để trung khu thở ra phát huy tác dụng.
Hình 3.3


Ðiều tiết bằng phản xạ:

Khi ta hít vào, xung động được truyền từ trung khu hít vào trên hành não theo các sợi vậ
n
động tới cơ hoành và cơ liên sườn để nâng xương sườn lên, đồng thời xung động lên cầu não
tới trung khu điều hòa hô hấp nằm ở cầu não, từ trung tâm này có luồng xung động đi xuống ức
chế trung tâm thở ra, gây động tác hít vào.
Khi trung tâm thở ra phát xung, thì trung tâm hít vào bị ức chế. Khi hít vào, phổi căng khí thì cá
c
xung thần kinh từ các thụ quan ở thành phế nang và các cơ hô hấp theo đường dẫn truyền thần kinh
hướng tâm về hành tủy, sẽ ức chế trung khu hít vào và kích thích trung khu thở ra. Kết qủa là cơ hoành
và cơ liên sườn ngoài giãn, thể tích lồng ngực thu hẹp lại ép phổi xẹp xuống gây động tác thở ra. Khi thở
ra, phổi xẹp xuống, các xung thần kinh từ các thụ quan trở về gây ức chế trung khu thở ra và kích thích
trung khu hít vào. Sự thở ra và hít vào thực hiện một cách tự động kế tiếp nhau theo cơ chế tự điều hòa,
không cần có sự kiểm soát của vỏ não.
Khi màng nhày hốc mũi bị kích thích, gây phản xạ co phế quản hoặc động tác hít vào sâu v
à
chậm, sau đó thở ra rất mạnh và nhanh (hắt hơi(. Kích thích màng nhày khí quản gây phản xạ tống mạnh
hơi ra ngoài, lúc thanh quản đang khép (ho(.
Page 4 of 7Sinh ly ho hap
7/16/2007 />5.2.Cơ chế hóa học điều hòa hô hấp:

- Vai trò
CO
2 : Khi nồng độ co2 tăng (hoặc acíd carbonic(, làm cho hô hấp tăng
lê
n, khi
tăng qúa nồng độ co2 gây trịêu chứng ngộ độc như nhức đầu, buồn nôn, rối loạn tuần hòan, mê...
Ở trẻ sơ sinh do tuần hoàn thai bị cắt, cơ thể không thải được co2 , đồng thời do trẻ cử độ
ng,
CO2 trong máu tăng kích thích trung tâm hít vào gây động tác hô hấp đầu tiên của đứa trẻ.
- Vai trò O2: Khi nồng độ O2 trong máu xuống thấp có tác dụng tăng thông khí, lúc đầu chỉ tă
ng
biên độ, sau tăng cả tần số.
Khi lượng khí CO2 tăng cao hay lượng O2 giảm thấp, tác động lên các thụ quan hóa học ở
xoang
động mạch cảnh sẽ truyền xung động về trung tâm hô hấp ở hành tủy, gây phản xạ tăng hô hấp. Ngược
lại, huyết áp tăng ở xoang động mạch cánh và quai động mạch làm giảm hô hấp.
Luồng thần kinh từ vỏ não làm cho ta có thể điều chỉnh cử động hô hấp theo ý muốn. Khi mộ
t
vùng của vỏ não đang hưng phấn mạnh, vùng này sẽ phát xung ức chế các vùng xung quanh, trong đó có
cả trung tâm hô hấp. Ví dụ hô hấp giảm khi tập trung làm toán. Ðau, cảm xúc, sợ hãi sẽ gây nên những
luồng thần kinh đi từ vỏ não, hệ viền, vùng dưới đồi làm thay đổi hô hấp (hình 3.4)




Hình 3.4. Sơ đồ điều hòa hô hấp

1. Sự trao đổi khí ở phổi

Sự trao đổi khí được diễn ra trên bề mặt hô hấp. Ở người có khoảng 700 triệu phế bào với diệ
n
tích chung là 103,5 m2 ở nữ và 130 m2 ở nam, lớp mô bì của phế bào rất mỏng khoảng 0,004 mm. Diện
tích chung của mao mạch tiếp xúc với phế bào rất lớn - khoảng 6000 m2.

Phân áp khí (áp xuất từng phần)


Không khí ở phế bào thường bão hòa hơi nước do:
- Áp xuất của không khí là 760 mmHg
- Áp xuất từng phần của hơi nước là 50 mmHg
- Áp xuất riêng của không khí trong phế bào (Cả khí thở ra( là
760-50= 710mmHg.

Tỷ lệ % của khí hô hấp ở người:
III. SỰ TRAO ÐỔI KHÍ
TOP
Page 5 of 7Sinh ly ho hap
7/16/2007 />