Sinh lý hô hấp
2. Quá trình phát triển
Trao đổi khí qua bề mặt cơ thể: động vật đơn bào, một số động vật đa bào như ruột khoang, giun tròn, giun dẹp, giun đốt
Đa số động vật đa bào, quá trình hô hấp do cơ quan hô hấp đảm nhiệm. Cơ quan này phát triển phụ thuộc nhiều vào môi trường sống
Trao đổi khí qua mang là các động vật sống ở nước như cá, tôm, cua.
Trao đổi khí qua hệ thống ống khí: ở sâu bọ, hệ thống ống khí thông ra bên ngoài qua lỗ thở.
Trao đổi khí qua phổi: chim và thú. ở chim còn có hệ thống ống khí nằm trong phổi với hệ thống mao mạch bao quanh.
Một số động vật có sự kết hợp hô hấp qua da và phổi: ếch nhái. Tuy nhiên đối với động vật này sự hô hấp qua da đóng vai trò chủ yếu
II. Hệ thống cơ quan hô hấp ở người
Cấu tạo vòng sụn hở của khí quản
Hình ảnh cơ quan hô hấp ở người
Cấu tạo phổi ở người
III. Chức năng hô hấp của phổi
Cấu tạo phế nang
Tại sao có áp lực âm trong khoang màng phổi?
Giai đoạn bào thai, hai lá thành và tạng dính sát nhau, toàn bộ phổi không có không khí (chưa có hoạt động hô hấp).
Tiếng khóc chào đời là lúc phổi bắt đầu hoạt động, lồng ngực giãn nở mạnh, phổi cũng nở to dần.
Tốc độ giãn nở của lồng ngực nhanh hơn phổi. Phổi có tính đàn hồi cao nên sau khi giãn ra, nó có xu hướng kéo lại. Kết quả làm khoang màng phổi được nới rộng ra. Vì thể tích và áp lực tỉ lệ nghịch với nhau nên áp lực không khí trong khoang màng phổi luôn nhỏ hơn áp lực khí quyển, nó được gọi là áp lực âm.
Giá trị áp lực âm thay đổi như thế nào?
Lúc bình thường: -2 đến -4 mmHg.
Lúc hít vào -8 mmHg, hít vào cố sức -15 đến -30 mmHg
Khi thở ra cố sức: -1 đến 0 mmHg.
Vai trò của áp lực âm trong khoang màng phổi?
Giá trị áp lực âm tồn tại, chứng tỏ phổi là một khoang kín ? do đó phổi có thể hoạt động một cách thụ động theo sự tăng giảm của thể tích lồng ngực.
Trường hợp mất áp lực âm: lúc bị thương, thủng khoang màng phổi, hoặc khi trong khoang có nước (bệnh tràn dịch màng phổi, khí hung, khí thũng), phổi không hoạt động được (thậm chí bị xẹp lại), dẫn đến tình trạng ngạt thở, có thể gây tử vong.
Khi áp lực âm tăng lên (lúc hít vào) tạo nên sức hút một chiều làm cho máu từ các tĩnh mạch lớn chảy về tim.
Phổi bị xẹp lại khi mất áp lực âm
Giá đỡ
Canuyn
Nút
Chuông thuỷ tinh
áp kế
Phổi
Màng cao su đáy (cơ hoành)
Màng cao su ở thành bên
ống thuỷ tinh có khóa
Mô hình hô hấp kế Funke-Donkers
Tiến hành thí nghiệm
Đẩy màng bịt đáy lên cao (tương tự khi thở ra, cơ hoành nâng lên) và đóng khoá ở ống thuỷ tinh ? thể tích trong bình giảm, hai phổi ếch xẹp lại. Màng cao su phồng ra, áp lực tăng đẩy cột nước (cột thuỷ ngân) ở nhánh ngoài cao hơn nhánh trong.
Kéo màng bịt đáy xuống (hít vào), đóng khoá ở ống thuỷ tinh ? thể tích bình tăng, hai phổi ếch phồng lên, màng cao su ở thành bên lõm vào, áp lực giảm làm cột nước ở nhánh trong cao hơn nhánh ngoài.
Mở khóa ở ống thuỷ tinh để không khí trong và ngoài bình thông nhau ? không có hiện tượng gì
Kết luận:
Phổi hoạt động thụ động theo sự tăng giảm thể tích lồng ngực
Khoang màng phổi phải là một khoang kín.
3. Sự thay đổi thể tích lồng ngực trong các
cử động hô hấp
Khi hít vào: thể tích lồng ngực tăng theo 3 chiều
Trên - dưới: cơ hoành co. Diện tích cơ hoành 250 cm2, nếu cơ hoành hạ thấp 1cm thể tích lồng ngực tăng 250 cm3.
Trước - sau và trái - phải: do cơ liên sườn ngoài co vừa nâng xương sườn ra phía trước vừa giãn rộng ra hai bên.
Khi thở ra: thể tích lồng ngực giảm
Nhịp thở: nam 16 � 3, nữ 17 � 3 nhịp/phút (VNam). Nhịp thở thay đổi theo trạng thái hoạt động, sinh lý (xúc cảm, nhiệt độ tăng làm tăng nhịp thở)
4. Các thể tích hô hấp
Khí lưu thông (Tidal Volume = TV): 0.5 lit
Dự trữ thở ra (ERV): 1.5 lít
Dự trữ hít vào (khí phụ) (IRV): 1.5-2.5 lít
Khí cặn (RV): 1 lít
Dung tích sống (sinh lượng phổi)
VC = TV + ERV + IRV
Dung lượng phổi TCL = VC + RV
Các thể tích hô hấp phụ thuộc vào tuổi, chiều cao, giới tính

5. Giải thích
Tại sao trẻ sinh ra lại khóc?
Việc cung cấp dưỡng khí cho thai hoàn toàn do máu mẹ (qua nhau thai). Khóc là nhịp hô hấp đầu tiên của trẻ
Thuyết cơ giới: sau khi đẻ do ảnh hưởng về thay đổi áp lực, nhiệt độ, va chạm vào da (đỡ đẻ). sẽ kích thích phản xạ thở xuất hiện nhanh
Thuyết sinh hoá: sau khi kẹp, cắt cuống rau, hàm lượng O2 trong máu trẻ giảm, CO2 tăng làm thay đổi pH máu ? kích thích trung tâm hô hấp làm trẻ thở.
Tại sao trẻ em dễ mắc các bệnh đường hô hấp?
Khoang mũi nhỏ và ngắn nên không khí vào mũi không được lọc sạch và sưởi ấm một cách đầy đủ.
Khả năng bảo vệ của lớp niêm mạc mũi yếu nên các kích thích tác động vào niêm mac dễ gây rối loạn nhịp thở.
Thanh quản, khí quản, phế quản có vòng sụn mềm, dễ biến dạng, niêm mạc có nhiều mạch máu, do đó khi bị viêm nhiễm ? dễ dẫn đến khó thở, giãn phế quản.
Tổ chức phổi ít đàn hồi nên dễ bị xẹp phổi, giãn phế quản. Màng phổi mỏng dễ bị giãn khi hít vào sâu hoặc khi bị tràn khí, tràn dịch màng phổi.
Khả năng miễn dịch của trẻ còn kém
Phòng chống bệnh về đường hô hấp cho trẻ như thế nào?
IV. Sự trao đổi khí ở phổi và ở mô
1. Nguyên tắc chung
Khuếch tán
Chiều khuếch tán phụ thuộc vào nồng độ hay áp suất riêng phần của từng loại khí, chúng đi từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp hơn.
2. Sự trao đổi khí ở phổi
O2: pO2 trong phế nang là 104 mmHg, trong máu đến phổi là 40 mmHg ? oxy khuếch tán từ phế nang vào máu đến phổi.
CO2: pCO2 trong phế nang là 40 mmHg, trong máu đến phổi là 46 mmHg ? CO2 khuếch tán từ máu vào phế nang.
3. Sự trao đổi khí ở mô
O2: pO2 trong máu động mạch đến mô là 102 mmHg, tại mô là 40 mmHg ? oxy khuếch tán từ máu mao mạch vào mô.
CO2: pCO2 trong máu động mạch đến mô là 40mmHg, tại mô là 46mmHg ? CO2 khuếch tán từ mô vào máu động mạch rời mô.
4. Nhận xét
Hiệu số chênh lệch áp suất riêng phần của khí O2 (khoảng 60mmHg) luôn cao hơn áp suất riêng phần của khí CO2 (khoảng 6mmHg). Tuy nhiên khả năng khuếch tán của CO2 cao hơn O2 tới 25 lần nên đáp ứng đủ yêu cầu cung cấp oxi và đào thải khí cacbonic cho cơ thể.
Đối với O2 chênh lệch 35mmHg sẽ có 6,7ml O2 khuếch tán qua mỗi cm2 màng phế nang trong 1 phút, tương ứng là 6000ml O2 thấm vào máu trên toàn bộ 2 lá phổi. Đối với CO2 chỉ cần chênh lệch 0,03mmHg cũng làm khuếch tán 256ml CO2 trong một phút.
4.1. Sự vận chuyển O2 (tiếp)
Sự kết hợp giữa O2 và Hb còn phụ thuộc vào nhiệt độ và giá trị pH.
Nhiệt độ tăng thì sự kết hợp giảm (Đồ thị C)
pH tăng thì sự kết hợp tăng (Đồ thị B)
4.2. Sự vận chuyển CO2
Dạng hoà tan: trong 100ml máu có khoảng 0,2ml khí CO2, chiếm khoảng 4% toàn bộ lượng CO2 vận chuyển về phổi.
Dạng kết hợp
CO2 kết hợp với H2O của huyết tương (được vận chuyển ở dạng ion cacbonat), chiếm khoảng 3-4% tổng lượng CO2
CO2 + H2O ? H2CO3 ? H+ + HCO3-
CO2 kết hợp với H2O trong HC, chiếm khoảng 70% tổng số CO2
CO2 kết hợp với Hb trong hồng cầu: CO2+ Hb ? HbCO2 dạng này chiếm khoảng 23% tổng số lượng CO2 phải vận chuyển.
V. Sự điều hoà hô hấp
1. Điều hoà theo cơ chế thần kinh
Các trung khu ở hành tuỷ và cầu não
Trung khu pneumotaxic (trung khu điều chỉnh hô hấp): có tác dụng kìm hãm trung khu hít vào ở hành tuỷ
Trung khu hít vào nằm ở hành tuỷ, có các neuron phát nhịp tự động
Trung khu thở ra nằm gần trung khu hít vào
Phản xạ hô hấp
Các neuron của trung khu hít vào hưng phấn một cách tự động ? gây ra động tác hít vào (hít vào được coi là động tác chủ động)
Xung từ trung khu hít vào còn được gửi đến trung khu thở ra và trung khu pneumotaxic ? trung khu thở ra hưng phấn, gây ra động tác thở ra (thở ra được coi là thụ động, là kết quả của sự hít vào).
Đồng thời khi trung khu thở ra hưng phấn nó lại gửi xung sang trung khu hít vào để ức chế trung khu này.
Khi động tác thở ra k