SINH LÝ HÔ HẤP
Mục tiêu
-
Trình bày được tóm tắt hiện tượng cơ học, hoá học trong hô hấp.
-
Trình bày được tóm tắt các cơ chế điều hoà hô hấp.
Nội dung
Cơ thể sống được là nhờ năng lượng được giải phóng ra trong quá trình Oxy
hoá ở các tế bào. Các phản ứng đó được thực hiện nhờ có Oxy được đưa từ môi trường
vào và sau đó giải phóng ra CO2. Hô hấp là quá trình thực hiện nhiệm vụ trao đổi
khí giữa cơ thể và môi trường thông qua các hiện tượng cơ học, lý hoá học và điều
hoà hô hấp.
1. Hiện tượng cơ học:
Là các động tác thở làm thay đổi thể tích của phổi, lồng ngực. Khí được đưa
vào và ra ngoài cơ thể. Quá trình này thực hiện nhờ sự co giãn của các cơ hô hấp
và áp suất âm tính của khoang màng phổi.
1.1 Các động tác thở:
1. 1. 1. Động tác hít vào:
- Mang tính chất chủ động.
- Tốn nhiều năng lượng do sự co của các cơ hô hấp.
- Được thực hiện nhờ dây thần kinh vận động hưng phấn điều
khiển (dây phế vị).
+ Cơ hoành co làm vòm hoành hạ xuống lồng ngực to ra về chiều dọc.
+ Cơ liên sườn ngực co dẫn đến xương sườn dâng lên cao nhô ra trước.
Do đó lồng ngực nở ra trước và 2 bên. Lồng ngực nở, áp suất khoang màng
phổi giảm dẫn đến phổi nở ra. Do sự chênh lệch áp suất khí giữa phế nang và môi
trường bên ngoài, khí sẽ đi từ ngoài vào
phổi.
Khi
hít vào cố gắng : Đây là cử động theo ý muốn sẽ có sự tham gia của các cơ thở
phụ. Sẽ hít được nhiều khí hơn so với bình thường.
1. 1. 2. Động tác thở ra:
Kết thúc kỳ hít vào các dây thần kinh
vận động bị ức chế (dây phế vị), các cơ hô hấp không co mà giãn ra. Lồng ngực
trở về vị trí ban đầu, thể tích phổi giảm theo, áp suất khí ở khoang màng phổi
tăng, áp suất khí ở phế nang cũng tăng, vì vậy khí sẽ đẩy từ phổi ra ngoài.
- Động tác thở ra bình thường là động tác thụ động, vô ý
thức, không tốn năng lượng.
- Thở ra cố gắng: Là cử động theo ý muốn.
1.2. Nhịp thở và số lần thở :
1.2.1. Nhịp thở: 1 lần hít vào - 1 lần thở ra.
Trong nhịp thở thời gian hít vào bằng 5/8 thời gian thở ra nhưng khi ta
nghe ở phổi thì tiếng hít vào to và dài hơn tiếng thở ra.
1.2.2. Số lần thở: Chỉ số sinh tồn.
Bình thường người lớn và trẻ em từ 16 tuổi trở lên: Từ 18 (25 lần/phút, trẻ
từ 5 đến 15 tuỏi là 26 lần, trẻ mới đẻ trên 40 lần.
- Khi viêm phổi nhịp thở tăng.
- Thay đổi sinh lý nhịp thở thay đổi (khi lao động... ).
1.3. Dung lượng
phổi:
Là thể tích khí tối đa mà phổi có thể chứa được
bao gồm:
1.3.1. Dung tích sống: Là số khí tối đa phổi huy động được trong 1 lần thở
(3,5l).
- Thể tích khí lưu thông: Là số lít khí vào ra phổi trong 1 lần thở bình thường.
Trung bình (0,5l) nhưng chỉ vào tới phế nang được 0,3l.
- Thể tích khí bổ xung: 1,5l là số
khí hít thêm được khi cố hít hết sức.
- Thể tích khí dự trữ: Là số khí thở
ra thêm được khi thở ra cố gắng (1,5l)
1.3.2. Thể tích khí cặn: (1- 1,5l) Là số khí còn lại trong phổi sau khi thở
ra hết sức.
Dung tích sống thay đổi theo tuổi, giới và tình trạng cơ thể, tư thế, vận động
luyện tập (tư thế ngồi dung tích sống
cao hơn tư thế nằm).
1. 4. Sự thông khí :
- Bình thường 1 lần thở có khí lưu thông vào phế
nang: 0,3l mới.
- Khí cũ còn trong phổi bao gồm: Thể tích khí dự trữ và thể tích khí cặn: 1,5l + 1,5l = 3l. Mỗi
khi thở bình thường có 0,3 l khí mới vào để thay cho 3l khí cũ có trong phổi. Như
vậy mỗi lần thở sẽ thay được 1/10 khí cũ (Tỷ số thông khí = 1/10).
2. Hiện tượng lý, hoá học trong hô hấp :
Là hiện tượng biến đổi về nhiệt độ, độ
ẩm và về thành phần các chất khí chủ yếu là Oxy và khí cacbonic.
2.1. Thay đổi về độ ẩm và nhiệt độ
- Khi hít vào, khí hít vào trộn với khí cũ,tiếp xúc với
lớp biểu mô phủ của đuờng hô hấp vì vậy được sưởi ấm và lọc bụi.
2.2. Sự trao đổi O2 và CO2.
2. 2. 1. Biến đổi về
O2 và CO2.
|
Khí thở
|
Oxy
|
Cacbonic
|
Nitơ và các khí khác
|
|
Khí hít vào
Khí thở ra
Khí phế nang
|
20,44 %
16,30%
14,20%
|
0,03%
4%
5,20%
|
79,03%
79,03%
80,60%
|
Xem bảng so
sánh: Ta thấy khí hít vào nhiều Oxy và ít khí cacbonic hơn khí thở ra.
O2 đi từ ngoài
vào máu đến tế bào, CO2 đi từ tế bào vào máu, từ máu ra phổi và cuối cùng từ
phổi ra ngoài. Sở dĩ có đưưc sự trao đổi khí là do sự khuyếch tán của khí từ nơi
có phân áp cao sang nơi có phân áp thấp, cấu tạo đặc biệt của phế nang và nhờ
Hb.
2.2.2. Sự trao đổi
khí :
-
Trao đổi O2 và CO2 giữa
phổi và máu.
Khí từ ngoài
vào phổi có phân áp O2 = 100mmHg, CO2= 40mmHg. Trong khi đó trong máu của lưới
mao mạch bao quanh có phân áp O2= 40mmHg, CO2= 46mmHg. Do sự khuyếch tán của
khí O2 từ phổi vào máu, CO2 từ máu vào phổi. Máu giảm bớt CO2 và tăng thêm O2
nên máu có màu đổ tươi trở về tim trái.
- Trao đổi O2 và CO2 giữa máu và tế bào.
Máu động mạch đến
tế bào có phân áp = 94mmHg, CO2= 40mmHg. Trong khi đó tế báo có phân áp O2 =
30mmHg, CO2 = 50 mmHg. Vì vậy O2 đi từ máu
động mạch vào đến tế bào và CO2 từ tế bào vào máu làm máu có màu đổ sẫm trở
về tim phải rồi đưa lên phổi để trao đổi khí.
Các tế bào hoạt
động được nhờ có phổi cung cấp O2, mất O2 thì tế bào sẽ không hoạt động. Do cấu
trúc của tế bào khác nhau mà khả năng chịu đựng sự thiếu O2 của mỗi tế bào sẽ
khác nhau, tế bào não chịu đựng kém nhất (nếu thiếu Oxy quá 3 phút tế bào không
hồi phục đưược chức năng) thiếu 8 giây mất hoạt động bình thường. Vì vậy ở các
trường hợp ngừng hô hấp ta phải hô hấp nhân tạo cho bệnh nhân.
3. Điều
hoà hô hấp (Hình 44):
Điều hoà hô hấp
là các quá trình thay đổi hoạt động của trung tâm hô hấp làm cho nhịp thở phù
hợp với moị điều kiện sinh hoạt của cơ thể.
3.1. Phản xạ tự động của trung tâm hô hấp :
Trung tâm hô
hấp là một đám tế bào thần kinh của hành não và cầu não điều khiển hoạt động hô hấp. Phần trước là trung tâm hít vào và
phần sau là trung tâm thở ra.
Đặc tính của 2 phần này là cứ phần nọ hưng phấn thì phần kia ức chế và điều
khiển nhịp thở theo phản xạ tự động như sau :
Khởi đầu trung tâm hít vào tự động hưng phấn. Hưng phấn này truyền theo các
dây thần kinh vận động tới kích thích các cơ hô hấp co lại làm lồng ngực nở ra
gây nên động tác hít vào. Hưng phấn cũng được lan toả lên tới trung tâm điều
chỉnh ở hành tuỷ. Trung tâm này bị kích thích, gây ức chế lại trung tâm hít
vào, gây thở ra. Sau đó trung tâm hít vào lại tự động hưng phấn, gây ra một chu
kỳ thở mới.
3.2. Cơ chế điều hoà
hô hấp:
Dựa trên cơ chế điều hoà hô hấp giúp chúng ta ứng dụng trong việc thổi
ngạt, dùng kích thích đau, nóng lạnh để kích thích hô hấp như trường hợp trẻ đẻ
ra bị ngạt chưa khóc ngay v. v... Cơ chế điều hoà hô hấp gồm có:
3.2.1. Cơ chế hoá
học điều hoà hô hấp :
Trong cơ chế này, vai trò của CO2 trong máu rất quan trọng. Khi CO2 trong
máu tăng lên sẽ kích thích trung tâm hô hấp làm nhịp thở nhanh lên, nhưng nếu
CO2 trong máu quá cao lại gây ức chế trung tâm hô hấp làm cho ngừng thở.
Ngược lại nếu CO2 trong máu giảm sẽ làm cho nhịp thở chậm lại và nếu CO2 giảm
quá nhiều có thể gây ra ngừng thở. Khí CO2 trong máu còn tác động vào các bộ
phận cảm thụ ở quai động mạch chủ và xoang động mạch cảnh, qua các dây thần
kinh lên điều hoà hoạt động trung tâm hô hấp. Do đó hoạt động của trung tâm hô
hấp cần có một nồng độ khí CO2 nhất định, nên khi người bệnh ngừng thở người ta
thường dùng khí Cacbonic (trong đó có 95% CO2 và 5% O2) cho người bệnh.
3.2.2. Điều hoà của
vỏ não :
Vỏ não có ảnh hưởng thường xuyên đến hô hấp làm thay đổi tần số và độ sâu
của nhịp thở ví dụ :
Ta có thể tự ý thở nhanh, chậm, nông, sâu hoặc nhịp thở trong một thời gian
ngắn hoặc điều hoà thở dài ngắn khi nói, khi hát v. v...
Những kích thích tâm lý, vui, xúc động v. v...thường làm thay đổi hô hấp có
khi bị nghẹn thở.
3.2.3. Điều
hoà của các phản xạ ngoại biên :
Kích thích các dây thần kinh cảm giác
như đau, nóng, lạnh, điện giật nhẹ v. v...thường làm cho thở nhanh lên, nếu
kích thích quá mạnh có thể làm ngừng thở.
Ngửi phải hơi độc hoặc thuốc mê mạnh
(như chloroform) có thể làm ngừng thở đột ngột.
Ngửi thấy các mùi thơm gây thở nhanh, các mùi thối gây ức chế thở.
3.2.4. Vai trò của dây X trong hô hấp :
- Khi hít vào, các phế nang giãn ra kích thích dây phế vị
(dây X) làm hưng phấn trung tâm thở ra, đồng thời ức chế trung tâm hít vào làm
các cơ hô hấp giãn ra, làm lồng ngực xẹp xuống, gây nên động tác thở ra.
- Khi thở ra, các phế nang co lại không kích thích dây
phế vị (dây X) nữa thì trung tâm thở ra lại bị ức chế và trung tâm hít vào lại
hưng phấn và có thể tiếp tục điều khiển nhịp thời đều đặn.
