Physiology RS icon

การทำงานของระบบทางเดินหายใจ

Posted on Posted in Library, Physiology

Physiology ใน 1 นาที


“ระบบทางเดินหายใจ”  เป็นระบบสำคัญระบบหนึ่งในร่างกายในการ รักษาสมดุลแก๊ส ในกระแสเลือด โดยมีการทำงานสอดคล้องกับระบบหัวใจและหลอดเลือดอย่างใกล้ชิด

ระบบทางเดินหายใจนี้ มีหน้าที่ในการ เติมแก๊สที่สำคัญเช่น ออกซิเจน เข้าสู่กระแสเลือด และกำจัดแก๊สของเสียจากร่างกายเช่น คาร์บอนไดออกไซด์ และมีการรักษาสมดุล กรด-เบส เพื่อให้เลือดมีสภาวะที่พร้อมใช้งานอยู่ตลอดเวลา

การแลกเปลี่ยนแก๊สที่มีความสำคัญเหล่านี้ เกิดขึ้นในหน่วยที่เล็กที่สุด ที่เรียกว่า “ถุงลม” โดยถุงลมนี้มีหลอดเลือดฝอยที่มีผนังบางทำหน้าที่เป็นเยื่อเลือกผ่าน ล้อมรอบถุงลมนี้อยู่  และในหลอดเลือดเองมีสิ่งที่สำคัญคือ “เม็ดเลือดแดง” ที่ทำหน้าที่ในการขนส่งแก๊สที่มีความสำคัญเหล่านี้

“เม็ดเลือดแดง” จะขนส่ง ออกซิเจน จากที่ๆมีความเข้มข้นสูง ที่บริเวณปอด ไปสู่เนื้อเยื่อบริเวณต่างๆในร่างกาย และ มีการปล่อยออกซิเจนให้เนื้อเยื่อต่างๆ และสุดท้าย ขน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เป็นผลผลิตจากเซลล์ กลับไปที่ปอดเพื่อกำจัดทิ้ง หลังจากนั้นจะรับเอา ออกซิเจน เข้าสู่เซลล์เพื่อเริ่มการขนส่งรอบใหม่อีกครั้ง

 

— จบฉบับย่อ พักชมโฆษณาจาก Google —



— โฆษณาจบแล้ว เข้าเรื่องกันต่อ —

 

Physiology RS inspire

Physiology RS expire

ภาพจาก pixabay.com

การทำงานของระบบทางเดินหายใจ (ฉบับเต็ม)


ย้อนไปเมื่อหลายล้านปีก่อนจากการวิวัฒนาการ (คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้การวิวัฒนาการ)  การศึกษาพบว่า การที่เซลล์ของสิ่งมีชีวิต จะสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ ต้องมีภาวะที่เหมาะสม จึงมีการแลกเปลี่ยนระหว่างสารอาหารที่สำคัญในการดำรงชีวิต ผ่านเยื่อเลือกผ่านคือ เยื่อหุ้มเซลล์  

สิ่งนั้นเองที่เป็นจุดกำเนิด ในการแลกเปลี่ยนแก๊สที่สำคัญต่อการดำรงชีวิตครับ  จากบทเรียนที่ผ่านมาเราได้รู้ว่าดั้งเดิมแล้ว สิ่งมีชีวิตนั้นเกิดในน้ำ และมีการแลกเปลี่ยนแก๊สต่างๆกับ น้ำรอบๆ ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์  

เมื่อเกิดสภาพแวดล้อมในน้ำที่เปลี่ยนแปลง สิ่งมีชีวิตบางกลุ่มจึงพัฒนาอวัยวะในการแลกเปลี่ยนแก๊ส ที่จะสามารถหายใจเอาออกซิเจน ในที่ๆมี “ความเข้มข้นสูงกว่าในน้ำ” ขึ้นมา คือ “แลกเปลี่ยนแก๊สกับอากาศ”  เราเรียกสิ่งนี้ว่า “ปอด” ครับ

“ปอดและระบบทางเดินหายใจ” จะแลกเปลี่ยนแก๊สในร่างกายกับอากาศโดยรอบ แต่โดยพื้นฐานแล้ว หน่วยเล็กๆที่เป็นเยื่อแลกเปลี่ยนในปอด ยังมีความชุ่มชื้นเช่นเดิมครับ   ซึ่งระบบทางเดินหายใจทำงานคู่กัน เป็นทีม กับอีกสองระบบระบบคือ หัวใจและหลอดเลือด และ ระบบเลือด โดยการทำงานเป็นดังนี้ครับ

  • ระบบหัวใจและหลอดเลือด ทำหน้าที่ ปั๊มเลือดเพื่อให้เกิดระบบการหมุนเวียน เลือดที่มีเม็ดเลือด และ แก๊สไปยังส่วนต่างๆของร่างกาย (เรียนรู้เรื่องหัวใจ)
  • ระบบเลือด ทำหน้าที่ ขนส่งแก๊สและสารอาหารที่มีความจำเป็น ไปสู่เซลล์ โดยในบทนี้จะพูดถึง เม็ดเลือดแดง ที่ทำหน้าที่ในการขนส่งแก๊สที่สำคัญเป็นหลัก

ระบบทางเดินหายใจ ทำหน้าที่ เติมและกำจัดแก๊ส ที่มีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของเซลล์ เพื่อรักษาสมดุลแก๊ส และ สมดุล กรด-เบส ในร่างกาย

 

 

กายวิภาคของระบบทางเดินหายใจ


Physiology RS anatomy

ภาพจาก britannica.com

มาเรียนรู้ระบบอัจฉริยะในการแลกเปลี่ยนแก๊สกันครับ โดยระบบทางเดินหายใจจะผ่านอวัยวะหลายอย่าง ที่มีหน้าที่แตกต่างกันดังนี้ครับ

  • จมูก ใช้เพื่อเป็นทางเข้าของอากาศ มีหน้าที่ในการดักจับฝุ่นละออง และเพิ่มความชุ่มชื้นของอากาศ
  • โพรงจมูกและช่องคอ ทำหน้าที่ เพิ่มอุณหภูมิ ดักจับเชื้อโรค และ เพิ่มความชุ่มชื้นของอากาศ
  • ฝาปิดกล่องเสียง ทำหน้าที่กันไม่ให้อาหารที่เรากลืนตกลงสู่ ระบบทางเดินหายใจ
  • กล่องเสียง ใช้ในการสร้างเสียง และเป็นทางเดินหายใจ (และอวัยวะเหนือกล่องเสียงใช้ในการปรับแต่งเสียงครับ)
  • หลอดคอ หลอดลม และ หลอดลมฝอย ทำหน้าที่ลำเลียงอากาศ ดักจับเชื้อโรค และกำจัดเชื้อโรค
  • ถุงลม ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนแก๊ส ระหว่างอากาศที่ลำเลียงมา กับเส้นเลือดฝอยที่ล้อมรอบ

 

 

การแลกเปลี่ยนแก๊สเกิดขึ้นได้อย่างไร?


Physiology RS exchange

การแลกเปลี่ยนแก๊สเกิดจาก ความเข้มข้นที่ต่างกันของแก๊สระหว่างบรรยากาศและในเส้นเลือด ทำให้เกิดการซึมผ่านเยื่อเลือกผ่านที่ผนังของถุงลมและหลอดเลือด และเข้าไปในเลือดอีกที  ซึ่งหมอขอแบ่งการทำงานเป็นสามส่วนหลักเพื่ออธิบายครับ

  1. การทำงานของเม็ดเลือดแดง ซึ่งมีหน้าที่ ขนส่งแก๊ส
  2. ความดันออกซิเจน ทำให้เกิดการขนส่งออกซิเจนสู่เนื้อเยื่อ
  3. การหมุนเวียนเพื่อกำจัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์

 

 

การทำงานของเม็ดเลือดแดง


 

Physiology RS heme

ปรับปรุงภาพจาก : easynotecards.com

เม็ดเลือดแดง เป็นเซลล์เม็ดเลือดชนิดหนึ่ง มีหน้าที่หลักในการขนและส่งแก๊สในระบบหมุนเวียนเลือด  ซึ่งเม็ดเลือดแดงนี้มีอายุขัยประมาณ 120 วันครับ ในร่างกายเรามีการทำลายและการสร้างเม็ดเลือดใหม่ตลอดเวลา

โดยแต่ละเซลล์เม็ดเลือดแดง จะมีส่วนประกอบที่เป็น Hemoglobin(ฮีโมโกลบิน)อยู่ถึง 97% เลยทีเดียวครับ   ซึ่งตัว Hemoglobin(ฮีโมโกลบิน) นี้ประกอบด้วยสารสองชนิดหลักคือ

  • Globin chain (สายโกลบิน) ซึ่งใน 1เซลล์นั้นมีโกลบินทั้งหมด 4 สาย มาจาก Alpha 2 สาย และ Beta อีก 2 สาย
  • Heme (ฮีม) 4 อัน ซึ่งประกอบด้วย ธาตุเหล็กเป็นหลัก และทำให้เลือดมนุษย์มีสีแดง

Hemoglobin(ฮีโมโกลบิน)นี้ ทำหน้าที่ในการ “จับกับแก๊สเพื่อการขนส่ง”  ซึ่ง Hemoglobin(ฮีโมโกลบิน) แต่ละตัว สามารถจับกับแก๊สได้ 4 โมเลกุล

มีการศึกษาว่าในเม็ดเลือดแดงในแต่ละเซลล์นั้นมี Hemoglobin(ฮีโมโกลบิน) มากมายถึง 250 ล้านหน่วยเลยทีเดียวครับ

ซึ่ง ความเก่งในการจับกับแก๊ส นั้นเราเรียกว่า Affinity (อัฟฟินิตี้) ซึ่งมีการปรับเปลี่ยนตามสภาพแวดล้อมครับ  ซึ่งจะกล่าวถึงในเรื่องถัดไป ครับ

 

ความดันออกซิเจนและการขนส่งสู่เนื้อเยื่อ


Physiology RS airpressure

ภาพจาก crash coures

เรื่องนี้ต้องย้อนไปที่ความรู้พื้นฐานทางฟิสิกส์เลยครับ  ที่ระดับน้ำทะเลนั้นมีความดันบรรยากาศประมาณ 760 mmHg โดยในอากาศปกตินั้น  ประกอบด้วย ออกซิเจนประมาณ 21% เพราะฉะนั้นความดัน ออกซิเจน ที่เราหายใจ โดยปกติจะประมาณ

760 mmHg × 21% = 160 mmHg

แต่ด้วยความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เรากำลังขับออกมา  ทำให้สัดส่วนออกซิเจนเปลี่ยนแปลงจนลดเหลือ 104 mmHg เมื่อเดินทางถึงถุงลมและมีการแลกเปลี่ยนเข้าสู่กระแสเลือด

มีการศึกษา จนเกิดกราฟขึ้นมาเรียกว่า Oxygen dissociation curve แปลเป็นไทยว่า

กราฟความอิ่มตัวของเม็ดเลือดแดงที่จับกับออกซิเจนภายในเลือด ที่สัมพันธ์กับ ระดับความดันออกซิเจนในเลือดที่แตกต่างกัน

ความหมายก็ง่ายๆครับ ถ้า ออกซิเจนในถุงลมยิ่งเยอะ ออกซิเจนในเลือดก็ยิ่งเยอะตาม และสุดท้ายออกซิเจนในเม็ดเลือดแดงก็จะเยอะขึ้นตาม แต่ที่สำคัญไม่ใช่กราฟเส้นตรงนะครับ

Physiology RS O2curve

ภาพจาก:http://www.gpnotebook.co.uk

เราเอาข้อมูลที่ศึกษามาอธิบายอย่างไร ?

หลังจากเลือดออกจากปอด  มีความดันออกซิเจนในเลือดสูงอยู่ ในขณะนั้นเม็ดเลือดแดงจะปล่อยออกซิเจนจำนวนน้อยสู่กระแสเลือดเพื่อส่งไปหาเซลล์ต่างๆ  แต่เมื่อการเดินทางไปในอวัยวะที่ไกลขึ้น ความเข้มข้นออกซิเจนในเลือดลดลง เม็ดเลือดแดงจะยอมปล่อยออกซิเจนจำนวนมากขึ้นตามลำดับ เพื่อให้ออกซิเจนออกมาอยู่ในกระแสเลือดเพื่อส่งไปสู่เซลล์อีกที

หากจะพูดง่ายๆ เลือดเป็นตัวกลางการส่งผ่านออกซิเจนสู่เซลล์ ส่วน เม็ดเลือดแดงเป็นถังเก็บออกซิเจนที่จะค่อยๆปล่อยออกซิเจนออกมาเรื่อยๆนั่นเองครับ

 

 

การหมุนเวียนเพื่อกำจัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์


 

Physiology RS CO2

ภาพจาก: http://users.atw.hu

เมื่อเซลล์เนื้อเยื่อขับ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกมี จะมีการขนส่ง แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ กลับไปที่ปอด เพื่อทำการหายใจระบายออก กลไกการขนส่งมีสอง อย่างที่เป็นหลักคือ

  • การขนส่งคาร์บอนไดออกไซด์โดย hemoglobin ในเม็ดเลือดแดงเอง
  • คาร์บอนไดออกไซด์ไปรวมกับน้ำ เพื่อเกิดสารประกอบ กรดคาร์บอนิก(H2CO3) และแตกตัวเป็น ไฮโดรเจนไออน(H+)กับไบคาร์บอเนต(HCO3)

ส่วนกลไกเล็กน้อยที่เหลืออยู่ในภาพครับ

 

 


สรุปการแลกเปลี่ยนแก๊สโดยรวมเกิดจาก ความดันออกซิเจน และ คาร์บอนไดออกไซด์ที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดการถ่ายเทแก๊สจากที่ความเข้มข้นสูงสู่ที่ต่ำกว่า โดยมีระบบหมุนเวียนเลือด ที่มีพระเอกคือเม็ดเลือดแดงเป็นตัวนำพาครับ


 

 

เป็นโรคทางเดินหายใจมีอาการอย่างไร ?


หลักการคิดถึงอาการที่จะเกิดขึ้น คือ คิดถึงการสูญเสียหน้าที่ของอวัยวะนั้นๆครับ

โรคที่เกิดขึ้นจะทำให้ระบบทางเดินหายใจ สูญเสียหน้าที่ โดยสำคัญที่สุดคือการแลกเปลี่ยนแก๊ส ดังนั้น จะมีอาการ หายใจลำบาก หอบมากขึ้น หายใจเร็ว เพื่อต้องการออกซิเจนเพิ่มขึ้น  มีอาการเจ็บบริเวณทางเดินหายใจ  สารคัดหลังมากขึ้นในทางเดินหายใจ มีการไอ ตื้อๆตึงๆในบริเวณทางเดินหายใจ เป็นต้น

เหล่านี้คืออาการที่พบได้บ่อย เมื่อเกิดความผิดปกติในทางเดินหายใจครับ

 

แพทย์ตรวจทางเดินหายใจได้อย่างไร ?


Physiology RS exam

เหมือนทุกระบบที่กล่าวมาครับ ประวัติ และ การตรวจร่างกายที่ชัดเจน จะสามารถบอกตัวโรคได้ถึง 80% ขึ้นไป การตรวจเพิ่มเติมทางห้องปฏิบัติการจะช่วยการวินิจฉัยได้ในระดับหนึ่งครับ

  • Imaging (ดูภาพของระบบทางเดินหายใจ) เช่น  CXR, CT-scan, Ultrasound, MRI, MRA, Scope,PET-scan,SPECT
  • Sputum Examination (ตรวจเสมหะ) เพื่อดูสารประกอบในเสมหะส่วนมากใช้ในกลุ่มการติดเชื้อ
  • Oxygen Saturation (ตรวจความอิ่มตัวของออกซิเจนในเม็ดเลือดแดง) เพื่อดูความสามารถในการแลกเปลี่ยนแก๊สแบบคร่าวๆ
  • Blood Gas (ตรวจปริมาณแก๊สในเลือด) เพื่อประเมินปริมาณแก๊สในเลือดเพื่อวินิจฉัย และ ติดตาม
  • Pulmonary function test (ตรวจสมรรถภาพปอด) ส่วนมากใช้ในกลุ่มหอบหืด และ ถุงลมโป่งพอง
  • Gas concentration (ตรวจความเข้มข้นของแก๊ส) ส่วนมากใช้ช่วยประเมินตอนทำการปั๊มหัวใจและภาวะฉุกเฉินอื่นๆครับ

.

.

เหล่านี้เป็นการทำงานอย่างคร่าวๆเกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจครับ

ซึ่งเป็นระบบที่มักจะมีความผิดปกติมากที่สุดในร่างกาย

โดยทั่วไปแล้วการตรวจร่างกายโดยแพทย์ และ ประวัติที่ชัดเจน

มีความสำคัญต่อการวินิจฉัยและแม่นยำ มากกว่าการเอ็กซเรย์

.

ลดโรคร้อน ลดการสร้างฝุ่น ควัน มลพิษ

ช่วยกันดูแลระบบทางเดินหายใจของเรากันนะครับ

.

.

ด้วยความรัก

ธีรวัฒน์ สุวรรณี

นายแพทย์ธีรวัฒน์ สุวรรณี
แพทย์ประจำบ้านหมอ
Founder: Kinya App.
Facebook: นพ.ธีรวัฒน์ สุวรรณี


เรียนรู้เป็นวีดีโอเพื่อความเข้าใจเพิ่มเติมครับ

 

 

comments