CHUYÊN ĐỀ: HÔ HẤP I – KHÁI NIỆM HÔ HẤP, TRAO ĐỔI KHÍ: 1. Hô hấp: - Hô hấp: là quá trình lấy O 2 từ bên ngoài vào oxi hoá các chất trong tế bào giải phóng năng lượng cho các hoạt động sống, đồng thời thải CO 2 ra ngoài. - Gồm 5 giai đoạn: + Thông khí (không khí đi vào và đi ra khỏi cơ quan trao đổi khí). + Trao đổi khí ở cơ quan trao đổi khí. + Vận chuyển khí O 2 và CO 2 (vận chuyển O 2 từ cơ quan trao đổi khí đến tế bào và vận chuyển CO 2 từ tế bào đến cơ quan trao đổi khí và thải ra ngoài). + Trao đổi khí ở mô:giai đoạn trao đổi khí trung gian ( giữa máu với nước mô và tế bào) + Hô hấp tế bào: sự chuyển hóa nội bào. 2. Trao đổi khí: - Trao đổi khí: là mặt biểu hiện bên ngoài của quá trình hô hấp diễn ra trong tế bào của cơ thể, tại các ti thể, tạo ra năng lượng cần thiết cho mọi hoạt động sống của tế bào và cơ thể. - Bao gồm: + Trao đổi khí ngoài: giữa cơ thể với môi trường ngoài ở các động vật đa bào bậc cao. + Trao đổi khí ở tế bào: giữa tế bào với môi trường xung quanh, hay môi trường trong cơ thể ở động vật đa bào. - Có bốn hình thức trao đổi khí chủ yếu là: + Trao đổi khí qua bề mặt cơ thể (động vật đơn bào và đa bào bậc thấp như ruột khoang, giun dẹp, giun tròn…). + Trao đổi khí trực tiếp với các tế bào nằm sâu trong cơ thể nhờ hệ thống ống khí phân nhánh dẫn khí đến tận tế bào (ở côn trùng). + Trao đổi khí qua mang (phần lớn các động vật sống ở nước như cá, tôm, cua, trai, ốc…). + Trao đổi khí ở phổi (phần lớn các động vật có xương sống ở cạn như bò sát, chim, thú) - Cơ chế: là sự khuyếch tán khí từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. + Trao đổi khí ngoài: O 2 từ không khí khuyếch tán qua bề mặt trao đổi khí (thành phế nang hay thành ống khí) vào dịch mô, vào máu, còn khí CO 2 ngược lại. + Trao đổi khí ở tế bào: O 2 từ dịch mô (do máu mang tới) khuyếch tán qua màng tế bào vào trong tế bào, tham gia vào quá trình hô hấp ở tế bào, CO 2 khuyếch tán qua màng tế bào ra ngoài dịch mô để vào máu, chuyển đến phổi thải loại ra ngoài qua trao đổi khí ngoài. II - BỀ MẶT TRAO ĐỔI KHÍ: - Hiệu quả trao đổi khí của các cơ quan hô hấp với môi trường xung quanh phụ thuộc chủ yếu vào bề mặt trao đổi khí. - Đặc điểm của bề mặt trao đổi khí: + Bề mặt trao đổi khí rộng, tỉ lệ S/V lớn (S: diện tích trao đổi khí, V: thể tích cơ thể) + Bề mặt trao đổi khí mỏng và ẩm ướt giúp O 2 và CO 2 dễ dàng khuyếch tán qua. + Có nhiều mao mạch trên bề mặt trao đổi khí làm tăng hiệu quả trao đổi và vận chuyển khí. + Máu chứa sắc tố hô hấp làm tăng khả năng vận chuyển và trao đổi khí. Sắc tố hô hấp có khả năng kết hợp với O 2 khuyếch tán vào máu và vận chuyển khỏi các mao mạch sẽ làm giảm nồng độ O 2 tự do bên trong. o Hemoglobin (huyết cầu tố) có ở Động vật có xương sống. o Hemerythrin (hồng huyết tố và chlorocruorin- huyết lục tố) có ở Giun đốt. o Hemocyanin (huyết thanh tố) có ở Chân khớp và Thân mềm. o Có sự lưu thông khí tạo ra sự chênh lệch về nồng độ khí O 2 và CO 2 để dễ dàng khuyếch tán qua bề mặt trao đổi khí. + Có sự lưu thông khí → tạo ra sự chênh lệch về nồng độ O 2 và CO 2 để các khí này dễ dàng khuếch tán qua bề mặt trao đổi khí. III - TIẾN HOÁ CỦA HỆ HÔ HẤP: 1. Trao đổi khí qua bề mặt cơ thể: - Đại diện: Động vật đơn bào, Động vật không xương sống (Ruột khoang, Giun tròn, Giun dẹp, Giun đốt) - Cơ chế: O 2 khuếch tán qua da vào máu và CO 2 khuếch tán qua da ra ngoài do chênh lệch về phân áp khí O 2 và CO 2 giữa bên trong và bên ngoài cơ thể. Trao đổi khí qua da ở giun đất 2. Trao đổi khí bằng mang: - Đại diện: Cá, Thân mềm, nhiều loài Chân khớp và nòng nọc của Lưỡng cư. - Đặc điểm của bề mặt trao đổi khí ở Cá xương: + Mang cấu tạo từ nhiều cung mang gồm nhiều phiến mang giúp cho mang có diện tích trao đổi khí lớn. + Hệ thống mao mạch ở mang dày đặc, máu có sắc tố hô hấp hemoglobin giúp trao đổi và vận chuyển khí hiệu quả. + Dòng nước đi từ miệng qua mang đem theo O 2 hoà tan đến mang và đe CO 2 từ mang thải ra ngoài + Hiện tượng dòng chảy song song và ngược chiều: cách sắp xếp của mao mạch trong các phiến mang giúp cho dòng máu chảy trong các mao mạch luôn song song và ngược chiều với dòng nước chảy bên ngoài mao mạch của phiến mang => tăng hiệu quả trao đổi khí giữa máu với dòng nước giàu O 2 đi qua mang. + Dòng nước chảy một chiều gần như là liên tục qua mang • Khi cá thở vào: cửa miệng cá mở ra, thềm miệng hạ thấp xuống làm thể tích khoang miệng tăng lên, nước tràn qua cửa miệng vào khoang miệng; đồng thời nắp mang ở hai bên phình ra làm diềm quanh nắp mang khép lại. • Khi cá thở ra: miệng cá ngậm lại, thềm miệng nâng lên rất nhanh tạo ra áp lực đẩy nước đi về phía mang; đồng thời cơ nắp mang co, hai nắp mang ép vào trong làm diềm quanh nắp mang mở ra => nước được đẩy qua khe mang ra ngoài. Sự lưu thông khí qua mang cá 3. Trao đổi khí bằng hệ thống ống khí: a. Côn trùng: - Hệ thống ống dẫn khí: lỗ thở, ống khí phân nhánh nhỏ dần qua các tế bào. - Cơ chế: Khí O 2 từ bên ngoài đi qua các lỗ thở vào các ống khí lớn, qua các ống khí nhỏ dần và cuối cùng đến các tế bào nằm sâu bên trong cơ thể, còn khí CO 2 từ tế bào qua các ống khí nhỏ sang các ống khí lớn dần và đi qua các lỗ thở ra ngoài. Trao đổi khí bàng hệ thống ống khí ở côn trùng b. Chim: - Cấu tạo phổi chim gồm 4 tầng cấu trúc được chia thành 2 bộ phận: + Đường dẫn khí: gồm khí quản ở ngoài phổi, phế quản nằm trong phổi, các tiểu phế quản giữa lưng, các tiểu phế quản giữa bụng, các tiểu phế quản bên bụng. + Các ống khí (parabronchi) o Được coi là tầng cấu trúc thứ III, là bề mặt trao đổi khí ở chim. o Nối các nhóm tiểu phế quản lưng với nhóm các tiểu phế quản bụng, là nơi diễn ra quá trình trao đổi khí. o Ngăn cách nhau theo chiều dài bởi mô liên kết và các mạch máu. o Trong lòng ống khí được lót một mạng lưới các cơ trơn ở lối vào khoang trống (atria), qua phễu dẫn tới mao quản khí, toả ra xung quanh ống khí. Các mao quản khí được coi là tầng cấu trúc thứ IV, quấn vào mạng lưới mao mạch máu tương ứng tạo thành một lớp bao quanh ống khí => nơi thực hiện sự trao đổi khí nhờ sự lưu thông không khí qua phổi đi qua các ống khí. - Vai trò của các túi khí: + Gồm 9 túi khí thông với phổi: o 4 túi khí sau (2 túi khí bụng và 2 túi khí ngực sau). o 5 túi khí trước (2 túi khí ngực trước, 2 túi khí cổ và 1 túi khí gian đòn). + Quá trình hô hấp ở chim: o Chim hít vào: Các cơ thở (cơ liên sườn) co làm thể tích khoang thân lớn lên, áp suất trong khoang thân giảm, không khí qua đường dẫn khí (khí quản và phế quản) vào thẳng các túi khí sau, một phần qua các ống dẫn vào các tiểu phế quản lưng, dồn khí giàu O 2 qua các ống khí thực hiện trao đổi khí rồi chuyển qua các tiểu phế quản bụng, dồn vào các túi khí trước. Nói đơn giản hơn: không khí giàu O 2 từ bên ngoài đi theo đường dẫn khí vào các ống khí trong phổi, đẩy không khí giàu CO 2 từ các ống khí vào các túi khí phía trước => phồng lên và chứa đầy không khí giàu CO 2 . Không khí giàu O 2 theo đường dẫn khí còn vào các túi khí phía sau => phồng lên và chứa đầy không khí giàu O 2 . o Chim thở ra: cơ thở dãn, áp suất trong khoang thân tăng, ép khí trong các túi khí sau dồn không khí giàu O 2 chuyển qua các ống khí trong phổi thực hiện trao đổi khí rồi chuyển qua túi khí trước (lúc này khí trong các túi khí trước bị ép, tống khí giàu CO 2 ra ngoài). + Sự trao đổi khí diễn ra liên tục và chuyển vận khí qua các ống khí theo một chiều từ sau ra trước. + Trong các ống khí không có khí đọng do ống khí thông hai đầu. + Trao đổi khí giữa máu và dòng khí lưu thông qua ống khí là hiện tượng trao đổi chéo dòng. IV – HÔ HẤP Ở NGƯỜI: 1. Khái quát về cấu tạo của hệ hô hấp: Hệ hô hấp, nơi thực hiện sự trao đổi khí ngoài ở thú nói chung và người nói riêng, bao gồm đường dẫn khí và nơi diễn ra sự trao đổi khí là các phế nang (thuộc bề mặt trao đổi khí). - Đường dẫn khí gồm: khoang mũi, khoang miệng, hầu, thanh quản, khí quản, phế quản, phế quản thuỳ, tiểu phế quản, tiểu phế quản tận,là đường đi của không khí từ bên ngoài vào phổi và từ phổi ra ngoài. - Phế nang: + Là các túi nhỏ đường kính 0,2 – 0,5mm + Các tế bào biểu bì dẹt tạo thành phế nang mỏng, tạo điều kiện cho sự khuyếch tán các khí giữa phế nang vào máu (trong các mao mạch bao quanh phế nang) qua một màng rất mỏng. + Các tế bào hình khối lớn có chức năng tiết ra chất giảm hoạt bề mặt (sunfactant) làm giảm sức căng bề mặt. Chất giảm hoạt bề mặt là một protein tránh cho phế nang bị xẹp hoàn toàn khi thở ra gắng sức. + Các tế bào đại thực bào bảo vệ chống các vi khuẩn và vật lạ đột nhập vào phế nang. - Hai lá phổi: bao gồm các phế quản thuỳ, tiểu phế quản, phế quản tận và khoảng 300 triệu phế nang. - Màng phổi gồm hai lá: lá tạng phủ mặt ngoài của phổi, lá thành lót mặt trong của thành ngực - Khoang màng phổi: chứa một lớp dịch rất mỏng làm cho hai lá thành và lá tạng dễ dàng trượt lên nhau khi các cơ thở hoạt động. Màng phổi và khoang màng phổi - Áp suất âm: áp suất trong khoang luôn thấp hơn áp suất khí quyển. Tác dụng: + Làm cho phổi di động theo sự thay đổi thể tích lồng ngực được dễ dàng. + Làm cho máu từ tim chuyển lên phổi dễ dàng + Làm cho hiệu suất trao đổi khí đạt được tối đa nhờ máu lên phổi nhiều nhất cùng lúc với không khí vào phổi nhiều nhất. 2. Sự trao đổi khí ở phổi - Động tác hít vào: do hoạt động của cơ hoành và cơ liên sườn ngoài làm tay đổi thể tích lồng ngực: + Cơ hoành co làm vòm hoành hạ thấp xuống, thể tích của khoang ngực tăng theo chiều thẳng đứng, làm tăng thể tích của phổi nên các áp suất trong thế nang giảm so với áp suất không khí bên ngoài, không khí bị hút vào phổi tạo điều kiện cho sự trao đổi khí giữa không khí trong phế nang với máu: O 2 khuếch tán từ phế nang vào máu từ động mạch phổi chuyển tới và CO 2 ngược lại khuếch tán từ mao mạch phổi sang phế nang, để chuyển từ máu đỏ thẩm ( máu tỉnh mạch) trong động mạch phổi trở thành đỏ tươi (máu động mạch) chuyển về tim theo tỉnh mạch để chuyển đến các tế bào. + Cơ liên sườn co làm các xương sườn chuyển từ tư thế chếch xuống sang tư thế nằm ngang, làm cho thể tích lồng ngực tảng theo chiều trước sau và hai bên (chiều ngang). - Động tác thở ra: do cơ hoành và cơ liên sườn ngoài dãn: + Cơ hoành dãn làm cho vòm hoành lồi lên phía lồng ngực. + Cơ liên sườn ngoài dãn,các xương sườn hạ xuống, thể tích lồng ngực giảm đi, phổi co hẹp lại, áp suất trong phế nang cao hơn áp suất khí quyển, ép không khí giàu CO 2 từ phế nang ra ngoài và chuẩn bị cho nhịp thở tiếp theo. Thở ra Hít vào Hoạt động của cơ hoành và cơ liên sườn ngoài Hít vào Thở ra 3. Các thể tích khí thở, dung tích sống và lưu lượng thở. a. Các thể tích khí thở: bao gồm: - Thể tích khí lưu thông: là thể tích khí của một lần hít vào hoặc thở ra bình thường. Thể tích này ở người trưởng thành khoảng 0,5 lít, bằng 12% dung tích sống. - Thể tích khí dự trữ hít vào (thể tích khí bổ sung): là thể tích khí hít vào thêm tối đa sau khi đã hít vào bình thường. Thể tích này ở người trưởng thành khoảng 1,5 – 2 lít, chiếm 50% dung tích sống. - Thể tích khí dự trữ thở ra (thể tích khí dự trữ): là thể tích khí thở ra tối đa sau khi đã thở ra bình thường. Thể tích này ở người trưởng thành khoảng 1,1 – 1,5 lít, chiếm 38% dung tích sống. - Thể tích khí cặn (khí đọng): là thể tích khí còn lại trong phổi sau khi đã thở ra tối đa. Bình thường thể tích khí cặn khoảng 1 – 1,2 lít. b. Dung tích sống: - Dung tích sống là thể tích khí thở ra tối đa sau khi đã hít vào gắng sức. - Dung tích sống bao gồm: + Thể tích khí lưu thông. + Thể tích khí dự trữ hít vào. [...]... ương, làm tăng cường độ hô hấp Phản xạ hô hấp dựa trên thông tin báo về từ thụ thể đau Từ thụ thể đau xung thần kinh truyền về làn tăng cường độ hô hấp Phản xạ hô hấp dựa trên thông tin báo về từ thụ thể nhiệt Từ thụ thể nóng xung thần kinh truyền về làm tăng cường độ hô hấp, trong khi đó thông tin từ thụ thể lạnh truyền về làm giảm nhịp và độ sâu hô hấp Phản xạ hô hấp dựa trên thông tin báo về từ các... chi phối hoạt động tự động của trung khu hô hấp Hồi hộp, xúc động làm nhịp hô hấp thay đổi Võ não cũng ảnh hưởng lên hô hấp tùy ý thông qua chi phối hoạt động của các cơ hô hấp Người ta có thể chủ động thở nhanh hoặc nín thở trong một thời gian ngắn III SINH LÝ BỆNH HÔ HẤP NHỮNG BIỂU HIỆN CỦA RỐI LOẠN HÔ HẤP NGOÀI: Hô hấp ngoài được thực hiện nhờ các quá trình thông khí, khuếch tán khí và tình trạng... phụ thuộc vào nhịp hô hấp: hô hấp chu kỳ - Hô hấp chu kỳ là nhịp thở không đều, ngắt quãng từng đợt, hay gặp nhất là kiểu Cheynes - Stockes biểu thị bằng một đoạn ngừng thở rồi hô hấp tăng dần, sau đó lại giảm dần tới ngừng thở, cứ thế lặp lại nhiều đợt Mắt xích chủ yếu chủ yếu của hô hấp chu kỳ là giảm tính hưng phấn của trung tâm hô hấp đối với các tác dụng sinh lý của CO 2 Hô hấp chu kỳ có thể gặp... CO2 ở mô Máu thải CO2 ở phổi 6 Điều hoà hô hấp: - Điều hoà hô hấp là điều chỉnh nhịp và độ sâu hô hấp, phù hơp với nhu cầu của cơ thể Điều hoà hô hấp chủ yếu là điều hoà thông khí thông qua điều hoà hoạt đông trung khu hô hấp - Trung khu hô hấp ở hành não, gồm 2 trung khu: trung khu hít vào và trung khu thở ra, ngoài ra ở cầu não còn có trung khu điều hoà hô hấp (pneumotaxic) Trung khu này có vai trò... và độ sâu hô hấp ( phản xạ tăng cường hô hấp) Tăng nhịp và độ sâu hô hấp làm tăng thải CO2 và tăng tiếp nhận O2 Tác động lên trung khu hô hấp của CO2 mạnh hơn nhiều so với O2 + Huyết áp tăng kích thích thụ thể áp lực ở cung động mạch chủ và xoang động mạch cảnh Từ thụ thể áp lực xung thần kinh truyền về trung khu hô hấp, gây phản xạ giảm hô hấp Thụ thể hóa học trung ương nằm sát trung khu hô hấp rất... → các cơ hô hấp dãn ra → động tác thở ra - Hoạt động phát xung đều đặn, nhịp nhàng của trung khu hô hấp tạo ra nhịp hô hấp của người lúc bình thường là 14 - 18 nhịp/phút - Điều hoà hoạt động hô hấp chính là điều hoà hoạt động của trung khu hô hấp dựa trên các thông tin báo về từ các thụ thể nằm trên một số bộ phận khác nhau của cơ thể Điều hoà hoạt động hô hấp chủ yếu theo cơ chế thần kinh thông qua... hòa hô hấp – trang 43 Tài liệu chuyên Sinh học THPT Sinh lý động vật) - Phản xạ hô hấp dựa trên thông tin báo về từ các thụ thể (reception) hóa học và áp lực ở cung động mạch chủ và xoang động mạch cảnh: + Nồng độ CO2 máu tăng, pH máu giảm hoặc nồng độ O2 máu giảm kích thích thụ thể hóa học ở cung động mạch chủ và xoang động mạch cảnh Từ - - - - thụ thể hóa học, xung thần kinh truyền về trung khu hô hấp, ... 2 Các hình thái rối loạn thông khí phổi Có thể phân chia làm 3 loại: - Tăng thông khí: khi tần số và lượng thở đều tăng nên thông khí phút và thông khí phế quản đều tăng Tăng thông khí phát sinh do kích thích phản xạ và trực tiếp trung tâm hô hấp bởi tình trạng giảm phân áp O 2, tăng phân áp CO2 và tăng nồng độ ion H+ trong máu Tăng thông khí có thể gặp trong các trường hợp sinh lý khi nhu cầu oxy của... phát sinh khi gắng sức, xúc cảm, kích thích đau, thiếu O 2… thường có ý nghĩa thích ứng ở một mức độ nhất định Khó thở nhanh, nông phát sinh chủ yếu trong các bệnh phổi do tăng tính hưng phấn của các cảm thụ phế bào hoặc giảm tính hưng phấn của trung tâm hô hấp, là loại hô hấp kém hiệu lực Khó thở sâu, chậm hay khó thở vào phát sinh do co hẹp đường khí đạo và đường hô hấp trên Khó thở ra phát sinh. .. thay đổi dẫn đến thay đổi nồng độ CO 2 trong dịch não tủy Nếu nồng độ CO2 máu tăng thì lượng CO2 khuếch tán vào dịch não tủy tăng, dẫn đến nồng độ H+ trong dịch não tủy, qua đó kích thích kên thụ thể hóa học trung ương làm tăng cường độ hô hấp pH máu thay đổi không tác động trực tiếp lên thụ thể hóa học trung ương Thay đổi pH máu dẫn đến thay đổi pH dịch não tủy, qua đó kích thích lên thụ thể hóa học . hoà hô hấp: - Điều hoà hô hấp là điều chỉnh nhịp và độ sâu hô hấp, phù hơp với nhu cầu của cơ thể. Điều hoà hô hấp chủ yếu là điều hoà thông khí thông qua điều hoà hoạt đông trung khu hô hấp. -. thuộc vào nhịp hô hấp: hô hấp chu kỳ. - Hô hấp chu kỳ là nhịp thở không đều, ngắt quãng từng đợt, hay gặp nhất là kiểu Cheynes - Stockes biểu thị bằng một đoạn ngừng thở rồi hô hấp tăng dần,. khảo hình 28. Sơ đồ điều hòa hô hấp – trang 43 Tài liệu chuyên Sinh học THPT Sinh lý động vật) - Phản xạ hô hấp dựa trên thông tin báo về từ các thụ thể (reception) hóa học và áp lực ở cung động