sinh lý hô hấp

• Hoạt động hô hấp còn có nhiệm vụ góp phần điều hoà độ pH của cơ thể bằng cách làm thay đổi nồng độ khí cacrbonic hoà tan trong dịch ngoại bào...  Cấu tạo đại thể của phổi.• Là bộ ph

SINH LÝ HÔ HẤP

• Nhóm thực hiện: nhóm 2

I Ý nghĩa của hô hấp và sự tiến hoá hệ hô hấp

1.1 Ý nghĩa của hô hấp

• Đối với nhiều loài động vật và con người, nhịp thở được coi là dấu hiệu nhận biết sự sống Sự thở chính là biểu hiện bên ngoài của quá trình hô hấp

• Hô hấp được xem là quá trình trao đổi khí liên tục giữa cơ thể và môi trường xung quanh Trong đó có việc vận chuyển khí oxy từ không khí tới các tế bào của cơ thể và vận chuyển ngược lại khí carbonic từ các tế bào của cơ thể ra môi trường bên ngoài.

• Hoạt động hô hấp còn có nhiệm vụ góp phần điều hoà độ pH của

cơ thể bằng cách làm thay đổi nồng độ khí cacrbonic hoà tan

trong dịch ngoại bào.

1.2 Sự tiến hoá của hệ hô hấp.

• Ở động đơn bào và đa bào bậc thấp (thuỷ tức, đĩa

phiến…), hô hấp là sự khuếch tán khí trực tiếp qua màng tế bào

• Ở động vật đa bào cơ quan hô hấp phát triển từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp và thích nghi với môi trường sống

• Ở môi trường nước, cơ quan hô hấp là mang và da Ở môi trường trên cạn (cả trên không), cơ quan hô hấp

là khí quản và phổi Tuy nhiên vẫn có một số cá (cá heo) sống ở nước nhưng thở bằng phổi

a Đối với nhóm ở nước

Ở môi trường nước thì cơ

quan hô hấp là mang và da

Tuy nhiên cũng có một số

loài tuy ở dưới nước như hô

hấp bằng khí quản và phổi.

2 Sơ lược cấu tạo về hệ hô hấp

Pheá

- Có nhiều lông mũi

- Có lớp niêm mạc tiết chất nhày

- Có lớp mao mạch dày đặc

Có nắp thanh quản( sụn thanh thiệt) có

thể cử động để đậy kín đường hô hấp

- Cấu tạo bởi 15-20 vòng sụn khuyết xếp

chồng lên nhau

- Có lớp niêm mạc tiết chất nhày với nhiều

lông rung chuyển động liên tục

Cấu tạo bởi các vòng s u n Ở phế quản nơi tiếp

xúc các phế nang thì không có vòng sụn mà là

các thớ cơ

• Niêm mạc mũi có nhiều

lông, mạch máu, tuyến

Cấu tạo mũi

• Mũi

ngoài

• Xoang mũi

Mũi phần ngửi

Mũi phần thở

dsád

• Xoang mũi

và

• vách ngăn

• Là ngã 3 của đường hô hấp và tiêu hoá.

Thanh quản

• Vừa là đường dẫn khí vừa là cơ quan phát âm

• Nằm giữa cột sống từ đốt cổ IV- VII

Sụn nắp để đậy kín đường thở khi ăn uống.

Khí quản

• Nằm phía trước thực quản dài 12cm.

• Tiếp nối với thanh quản đốt cổ VI-VII, đến khoảng đố ngực IV-V chia thành 2 phế quản gốc.

• Gồm khoảng 16-20 vòng sụn xếp chồng lên nhau.

• Mặt trong được lót bởi lớp niêm mạc có tuyến tiết nhầy và các tế bào có lông có chức năng lọc và dẫn khí.

Khí quản Phế quản gốc

Sụn Niêm mạc Cột sống

Thực quản

Phế quản

• Tiếp nối khí quản ngang đốt ngực IV.

• Cùng với động tĩnh mạch phổi tập trung tạo thành 2 cuống phổi.

• Có 2 phế quản gốc: trái và phải, phế quản gốc phải chia làm 3 phế quản thuỳ(trên, giữa, dưới), phế quản gốc trái chia làm 2 phế quản thuỳ.

• Các phế quản tiếp tục chia nhỏ theo kiểu cành cây kết thúc là các phế quản tận.

b- Bộ phận hô hấp:

(gồm 2 lá phổi)

• Trong mỗi lá phổi có các

thuỳ phổi (phổi phải có 3

thuỳ, phổi trái có 2 thuỳ)

mỗi thuỳ có nhiều tiểu

• Sự trao đổi khí giữa túi

phổi & máu được thực

hiện qua thành phế nang

và mao mạch

 Cấu tạo đại thể của phổi.

• Là bộ phận chủ yếu của cơ quan hô hấp chiếm 4/5 lồng ngực , ở giữa 2 phổi là trung thất trong đó có tim và các mạch máu

lớn.Phía dưới là cơ hoành.

• Phổi có hình nón gồm 1 đỉnh, 3 mặt, 2 bờ.

• Phổi phải có 2 rãnh liên thuỳ (lớn, nhỏ), chia phổi thành 3 thuỳ.Phổi trái có 2 rãnh liên thuỳ.

 Cấu tạo vi thể của phổi

• Người trưởng thành có 400-500 triệu phế nang.

• S hô hấp khoảng 170m 2

Thuỳ

phổi

Tiểu phân thuỳ

Phân thuỳ

Tiểu phế

III Ch ức năng sinh lý của hệ hô hấp

Đường dẫn khí có chức năng dẫn khí Ngoài ra còn có các chức năng khác như:

 Chức năng bảo vệ

 Chức năng sưởi ấm

 Chức năng phát âm

 Chức năng tình cảm

Phổi: là cơ quan chính của bộ máy hô hấp Ở đây diễn

ra sự trao đổi khí giữa phế nang và mao mạch

1 Sự thay đổi thể tích lồng ngực trong cử

động hô hấp

• Khi hít vào thể tích lồng ngực tăng theo ba chiều:

- Chiều trên dưới do cơ hoành co làm hạ thấp xuống 1cm và thể tích lồng ngực tăng thêm 259cm3

.

- Chiều trước sau và trái phải do cơ liên sườn (chủ yếu

là cơ liên sườn ngoài) làm kéo xương sườn ra phía

trước và đẩy sang hai bên làm tăng đường kích lồng ngực

• Khi hít vào cố sức còn có các cơ như cơ ức đòn chủm

để nâng xương ức, cơ răng cưa lớn, cơ ngực lớn và cơ ngực bé tham gia

2 Sự liên quan giữa lồng ngực và phổi –

áp lực âm.

a Thành lồng ngực có tính đàn hồi

Trạng thái bình thường của thành lồng ngực là khi

thở ra Khi hít vào do các cơ hô hấp co làm tăng thể tích, sau đó nhờ đàn hồi đưa nó trở về trạng thái ban đầu

Phổi có tính đàn hồi lớn Bình thường phổi căng sát thành lồng ngực cả khi thở ra lẫn khi hít vào Nguyên nhân này là do áp lực không khí trong xoang màng phổi và trong phổi tạo nên

b) Áp lực âm.

• Ở giai đoạn bào thai, hai lá (lá tạng và lá thành)

màng phổi dính vào nhau, chưa tạo khoang màng phổi, cả toàn bộ phổi là một khối không có không khí

• Khi đứa bé vừa ra khỏi bụng mẹ, do vận động

mạnh làm lồng ngực giãn rộng, và phổi cũng nở to dần Nhưng tốc độ giãn của lồng ngực nhanh hơn phổi và kéo theo lá thành, còn phổi lại có tính đàn hồi sau khi giãn đã co lại kéo theo lá tạng, kết quả

lá tạng tách ra khỏi lá thành để tạo khoang màng phổi

• Áp lực trong khoang luôn thấp hơn áp lực không khí nên gọi là áp lực âm, nhờ vậy tạo điều kiện cho

không khí vào phổi trong động tác hít vào Tiếng

khóc chào đời của đứa trẻ được hình thành ngay sau khi có sự thống khí qua thanh quản

• Lúc bình thường áp lực này thấp hơn áp lực khí

quyển khoảng – 2mmHg đến – 4mmHg; lúc hít vào khoảng – 8mmHg, khi hít vào cố sức có thể đạt –

15mmHg đến – 30mmHg Còn khi thở ra hết sức áp lực này có thể lên – 1mmHg hoặc bằng 0 (nghĩa là

áp lực trong khoang bằng áp suất khí quyển) Khi

khoang màng phổi thủng, làm mất áp lực âm, phổi xẹp lại, mất luôn cử động hô hấp

• Áp lực không khí trong các phế nang cũng thay đổi theo hoạt động hô hấp.

• Khi hít vào bình thường áp lực trong phế nang

giảm xuống dưới áp lực khí quyển, nhờ vậy không khí mới vào được phế nang

• Khi thở ra bình thường áp lực trong phế nang

ngược lại, lại vượt quá áp lực khí quyển như vậy mới đẩy được khí từ phổi ra bên ngoài

• Những thay đổi về áp lực đạt được bằng con đường gián tiếp Cụ thể là nhờ khoang màng phổi bao

quanh mỗi phổi, sự giảm áp lực trong khoang

màng phổi và phổi được truyền tới phổi bởi lá tạng

và vì thế mà phổi bị kéo căng ra chiếm gần như hết khoang lồng ngực

3 Sự thông khí ở phổi3.1 Nhịp thở

- Chu kỳ thở gồm động tác hít vào thở ra gọi là nhịp thở

- Ở người Việt nam đối với nữ là 17 ± 3 nhịp/phút, đối với nam là 16 ± 3 nhịp/phút

3.2 Các thể tích hô hấp

- Thể tích khí lưu thông: Trong trạng thái bình

thường, ở người lớn mỗi lần hít vào cũng như khi

thở khoảng 0,5 lít

- Thể tích khí dự trữ thở ra: khi thở ra bình thường,

chưa hít vào, mỗi người có thể thở ra cố sức được khoảng 1,5 lít

- Thể tích khí dự trữ hít vào: khi thở vào bình

thường, chưa thở ra, có thể hít vào cố sức được thêm khoảng 1,5 – 2,5 lít

- Dung tích sống (hay sinh lượng) là tổng số các

loại khí: lưu thông, dự trữ thở ra, dự trữ hít vào

Đó là lượng khí có thể đo của một lần thở ra cố sức sau khi đã hít vào cố sức, khoảng 3,5 – 4,5 lít

4 Sự trao đổi khí ở phổi và mô.

4.1 Sự trao đổi khí ở phổi

- Trao đổi khí ở phổi còn

gọi là hô hấp ngoài

- Trao đổi khí ở phổi diễn

ra ở phế nang và hệ thống

mao mạch bao quanh các

phế nang theo nguyên tắc

khuếch tán do có sự chênh

lệch áp suất của từng loại

khí (áp suất riêng phần)

được tính theo tỉ lệ %

+ Trong phế nang PO2 là 104mmHg, trong máu

PO2 đến phổi là 40

mmHg, do đó O2 từ phế nang khuếch tán sang máu

+ Máu ra khỏi phổi PO2xấp xỉ bằng 104mmHg Trong khi đó PCO2

trong máu đến phổi là 46mmHg, còn trong phế nang là 40mmHg, nên

CO2 khuếch tán từ máu sang phổi

4.2 Sự trao đổi khí ở mô.

• Trao đổi khí ở mô còn

gọi là hô hấp trong

• Sau quá trình trao đổi ở

phổi, máu đổ về tim,

tim co bóp đưa máu đến

mô

• Tại mô sự trao đổi cũng

tuân theo quy luật

khuếch tán phụ thuộc

vào áp suất riêng phần

của từng loại khí

• Trong máu động mạch đến mô PO2 khoảng

102mmHg, PO2 ở dịch gian bào là 40mmHg, nên

O2 từ máu qua dịch gian bào để vào mô Sự khuếch tán này làm cho PO2 máu mao mạch chỉ còn

40mmHg được tập trung vào tĩnh mạch đổ về tim

• Trong dịch nội bào do quá trình trao đổi chất mà PCO2 là 46mmHg và trong dịch gian bào là

45mmHg PCO2 trong máu động mạch đến mô là 40mmHg, nên CO2 khuếch tán sang máu, vì vậy

máu tĩnh mạch có PCO2 là 46mmHg

5 Sự vận chuyển oxy và cacbonic của máu.

0,12ml = 0,18ml O2, chỉ chiếm 2 – 3% lượng O2 đưa đến mô

 Dạng kết hợp:

• Quá trình vận chuyển này là kết quả một loạt phản ứng thuận nghịch giữa oxy và hemoglobin (Hb) Sự kết hợp giữa oxy và Hb tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần của O2

• Phản ứng giữa Hb với oxy thường được viết tổng quát như sau:

Hb + O2 HbO2

• Thực chất là phản ứng Hb kết hợp với 4 phân tử O2như sau:

Hb4 + 4O2 Hb4O8

•

- Oxy khi liên kết với nguyên tử sắt được gắn một cách lỏng lẻo để tạo thành hợp chất oxyhemoglobin

- Mỗi gam Hb có khả năng gắn tối đa là 1,34ml O2,

mà trong 100ml máu có khoảng 15g Hb, do đó thể tích O2 ở dạng liên kết là:

1,34ml × 15 = 20 ml O2/100ml máu

- Dưới dạng kết hợp với Hb đã cung cấp cho mô

5ml/100ml máu, chiếm 97 – 98%

 Dạng kết hợp Trong máu CO2 có những dạng kết hợp sau:

CO2 + H2O (huyết tương) H2CO3

H2CO3 H + + HCO3

-Dạng vận chuyển CO2 dưới dạng ion bicacbonat này không nhiều, trong 100ml máu chỉ có khoảng 0,1 –

0,2ml CO2 được vận chuyển, chiếm khoảng 3 – 4%

CO2+ H2O(huyết tương) H2CO3 (carbonicanhydrase)

H2CO3 H + + HCO3

-Lượng CO2 được vận chuyển dưới dạng ion bicacbonát chiếm đến 70% tổng số CO2, tức là khoảng 3ml trong 100ml máu

• CO2 kết hợp trực tiếp với Hb tạo

ra carbohemoglobin (HbCO2)

Đây là phản ứng thuận nghịch Phản ứng xảy ra phụ thuộc vào áp suất riêng phần của CO2 Sự kết hợp xảy ra ở máu mao mạch của

mô và phân ly ở mao mạch phổi.

• Tổng số khí CO2 vận chuyển

chiếm khoảng 23% (1,5mlCO2

trong 100ml máu)

• Một lượng nhỏ CO2 được vận

chuyển dưới dạng kết hợp với

protein của huyết tương

IV Sự điều hòa hoạt động hô hấp

• Hô hấp là một quá trình không tự ý nhờ sự điều khiển

tự động của trung tâm hô hấp ở hành tuỷ và cầu não

• Ở những trạng thái khác nhau của cơ thể, hoạt động của trung tâm hô hấp cần phải điều chỉnh để giữ PO2, PCO2,

pH máu chỉ thay đổi trong giới hạn hẹp Trung tâm hô hấp được điều chỉnh kịp thời tuỳ theo tình trạng của cơ thể theo hai cơ chế : cơ chế thể dịch và cơ chế thần

kinh

1 Trung tâm hô hấp

• Trung tâm hô hấp là những

nhóm tế bào thần kinh đối

xứng hai bên và nằm rãi rác ở

hành não và cầu não Mỗi bên

có 3 nhóm điều khiển hô hấp

của nửa lồng ngực cùng bên

• Nhóm nơron hô hấp lưng gây

hít vào.

• Nhóm nơron hô hấp bụng gây

thở ra hoặc hít vào tuỳ nơron.

• Trung tâm điều chỉnh nằm ở

phần lưng và trên của cầu não.hình: cấu tạo trung tâm hô hấp

1.1 Nhóm nơron hô hấp lưng.

• Đảm nhiệm chức năng hít vào và chức năng tạo

nhịp thở

• Nhóm này kéo dài hết hành não, các tế bào thần

kinh trong nhóm này liên hệ chặt chẽ với bó đơn

độc, đây là đầu tận cùng của hai dây cảm giác IX và

X đem xung động từ các receptor cảm thụ áp, cảm thụ hoá ở ngoại vi và từ nhiều loại receptor ở phổi, đem tín hiệu về trung tâm hô hấp nhằm kiểm soát thông khí cho phù hợp PO2 và PCO2 trong máu

• Vùng này phát ra các xung động gây hít vào có

nhịp một cách tự động cho dù cắt mọi liên lạc thần kinh đi tới nó

• Đều đặn theo chu kỳ, vùng hít vào phát ra những luồng xung động đi xuống làm co các cơ hít vào gây nên động tác hít vào, sau đó ngừng phát xung động, các cơ hít vào giãn ra gây nên động tác thở ra

• Tần số phát xung động của trung tâm hít vào

khoảng 15 - 16 lần/phút, tương ứng với nhịp thở bình thường lúc nghỉ

1.2 Nhóm nơron hô hấp bụng.

• Có chức năng thở ra lẫn hít vào

• Nhóm này nằm phía trước bên của nhóm lưng

Khi hô hấp nhẹ nhàng bình thường, vùng này

không hoạt động Khi hô hấp gắng sức, tín hiệu từ nhóm nơron lưng lan sang thì nhóm nơron bụng mới tham gia điều khiển hô hấp

• Nhóm này quan trọng khi thở ra mạnh, khi đó, có các luồng xung động đi xuống làm co các cơ thở

ra, gây nên động tác thở ra gắng sức

1.3 Trung tâm điều chỉnh thở

• Trung tâm này liên tục truyền các xung động đến vùng hít vào

• Xung động này ức chế xung động gây hít vào của nhóm nơron lưng

• Xung động từ trung tâm điều chỉnh mạnh thì thời gian hít vào ngắn, độ nửa giây đã thở ra ngay gây nhịp thở nhanh, ngược lại xung động yếu thì động tác hít vào kéo dài tới 5 giây hoặc hơn gây nhịp thở chậm

2 Cơ chế điều hoà hô hấp

2.1 Điều hòa hô hấp theo cơ chế thể dịch.

- Gồm:

+ Nồng độ CO2 máu

+ PH máu

+ Nồng độ O2 máu

- Yếu tố tham gia điều hòa hô hấp bằng thể dịch

quan trọng nhất là CO2, kế đến là ion H+, còn oxy

không có tác động trực tiếp lên trung tâm hô hấp mà gián tiếp qua các cảm thụ hoá ở ngoại vi

a Các receptor hóa học.

 Receptor hóa học ở hành não

- Nằm ở phần bụng của hành não, cạnh trung tâm hô hấp, có vai trò kích thích các nơ ron hít vào làm tăng thông khí khi nồng độ H+ trong dịch não tủy hoặc dịch

kẽ của não tăng lên

 Receptor hóa học ở ngoại vi.

- Nằm ở xoang động mạch cảnh và quai động mạch chủ, từ đây có các nhánh hướng tâm theo dây thần

kinh IX và X lên hành não Khi nồng độ O2 máu

giảm, nồng độ H+ hoặc CO2 máu tăng sẽ kích thích vào các receptor này có tác dụng kích thích trung tâm hô hấp làm tăng thông khí

b Điều hoà hô hấp do nồng độ CO2 máu

• Khi nồng độ CO2 máu tăng

sẽ tác dụng kích thích hô

hấp theo 2 cơ chế:

- CO2 kích thích trực tiếp

lên các receptor hóa học ở

ngoại vi, từ đây có luồng

xung động đi lên kích

thích vùng hít vào làm

tăng hô hấp

- CO2 kích thích gián tiếp

lên receptor hoá học ở

hành não thông qua H+ Hình: Điều hoà hô hấp

của CO2 thông qua H+

 CO2 đi qua hàng rào máu não vào trong dịch kẽ

 CO2 + H2O H2CO3.

 H2CO3 HCO3- + H+

H+ sẽ kích thích lên trung tâm nhận cảm hóa học nằm

ở hành não, từ đây có luồng xung động đi đến kích thích vùng hít vào làm tăng thông khí Vì CO2 đi qua hàng rào máu não rất dễ dàng nên cơ chế gián tiếp này đóng vai trò quan trọng

• Khi nhiễm toan, nồng độ CO2 máu tăng sẽ kích thích gây tăng cường hô hấp, mục đích để tăng thải CO2

• Khi nhiễm kiềm, nồng độ CO2 máu giảm sẽ ức chế làm giảm hô hấp, mục đích để giữ CO2 lại

c Điều hoà hô hấp do nồng độ H+ máu

• Khi H+ tăng lên sẽ kích thích làm tăng hô hấp theo

d Điều hoà hô hấp do nồng độ O2 máu.

Bình thường, nồng độ O2 không có tác dụng điều hòa

hô hấp,chỉ tác động đến hô hấp khi phân áp trong máu giảm rất thấp (< 60 mm Hg ) trong một số điều kiện

bệnh lý hoặc vận cơ mạnh, khi đó, nó sẽ tác động vào các receptor hóa học ở ngoại vi làm tăng thông khí

e Sự tương tác của 3 yếu tố hoá học O 2 , CO 2 và pH

Tác dụng của mỗi yếu tố trên đều liên quan mật thiết với nhau :

- PO2 thấp sẽ làm tăng thông khí phế nang thông qua sự tăng hiệu lực của CO2

- pH giảm cũng làm tăng hiệu quả của CO2

2.2 Điều hòa hô hấp theo cơ chế thần kinh

3.1 Xung động thần kinh từ cảm thụ quan ngoại biên.

Khi kích thích ngoài da như vỗ nước lạnh, gây đau

có thể làm tăng thông khí Các receptor nhận cảm

bản thể ở khớp, gân, cơ cùng với những kích thích từ

vỏ não đã kích thích trung tâm hô hấp làm tăng

thông khí rất sớm và mạnh