Sinh lý động vật - Chương 3

Tài liệu tham khảo: Sinh lý động vật

CHNG 3 : SINH Lí Hễ HP I.TM QUAN TRNG CA Hễ HP II.S Hễ HP NGOI III.S TRAO I KH 1.í ngha sinh hc: Hụ hp l s trao i khớ liờn tc gia c th sng vi mụi trng xung quanh. Trong c th luụn cú s oxyt húa cht dinh dng sn xut nhit, cụng, cỏc sn phm mi ., nh O2 ly trong mụi trng. Sn phm cui cựng ca trao i cht l CO2 v H2O cựng mt s hp cht khỏc, v sau s b thi ra ngoi c th. Vic ly O2 v thi CO2, H2O l mt nhu cu thit yu ca s sng. Sinh vt cng cao, cng khú chu ng s úi O2 v s ng CO2, H2O . Cỏc ng vt cao, nht l ngi, nu hụ hp giỏn on ch vi phỳt sau l cht. 2.Tin húa ca h hụ hp: Trờn c th ng vt, b phn cho O2 t mụi trng ngoi khuch tỏn vo trong t bo v CO2 khuch tỏn ra khi t bo c gi l - B mt hụ hp. ng vt n bo v a bo nh nh thy tc, giun dp, a phin, s trao i khớ thc hin trc tip qua mng t bo v mng c th. Ngay thỳ hụ hp qua da v mt phn qua ng tiờu húa vn cũn chim 1-2% trao i khớ. Vi cỏc ng vt cú t chc cao, h hụ hp chuyờn trỏch xut hin, ch yu gm 3 kiu: Mang,khớ qun v phi. (Mang: L phn un cong ra ngoi ca b mt c th c chuyờn húa cho sỹ trao i khớ. mt s éV khụng xng nh: Sao bin, mang cú hỡnh dng n gin v c phõn b gn nh trờn ton b mt c th. giun t mang c m ra mt s t thõn hoc cú hỡnh lụng chim tp hp thnh ỏm u hoc uụi. sũ, tụm v nhiu éV khỏc mang c gii hn mt vựng c th. 1 s loi nh: Sõu b, tụm cua v u trựng nc cng cú mang vi nhiu hỡnh dng khỏc nhau. S trao i khụng khớ qua mang khi nc i qua b mt hụ hp hiu qa n mc lm cho mang cú th ly 80% O2 hũa tan trong nc. Do O2 hũa tan trong nc ớt, vỡ vy cn phi cú s thụng khớ. Dũng nc chy qua mang liờn tc thụng khớ lm cho éV cú mang phi dnh mt s nng lng nht nh cho s thụng khớ. (ễỳng khớ: L 1 h thng ng phõn nhỏnh khp c th cụn trựng. Cỏc ng nh nht tip xỳc vi b mt ca hu ht t bo, ni õy khớ c trao i bi s khuch tỏn qua lp biu mụ m t lút u tn cựng ca h thng ng khớ. Tt c cỏc t bo ca c th u bc l trong I. TM QUAN TRNG CA Hễ HP TOPPage 1 of 7Sinh ly ho hap7/16/2007http://www.ctu.edu.vn/coursewares/supham/sinhlydongvat/chuong3.htm mụi trng hụ hp, nờn h tun hon m ca cụn trựng khụng tham gia vo vic vn chuyn O2 v CO2. S chuyn ng nhp nhng ca c th úng v m cỏc ng khớ- L s thụng khớ. Phi: éng vt t bũ sỏt tr lờn th bng phi, k c ba ba, rựa bin v cỏc loi thỳ ó quay tr li nc nh cỏ voi, cỏ heo. Lỳc u phi c hỡnh thnh t mt ch lừm sõu ca h tiờu húa, nhng thỳ v ngi h hụ hp ó tỏch khi h tiờu húa ch cũn giao nhau phn u. ngi: Khụng khớ i vo phi qua 1 h thng ng phõn nhỏnh. Khớ i vo h thng ny qua mi, chỳng c lc bi cỏc lụng mi, c si m, lm m t khi i ngang qua xoang mi. Xoang mi dn vo hu, ri n thanh qun cú vỏch bng sn (Thanh qun cũn l c quan phỏt õm( . T thanh qun, khụng khớ i ngang qua khớ qun vo ph qun v vo phi. Trong phi, ph qun phõn nhỏnh nhiu ln thnh cỏc ng nh hn gi l tiu ph qun. Lp biu mụ bờn trong cỏc ph qun c bao ph bi cỏc tiờm mao v 1 lp mng nhy mng. Cht nhy gi bi, ht phn v cỏc cht bn khỏc, nh chuyn ng ca tiờm mao y cht nhy xung yt hu, ti õy chỳng c nut vo thc qun. Qỳa trỡnh ny giỳp lm sch ng hụ hp. Cui cựng cỏc ph qun nh nht i vo cỏc ph nang (Hỡnh 3.1(. Lp biu mụ mng ca hng triu ph nang trong phi gi vai trũ nh mt b mt hụ hp. O2 trong khụng khớ s c hũa tan trong lp mng m v khuch tỏn qua biu mụ i vo li mao mch xung quanh ph nang. CO2 khuch tỏn t cỏc mao mch qua biu mụ ca ph nang ri i vo khụng khớ.Cỏc c hụ hp nh c liờn sn, c honh to ỏp xut õm giỳp cho sỹ thụng khớ. 1. éng tỏc th: éng tỏc hớt vo: - Hớt vo bỡnh thng: éc thc hin do cỏc c hớt vo co li lm tng kớch thc ca lng ngc theo c 3 chiu: trc, sau v ngang. Tng chiu thng ng: éỏy ca lng ngc l c honh, bỡnh thng c honh li lờn phớa lng ngc theo 2 vũm, khi c honh co nú phng ra, h thp xung do ú lm tng chiu thng ng ca lng ngc. C honh c h xung 1cm thỡ th tớch lng ngc tng 250cm3. Khi hớt vo bỡnh thng, c honh h thp khong 1,5 cm, hớt vo c gng cú th h ti 7- 8cm. Khi lit c honh hụ hp s b ri lon nghiờm trng. Tng chiu trc sau v chiu ngang: t th ngh ngi, cỏc xng sn chch ra trc v xung di, khi cỏc c hớt vo co li, xng sn quay xung quanh 1 trc i qua 2 im khp vi t sng v chuyn t t th chch xung sang t th ngang hn, do ú tng ng kớnh trc sau v ng kớnh ngang ca lng ngc Hỡnh 3.2 II. S Hễ HP NGOITOPPage 2 of 7Sinh ly ho hap7/16/2007http://www.ctu.edu.vn/coursewares/supham/sinhlydongvat/chuong3.htm Ngoài cơ hoành, cơ liên sườn ngoài còn có sự tham gia của cơ bậc thang, cơ răng cưa lớn , cũng làm tăng thêm thể tích lồng ngực. - Hít vào cố gắng: Khi hít vào cố gắng có sự tham gia thêm của 1 số cơ : Cơ ức đòn chũm, cơ ngực, cơ chéo là những cơ hít vào phụ. Những cơ này bình thường tựa vào những vị trí bất động là lồng ngực để làm cử động đầu và tay. Lúc hít vào cố gắng thì đầu và tay trở thành tương đối bất động, các cơ hô hấp phụ tì vào nơi đó mà nâng xương sườn lên. Ðộng tác thở ra: -Thở ra bình thường: Là động tác thụ động vì không đòi hỏi năng lượng co cơ . Khi các cơ hít vào như cơ hoành, cơ liên sườn ngoài giãn, đồng thời cơ liên sườn trong co theo phương ngược lại với cơ liên sường ngoài, lồng ngực trở về vị trí cũ dưới tác dụng của sức đàn hồi ngực phổi và sức chống đối của các tạng bụng làm xương sườn hạ xuống, cơ hoành lồi lên, giảm dung tích lồng ngực, đẩy không khí ra ngoài. - Thở ra cố gắng: Có sự hỗ trợ của các cơ thành bụng. Những cơ này khi co lại kéo các xương sườn xuống thấp hơn, dồn cơ hoành lồi lên ngực, đây là động tác tích cực, đòi hỏi tiêu tốn năng lượng. Ðộng vật có 3 phương thức thở: thở ngực, động tác hít vào chủ yếu do tác dụng của cơ liên sườn ngoài. Thở bụng do tác dụng của cơ hoành. Thở ngực bụng, do phối hợp cơ hoành và cơ liên sườn. 2 Nhịp hô hấp 4. Thể tích hô hấp Thể tích hô hấp là thể tích khí trao đổi khi hô hấp. Dung tích sống là thể tích khí huy động được sau 1 lần hít vào gắng sức và thở ra gắng hết sức. Nó là thể tích tối đa có thể trao đổi trong 1 lần hô hấp,do đó phần nào biểu hiện thể lực. Page 3 of 7Sinh ly ho hap7/16/2007http://www.ctu.edu.vn/coursewares/supham/sinhlydongvat/chuong3.htm Dung tích sống của người trưởng thành 2,5-3 lít ở nữ và 3,5- 4 lít ở nam - Khí lưu thông:Thể tích khí hít vào và thở ra bình thường, ở Người khoảng 500ml - Khí bổ sung: Hít gắng sức thêm, khoảng 1500ml - Khí dự phòng: Thở ra gắng sức, khoảng 1500ml Dung tích sống của ngựa: 26-30 lít, của chó 350-400ml. Khi thở ra tận lực trong phổi vẫn còn 22,1% khí đọng lại ở các đường hô hấp gọi là khí cặn. 5. Sự điều tiết hô hấp 5.1. Cơ chế thần kinh: Các tế bào thần kinh vận động cơ hô hấp nằm trong sừng trước của chất xám tủy: - Tế bào của dây ngực - bụng phụ trách cơ hoành nằm trong đoạn cổ 3 và 4 - Dây liên sườn xuất phát từ các đoạn ngực của tủy sống. - Trung khu hô hấp nằm ở hành tủy, gần đáy của não thất IV, cạnh cấu tạo chóp bút lông. - Trung tâm ức chế hô hấp (trung tâm ngừng thở( nằm trên cầu não có tác dụng điều hòa hô hấp, bằng tác động có chu kỳ ức chế trung khu hít vào để trung khu thở ra phát huy tác dụng. Hình 3.3 Ðiều tiết bằng phản xạ: Khi ta hít vào, xung động được truyền từ trung khu hít vào trên hành não theo các sợi vận động tới cơ hoành và cơ liên sườn để nâng xương sườn lên, đồng thời xung động lên cầu não tới trung khu điều hòa hô hấp nằm ở cầu não, từ trung tâm này có luồng xung động đi xuống ức chế trung tâm thở ra, gây động tác hít vào. Khi trung tâm thở ra phát xung, thì trung tâm hít vào bị ức chế. Khi hít vào, phổi căng khí thì các xung thần kinh từ các thụ quan ở thành phế nang và các cơ hô hấp theo đường dẫn truyền thần kinh hướng tâm về hành tủy, sẽ ức chế trung khu hít vào và kích thích trung khu thở ra. Kết qủa là cơ hoành và cơ liên sườn ngoài giãn, thể tích lồng ngực thu hẹp lại ép phổi xẹp xuống gây động tác thở ra. Khi thở ra, phổi xẹp xuống, các xung thần kinh từ các thụ quan trở về gây ức chế trung khu thở ra và kích thích trung khu hít vào. Sự thở ra và hít vào thực hiện một cách tự động kế tiếp nhau theo cơ chế tự điều hòa, không cần có sự kiểm soát của vỏ não. Khi màng nhày hốc mũi bị kích thích, gây phản xạ co phế quản hoặc động tác hít vào sâu và chậm, sau đó thở ra rất mạnh và nhanh (hắt hơi(. Kích thích màng nhày khí quản gây phản xạ tống mạnh hơi ra ngoài, lúc thanh quản đang khép (ho(. Page 4 of 7Sinh ly ho hap7/16/2007http://www.ctu.edu.vn/coursewares/supham/sinhlydongvat/chuong3.htm 5.2.Cơ chế hóa học điều hòa hô hấp: - Vai trò CO2 : Khi nồng độ co2 tăng (hoặc acíd carbonic(, làm cho hô hấp tăng lên, khi tăng qúa nồng độ co2 gây trịêu chứng ngộ độc như nhức đầu, buồn nôn, rối loạn tuần hòan, mê . Ở trẻ sơ sinh do tuần hoàn thai bị cắt, cơ thể không thải được co2 , đồng thời do trẻ cử động, CO2 trong máu tăng kích thích trung tâm hít vào gây động tác hô hấp đầu tiên của đứa trẻ. - Vai trò O2: Khi nồng độ O2 trong máu xuống thấp có tác dụng tăng thông khí, lúc đầu chỉ tăng biên độ, sau tăng cả tần số. Khi lượng khí CO2 tăng cao hay lượng O2 giảm thấp, tác động lên các thụ quan hóa học ở xoang động mạch cảnh sẽ truyền xung động về trung tâm hô hấp ở hành tủy, gây phản xạ tăng hô hấp. Ngược lại, huyết áp tăng ở xoang động mạch cánh và quai động mạch làm giảm hô hấp. Luồng thần kinh từ vỏ não làm cho ta có thể điều chỉnh cử động hô hấp theo ý muốn. Khi một vùng của vỏ não đang hưng phấn mạnh, vùng này sẽ phát xung ức chế các vùng xung quanh, trong đó có cả trung tâm hô hấp. Ví dụ hô hấp giảm khi tập trung làm toán. Ðau, cảm xúc, sợ hãi sẽ gây nên những luồng thần kinh đi từ vỏ não, hệ viền, vùng dưới đồi làm thay đổi hô hấp (hình 3.4) Hình 3.4. Sơ đồ điều hòa hô hấp 1. Sự trao đổi khí ở phổi Sự trao đổi khí được diễn ra trên bề mặt hô hấp. Ở người có khoảng 700 triệu phế bào với diện tích chung là 103,5 m2 ở nữ và 130 m2 ở nam, lớp mô bì của phế bào rất mỏng khoảng 0,004 mm. Diện tích chung của mao mạch tiếp xúc với phế bào rất lớn - khoảng 6000 m2.  Phân áp khí (áp xuất từng phần) Không khí ở phế bào thường bão hòa hơi nước do: - Áp xuất của không khí là 760 mmHg - Áp xuất từng phần của hơi nước là 50 mmHg - Áp xuất riêng của không khí trong phế bào (Cả khí thở ra( là 760-50= 710mmHg. Tỷ lệ % của khí hô hấp ở người: III. SỰ TRAO ÐỔI KHÍ TOPPage 5 of 7Sinh ly ho hap7/16/2007http://www.ctu.edu.vn/coursewares/supham/sinhlydongvat/chuong3.htm Sự trao đổi khí ở phế bào và máu: Khí khuyếch tán từ nơi có phân áp cao đến nơi có phân áp thấp. Chênh lệch phân áp của mỗi nơi sẽ qui định chiều di chuyển của khí. Máu động mạch phổi có PO2 = 40mHg và PCO2 = 46mHg PO2 ở phế nang cao hơn trong máu do động mạch phổi đem vào và bằng: 106,5 mmHg - 40 mmHg = 56,5 mmHg PCO2 ở động mạch phổi cao hơn ở phế nang và bằng: 46 mmHg - 42,6 mmHg = 3,4 mmHg Sự chênh lệch phân áp trên đã làm cho O2 từ phế nang khuyếch tán vào máu và CO2 từ máu vào phế nang. Tốc độ khuyếch tán CO2 gấp 25 lần so với O2. Trung bình khi chênh lệch 1 mmHg thì 1 phút có khoảng 25 - 60 mml O2 vào máu. Trạng thái bình thường của cơ thể cần 250 - 300 mml O2/ phút, vì vậy chỉ cần chênh 5 -10 mmHg là đủ. Sự trao đổi khí ở tổ chức và máu: Máu sau khi trao đổi tại phế nang mang theo PO2 khoảng 100 mmHg và PCO2 khoảng 40 mmHg về tâm nhĩ trái theo vòng tuần hoàn lớn đi đến tổ chức cơ thể. Tại các mô sự trao đổi khí tiếp tục xảy ra theo mức độ chênh lệch phân áp. Ở mô PO2 khoảng 0 - 20 mmHg, PCO2 khoảng 60 mmHg. O2 sẽ từ máu vào mô và CO2 , ngược lại đi từ mô vào máu (Hình 3.5(. Hình 3.5 Sơ đồ trao đổi khí Page 6 of 7Sinh ly ho hap7/16/2007http://www.ctu.edu.vn/coursewares/supham/sinhlydongvat/chuong3.htm Sắc tố hô hấp với sự chuyên chở khí: Hemoglobin chứa sắt, làm máu có màu đỏ. Hemocyanin (thường gặp ở chân khớp, thân mềm(, chứa đồng làm máu có màu xanh. Trong hồng cầu: Page 7 of 7Sinh ly ho hap7/16/2007http://www.ctu.edu.vn/coursewares/supham/sinhlydongvat/chuong3.htm . Page 3 of 7Sinh ly ho hap7/16/2007http://www.ctu.edu.vn/coursewares/supham/sinhlydongvat/chuong3.htm Dung tích sống của người trưởng thành 2, 5 -3 . khoảng 1500ml - Khí dự phòng: Thở ra gắng sức, khoảng 1500ml Dung tích sống của ngựa: 2 6 -3 0 lít, của chó 35 0-4 00ml. Khi