Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

การหายใจและการเดินทางของออกซิเจนในร่างกาย

Posted By Plook Creator | 09 ก.ย. 60
20,912 Views

  Favorite

ร่างกายของเราขาดน้ำหรืออาหารได้หลายวัน แต่หากขาดอากาศเพียงครู่เดียวก็อาจจะตายได้ ดังนั้น การหายใจนำอากาศเข้าและออก จึงเป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญที่ทำให้เรายังมีชีวิตอยู่ได้ แต่เมื่อเราหายใจเข้าเพื่อนำอากาศเข้าสู่ร่างกายแล้ว อากาศไม่ได้เดินทางไปทั่วร่างกาย เพราะเราไม่ได้มีท่ออากาศส่งต่อไปยังส่วนต่าง ๆ ของร่างกายโดยตรง แต่อากาศที่เราสูดเอาเข้ามานี้จะเดินทางไปยังอวัยวะต่าง ๆ ในรูปแบบของของเหลว เพื่อหล่อเลี้ยงเซลล์ร่างกาย

ภาพ : Shutterstock

 

อากาศที่จะเดินทางผ่านจมูกและปากเข้าสู่ระบบของร่างกายไม่ใช่อากาศอะไรก็ได้ แต่ส่วนสำคัญคือก๊าซออกซิเจนเท่านั้น ออกซิเจนจะถูกส่งไปยังเนื้อเยื่อทุกส่วนของร่างกายโดยการทำงานร่วมกันของอวัยวะสำคัญ ๆ เช่น หัวใจ ปอด สมอง เนื่องจากออกซิเจนเป็นส่วนประกอบสำคัญของการหายใจแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic Respiration) ในแต่ละเซลล์ และทำให้ได้เป็นพลังงาน ATP (Adenosine triphosphate) เพื่อการขับเคลื่อนร่างกายต่อไป


ATP คือ โมเลกุลของหน่วยพลังงาน ซึ่งเซลล์ใช้ในการทำงานต่าง ๆ แต่การทำให้ออกซิเจนเข้าไปสู่ระบบร่างกายไม่ใช่งานง่าย ๆ เพราะว่าก๊าซต่าง ๆ จะสามารถละลายไปในของเหลวหรือเลือดของเราได้ ก็ต่อเมื่อมันอยู่ใกล้ชิดกันมาก ๆ เท่านั้น ระบบขนส่งและการจัดการระบบจึงเป็นสิ่งสำคัญในกระบวนการหายใจ แต่ละวันคนเราหายใจกว่า 17,000 - 23,000 ครั้ง หรือราว ๆ 11 - 16 ครั้งต่อนาที และอาจจะมากกว่านั้นในกรณีที่มีกิจกรรมที่ต้องใช้ออกซิเจนมากขึ้นเพื่อการเผาผลาญพลังงาน หรือน้อยกว่านั้นในกรณีที่คุณกำลังพักผ่อน ในสภาวะปกติเราหายใจเอาอากาศเข้าปอดไปถึง 6 ลิตรต่อนาที แต่ในช่วงที่เราต้องการอากาศมากขึ้นเราสามารถหายใจเอาอากาศเข้าไปได้มากถึง 100 ลิตรต่อนาที

 

การเดินทางของอากาศเข้าสู่ร่างกาย ผ่านการขยับตัวของกระบังลม ซึ่งเคลื่อนตัวขึ้นและลง ทำให้ปอดของเราขยายและหดตัว ในปอดของเรามีถุงลมเล็ก ๆ มากมาย และจุดนี้เองคือจุดที่ออกซิเจนจะได้ใกล้ชิดกับของเหลวอย่างเลือดมากที่สุด และพร้อมที่จะเดินทางผ่านเนื้อเยื่อบาง ๆ ของถุงลม ละลายเข้าไปในเลือด เซลล์เม็ดเลือดแดงที่อยู่ในเลือดเปรียบเสมือนรถโดยสารประจำทาง ที่มีเบาะนั่งอย่างฮีโมโกลบิน (Hemoglobin) อยู่ในนั้น ฮีโมโกลบินนี้จะจับออกซิเจนไว้ และพาพวกมันไปยังจุดหมายปลายทางซึ่งก็คือเซลล์ต่าง ๆ ทั่วร่างกายต่อไป

 

เม็ดเลือดแดงที่มีออกซิเจนอยู่เต็มจะมีสีแดงสด เลือดที่ไหลผ่านเส้นเลือดแดงจึงมีสีแดงสดด้วย แต่เมื่อออกซิเจนถูกส่งไปยังเซลล์ต่าง ๆ แล้ว คาร์บอนไดออกไซต์จะเข้ามาแทนที่และนั่นทำให้เม็ดเลือดแดงมีสีเข้มขึ้น ก่อนจะไหลวนกลับไปยังหัวใจ และกลับไปแลกเปลี่ยนก๊าซออกซิเจนที่ปอดอีกครั้ง


เซลล์เม็ดเลือดแดง (Red blood cell หรือ Erythrocyte) จำนวนมากไม่ได้เกิดขึ้นง่าย ๆ จากการแบ่งตัวเช่นเดียวกับเซลล์ทั่วไป แต่มีกระบวนการสร้างเม็ดเลือดแดงที่เรียกว่า Erythropoiesis ซึ่งหากเป็นสัตว์ที่โตเต็มวัยหรือผู้ใหญ่ กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นที่ไขกระดูกเป็นหลัก แต่หากยังเป็นตัวอ่อนในท้องแม่ อาจจะสร้างขึ้นที่อวัยวะอื่น ๆ เช่น ม้าม ตับ หรือต่อมน้ำเหลืองได้ โดยกระบวนการสร้างเกิดขึ้นตลอดเวลา เมื่อร่างกายของเราตรวจสอบและรับรู้ว่า ปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในกระแสเลือดลดต่ำเกินไปฮอร์โมน Erythropoietin จะถูกปล่อยออกมา ซึ่งจะไปกระตุ้นการเพิ่มจำนวนและการเปลี่ยนสภาพของเซลล์เม็ดเลือดแดงต้นกำเนิด

 

ในการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงจำเป็นต้องมีจำเป็นต้องมีวัตถุดิบตั้งต้นพิเศษในการผลิต เริ่มจากฮีโมโกลบินซึ่งอยู่ในเซลล์และทำให้เซลล์มีสีแดง ประกอบด้วยรงควัตถุพอร์ไฟริน ( Porphyrin) จับกับธาตุเหล็กและโปรตีนชนิดโกลบิน (Globin) การที่ฮีโมโกลบินประกอบด้วยธาตุเหล็กในรูปแบบของเฟอรัสไอออน (Fe++) นี้เอง จึงทำให้สามารถยึดจับออกซิเจนได้ 2 อะตอม โดยไม่เกิดการออกซิเดชันหรือทำปฏิกิริยาแต่อย่างใด อย่างไรก็ตาม ธาตุเหล็กในฮีโมโกลบินนี้จับกับออกซิเจนได้ไม่ดีเท่าคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งนั่นทำให้ร่างกายเราต้องผลักดันคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการเผาเชื้อเพลิงพลังงานในเซลล์ออกไปจากร่างกายให้ได้มากที่สุด

 

จุดเริ่มต้นของระบบหายใจไม่ได้มีแค่เซลล์เม็ดเลือดแดงหรือฮีโมโกลบินเท่านั้น แต่สมองคือตัวสั่งการให้เกิดการขยับตัวของกระบังลมและการทำงานของปอด ระบบประสาทอัตโนมัติคื อส่วนที่ควบคุมการหายใจ และนั่นทำให้คุณยังคงหายใจแม้ไม่รู้ตัว ขณะนอนหลับ หรือแม้แต่การกลั้นหายใจของคุณก็ไม่สามารถกลั้นจนเสียชีวิตได้ เพราะเมื่อร่างกายของเรารู้ว่าออกซิเจนต่ำลง สมองก็จะบังคับให้คุณกลับมาหายใจเอาอากาศเข้าร่างกายอีกครั้งอยู่ดี สัญญาณสมองจะสั่งให้กระบังลมหดตัว กล้ามเนื้อซี่โครงขยายตัวออกเพื่อเพิ่มพื้นที่ภายในช่องอก ปอดจะขยายตัวพร้อม ๆ กับความกดอากาศภายในปอดลดลง มันจึงดึงเอาอากาศเข้าสู่ร่างกายผ่านทางจมูกหรือปากได้

 

โครงสร้างของปอดนั้นมีความซับซ้อน มันมีพื้นที่ผิวมากเพื่อให้ออกซิเจนในอากาศที่มีอยู่น้อยสามารถสัมผัสและเดินทางผ่านเนื้อเยื่อ เพื่อไปเข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดแดงได้มากที่สุดภายในการหายใจชั่วครู่นั้น ถุงลมจำนวนมากกว่า 100 ล้านถุงเป็นส่วนสำคัญที่ทำหน้าที่นี้ สำหรับคนที่สูบบุหรี่หรือหายใจเอาฝุ่นควันเข้าไปอย่างสม่ำเสมอ ถุงลมจะอุดตันด้วยฝุ่นควันหรือน้ำมันดิน (Tar) ทำให้ประสิทธิภาพของการเปลี่ยนถ่ายออกซิเจนบริเวณถุงลมลดลง และทำให้ร่างกายต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อให้ได้ออกซิเจนในปริมาณที่ต้องการ ออกซิเจนจะถูกส่งผ่านระบบการไหลเวียนโลหิตไปยังส่วนต่าง ๆ ที่ซับซ้อนของร่างกายอีกต่อหนึ่ง
 

ภาพ : Shutterstock

 

กระบวนการขนส่งนี้เริ่มต้นขึ้นตั้งแต่ยังเป็นตัวอ่อน ในตอนนี้ตัวอ่อนจะยังไม่ได้หายใจด้วยตัวเอง และยังไม่มีเม็ดเลือดแดงเป็นของตัวเอง ตัวอ่อนของมนุษย์หรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะได้เม็ดเลือดแดงและออกซิเจนจากแม่มาหมุนเวียนในร่างกายเพื่อให้เซลล์ต่าง ๆ ได้รับออกซิเจน ก่อนจะเริ่มสร้างเม็ดเลือดแดงเป็นของตัวเองและเตรียมพร้อมที่จะหายใจเป็นครั้งแรก รับออกซิเจนเป็นครั้งแรกเมื่อออกจากท้องแม่ เวลาทารกคลอดออกมา สัญชาติญานแรกคือ การคายเอาเมือกหรือน้ำคร่ำที่อยู่ในระบบออกมาและหายใจเฮือกแรกพร้อมกับแผดเสียงร้อง การร้องนี้ไม่เพียงแต่เป็นสัญญาณบอกแม่ว่าตนเองได้เกิดขึ้นมาแล้ว แต่มันยังเป็นการเริ่มต้นของระบบต่าง ๆ ของร่างกาย ที่จะทำงานอย่างต่อเนื่องและไม่มีการหยุดพักอีกด้วย หากหัวใจไม่สูบฉีดเลือด ปอดไม่ขยับตัว การหายใจก็ไม่เกิดขึ้น การส่งต่อออกซิเจนก็จะไม่เกิดขึ้น และนั่นหมายถึงระบบทั้งหมดจะหยุดตัวลง เช่นเดียวกันกับชีวิตของเรา

 

ภาพปก : Shutterstock

 

 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • Plook Creator
  • 15 Followers
  • Follow