โครงสร้างในการแลกเปลี่ยนแก๊สในคน

ครูไวยุ์

    อวัยวะสำหรับการหายใจ (Respiratory organ) ของสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปอาจสรุปในเบื้องต้นได้ว่า สัตว์ที่ดำรงชีวิตอยู่บนบกจะใช้หลอดลม (trachea) ใช้ปอด (lung) พวกที่ใช้หลอดลมจะเป็นพวกแมลงต่างๆ เป็นส่วนมาก พวกที่ใช้ปอดจะเป็นสัตว์เลื้อยคลาน นก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ภาพ 1 อวัยวะในระบบแลกเปลี่ยนแก๊ส

(http://simple.wikipedia.org/wiki/Respiratory_system)

   รูจมูก (nostril, naris) คือ รูที่เป็นทางผ่านเข้าออกของอากาศเข้าสู่โพรงจมูก จากนั้นอากาศจะถูกส่งผ่านเข้าไปยังหลอดลมและเข้าสู่ปอดเพื่อทำการแลกเปลี่ยนแก๊ส นอกจากอากาศแล้ว รูจมูกยังเป็นทางออกของน้ำมูกหรือเศษอาหารที่เกิดจากการสำลักอีกด้วย สำหรับมนุษย์ รูจมูกที่มองเห็นจากภายนอกหรืออยู่บริเวณด้านนอกของจมูกนั้น เรียกว่า รูจมูกด้านหน้า (anterior nares) ซึ่งรูจมูกทั้งสองรูถูกแบ่งออกจากกันโดยผนังกั้นโพรงจมูก (nasal septum) ส่วนรูจมูกภายในหรือรูจมูกด้านหลังจะอยู่ด้านในศีรษะ เรียกว่า choanae

ภาพ 2 จมูกและโพรงจมูก

(http://www2.bc.cc.ca.us/bio16/22_Respinfections.htm)

    ผนังกั้นโพรงจมูก หรือ ผนังกั้นจมูก (nasal septum) คือส่วนที่แบ่งรูจมูกด้านหน้าซึ่งเป็นทางผ่านของอากาศไปยังปอดออกเป็นรูจมูกข้างซ้ายและรูจมูกข้างขวา ผนังกั้นโพรงจมูกประกอบด้วยกระดูกหลายชิ้น นอกจากนี้ยังมีหลอดเลือดมาเลี้ยง ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของเลือดกำเดาไหลอีกด้วย

ภาพ 3 ผนังกั้นโพรงจมูก

(http://www.drpaulose.com/surgery/nasal-septal-deviation-how-to-correct-it)

   คอหอย (Pharynx) : อยู่ต่อจากส่วนท้ายของ nasal cavities เป็นทางรวมก่อนที่จะแยกเป็นทางเดินอาหาร และทางเดินหายใจ สิ่งที่เปิดเข้าสู่บริเวณ pharynx ได้แก่ posterior nares 1 คู่, Eustachian tube 1 คู่, ช่องปาก, glottis และ esophagus ทางออกจากหลอดคอเข้าสู่ทางเดินหายใจ คือ glottis และมีส่วนต่อด้วย larynx เป็นอวัยวะที่สร้างเสียง เกิดจากการควบคุมทางเดินอากาศ ซึ่งอากาศที่ผ่านเข้าจะทำให้มีการสั่นของเส้นเสียงใน larynx สำหรับในนกจะมี syrinx เป็นอวัยวะสร้างเสียง โดย syrinx จะอยู่ในตำแหน่งที่ trachea แยกออกเป็น bronchi

ภาพ 4 คอหอย (Pharynx)

(http://www.as.miami.edu/chemistry/)

    หลอดลม (trachea) : เป็นส่วนที่ต่ออกมาจากหลอดเสียง ยาวลงไปในทรวงอก ลักษณะรูปร่างของหลอดลมเป็นหลอดกลมๆ ประกอบด้วยกระดูกอ่อนรูปวงแหวน หรือรูปตัว U ซึ่งมีอยู่ 20 ชิ้น วางอยู่ทางด้านหลังของหลอดลม ช่องว่าง ระหว่างกระดูกอ่อนรูปตัว U ที่วางเรียงต่อกันมีเนื้อเยื่อและกล้ามเนื้อเรียบมายึดติดกัน การที่หลอดลมมีกระดูกอ่อนจึงทำให้เปิดอยู่ตลอดเวลา ไม่มีโอกาสที่จะแฟบเข้าหากันได้โดยแรงดันจากภายนอก จึงรับประกันได้ว่าอากาศเข้าได้ตลอดเวลา หลอดลม ส่วนที่ตรงกับกระดูกสันหลังช่วงอกแตกแขนงออกเป็นหลอดลมแขนงใหญ่ (Bronchi) ข้างซ้ายและขวา เมื่อเข้าสู่ปอดก็แตกแขนงเป็นหลอดลมเล็กในปอดหรือที่เรียกว่า หลอดลมฝอย (Bronchiole) และไปสุดที่ถุงลม (Aveolus) ซึ่งเป็นการที่อากาศอยู่ ใกล้กับเลือดในปอดมากที่สุด จึงเป็นบริเวณแลกเปลี่ยนก๊าซออกซิเจน กับคาร์บอนไดออกไซด์

ภาพ 5 หลอดลม (trachea)

(http://www.newhealthguide.org/Trachea-Function.html)

   หลอดลมเล็กหรือขั้วปอด ( bronchus) : เป็นส่วนที่แตกแขนงแยกจากหลอดลม แบ่งออกเป็น 2 กิ่งคือซ้ายหรือขวา โดยกิ่งซ้ายจะเข้าสู่ปอดซ้าย และกิ่งขวาแยกเข้าปอดขวาพร้อม ๆ กับเส้นเลือดและเส้นประสาท

   หลอดลมฝอย (bronchiole) : แบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ

     1. หลอดลมฝอยเทอร์มินอล (terminal bronchiole) เป็นท่อที่แยกออกจากหลอดลมแขนงมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5-1 มิลลิเมตร พบกล้ามเนื้อเรียบและเยื่ออิลาสติกไฟเบอร์ (elastic fiber)เป็นองค์ประกอบของผนังหลอดลมฝอยเทอร์มินอล แต่ไม่พบโครงสร้างที่เป็นกระดูกอ่อน

    2. หลอดลมฝอยแลกเปลี่ยนแก๊ส (respiratory bronchiole) เป็นส่วนแรกที่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส เนื่องจากมีถุงลมย่อยมาเปิดเข้าที่ผนัง ซึ่งจะพบในส่วนที่อยู่ท้าย ๆ ซึ่งจะมีมากกว่าส่วนที่อยู่ติดกับหลอดลมฝอยเทอร์มินอล  

   ท่อลม (alveolar duct) : เป็นท่อส่วนสุดท้ายของส่วนที่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส (respiratory division) ซึ่งจะไปสิ้นสุดที่ถุงลม (alveolar sac) 

ภาพ 6 หลอดลมเล็กหรือขั้วปอด( bronchus)

(http://www.mwit.ac.th/)

   เยื่อหุ้มปอด (pleura) : เป็นเยื่อที่บางและละเอียดอ่อน เปียกชื้น และเป็นมันลื่น หุ้มผิวภายนอกของปอด เยื่อหุ้มนี้ ไม่เพียงคลุมปอดเท่านั้น ยังไปบุผิวหนังด้านในของทรวงอกอีก หรือกล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า เยื่อหุ้มปอดซึ่งมี 2 ชั้น ระหว่าง 2 ชั้นนี้มี ของเหลวอยู่นิดหน่อย เพื่อลดแรงเสียดสี ระหว่างเยื่อหุ้มมีโพรงว่าง เรียกว่าช่องระหว่างเยื่อหุ้มปอด

ภาพ 7 เยื่อหุ้มปอด (pleura)

(http://www.beliefnet.com/healthandhealing/getcontent.aspx?cid=96788)

   ถุงลมและถุงลมย่อย (alveolus หรือ alveolar sac และ pulmonary alveoli) : ถุงลมเป็นช่องว่างที่มีถุงลมย่อยหลาย ๆ ถุงมาเปิดเข้าที่ช่องว่างอันนี้ ส่วนถุงลมย่อยมีลักษณะเป็นถุงหกเหลี่ยมมีเซลล์พิเศษหลั่งสารพวกฟอสโฟลิพิด (phospholipid) เรียกว่า เซอร์แฟกแทนท์ (surfactant) เข้าสู่ถุงลมย่อยเพื่อลดแรงตึงผิวของถุงลมย่อยไม่ให้ติดกัน เมื่อปอดแฟบเวลาหายใจออกผนังของถุงลมย่อยที่อยู่ติดกันจะรวมกันเป็นอินเตอร์อัลวีโอลาร์เซปทัม (interalveolar septum) ซึ่งมีเส้นเลือดฝอยอยู่ภายใน นอกจากนี้ยังมีรูซึ่งเป็นช่องติตต่อระหว่างถุงลมย่อยทำให้อากาศภายในถุงลมย่อยมีแรงดันเท่ากันทั้งปอด ทั้งถุงลมและถุงลมย่อยจะรวมเรียกว่า ถุงลมปอด ปอดแต่ละข้างจะมีถุงลมปอดประมาณ 300 ล้านถุง แต่ละถุงจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ 0.25 เซนติเมตร คิดเป็นพื้นที่ทั้งหมดของการแลกเปลี่ยนแก๊สของถุงลมปอดทั้งสองข้างประมาณ 90 ตารางเมตรหรือคิดเป็น 40 เท่าของพื้นที่ผิวของร่างกาย การที่ปอดยืดหยุ่นได้ดีและขยายตัวได้มากและการมีพื้นที่ของถุงลมปอดมากมายขนาดนั้นจะทำให้ร่างกายได้รับแก๊สออกซิเจนอย่างเพียงพอและคายแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ได้เป็นอย่างดีอีกด้วยปอดของคนมีเส้นเลือดฝอยมาเลี้ยงอย่างมากมายจึงทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนแก๊สได้มากและรวดเร็วจนเป็นที่เพียงพอแก่ความต้องการของร่างกาย

ภาพ 8  ถุงลมและถุงลมย่อย (alveolus หรือ alveolar sac และ pulmonary alveoli)

(http://www.beliefnet.com/healthandhealing/getcontent.aspx?cid=96788)