บทที่ 1 เรื่อง การรักษาดุลยภาพของสิ่งมีชีวิต
รายวิชาชีววิทยาเพิ่มเติม 2
ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2559
คุณครูฐิตารีย์ สาเภา
โรงเรียนท่ามะกาวิทยาคม
สานักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเขต 8 (กาญจนบุรี-ราชบุรี)
http://www.thaigoodview.com/node/57991
 ระบบหายใจ
 โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและของสัตว์
 โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของคน
 ระบบขับถ่าย
 การขับถ่ายของสัตว์
 การขับถ่ายของคน
 ระบบหมุนเวียนเลือด ระบบน้าเหลืองและระบบภูมิคุ้มกัน
 การลาเลียงสารในร่างกายของสัตว์
 การลาเลียงสารในร่างกายของคน
 ระบบน้าเหลือง
 ระบบภูมิคุ้มกัน
เนื้อหา
เรื่อง ระบบหายใจ
รายวิชาชีววิทยาเพิ่มเติม 2
ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2559
คุณครูฐิตารีย์ สาเภา
โรงเรียนท่ามะกาวิทยาคม
สานักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเขต 8 (กาญจนบุรี-ราชบุรี)
 สืบค้นข้อมูล อภิปราย และสรุปความสาคัญของการรักษาดุลยภาพภายใน
ร่างกาย
 สืบค้นข้อมูล ทดลอง อภิปราย เปรียบเทียบ และสรุปโครงสร้างที่ใช้ในการ
แลกเปลี่ยนแก๊สของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและของสัตว์
 สืบค้นข้อมูล ทดลอง อภิปราย เปรียบเทียบ และสรุปโครงสร้างและ
กระบวนการต่างๆ ที่เกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนแก๊สของคนและของสัตว์
 สืบค้นข้อมูล อภิปราย สรุป และนาเสนอเกี่ยวกับความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับ
ปอด และโรคของระบบทางเดินหายใจ
จุดประสงค์การเรียนรู้
การรักษาดุลยภาพของร่างกาย (homeostasis) เป็นคุณสมบัติที่
สาคัญของสิ่งมีชีวิต ดูแลโดยระบบต่างๆ ได้แก่
- ระบบหายใจ - ระบบลาเลียง
- ระบบขับถ่าย - ระบบนาเหลือง
- ระบบภูมิคุ้มกัน
ระบบหายใจกับการรักษาดุลยภาพของร่างกาย
การหายใจ (Respiration) : เป็นกระบวนการรักษาความสมดุลของระบบใน
ร่างกาย (Homeostasis) เมื่อร่างกายได้รับ O2 จากภายนอกเข้าสู่ร่างกาย
และนา CO2 จากภายในขับออกมาทิ้งภายนอกร่างกาย โดยอาศัยระบบ
ไหลเวียนโลหิตเป็นตัวกลางในการลาเลียงแก๊ส การหายใจแบ่งเป็น 2 ระดับ
1. การหายใจภายใน (Internal Respiration) : หรือการหายใจระดับเซลล์
(Cellular Respiration) เป็นกระบวนการสลายสารโมเลกุลใหญ่เป็นโมเลกุล
เล็กและให้พลังงาน
2. การหายใจภายนอก (External Respiration) : เป็นการแลกเปลี่ยนแก๊ส
ของสิ่งมีชีวิต โดยอาศัยโครงสร้างของร่างกายที่ต้องมีคุณสมบัติสาคัญ คือ มี
พื้นที่ผิวมาก ผนังบางเพียงพอ และต้องมีความชื้นเพื่อให้ก๊าชละลายน้าได้
โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและของสัตว์
สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว
 อะมีบา พารามีเซียม
 เซลล์จะสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมที่เป็นน้า
ตลอดเวลา
 มีการแลกเปลี่ยนแก๊สกับสิ่งแวดล้อมโดย
การผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยอาศัยการแพร่
สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ขนาดเล็กที่อาศัยอยู่ในน้า
 ฟองน้า ไฮดรา และหนอนตัวแบน
 เซลล์แต่ละเซลล์แลกเปลี่ยนแก๊สผ่านเยื่อ
หุ้มเซลล์โดยตรง
ไส้เดือนดิน (Earth warm)
 ไม่มีโครงสร้างที่ทาหน้าที่เฉพาะในการแลกเปลี่ยนแก๊ส
 แลกเปลี่ยนแก๊สโดยเซลล์ที่อยู่บริเวณผิวหนังของลาตัวที่เปียกชื้น
 แก๊สที่แพร่ผ่านผิวหนังเข้ามาจะถูกลาเลียงโดยระบบหมุนเวียนเลือดไปสู่เซลล์ต่างๆ
ทั่วร่างกาย
 แก๊สที่เซลล์กาจัดออกมาจะถูกลาเลียงโดยระบบหมุนเวียนเลือดและปล่อยออกนอก
ร่างกายทางผิวหนัง
 มีรงควัตถุคือ เฮโมโกลบินละลายในน้าเลือด และ Hemoerythrin อยู่ในเซลล์เม็ด
เลือด
 อวัยวะแลกเปลี่ยนแก๊สอยู่ภายในร่างกาย
 ประกอบด้วยท่อลม (trachea) ซึ่งแตกแขนง
เป็นท่อลมฝอย (tracheole)ขนาดเล็กแทรก
ตาม ส่วนต่างๆ ของร่างกายและไปสิ้นสุดที่
เนื้อเยื่อ
 ไม่จาเป็นต้องมีรงควัตถุในเลือด เพราะ O2
ลาเลียงไปตามท่อและแลกเปลี่ยนแก๊สที่แขนง
ปลายสุดของท่อลมซึ่งแทรกชิดกับเนื้อเยื่อ
โดยตรง
แมลง
 มี Respiratory tree เป็นอวัยวะ
แลกเปลี่ยนก๊าช ที่ยื่นเข้าไปในร่างกาย
เป็นท่อยาวแตกแขนงคล้ายต้นไม้
 Respiratory tree เปิดติดต่อกับช่องเปิด
ของลาตัวด้านท้ายสุด (Cloaca)
 กล้ามเนื้อที่ Cloaca หดตัวน้าจะเข้าไปใน
ท่อ และน้าออกจากท่อเมื่อ กล้ามเนื้อที่
Cloaca คลายตัว
 การแลกเปลี่ยนก๊าชเกิดเมื่อน้าเข้าและออก
ผ่านส่วนปลายของทางเดินอาหาร
ปลิงทะเล
ไม่มีท่อลมแทรกตามเนื้อเยื่อ
มีโครงสร้างที่เรียกว่า ปอดแผง
(book lung) มีลักษณะเป็นท่อลม
ซ้อนเป็นพับไปมาคล้ายแผง มี
หลอดเลือดนาคาร์บอนไดออกไซด์
มาแลกเปลี่ยนที่แผงท่อลมนี้แล้ว
รับออกซิเจนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อ
แมงมุม
สัตว์น้า
ในน้ามีออกซิเจนเพียงร้อยละ
0.5
สัตว์น้ามีเนื้อเยื่อของอวัยวะที่
มากพอสาหรับการแลกเปลี่ยน
แก๊ส
เหงือกปลา และกุ้งมีลักษณะเป็น
ซี่ๆ เรียงกันเป็นแผง
ซี่ของเหงือกมีขนาดเล็ก มีเซลล์
เรียงเป็นชั้นบางๆ ห่อหุ้มหลอด
เลือดฝอย ทาให้แก๊สแพร่ผ่านได้
ง่าย
นก (Aves) ต้องใช้พลังงานมาก
ระบบหายใจของนกต้องมีประสิทธิภาพสูง
ปอดของนกมีขนาดเล็ก แต่นกมีถุงลม (Air sac) ซึ่งเจริญดีมาก
โดยแยกออกจากปอดเป็นคู่ ๆ หลายคู่ ทั้งถุงลมด้านหน้า ถุงลม
ในช่องอกถุงลมในช่องท้องและในกระดูก นอกจากนี้นกยังมี
กระดูกซี่โครงด้วย
ขณะหายใจเข้ากระดูกของนกจะลดต่าลง ถุงลมขยายขนาดขึ้น
อากาศจะผ่านเข้าสู่หลอดลมผ่านปอดแล้วเข้าสู่ถุงลมที่อยู่
ตอนท้าย ส่วนอากาศที่ใช้แล้วจะออกจากปอดเข้าสู่ถุงลม ตอน
หน้า ถูกขับออกจากตัวนกทางลมหายใจออก
นก
 อากาศที่ไหลเข้าปอดเป็นอากาศที่มีปริมาณออกซิเจนสูงทั้งสิ้น
 อากาศไหลผ่านปอดเป็นแบบทางเดียว นกจึงได้รับออกซิเจนในปริมาณสูงด้วย
 ถุงลมไม่ได้ทาหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนแก๊สแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเท
อากาศให้แก่ปอดนกเป็นอย่างดี
 นอกจากนี้ถุงลมที่แทรกอยู่ในกระดูกจะทาให้กระดูกของนกกลวงและเบาเหมาะต่อ
การบินของนก
นก
การหายใจของนก
การหายใจของนก
การหายใจของคน
 การนาเอาแก๊ส O2 จากอากาศภายนอกเข้าสู่เซลล์ สาหรับทาปฏิกิริยากับ
อาหาร เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานแล้วถ่ายเท CO2 ส่วนที่ไม่ต้องการออกจาก
เซลล์
 เซลล์ในร่างกายมนุษย์ไม่ได้สัมผัสอากาศภายนอกโดยตรง ร่างกายต้องมีวิธีช่วย
ให้แก๊สภายนอกติดต่อกับเซลล์ในร่างกาย จึงเกิดกระบวนการรับส่งแก๊ส O2
และ CO2 ขึ้นโดยอาศัยการทางานของปอด และการไหลเวียนของเลือดพาแก๊ส
ไปยังเซลล์ต่างๆ ทั่วร่างกาย
จุดประสงค์ของการหายใจในคน
 1. ส่วนที่อากาศผ่าน : ไม่มีการแลกเปลี่ยน
แก๊ส ได้แก่ โพรงจมูก 2 รู คอหอย
(Pharynx) กล่องเสียง (Larynx) หลอดลม
(Trachea) ขั้วปอดหรือบรองคัส
(Bronchus) และ แขนงขั้วปอด
(Bronchiole)
 2. ส่วนที่แลกเปลี่ยนแก๊ส : ตอนปลายของ
แขนงขั้วปอดแตกแขนงย่อยเป็นท่อ แอลวี
โอลัส เป็นท่อบางๆ ติดกับถุงแอลวีโอลัส
(Alveolar sac) ซึ่งประกอบด้วยถุงลมเล็กๆ
ผนังบางมาก เรียกว่า Alveolus ซึ่งที่ผนังมี
หลอดเลือดฝอยล้อมรอบ
 การแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างปอดและเลือด
เกิดขึ้นที่ผนังแอลวีโอลัส (Alveolus)
ระบบหายใจของคนแบ่งตามการทางานเป็น 2 ส่วน
โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของคน
 จมูก (Nose): มี 2 รู ภายในมีขนจมูกสาหรับกรองฝุ่นละออง มีสารหล่อลื่นช่วย
ดักจับฝุ่นละออง มีหลอดเลือดมาเลี้ยง ถ้าอากาศร้อนมากๆ หลอดเลือดเหล่านี้
อาจจะแตก ทาให้เลือดไหลออกมาทางจมูก เรียกว่า เลือดกาเดา
 คอหอย (Pharynx): เป็นท่อกลวงของกล้ามเนื้อ อยู่เหนือเพดานอ่อน ช่องปาก
กล่องเสียง ท่อยูสเตเชียนซึ่งติดต่อกับหูตอนกลาง หลอดอาหาร หลอดลม
 กล่องเสียง (Larynx): ต่อมาจากคอหอย ทาหน้าที่ 3 ประการคือ (1) ทางผ่าน
ของอากาศ (2) ทาให้เกิดเสียง (3) กั้นไม่ให้อาหารตกลงไปในหลอดลมขณะกลืน
อาหาร
 หลอดลม (Trachea): เป็นท่อกลวง ผนังเป็นกระดูกอ่อน ตอนปลายแยก
ออกเป็นขั้วปอด
โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของคน
 ขั้วปอด (Bronchus): ประกอบด้วยวงกระดูก
อ่อน อยู่ต่อจากหลอดลม มี 2 ข้าง ซ้ายขวา
ขั้วปอดข้างซ้ายมีขนาดเล็กกว่า ยาวกว่า
ด้านขวา
 แขนงขั้วปอด/หลอดลมฝอย (Bronchiole):
ประกอบด้วยกล้ามเนื้อเรียบ เยื่อบุผิวมีขน
และสร้างเมือกคอยดักจับสิ่งสกปรก แตก
แขนงเป็นถุงเล็กๆ เรียกว่า Alveolus ซึ่งเป็น
ถุงมีผนังบางมากๆ ด้านนอกมีหลอดเลือดฝอย
ห่อหุ้มมากมายและเป็นบริเวณที่แลกเปลี่ยน
แก๊ส O2 กับ CO2
โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของคน
 ทางเดินหายใจของคน (Respiratory System):
รูจมูก (nostrils)โพรงจมูก (nasal cavity)คอหอย
(Pharynx)หลอดลม (trachea)ขั้วปอด (bronchus)แขนงขั้วปอด
(bronchiole)ถุงลม (alveolus)หลอดเลือดฝอย (capillary)
การหายใจ
 เกิดขึ้นเนื่องจากการทางานร่วมกันของ กระบังลม (Diaphragm) กล้ามเนื้อระหว่าง
ซี่โครง (Inter-costal muscle) และกระดูกซี่โครง (Ribs)
 ปอด: เป็นการแลกเปลี่ยนก๊าชระหว่างถุงลมกับหลอดเลือดฝอย
 เซลล์ของเนื้อเยื่อ: เป็นการแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างหลอดเลือดฝอยกับเนื้อเยื่อ
กลไกการหายใจ
หายใจ
ปริมาตร
ปอด
ความดัน
ปอด
กระดูก
ซี่โครง
กล้ามเนื้อ
กระบังลม
กล้ามเนื้อยืดซี่โครง กล้ามเนื้อ
หน้าทองแถบนอก แถบใน
เข้า เพิ่ม ลด ยกขึ้น หด หด คลาย
คลาย
ท้องป่อง
ออก ลด เพิ่ม กดต่า คลาย คลาย หด
หด
ท้องแฟบ
 การหายใจเข้า (Inspiration):
 กระบังลมหดตัว: ขึงตึงแบนราบ ช่วยเพิ่มปริมาตรของช่องอกในแนวดิง
 กล้ามเนื้อกระดูกซี่โครงแถบนอกหดตัว แถบในคลายตัว: ทาให้กระดูกซี่โครงยก
สูง ช่วยเพิ่มปริมาตรของช่องอกในแนวรัศมี
 ช่องปอดขยาย: ความดันในช่องปอดลดลงต่ากว่าความดันภายนอก อากาศ
ภายนอกจึงดันไหลเข้าสู่ปอด
 การหายใจออก (Exspiration):
 กระบังลมคลายตัว: จะโค้งเป็นรูปโดมกลับเข้าตาแหน่งเดิม
 กล้ามเนื้อกระดูกซี่โครงแถบนอกคลายตัว แถบในหดตัว: ทาให้กระดูกซี่โครงลด
ระดับต่าลง
 ช่องปอดเล็กลง: ความดันในปอดจึงสูงกว่าอากาศภายนอก ทาให้ดันอากาศ
ภายในปอดออกมาข้างนอก
กลไกการหายใจ
กลไกการหายใจ
ภาพ ก การหายใจเข้า
ภาพ ข การหายใจออก
 โดยใช้เครื่อง สไปโรมิเตอร์ (spirometer)
 ปริมาตรอากาศที่หายใจเข้าปกติ 500 cm3
 ถ้าบังคับให้หายใจเข้าเต็มที่ อากาศจะเข้าปอดถึง 6,000 cm3ระดับที่ปอดบรรจุอากาศได้เต็มที่
 อากาศออกจากปอดได้มากสุดเท่าที่ความสามารถของกล้ามเนื้อกระบังลมและกล้ามเนื้อระหว่าง
กระดูกซีโครงจะทาได้
 เมื่อหายใจออกเต็มที่แล้วยังมีอากาศตกค้างในปอด 1,100 cm3
การศึกษาปริมาตรของอากาศในปอดของคน
VDO กลไกการหายใจของมนุษย์
ระบบหายใจ
ของสิ่งมีชีวิตแต่
ละชนิด
การแลกเปลี่ยนแก๊ส
 มีก๊าช 2 ชนิดที่ถูกลาเลียงโดยเลือด คือ ก๊าช O2 ลาเลียงเข้า และ CO2 ลาเลียง
ออก
 การลาเลียงก๊าชออกซิเจน: ก๊าช O2 ถูกลาเลียงมาที่ถุงลมปอด จะรวมตัวกับฮีโม
โกบิน (Hemoglobin/Hb) ที่ผิวเม็ดเลือดแดง เปลี่ยนเป็นออกซีฮีโมโกลบิน
(Oxyhemoglobin/HbO2) ส่งไปที่หัวใจและสูบฉีดไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย
Hb + O2 HbO2
การแลกเปลี่ยนแก๊ส
บริเวณปอด
บริเวณเนื้อเยื่อ
 การลาเลียงคาร์บอนไดออกไซด์: ก๊าช CO2 จะจับกับ Hb ได้น้อยมาก ส่วนใหญ่จะ
ละลายน้าในพลาสมา ทาให้เกิดกรดคาร์บอนิกซึ่งแตกตัวเป็นไอออนได้
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3
-
 จากสมการ หากกลั้นหายใจ CO2 จะถูกขับได้น้อยลง ทาให้เกิด H2CO3 เลือดจึงเป็น
กรดมากขึ้น ทาให้ค่า pH ลดลง
 ภาวะปกติเลือดจะมีค่า pH เท่ากับ 7.4
การแลกเปลี่ยนแก๊ส
บริเวณเนื้อเยื่อ
บริเวณปอด
ในเม็ดเลือดแดง
ในเม็ดเลือดแดง
 จับกับ Hb ในเม็ดเลือดแดง 98.5 %
 ละลายอยู่ในพลาสมา (น้าเลือด) 1.5 %
วิธีการลาเลียง O2 ในเลือด
วิธีการลาเลียง CO2 ในเลือด
 จับกับ H2O ในเม็ดเลือดแดง ในรูปของกรดคาร์บอนิก (H2CO3) และแตก
ตัวเป็น H+ กับ HCO3
- วิธีนี้เกิดขึ้น ≈ 70 %
 ลาเลียงในเม็ดเลือดแดง ในรูปของ HbCO2 ≈ 25%
 ละลายอยู่ในพลาสมา (น้าเลือด) ≈ 5%
 Hemoglobin/Hb: เป็นโปรตีนที่ประกอบ 4 หน่วยย่อย แต่ละหน่วยมีฮีม (Heme)
มีความสามารถจับกับโมเลกุลต่างๆ ได้เรียงตามลาดับจากมากไปน้อย
 รวมตัวกับ CO: ได้เร็วมาก เนื่องจาก CO แพร่ผ่าน Alveolar-Capillary
Membrane ได้อย่างรวดเร็ว โดยจับที่ตาแหน่งอะตอมของ Fe กลายเป็น
Carboxyhemoglobin (HbCO)หากร่างกายอยู่ในสภาวะที่มี CO มากกว่า
O2 มาก จะทาให้ร่างกายได้รับ CO มากเกินพอ และขาด O2 ได้ ทาให้เกิด
อันตรายจนอาจถึงแก่ชีวิต
 รวมตัวกับ O2: โดย Fe ในฮีมเป็นตัวจับกลายเป็นออกซีฮีโมโกลบิน (Oxy-
Hemoglobin)
 รวมตัวกับ CO2: จับกันได้น้อยมาก แต่สามารถจับกันกลายเป็น
Carbaminohemoglobin (HbCO2)
รงควัตถุที่เกี่ยวข้องกับการหายใจ
 ไมโอโกลบิน (Myoglobin/Mb): เป็นโปรตีนรูปทรงกลมที่มีโครงสร้างคล้ายกับ
Hemoglobin กล้ามเนื้อที่มี Mb มากจะมีสีแดง โดย Mb จับกับ O2 ได้สูงกว่า
Hb ทาให้ O2 จาก Hb ในเลือด เคลื่อนที่เข้าสู่ Mb ในกล้ามเนื้อ
รงควัตถุที่เกี่ยวข้องกับการหายใจ
 อุณหภูมิ: ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้น Hb จะจับกับ O2 ได้น้อยลง แต่ถ้าอุณหภูมิต่าลงจะ
จับกันได้ดีมากขึ้น ดังนั้น เมื่อออกกาลังกาย กล้ามเนื้อจะได้รับ O2 จาก Hb
เนื่องจากอุณหภูมิร่างกายสูง Hb จะปลดปล่อย O2 ออกทาให้เกิดประโยชน์แก่
กล้ามเนื้อ
 ค่า pH: ถ้า pH ลดลง (เป็นกรดเพิ่มขึ้น) Hb จะจับกับ O2 ได้น้อยลง ถ้า pH
เพิ่มขึ้น (เป็นเบสเพิ่มขึ้น) Hb จะจับกับ O2 ได้เพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อออกกาลังกาย
CO2 สูงขึ้น เลือดเป็นกรดมากขึ้น Hb จะปลดปล่อย O2 ออก
ปัจจัยที่มีผลต่อการจับกันของฮีโมโกลบิน (Hb) และออกซิเจน (O2)
 1. การควบคุมแบบอัตโนวัติ หรือการควบคุมทางประสาท:
 อยู่ภายนอกอานาจจิตใจ
 บังคับไม่ได้
 ใช้สมองส่วนเมดุลลาออบลองกาตาและพอนด์
 2. การควบคุมภายใต้อานาจจิตใจหรือการควบคุมทางรีเฟลกซ์ :
 สามารถบังคับได้
 ใช้สมองส่วนหน้าที่เรียกว่า ซีรีบรัลคอร์เทกซ์ ไฮโพทาลามัส
และสมองส่วนหลังที่เรียกว่าซีรีเบลลัม
 ใช้ควบคุมการหายใจให้เหมาะสมกับพฤติกรรมต่างๆ ของ
ร่างกาย
o 3. การควบคุมทางเคมี: สารเคมีที่สาคัญ เช่น O2, CO2 และ H+
การควบคุมการหายใจ
 ปริมาณ CO2 และ O2 สามารถบอกอัตรา metabolism ของคนได้ คนจะมี CO2
สูง และ O2 ต่า เมื่อมี metabolism สูง ซึ่งอาจเกิดจากการออกกาลังกาย หรืออยู่
ในที่ที่อุณหภูมิต่า ปริมาณ CO2 ที่สูงขึ้นจะไปกระตุ้นศูนย์ควบคุมให้หายใจถี่ขึ้น
โดยอัตมัติ
การวัดอัตราการหายใจ
 โรคปอดบวม (Pneumonia): เกิดจากการอักเสบและติด
เชื้อแบคทีเรียหรือไวรัส ทาให้พื้นที่ผิวในการแลกเปลี่ยน
แก๊สลดลง
 โรคถุงลมโป่งพอง (emphysema): เกิดจากการสูดแก๊ส
พิษ ทาให้ถุงลมขาดความยืดหยุ่น ขาดง่าย ทาให้พื้นที่ผิว
แลกเปลี่ยนแก๊สลดลง
ความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับปอด และโรคของระบบทางเดินหายใจ
สะอึก: เกิดจากการที่กล้ามเนื้อยึดซี่โครง และกล้ามเนื้อ
กระบังลมทางานไม่สัมพันธ์กัน
หาว: เป็นการไล่ CO2 ที่มีมากในเลือดให้ออกไป
ระบบหายใจ

ระบบหายใจ

  • 1.
    บทที่ 1 เรื่องการรักษาดุลยภาพของสิ่งมีชีวิต รายวิชาชีววิทยาเพิ่มเติม 2 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2559 คุณครูฐิตารีย์ สาเภา โรงเรียนท่ามะกาวิทยาคม สานักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเขต 8 (กาญจนบุรี-ราชบุรี) http://www.thaigoodview.com/node/57991
  • 2.
     ระบบหายใจ  โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและของสัตว์ โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของคน  ระบบขับถ่าย  การขับถ่ายของสัตว์  การขับถ่ายของคน  ระบบหมุนเวียนเลือด ระบบน้าเหลืองและระบบภูมิคุ้มกัน  การลาเลียงสารในร่างกายของสัตว์  การลาเลียงสารในร่างกายของคน  ระบบน้าเหลือง  ระบบภูมิคุ้มกัน เนื้อหา
  • 3.
    เรื่อง ระบบหายใจ รายวิชาชีววิทยาเพิ่มเติม 2 ภาคเรียนที่1 ปีการศึกษา 2559 คุณครูฐิตารีย์ สาเภา โรงเรียนท่ามะกาวิทยาคม สานักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเขต 8 (กาญจนบุรี-ราชบุรี)
  • 4.
     สืบค้นข้อมูล อภิปรายและสรุปความสาคัญของการรักษาดุลยภาพภายใน ร่างกาย  สืบค้นข้อมูล ทดลอง อภิปราย เปรียบเทียบ และสรุปโครงสร้างที่ใช้ในการ แลกเปลี่ยนแก๊สของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและของสัตว์  สืบค้นข้อมูล ทดลอง อภิปราย เปรียบเทียบ และสรุปโครงสร้างและ กระบวนการต่างๆ ที่เกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนแก๊สของคนและของสัตว์  สืบค้นข้อมูล อภิปราย สรุป และนาเสนอเกี่ยวกับความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับ ปอด และโรคของระบบทางเดินหายใจ จุดประสงค์การเรียนรู้
  • 5.
    การรักษาดุลยภาพของร่างกาย (homeostasis) เป็นคุณสมบัติที่ สาคัญของสิ่งมีชีวิตดูแลโดยระบบต่างๆ ได้แก่ - ระบบหายใจ - ระบบลาเลียง - ระบบขับถ่าย - ระบบนาเหลือง - ระบบภูมิคุ้มกัน
  • 6.
    ระบบหายใจกับการรักษาดุลยภาพของร่างกาย การหายใจ (Respiration) :เป็นกระบวนการรักษาความสมดุลของระบบใน ร่างกาย (Homeostasis) เมื่อร่างกายได้รับ O2 จากภายนอกเข้าสู่ร่างกาย และนา CO2 จากภายในขับออกมาทิ้งภายนอกร่างกาย โดยอาศัยระบบ ไหลเวียนโลหิตเป็นตัวกลางในการลาเลียงแก๊ส การหายใจแบ่งเป็น 2 ระดับ 1. การหายใจภายใน (Internal Respiration) : หรือการหายใจระดับเซลล์ (Cellular Respiration) เป็นกระบวนการสลายสารโมเลกุลใหญ่เป็นโมเลกุล เล็กและให้พลังงาน 2. การหายใจภายนอก (External Respiration) : เป็นการแลกเปลี่ยนแก๊ส ของสิ่งมีชีวิต โดยอาศัยโครงสร้างของร่างกายที่ต้องมีคุณสมบัติสาคัญ คือ มี พื้นที่ผิวมาก ผนังบางเพียงพอ และต้องมีความชื้นเพื่อให้ก๊าชละลายน้าได้
  • 7.
    โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและของสัตว์ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว  อะมีบา พารามีเซียม เซลล์จะสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมที่เป็นน้า ตลอดเวลา  มีการแลกเปลี่ยนแก๊สกับสิ่งแวดล้อมโดย การผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยอาศัยการแพร่ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ขนาดเล็กที่อาศัยอยู่ในน้า  ฟองน้า ไฮดรา และหนอนตัวแบน  เซลล์แต่ละเซลล์แลกเปลี่ยนแก๊สผ่านเยื่อ หุ้มเซลล์โดยตรง
  • 8.
    ไส้เดือนดิน (Earth warm) ไม่มีโครงสร้างที่ทาหน้าที่เฉพาะในการแลกเปลี่ยนแก๊ส  แลกเปลี่ยนแก๊สโดยเซลล์ที่อยู่บริเวณผิวหนังของลาตัวที่เปียกชื้น  แก๊สที่แพร่ผ่านผิวหนังเข้ามาจะถูกลาเลียงโดยระบบหมุนเวียนเลือดไปสู่เซลล์ต่างๆ ทั่วร่างกาย  แก๊สที่เซลล์กาจัดออกมาจะถูกลาเลียงโดยระบบหมุนเวียนเลือดและปล่อยออกนอก ร่างกายทางผิวหนัง  มีรงควัตถุคือ เฮโมโกลบินละลายในน้าเลือด และ Hemoerythrin อยู่ในเซลล์เม็ด เลือด
  • 9.
     อวัยวะแลกเปลี่ยนแก๊สอยู่ภายในร่างกาย  ประกอบด้วยท่อลม(trachea) ซึ่งแตกแขนง เป็นท่อลมฝอย (tracheole)ขนาดเล็กแทรก ตาม ส่วนต่างๆ ของร่างกายและไปสิ้นสุดที่ เนื้อเยื่อ  ไม่จาเป็นต้องมีรงควัตถุในเลือด เพราะ O2 ลาเลียงไปตามท่อและแลกเปลี่ยนแก๊สที่แขนง ปลายสุดของท่อลมซึ่งแทรกชิดกับเนื้อเยื่อ โดยตรง แมลง
  • 10.
     มี Respiratorytree เป็นอวัยวะ แลกเปลี่ยนก๊าช ที่ยื่นเข้าไปในร่างกาย เป็นท่อยาวแตกแขนงคล้ายต้นไม้  Respiratory tree เปิดติดต่อกับช่องเปิด ของลาตัวด้านท้ายสุด (Cloaca)  กล้ามเนื้อที่ Cloaca หดตัวน้าจะเข้าไปใน ท่อ และน้าออกจากท่อเมื่อ กล้ามเนื้อที่ Cloaca คลายตัว  การแลกเปลี่ยนก๊าชเกิดเมื่อน้าเข้าและออก ผ่านส่วนปลายของทางเดินอาหาร ปลิงทะเล
  • 11.
    ไม่มีท่อลมแทรกตามเนื้อเยื่อ มีโครงสร้างที่เรียกว่า ปอดแผง (book lung)มีลักษณะเป็นท่อลม ซ้อนเป็นพับไปมาคล้ายแผง มี หลอดเลือดนาคาร์บอนไดออกไซด์ มาแลกเปลี่ยนที่แผงท่อลมนี้แล้ว รับออกซิเจนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อ แมงมุม
  • 12.
  • 13.
    นก (Aves) ต้องใช้พลังงานมาก ระบบหายใจของนกต้องมีประสิทธิภาพสูง ปอดของนกมีขนาดเล็กแต่นกมีถุงลม (Air sac) ซึ่งเจริญดีมาก โดยแยกออกจากปอดเป็นคู่ ๆ หลายคู่ ทั้งถุงลมด้านหน้า ถุงลม ในช่องอกถุงลมในช่องท้องและในกระดูก นอกจากนี้นกยังมี กระดูกซี่โครงด้วย ขณะหายใจเข้ากระดูกของนกจะลดต่าลง ถุงลมขยายขนาดขึ้น อากาศจะผ่านเข้าสู่หลอดลมผ่านปอดแล้วเข้าสู่ถุงลมที่อยู่ ตอนท้าย ส่วนอากาศที่ใช้แล้วจะออกจากปอดเข้าสู่ถุงลม ตอน หน้า ถูกขับออกจากตัวนกทางลมหายใจออก นก
  • 14.
     อากาศที่ไหลเข้าปอดเป็นอากาศที่มีปริมาณออกซิเจนสูงทั้งสิ้น  อากาศไหลผ่านปอดเป็นแบบทางเดียวนกจึงได้รับออกซิเจนในปริมาณสูงด้วย  ถุงลมไม่ได้ทาหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนแก๊สแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเท อากาศให้แก่ปอดนกเป็นอย่างดี  นอกจากนี้ถุงลมที่แทรกอยู่ในกระดูกจะทาให้กระดูกของนกกลวงและเบาเหมาะต่อ การบินของนก นก
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18.
     การนาเอาแก๊ส O2จากอากาศภายนอกเข้าสู่เซลล์ สาหรับทาปฏิกิริยากับ อาหาร เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานแล้วถ่ายเท CO2 ส่วนที่ไม่ต้องการออกจาก เซลล์  เซลล์ในร่างกายมนุษย์ไม่ได้สัมผัสอากาศภายนอกโดยตรง ร่างกายต้องมีวิธีช่วย ให้แก๊สภายนอกติดต่อกับเซลล์ในร่างกาย จึงเกิดกระบวนการรับส่งแก๊ส O2 และ CO2 ขึ้นโดยอาศัยการทางานของปอด และการไหลเวียนของเลือดพาแก๊ส ไปยังเซลล์ต่างๆ ทั่วร่างกาย จุดประสงค์ของการหายใจในคน
  • 19.
     1. ส่วนที่อากาศผ่าน: ไม่มีการแลกเปลี่ยน แก๊ส ได้แก่ โพรงจมูก 2 รู คอหอย (Pharynx) กล่องเสียง (Larynx) หลอดลม (Trachea) ขั้วปอดหรือบรองคัส (Bronchus) และ แขนงขั้วปอด (Bronchiole)  2. ส่วนที่แลกเปลี่ยนแก๊ส : ตอนปลายของ แขนงขั้วปอดแตกแขนงย่อยเป็นท่อ แอลวี โอลัส เป็นท่อบางๆ ติดกับถุงแอลวีโอลัส (Alveolar sac) ซึ่งประกอบด้วยถุงลมเล็กๆ ผนังบางมาก เรียกว่า Alveolus ซึ่งที่ผนังมี หลอดเลือดฝอยล้อมรอบ  การแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างปอดและเลือด เกิดขึ้นที่ผนังแอลวีโอลัส (Alveolus) ระบบหายใจของคนแบ่งตามการทางานเป็น 2 ส่วน
  • 20.
  • 21.
     จมูก (Nose):มี 2 รู ภายในมีขนจมูกสาหรับกรองฝุ่นละออง มีสารหล่อลื่นช่วย ดักจับฝุ่นละออง มีหลอดเลือดมาเลี้ยง ถ้าอากาศร้อนมากๆ หลอดเลือดเหล่านี้ อาจจะแตก ทาให้เลือดไหลออกมาทางจมูก เรียกว่า เลือดกาเดา  คอหอย (Pharynx): เป็นท่อกลวงของกล้ามเนื้อ อยู่เหนือเพดานอ่อน ช่องปาก กล่องเสียง ท่อยูสเตเชียนซึ่งติดต่อกับหูตอนกลาง หลอดอาหาร หลอดลม  กล่องเสียง (Larynx): ต่อมาจากคอหอย ทาหน้าที่ 3 ประการคือ (1) ทางผ่าน ของอากาศ (2) ทาให้เกิดเสียง (3) กั้นไม่ให้อาหารตกลงไปในหลอดลมขณะกลืน อาหาร  หลอดลม (Trachea): เป็นท่อกลวง ผนังเป็นกระดูกอ่อน ตอนปลายแยก ออกเป็นขั้วปอด โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของคน
  • 22.
     ขั้วปอด (Bronchus):ประกอบด้วยวงกระดูก อ่อน อยู่ต่อจากหลอดลม มี 2 ข้าง ซ้ายขวา ขั้วปอดข้างซ้ายมีขนาดเล็กกว่า ยาวกว่า ด้านขวา  แขนงขั้วปอด/หลอดลมฝอย (Bronchiole): ประกอบด้วยกล้ามเนื้อเรียบ เยื่อบุผิวมีขน และสร้างเมือกคอยดักจับสิ่งสกปรก แตก แขนงเป็นถุงเล็กๆ เรียกว่า Alveolus ซึ่งเป็น ถุงมีผนังบางมากๆ ด้านนอกมีหลอดเลือดฝอย ห่อหุ้มมากมายและเป็นบริเวณที่แลกเปลี่ยน แก๊ส O2 กับ CO2 โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของคน
  • 23.
     ทางเดินหายใจของคน (RespiratorySystem): รูจมูก (nostrils)โพรงจมูก (nasal cavity)คอหอย (Pharynx)หลอดลม (trachea)ขั้วปอด (bronchus)แขนงขั้วปอด (bronchiole)ถุงลม (alveolus)หลอดเลือดฝอย (capillary) การหายใจ
  • 24.
     เกิดขึ้นเนื่องจากการทางานร่วมกันของ กระบังลม(Diaphragm) กล้ามเนื้อระหว่าง ซี่โครง (Inter-costal muscle) และกระดูกซี่โครง (Ribs)  ปอด: เป็นการแลกเปลี่ยนก๊าชระหว่างถุงลมกับหลอดเลือดฝอย  เซลล์ของเนื้อเยื่อ: เป็นการแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างหลอดเลือดฝอยกับเนื้อเยื่อ กลไกการหายใจ หายใจ ปริมาตร ปอด ความดัน ปอด กระดูก ซี่โครง กล้ามเนื้อ กระบังลม กล้ามเนื้อยืดซี่โครง กล้ามเนื้อ หน้าทองแถบนอก แถบใน เข้า เพิ่ม ลด ยกขึ้น หด หด คลาย คลาย ท้องป่อง ออก ลด เพิ่ม กดต่า คลาย คลาย หด หด ท้องแฟบ
  • 25.
     การหายใจเข้า (Inspiration): กระบังลมหดตัว: ขึงตึงแบนราบ ช่วยเพิ่มปริมาตรของช่องอกในแนวดิง  กล้ามเนื้อกระดูกซี่โครงแถบนอกหดตัว แถบในคลายตัว: ทาให้กระดูกซี่โครงยก สูง ช่วยเพิ่มปริมาตรของช่องอกในแนวรัศมี  ช่องปอดขยาย: ความดันในช่องปอดลดลงต่ากว่าความดันภายนอก อากาศ ภายนอกจึงดันไหลเข้าสู่ปอด  การหายใจออก (Exspiration):  กระบังลมคลายตัว: จะโค้งเป็นรูปโดมกลับเข้าตาแหน่งเดิม  กล้ามเนื้อกระดูกซี่โครงแถบนอกคลายตัว แถบในหดตัว: ทาให้กระดูกซี่โครงลด ระดับต่าลง  ช่องปอดเล็กลง: ความดันในปอดจึงสูงกว่าอากาศภายนอก ทาให้ดันอากาศ ภายในปอดออกมาข้างนอก กลไกการหายใจ
  • 26.
  • 27.
     โดยใช้เครื่อง สไปโรมิเตอร์(spirometer)  ปริมาตรอากาศที่หายใจเข้าปกติ 500 cm3  ถ้าบังคับให้หายใจเข้าเต็มที่ อากาศจะเข้าปอดถึง 6,000 cm3ระดับที่ปอดบรรจุอากาศได้เต็มที่  อากาศออกจากปอดได้มากสุดเท่าที่ความสามารถของกล้ามเนื้อกระบังลมและกล้ามเนื้อระหว่าง กระดูกซีโครงจะทาได้  เมื่อหายใจออกเต็มที่แล้วยังมีอากาศตกค้างในปอด 1,100 cm3 การศึกษาปริมาตรของอากาศในปอดของคน
  • 28.
  • 29.
  • 30.
  • 31.
     มีก๊าช 2ชนิดที่ถูกลาเลียงโดยเลือด คือ ก๊าช O2 ลาเลียงเข้า และ CO2 ลาเลียง ออก  การลาเลียงก๊าชออกซิเจน: ก๊าช O2 ถูกลาเลียงมาที่ถุงลมปอด จะรวมตัวกับฮีโม โกบิน (Hemoglobin/Hb) ที่ผิวเม็ดเลือดแดง เปลี่ยนเป็นออกซีฮีโมโกลบิน (Oxyhemoglobin/HbO2) ส่งไปที่หัวใจและสูบฉีดไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกาย Hb + O2 HbO2 การแลกเปลี่ยนแก๊ส บริเวณปอด บริเวณเนื้อเยื่อ
  • 32.
     การลาเลียงคาร์บอนไดออกไซด์: ก๊าชCO2 จะจับกับ Hb ได้น้อยมาก ส่วนใหญ่จะ ละลายน้าในพลาสมา ทาให้เกิดกรดคาร์บอนิกซึ่งแตกตัวเป็นไอออนได้ H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3 -  จากสมการ หากกลั้นหายใจ CO2 จะถูกขับได้น้อยลง ทาให้เกิด H2CO3 เลือดจึงเป็น กรดมากขึ้น ทาให้ค่า pH ลดลง  ภาวะปกติเลือดจะมีค่า pH เท่ากับ 7.4 การแลกเปลี่ยนแก๊ส บริเวณเนื้อเยื่อ บริเวณปอด ในเม็ดเลือดแดง ในเม็ดเลือดแดง
  • 33.
     จับกับ Hbในเม็ดเลือดแดง 98.5 %  ละลายอยู่ในพลาสมา (น้าเลือด) 1.5 % วิธีการลาเลียง O2 ในเลือด วิธีการลาเลียง CO2 ในเลือด  จับกับ H2O ในเม็ดเลือดแดง ในรูปของกรดคาร์บอนิก (H2CO3) และแตก ตัวเป็น H+ กับ HCO3 - วิธีนี้เกิดขึ้น ≈ 70 %  ลาเลียงในเม็ดเลือดแดง ในรูปของ HbCO2 ≈ 25%  ละลายอยู่ในพลาสมา (น้าเลือด) ≈ 5%
  • 34.
     Hemoglobin/Hb: เป็นโปรตีนที่ประกอบ4 หน่วยย่อย แต่ละหน่วยมีฮีม (Heme) มีความสามารถจับกับโมเลกุลต่างๆ ได้เรียงตามลาดับจากมากไปน้อย  รวมตัวกับ CO: ได้เร็วมาก เนื่องจาก CO แพร่ผ่าน Alveolar-Capillary Membrane ได้อย่างรวดเร็ว โดยจับที่ตาแหน่งอะตอมของ Fe กลายเป็น Carboxyhemoglobin (HbCO)หากร่างกายอยู่ในสภาวะที่มี CO มากกว่า O2 มาก จะทาให้ร่างกายได้รับ CO มากเกินพอ และขาด O2 ได้ ทาให้เกิด อันตรายจนอาจถึงแก่ชีวิต  รวมตัวกับ O2: โดย Fe ในฮีมเป็นตัวจับกลายเป็นออกซีฮีโมโกลบิน (Oxy- Hemoglobin)  รวมตัวกับ CO2: จับกันได้น้อยมาก แต่สามารถจับกันกลายเป็น Carbaminohemoglobin (HbCO2) รงควัตถุที่เกี่ยวข้องกับการหายใจ
  • 35.
     ไมโอโกลบิน (Myoglobin/Mb):เป็นโปรตีนรูปทรงกลมที่มีโครงสร้างคล้ายกับ Hemoglobin กล้ามเนื้อที่มี Mb มากจะมีสีแดง โดย Mb จับกับ O2 ได้สูงกว่า Hb ทาให้ O2 จาก Hb ในเลือด เคลื่อนที่เข้าสู่ Mb ในกล้ามเนื้อ รงควัตถุที่เกี่ยวข้องกับการหายใจ
  • 36.
     อุณหภูมิ: ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นHb จะจับกับ O2 ได้น้อยลง แต่ถ้าอุณหภูมิต่าลงจะ จับกันได้ดีมากขึ้น ดังนั้น เมื่อออกกาลังกาย กล้ามเนื้อจะได้รับ O2 จาก Hb เนื่องจากอุณหภูมิร่างกายสูง Hb จะปลดปล่อย O2 ออกทาให้เกิดประโยชน์แก่ กล้ามเนื้อ  ค่า pH: ถ้า pH ลดลง (เป็นกรดเพิ่มขึ้น) Hb จะจับกับ O2 ได้น้อยลง ถ้า pH เพิ่มขึ้น (เป็นเบสเพิ่มขึ้น) Hb จะจับกับ O2 ได้เพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อออกกาลังกาย CO2 สูงขึ้น เลือดเป็นกรดมากขึ้น Hb จะปลดปล่อย O2 ออก ปัจจัยที่มีผลต่อการจับกันของฮีโมโกลบิน (Hb) และออกซิเจน (O2)
  • 37.
     1. การควบคุมแบบอัตโนวัติหรือการควบคุมทางประสาท:  อยู่ภายนอกอานาจจิตใจ  บังคับไม่ได้  ใช้สมองส่วนเมดุลลาออบลองกาตาและพอนด์  2. การควบคุมภายใต้อานาจจิตใจหรือการควบคุมทางรีเฟลกซ์ :  สามารถบังคับได้  ใช้สมองส่วนหน้าที่เรียกว่า ซีรีบรัลคอร์เทกซ์ ไฮโพทาลามัส และสมองส่วนหลังที่เรียกว่าซีรีเบลลัม  ใช้ควบคุมการหายใจให้เหมาะสมกับพฤติกรรมต่างๆ ของ ร่างกาย o 3. การควบคุมทางเคมี: สารเคมีที่สาคัญ เช่น O2, CO2 และ H+ การควบคุมการหายใจ
  • 38.
     ปริมาณ CO2และ O2 สามารถบอกอัตรา metabolism ของคนได้ คนจะมี CO2 สูง และ O2 ต่า เมื่อมี metabolism สูง ซึ่งอาจเกิดจากการออกกาลังกาย หรืออยู่ ในที่ที่อุณหภูมิต่า ปริมาณ CO2 ที่สูงขึ้นจะไปกระตุ้นศูนย์ควบคุมให้หายใจถี่ขึ้น โดยอัตมัติ การวัดอัตราการหายใจ
  • 39.
     โรคปอดบวม (Pneumonia):เกิดจากการอักเสบและติด เชื้อแบคทีเรียหรือไวรัส ทาให้พื้นที่ผิวในการแลกเปลี่ยน แก๊สลดลง  โรคถุงลมโป่งพอง (emphysema): เกิดจากการสูดแก๊ส พิษ ทาให้ถุงลมขาดความยืดหยุ่น ขาดง่าย ทาให้พื้นที่ผิว แลกเปลี่ยนแก๊สลดลง ความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับปอด และโรคของระบบทางเดินหายใจ สะอึก: เกิดจากการที่กล้ามเนื้อยึดซี่โครง และกล้ามเนื้อ กระบังลมทางานไม่สัมพันธ์กัน หาว: เป็นการไล่ CO2 ที่มีมากในเลือดให้ออกไป