PHẦN II: LÝ SINH TUẦN HOÀN VÀ HÔ HẤP
II. SƠ LƯỢC VỀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA HỆ HÔ HẤP
3. Máu và sự trao đổi khí
Vai trò của máu đối với sự vận chuyển O2
Hồng cầu là yếu tố chính trong vận chuyển O2 . Ta biết trong hồng cầu có hemoglobin (Hb). Một phân tử hemoglobin có trọng lượng là 67.000 và chứa 4 gốc hem. Trong cấu trúc của hem có một nguyên tử Fe ở giữa. Mỗi nguyên tử Fe này có khả năng kết hợp với một phân tử O2 , nghĩa là một phân tử Hb có khả năng kết hợp với 4 phân tử O2 để tạo thành phức hợp oxyhemoglobin (HbO2 ). Có thể viết gọn phản ứng đó như sau:
Hb + O2 ↔ HbO2
Như vậy mỗi gam hemoglobin có thể gắn với một thể tích O2 là:
46722..000400ml 1,34 ml
24.000 ml thể tích của một phân tử gam khí CO2 . Còn 67.000 là phân tử gam của hemoglobin. Trong 100 ml máu người bình
thường có chứa từ 12 + 14 g hemoglobin cho nên thể tích khí O2
có thể lưu thông trong máu lên tới 16 – 18 ml/100ml máu.
Tuy nhiên phản ứng kết hợp giữa Hb và O2 là thuận nghịch phụ thuộc vào áp suất thay đổi tuỳ theo giai đoạn của chu trình hô hấp và vị trí của cơ thể trong không gian và trong vũ trụ.
Ở điều kiện trên trái đất, khi hít vào, trọng lượng lồng ngực sẽ gây ra lực cản các cơ hít vào và khi thở ra, chính nhân tố này sẽ làm giảm thể tích lồng ngực. Trọng lực của cơ quan trong ổ bụng (đặc biệt ở tư thế đứng) sẽ tác động lên cơ hoành và có xu hướng kéo nó xuống dưới. Điều đó tạo điều kiện thuận lợi cho động tác hít vào và cản trở động tác thở ra. Ảnh hưởng của nhân tố trường hấp dẫn lên quá trình hô hấp có thể xác định được khi so sánh các chỉ số cơ học và thông khí ở người khi hô hấp ở các trạng thái nằm và đứng.
Ảnh hưởng của tỷ lệ khí thành phần: Như ta đã rõ, O2 rất cần cho cơ thể. Cơ thể bình thường đã thích nghi với môi trường không khí chứa oxy có phân áp khoảng 100 Tor. Chúng ta biết rằng CO2 có tác dụng kích thích hô hấp. Do vậy, cơ thể đòi hỏi không khí có hàm lượng O2 và CO2 bình thường. Cơ thể còn chịu đựng được không khí có thể tích oxy lên tới 50% nhưng sẽ có rối loạn nghiêm trọng nếu chỉ thở thuần khí oxy, tất cả những súc vật thực nghiệm đều chết nếu đặt trong những lồng kín chứa oxy với phân áp trên 2 atmotphe.
Ảnh hưởng của áp suất khí quyển: Lên trên cao áp suất khí quyển hạ thấp và phân áp các khí thành phần cũng giảm, điều đó đưa đến tình trạng thiếu oxy trong cơ thể. để đáp ứng lại, hoạt động hô hấp cơ thể tăng lên hoặc bị rối loạn tuỳ theo mức độ và thời gian thiếu oxy.
Ta biết phổi là tổ chức xốp chịu đựng được áp suất tác dụng lên thành ngực khoảng 1 atmotphe. Khi lặn xuống nước, áp suất tác dụng lên thành ngực tăng dần theo độ sâu. Người ta đã tính toán thấy rằng chiều sâu tối đa con người có thể hoạt động bình
thường dưới nước là 35m nếu được cung cấp khí thở đầy đủ. Con người cũng có thể chịu đựng được 1- 2 giờ khi lặn sâu tới 90m.
Tuy vậy nếu từ độ sâu đó đột ngột ngoi lên cao mà không có biện pháp bảo vệ sẽ nguy hiểm đến tính mạng. Đó là hiện tượng tạo các bọt trong lòng mạch máu, nhất là các mạch máu nhỏ ở tim, não…
Vì vậy, biện pháp quan trọng là phải giảm áp suất từ từ bằng cách ngoi lên dần dần hoặc dùng các thiết bị để làm giảm dần áp suất khí xung quanh cơ thể mặc dầu đã lên đến bờ.
Sự trao đổi khí trong cơ thể tuân theo các quy luật động học chất khí và chịu tác dụng trực tiếp của nhiều quy luật sinh học phức tạp. Chức năng hô hấp liên quan chặt chẽ với các chức năng khác và chịu ảnh hưởng trực tiếp của các điều kiện ở môi trường bên ngoài. Vì vậy tốc độ trao đổi khí trong cơ thể tuỳ thuộc vào:
- Áp suất riêng phần của các khí trong khí quyển, trong máu và trong mô.
- Tốc độ chuyển động của các phân tử khí.
- Diện tích trao đổi khí ( tổng diện tích của các phế nang, của mao mạch…).
- Lưu lượng máu và tốc độ chảy cảu máu.
- Khả năng hoà tan các khí vào máu và sự vận chuyển các khí.
- Các hoạt động điều khiển của hệ thần kinh cao cấp.
BÀI TẬP ÁP DỤNG