การแลกเปลี่ยนแก๊สระหว่างหลอดเลือดฝอยกับเซลล์

          2.  ��ʹ���ʹ ( Blood  Vessel )  �����ع���¹�ͧ���ʹ�ҡ�������С�Ѻ�ҡ��ǹ��ҧ � �ͧ��ҧ��¹�鹵�ͧ �������ʹ���ʹ ��������� ������ҧ���  ��ʹ���ʹ���ҧ��¤�������͡�� 3 ��Դ ���
                1.  ��ʹ���ʹ�������� ( Arteries )  ����ʹ���ʹ�������ʹ�͡�ҡ������ѧ��ǹ��ҧ � �ͧ��ҧ��� ���ʹ����������ʹ���ʹ��������ʹ����ջ���ҳ����͡��ਹ�ҡ ¡������ʹ�������ѧ�ʹ ��������ʹ����ջ���ҳ��ʤ���͹��͡䫴��ҡ ��ʹ���ʹ���������ռ�ѧ˹��������鹡�� �դ������ç  ��������դ������ҹ����ç�ѹ���ʹ���١�մ�͡�ҡ����
                2.  ��ʹ���ʹ�ǹ ( Vein ) ����ʹ���ʹ�������ʹ�ҡ��ǹ��ҧ � �ͧ��ҧ������������� ���ʹ����������ʹ���ʹ��������ʹ����ջ���ҳ��ʤ���͹��͡䫴��٧ ¡������ʹ���Өҡ�ʹ���ѧ���� �������ʹ����ջ���ҳ����͡��ਹ�٧ ������ʹ���ʹ��������鹻�ͧ�ѹ���������ʹ�����͹��Ѻ   
                3.  ��ʹ���ʹ��� ( Capillaries ) ����ʹ���ʹ����բ�Ҵ��������´�繽�µԴ������������ҧᢹ���� � �ͧ��ʹ���ʹ�������������ʹ���ʹ�ǹ ��ʹ���ʹ����ռ�ѧ�ҧ�ҡ �繺���dz����ա���š����¹�������� ��� �����觵�ҧ � �����ҧ���ʹ�Ѻ����ͧ��ҧ���

           3 ���ʹ ( Blood )���ҧ��¤���������ʹ�������ҳ������ 9-10 �ͧ���˹ѡ��� ���ʹ����ǹ��Сͺ  ����Ӥѭ 2 ��ǹ ���
1.  ��ǹ����繢ͧ���� ������¡��� ������ʹ ���;����� ( Plasma ) ���������ҳ������55 �ͧ����ҳ���ʹ�������������ҧ���  㹹�����ʹ��Сͺ���¹�� ������ 91 �͡����������� � ���� �������õ�ҧ �  �͹���  ������� ������ �����駢ͧ���·����ҧ�������ͧ��� �� ������ ��ʤ���͹��͡䫴�  �繵� ������ʹ��˹�ҷ�������§��������  �͹��� ������� �����ʡ�Ѻ�����§�����ҧ � �ͧ��ҧ��� ��������§�ͧ���µ�ҧ � ���ѧ�ʹ���͢Ѻ�͡�ҡ��ҧ���
2.  ��ǹ����繢ͧ������ ����������ʹ ���������ʹ ������������ҳ������ 45 �ͧ����ҳ���ʹ������
     2.1  ����������ʹ������ 2 ��Դ ���
            1) ����������ʹᴧ ( Red Blood Cell ) ���ٻ��ҧ��͹��ҧ���ẹ �ç��ҧ��������ҡѹ ����������������չ������� ��ǹ��Сͺ��ǹ�˭�����û������õչ������¡��� �����źԹ �����������ͧ���Сͺ����Ӥѭ   �����źԹ �����ѵ �㹡�������� �Ѻ��� �͡��ਹ ����ҡ  ����������ʹᴧ��˹�ҷ�������§����͡��ਹ��ѧ�����ҧ � ������ҧ��� ��������§��ʤ���͹��͡䫴��Ѻ����ʹ���ͷӡ���š����¹���  ����������ʹᴧ���ҧ���䢡�д١ �������������ʹᴧ�����ػ���ҳ 110-120 �ѹ ��ѧ�ҡ��鹨ж١��价���·��Ѻ�������
           2)  ����������ʹ��� ( White Blood cell )���ٻ��ҧ��� ��Ҵ�˭��������������ʹᴧ ����չ�������   ����������ʹ��� ���ҧ��� ���������ª�Դ ��˹�ҷ���͵�ҹ��з���� �����ä��������š���� �����������ҧ���   ���觷�����ҧ����������ʹ������� ���� 䢡�д١ ��е����������ͧ  ����������ʹ��������ػ���ҳ 7-14 �ѹ ��ж١�����
    2.2  ������ʹ ( Blood Platelet ) ����ǹ��Сͺ�ͧ���ʹ������������ �բ�Ҵ����ҡ ������� ����չ������� ��˹�ҷ����·�������ʹ�秵����������ʹ�͡�����¹͡��ҧ��� ��Ъ����������ʹ㹡óշ���Դ�Ҵ�� �¨Ѻ�����ǡѹ�繡�Шء��ҧ���ش�٢ͧ��ʹ���ʹ��·�������ʹ��ش��� ���觷�����ҧ�,����ʹ���� 䢡�д١ ������ʹ������ 4 �ѹ��ҹ�鹡�ж١�����

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต่างต้องการพลังงาน เพื่อนำมาใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ของการดำรงชีวิต โดยพลังงานส่วนใหญ่ได้มาจากการย่อยสลายโมเลกุลสารอาหารหรือกระบวนการที่เรียกว่า “การแลกเปลี่ยนก๊าซ” (Gas Exchange) และ “ระบบหายใจ” (Respiratory Systems) ซึ่งจำเป็นต้องใช้ก๊าซออกซิเจน (Oxygen: O2) เพื่อก่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ โดยสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีกลไกและอวัยวะที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนก๊าซแตกต่างกันออกไปตามความซับซ้อนทางโครงสร้างร่างกาย และสภาพแวดล้อมหรือถิ่นที่อยู่อาศัย

ขั้นตอนของกระบวนการหายใจ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน คือ

  • การหายใจภายนอกเซลล์ (External Respiration หรือ Breathing) คือ การนำอากาศเข้าสู่เซลล์หรือร่างกาย ก่อนเกิดการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างสิ่งแวดล้อมกับอวัยวะที่ใช้หายใจ เช่น ปอด เหงือก ผิวหนัง ท่อลม และปากใบของพืช เป็นต้น
  • การหายใจภายในเซลล์ (Internal Respiration หรือ Cellular Respiration) คือ ขั้นตอนของการย่อยสลายสารอาหาร เพื่อให้ได้มาซึ่งพลังงาน เป็นกระบวนการที่ต้องอาศัยออกซิเจนและปฏิกิริยาทางเคมีที่สลับซับซ้อน

ซึ่งสิ่งมีชีวิตบางชนิดไม่จำเป็นต้องมีกระบวนการหายใจครบทั้ง 2 ขั้นตอน ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น โพรโทซัว สาหร่ายเซลล์เดียว และจุลินทรีย์ สามารถอาศัยขั้นตอนการหายใจภายในเซลล์เพียงขั้นตอนเดียวในการดำรงชีวิต

ดังนั้น การแลกเปลี่ยนก๊าซ (Gas exchange) คือ การนำก๊าซออกซิเจนจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์ต่าง ๆ ของร่างกาย เพื่อให้เกิดกระบวนการหายใจระดับเซลล์และนำของเสียจากการสลายสารอาหารหรือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นโดยอาศัยการแพร่ของสสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์หรือผ่านพื้นผิวที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนก๊าซ (Respiratory Surface) ที่มีลักษณะสำคัญ ดังนี้

  • มีความชุ่มชื้นอยู่เสมอ เนื่องจากก๊าซที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปได้จำเป็นต้องอยู่ในรูปของสารละลาย
  • มีเยื่อหรือมีผนังบาง เพื่อให้ก๊าซสามารถแพร่ผ่านเข้าและออกได้ง่าย
  • มีเส้นเลือดมาหล่อเลี้ยงจำนวนมาก
  • มีพื้นที่ผิวสัมผัสมาก

โครงสร้างหรืออวัยวะที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนก๊าซของสิ่งมีชีวิต สามารถจำแนกออกเป็น 4 ประเภท ได้แก่

พื้นผิวของร่างกาย (Body Surface)

มักพบในสิ่งมีชีวิตหรือสัตว์ขนาดเล็กที่มีสัดส่วนของพื้นที่ต่อปริมาตรสูง อย่างเช่น การมีขนาดลำตัวตัวเล็กหรือมีลักษณะลำตัวยาวและแบน เป็นต้น โดยสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ สามารถใช้ผิวหนังทั่วร่างกายเป็นพื้นที่หายใจ จากการมีผิวหนังบางที่ประกอบขึ้นจากเซลล์จำนวนไม่มากนัก ทำให้ก๊าซออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์สามารถแพร่ผ่านเข้าและออกจากร่างกายได้โดยไม่ต้องอาศัยระบบทางเดินหายใจ

ตัวอย่าง โพรโทซัว ฟองน้ำ พยาธิตัวแบน และไส้เดือนดิน

เหงือก (Gill)

เป็นอวัยวะที่ใช้ในการหายใจของสัตว์น้ำหลายชนิด โดยเหงือกทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซออกซิเจนที่ละลายอยู่น้ำ สามารถเปิดและปิดเพื่อเพิ่มพื้นผิวสัมผัสให้น้ำไหลผ่าน อีกทั้ง ในเหงือกของสัตว์ที่มีวิวัฒนาการสูงบางชนิด เช่น ปลากระดูกแข็ง จะมีหลอดเลือดฝอย (Capillaries) มาหล่อเลี้ยงจำนวนมาก และมีเยื่อผิวบางที่ทำให้การแลกเปลี่ยนก๊าซเกิดขึ้นได้ง่าย

ตัวอย่าง ปลา กุ้ง ปลาดาว และหนอนทะเล

ท่อลม (Trachea)

เป็นโครงสร้างที่มักพบมากในแมลง โดยเริ่มจากบริเวณกลางลำตัวที่มีท่อลมขนาดใหญ่ซึ่งแตกแขนงเป็นท่อขนาดเล็กที่เรียกว่า “ช่องหายใจ” (Spiracle) แทรกไปตามเซลล์ในเนื้อเยื่อ โดยทั่วไปจะมีทั้งหมด 10 คู่ คือ ปล้องอก 2 คู่และปล้องท้อง 8 คู่ โดยที่ถัดจากช่องหายใจเข้าไปในลำตัวจะเป็นท่อลม (Trachea) ขนาดเล็กที่ยืดหดได้และท่อลมฝอย (Tracheole) ซึ่งปลายทางท่อลมจะมีผนังเนื้อเยื่อบางมากและมีของเหลวอาบอยู่บริเวณปลายท่อ เมื่ออากาศเดินทางมาตามท่อลมจะถูกละลายอยู่ในของเหลวดังกล่าว ก่อนแพร่เข้าสู่เนื้อเยื่อในบริเวณใกล้เคียง แมลงบางชนิดมีถุงลม (Air Sac) ขนาดใหญ่ช่วยเก็บอากาศไว้หายใจและช่วยอัดอากาศให้ผ่านเข้าออกได้เร็วขึ้น อีกทั้ง การเคลื่อนไหวของลำตัวแมลงทำให้ท่อลมเกิดการยืดหดช่วยให้อากาศไหลเวียนเข้าออกจากระบบท่อลมได้ดี ดังนั้น ระบบหมุนเวียนโลหิตของแมลงจึงมีบทบาทไม่มากนัก เนื่องจากเนื้อเยื่อของแมลงสามารถรับก๊าซออกซิเจนจากท่อลมย่อยได้โดยตรง

ตัวอย่าง แมลง จิ้งหรีด ตั๊กแตน

ปอด (Lung)

เป็นอวัยวะที่ใช้ในการหายใจของสัตว์ชั้นสูงที่อาศัยอยู่บนบกโดยทั่วไป เป็นระบบการแลกเปลี่ยนก๊าซที่เซลล์ต่าง ๆ ในร่างกายไม่ได้สัมผัสอากาศภายนอกโดยตรง ดังนั้น อากาศจึงถูกส่งผ่านมาทางรูจมูกและหลอดลมก่อนเดินทางเข้าสู่ปอด ซึ่งภายในปอด อากาศจะถูกส่งเข้าไปยังถุงลม (Alveolus) ขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งบริเวณโดยรอบของถุงลมเหล่านี้ จะมีเส้นเลือดฝอยจำนวนมากที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซ มีเม็ดเลือดแดงทำหน้าที่ลำเลียงออกซิเจนจากถุงลมที่แพร่ผ่านเข้าไปในกระแสเลือดส่งไปยังเซลล์ต่าง ๆ ทั่วร่างกาย ก่อนลำเลียงคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของเสียออกนอกร่างกายในลักษณะเดียวกัน

ตัวอย่าง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น แมงมุม แมงป่อง หอยทาก เป็นต้น และในพวกสัตว์มีกระดูกสันหลัง เช่น นก สุนัข มนุษย์ เป็นต้น

เกร็ดความรู้ : การหายใจของนกนั้น แตกต่างไปจากสัตว์ชนิดอื่น ๆ เนื่องจากนกต้องการพลังงานในปริมาณมาก เพื่อใช้ในการลอยตัวและการบิน ดังนั้น กระดูกของนกจึงมีโพรงเพื่อให้มีน้ำหนักเบา โดยตามโพรงดังกล่าว จะมีถุงลมราว 8 ถึง 9 ถุงแทรกอยู่ เพื่อทำหน้าที่เก็บสำรองอากาศ เมื่ออากาศถูกส่งผ่านจากหลอดลมคอเข้าสู่หลอดลมและปอด อากาศบางส่วนจะถูกกักเก็บไว้ตามถุงลมเหล่านี้ หลังการแลกเปลี่ยนก๊าซภายในปอดเสร็จสิ้น อากาศจากถุงลมจะถูกนำเข้ามาแทนที่ ส่งผลให้นกสามารถแลกเปลี่ยนก๊าซได้ถึง 2 ครั้ง จากการหายใจเข้าเพียงครั้งเดียว

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ

อ้างอิง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) – //www.scimath.org/lesson-biology/item/6977-respiratory-system

โรงเรียนเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระศรีนครินทร์ – //smd-s.kku.ac.th/home/images/Tutorial/Gas%20exchange%20of%20species.pdf

มหาวิทยาลัยมหิดล – //il.mahidol.ac.th/e-media/respiration/L1T1_new.html

ครูบ้านนอกดอทคอม – //www.kroobannok.com/news_file/p95104100642.pdf

เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ: ระบบแลกเปลี่ยนก๊าซของมนุษย์

กระทู้ที่เกี่ยวข้อง

Toplist

โพสต์ล่าสุด

แท็ก