Bài giảng Cơ thể động vật - Chương 6: Hệ hô hấp - Nguyễn Hữu Trí

124/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí1
Chương 6
Hệ hô hấp
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí2
Chương 6. HỆ HƠ HẤP
• 6.1. Khái quát hệ hơ hấp
• 6.2. Các hình thức hơ hấp 
• 6.3. Hệ hơ hấp ở người
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí3
Hô hấp bên ngoài
(External Respiration):
sự trao đổi khí xảy ra
giữa máu và các phế
nang
Hô hấp bên trong
(Internal Respiration):
Sự trao đổi không khí
xảy ra giữa dòng máu
và các tế bào của mô
Hô hấp tế bào (Cellular Respiration): xảy ra trong ty
thể (Mitochondria) là phản ứng biến dưỡng sử dụng O2
và phóng thích CO2 trong suốt quá trình tổng hợp ATP
Thuật ngữ
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí4
Sự hô hấp
Sự hô hấp là quá trình động vật trao
đổi khí với môi trường.
Hô hấp gồm sự thu nhận O2, vận
chuyển và cung cấp O2 cho các tế
bào, sự vận chuyển và thải CO2.
Cần phân biệt và không bị lẫn lộn
giữa sự hô hấp của cơ thể và quá
trình hô hấp tế bào
Các hình thức hô hấp
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí5 24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí6
Các hình thức của hô hấp
• (a) Không khí được khuếch tán trực tiếp qua bề mặt
của các sinh vật đơn bào.
• (b) Lưỡng cư và nhiều loài động vật hô hấp qua da của
chúng.
• (c) Da gai có một nhú nhô ra, giúp làm gia tăng bề mặt
hô hấp.
• (d)Hô hấp ở côn trùng thông qua hệ thống ống khí
thông ra ngoài.
• (e) Mang của cá cung cấp một bề mặt lớn và tạo ra
dòng ngược để trao đổi không khí.
• (f) Phế nang của động vật có vú cung cấp một bề mặt
lớn để hô hấp, nhưng không cho phép trao đổi dòng
ngược.
224/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí7
Các hình thức của hô hấp
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí8
Các hình thức của hô hấp
• 1. Bề mặt hô hấp
– Ở động vật đơn bào và đa bào bậc thấp
(giun dẹp nhỏ) khí O2 và CO2 là sự khuếch
tán trực tiếp qua màng tế bào.
– Ở giun đất và ếch nhái, O2 khuếch tan qua
bề mặt ẩm ướt và vào trong các mao mạch
nằm dưới da và CO2 khuếch tán theo chiều
ngược lại.
– Tốc độ trao đổi khí chậm
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí9
Bề mặt có diện tích lớn là nơi diễn ra sự khuếch tán
Không khí ở động vật: mang thích nghi với quá trình
trao đổi không khí trong nước cả bên ngoài (a) và bên
trong (b). Phổi (c) và khí quản (d) là những cơ quan trao
đổi khí ở trên cạn
24/02/2016 11:18 SA
Nguyễn Hữu Trí10
2. Mang
Ở môi trường nước cơ quan hô hấp là
mang, quá trình trao đổi khí được thực
hiện khi nước được ép qua các lá mang.
Mang cá có đặc điểm là nước và dòng
máu chảy theo các hướng ngược nhau do
đó cải tiến việc thu nhận O2.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí11
Ở đằng sau khoang miệng, trong hầu nước đi qua bờ bên
trên bề mặt trao đổi không khí của mang, đồng thời máu
trong các mạng mao mạch ở mang chảy theo hướng
ngược lại gọi là trao đổi dòng ngược
Không có dòng ngược về lý thuyết cá chỉ thu nhận được
50% oxy hòa tan trong nước, còn với trao đổi dòng
ngược nhau một vài loài cá có thể thu nhận tới 85% oxy
hòa tan trong nước.
24/02/2016 11:18 SA
Nguyễn Hữu Trí12
3. Ống khí
Môi trường cạn ở côn trùng là ống khí, các
ống này mở ra ngoài qua lỗ thở. Các ống rỗng
chứa đầy không khí phân nhánh trong một hệ
thống các đường ống dẫn không khí rất nhỏ
xuyên sâu vào trong cơ thể động vật.
324/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí13 24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí14
4. Phổi
Ở lưỡng thê – bò sát –
chim – thú là phổi.
Phổi khác nhau về hình
dạng và cấu trúc: Ở
ếch nhái phổi là những
túi nhỏ, thành nhẳn, bề
mặt tương đối nhỏ.
Bò sát có phổi phức
tạp hơn, với bề mặt
rộng hơn.
Chim và động vật có
vú có nhiều phế nang
nhỏ làm tăng diện tích
tiếp xúc.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí15
Phổi của lưỡng cư
Ếch nhái, kỳ giông và cá phổi có những
túi giống trái banh , thành nhẵn với bề
mặt tương đối nhỏ để trao đổi khí
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí16
Nhiều loài chim có khả năng chịu đựng được trạng
thái trao đổi chất ở mức độ cao thậm chí trong điều
kiện khắc nghiệt về oxy
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí17
Chim hô hấp như thế nào?
Hai phổi ở chim tương đối nhỏ và cĩ mơ xốp
đặc. Tuy nhiên nĩ cịn thêm chín hay nhiều hơn
túi khơng khí rỗng nối với phổi và chứa đầy
trong khoang cơ thể. Những túi này giống như
những trái banh làm nhẹ cơ thể và làm nơi dự
trữ cho khơng khí sẽ tới phổi sau đĩ.
Quá trình hô hấp của chim gồm hai chu kì.
Chu kì 1: Khí hít vào được dẫn thẳng từ khí quản ra các túi
sau và sau đó đi đến phổi.
Chu kì 2: Không khí được dẫn từ phổi ra các túi không khí
trước và sau đó được thở ra ngoài thông qua khí quản.
Đường đi của khơng khí đi qua phổi luơn luơn theo một hướng, từ các túi sau
ra các túi trước rồi ra ngồi. Do đĩ sự trao đổi O2 và CO2 xảy ra ở các mạch
khơng khí nhỏ của phổi cả trong lúc hít vào và thở ra.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí18
Chim hô hấp như thế nào?
424/02/2016 11:18 SA
Nguyễn Hữu Trí19
Các sắc tố hô hấp
• O2 có độ hòa tan thấp trong nước
(~0,5 ml/100ml nước), do đó huyết
tương trong máu không thể mang đủ
O2 thõa mãn cho tổng nhu cầu của
các tế bào trong cơ thể, nếu sự trao
đổi chất xảy ra ở mức cao. Để giải
quyết vấn đề này các sắc tố hô hấp
đặc biệt chứa trong các tế bào máu.
Những phân tử này liên kết với O2
một cách thuận nghịch.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí20
Hemoglobin
Vận chuyển oxy
Hemocyanin: tìm thấy ở huyết tương
của động vật chân đốt và thân mềm (Cu)
Hemoglobin: Ở động vật có xương sống (Fe)
Vận chuyển carbon dioxid
Huyết thanh (7%)
Hemoglobin (23%)
Bicarbonate ion (70%)
Myoglobin: dự trữ oxy ở cơ
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí21
Sự thích nghi
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí22
Hệ hô hấp ở người
• Bao gồm: Phổi(lung) và một hệ thống ống dẫn khí
kết nối các cấu trúc trao đổi khí với môi trường bên
ngoài.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí23
Cơ quan hô hấp ở người
Hệ hô hấp chia thành hai phần
chính:
Phần dẫn khí (conducting
portion) gồm: khoang mũi,
mũi họng, thanh quản, khí
quản, phế quản, các tiểu phế
quản và tiểu phế quản tận.
Phần hô hấp (respiratory
portion) gồm: các tiểu phế
quản hô hấp, các ống phế
nang và phế nang.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí24
Thanh quản (larynx)
• Hình ống không đều, nối hầu với khí quản.
Bên trong lớp đệm có một số sụn thanh quản.
Các sụn lớn (sụn giáp, sụn nhẫn và phần lớn
sụn phễu) là mô sụn trong; các sụn nhỏ (nắp
thanh thiệt, sụn chêm, sụn sừng và chóp sụn
phễu) là mô sụn đàn hồi.
• Ngoài vai trò nâng đỡ ( duy trì ống dẫn khí,
các sụn nói trên còn có vai trò van ngăn thức
ăn hoặc dịch đi vào khí quản, ngoài ra chúng
còn tham gia hoạt động phát âm
• Nắp thanh thiệt (Epiglottis): xuất phát từ bờ
thanh quản, kéo dài đến hầu.
524/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí25
Thanh quản (larynx)
• Niêm mạc lót trong thanh quản có nhiều
tuyến chùm tiết dịch. Trên lớp tế bào thượng
bì, có lông thịt làm rung động theo hướng từ
bên trong ra bên ngoài để đẩy các vật lạ
không cho rơi vào khí quản.
• Niêm mạc thanh quản rất nhạy cảm, khi có
vật lạ tiếp xúc sẽ gây ra các phản xạ ho để
đẩy vật lạ ra ngoài.
• Trong thanh quản có các dây âm thanh. Phát
âm là do khi thở ra, luồng không khí vượt
qua khe thanh môn làm rung giây âm thanh.
Sự phát âm còn có sự tham gia của má,
lưỡi, môi.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí26
Khí quản (Trachea)
Khí quản gồm ba lớp
Nhầy: được tạo bởi các tế bào hình chén biểu mô giả trụ
tầng có lông rung Dưới nhầy: gồm các mô liên kết
Mô ngoài: là lớp ngoài cùng, là sụn trong có dạng hình
chữ C
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí27
Phế quản
• Khí quản xuống đến ngang đốt sống ngực IV-V
thì chia đôi thành phế quản trái và phải.
• Mỗi phế quản dài khoảng 3 cm, phế quản trái
dài và hẹp hơn phế quản phải. Đến rốn phổi
phế quản phải lại chia 3, chạy vào 3 thùy
phổi. Phế quản trái chia 2, chạy vào hai thùy
phổi.
• Ở thùy phổi các phế quản lại phân nhánh nhỏ
chạy vào các tiểu thùy phổi gọi là các tiểu phế
quản. Các tiểu phế quản lại phân nhánh vào
các phế nang
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí28
Khí quản
Thanh quản
Phế quản cấp I trái
Phế quản cấp I phải
Phế quản 
thùy
Phế quản 
thùy
Đường đi của 
không khí
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí29
Phổi (Lung)
• Gồm hai lá trái và phải. Phổi có hình
chóp, đáy rộng và hơi lõm theo chiều
cong của cơ hoành, phần đỉnh hẹp và nhô
lên phía trên xương đòn.
• Hai lá phổi mềm, xốp và đàn hồi, là tập
hợp của các phế nang và phế quản. Mổi lá
phổi nặng khoảng 400g.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí30
Phổi 
phải 
trên
Phổi
phải
dưới
Phổi 
trái 
trên
Phổi
trái
dưới
Đỉnh
Đáy
Rốn 
phổi
Phổi phải có 3 thùy, phổi trái có 2 thùy
624/02/2016 11:18 SA
Nguyễn Hữu Trí31
Lá phổi trái bé hơn lá phổi phải do cung động mạch
chủ vòng qua bên trái và tim cũng nằm lệch về phía
bên trái.
• Phổi (Lung)
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí32
Màng phổi
• Mỗi lá phổi được bọc kín bởi một
màng sơ cấp, phần nằm sát mặt phổi
gọi là lá tạng, phần lát mặt trong của
lồng ngực gọi là lá thành.
• Giữa hai lá là khoang gian màng,
trong khoang có chứa các dịch làm
trơn, giảm ma sát khi màng trượt lên
nhau trong cử động hô hấp.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí33
Phổi (Lung)
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí34
Phế nang hô hấp
Ống phế nang Túi phế nang
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí35
• Túi phế nang có cấu trúc giống như
chùm nho
Túi phế nang Phế nang
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí36
Phế bào I Pneumocytes là
các tế bào cực mỏng, lót bề
mặt phế nang, chiếm 97%
Phế bào II
Pneumocytes có dạng
hình cầu và tạo ra
surfactant, chiếm 3%
724/02/2016 11:18 SA
Nguyễn Hữu Trí37
Sự trao đổi khí
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí38
Khi hít vào
• Thể tích lồng ngực tăng lên theo ba chiều.
Chiều trên-dưới tăng lên nhờ cơ hoành co. Khi
hít vào, thể tích lồng ngực tăng, bụng phình ra
do các cơ quan trong bụng bị dồn nén. Diện
tích cơ hoành khoảng 250 cm2. Cơ hoành co
cũng ảnh hưởng đến xương sườn và xương ức.
• Khi hít vào theo nhịp bình thường, các cơ
tham gia gồm có: cơ sườn, cơ bậc thang, cơ
răng cưa sau và trên.
• Khi hít vào cố sức, các cơ tham gia gồm có:
cơ ức – đòn – chũm nâng xương ức, cơ răng
cưa lớn, cơ ngực lớn, cơ ngực bé
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí39
Khi thở ra
• Các cơ hít vào giãn ra, lồng ngực trở lại thế
nghỉ ngơi ban đầu. Thể tích lồng ngực giảm
làm cho phổi xẹp xuống, đẩy không khí ra
ngoài. Sự giảm thể tích phổi còn do tính đàn
hồi của chính nó.
• Khi thở ra gắng sức một số cơ làm hạ thấp
thêm xương sườn và đẩy cơ hoành lên cao
hơn. Các cơ tham gia gồm có: cơ răng cưa bé
trước – sau, cơ tam giác của xương ức, cơ
vuông thắt lưng, các cơ thành bụng nhơ cơ
tréo to, tréo bé, cơ ngang, cơ thẳng to.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí40
Sự thông khí ở phổi
• Nhịp thở:
• Nhịp thở (lần/phút) của người Việt
Nam: Nam 16 ±3, nữ 17 ±3.
• Nhịp thở thay đổi theo trạng thái
hoạt động. Nhịp thở nhanh thay đổi
theo trạng thái sinh lý.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí41
Thể tích hô hấp
• Khí lưu thông (Tidal Volume TV)
– Thể tích khí lưu thông vào hoặc ra khỏi phổi trong 
điều kiện thở bình thường ở người trưởng thành 
khoảng 500 mL.
• Khí dự trữ hít vào (Inspiratory Reserve Volume IRV)
– Sau một lần hít vào bình thường (chưa thở ra) người 
trưởng thành cũng có thể hít thêm cố sức với thể 
tích khoảng 2500mL.
• Khí dự trữ thở ra (Expiratory Reserve Volume ERV)
– Sau một lần thở ra bình thường (chưa hít vào) người 
trưởng thành cũng có thể thở ra thêm với thể tích 
khoảng 1500mL.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí42
Thể tích hô hấp
• Thể tích khí cặn (Residual Volume RV )
– Thể tích khí tồn đọng trong phổi ở mọi thời điểm
là 1200 mL.
• Dung tích sống (Vital Capacity VC)
– Là thể tích khí lớn nhất được thể ra sau khi có
gắng hít vào hết sức
VC = TV + IRV + ERV
• Tổng dung lượng phổi (Total Lung Capacity TLC)
– Tổng thể tích khí mà phổi có thể chứa.
TLC = VC + RV
824/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí43 24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí44
Sự trao đổi khí ở phổi và mô
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí45
Sự trao đổi khí ở phổi
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí46
O2 CO2 N2 H2O
Khí trời 20,84 0,04
78,6
2
0,5
Khí phế nang 13,6 5,3 74,9 6,2
Khí thở ra 15,7 3,6 74,5 6,2
Khí trong máu đến phổi 10-12 5,5-5,7
Khí trong máu rời phổi 18-20 5,0-5,2
Tỉ lệ phần trăm các loại khí ở từng vị trí khác nhau
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí47
Sự trao đổi khí ở phổi
• Sự trao đổi khí ở phổi gọi là hô hấp
ngoài. Đó là quá trình trao đổi khí ở các
phế nang va máu trong hệ thống mao
mạch phân bố dày đặc trên màng của
các phế nang đó. Sự trao đổi khí này
thực hiện theo nguyên tắc khuếch tán.
Chiều khuếch tán phụ thuộc vào áp
suất riêng phần của các loại khí, chúng
đi từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp
suất thấp hơn
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí48
• Một chất khí ở thể tự do hay hòa tan trong
một chất dịch đều có áp suất riêng gọi là
phân áp, nồng độ khí càng đậm thì phân áp
càng cao.
• Chất khí luôn khuếch tán tới nơi có phân áp
cao sang nơi có phân áp thấp.
• Trong không khí đến phế nang
– PO2 = 104 mmHg
– PCO2 = 40 mmHg
• Trong máu đến phổi
– PO2 = 40 mmHg
– PCO2 = 46 mmHg
• Sự chênh lệch áp suất riêng phần
– ΔPO2 = 104 – 40 = 64 mmHg
– Δ PCO2 = 46 – 40 = 4 mmHg
924/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí49
Sự trao đổi khí ở mô
• Nhờ tim co bóp, máu được chuyển đến mô. Ở đây lại
xảy ra sự trao đổi khí giữa máu trong mao mạch và mô.
Quá trình trao đổi cũng theo nguyên tắc khuếch tán
dựa vào sự phân áp của hai loại khí O2 và CO2 trong
máu và mô.
• Các phản ứng sinh học xảy ra cần rất nhiều O2, đồng
thời thải ra rất nhiều CO2, làm cho phân áp khí O2 giảm
thấp, chỉ còn khoảng 40 mmHg, còn phân áp khí CO2
đạt tới 45 – 46 mmHg. Trong khi
• Trong máu đến các mô
– PO2 = 102 mmHg
– PCO2 = 40 mmHg
• Trong mô
– PO2 = 40 mmHg
– PCO2 = 46 mmHg
• Do vậy khí O2 khuếch tán từ máu vào mô và khí CO2
khuếch tán theo chiều ngược lại
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí50
Sự trao đổi khí ở mô
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí51
Sự vận chuyển O2 và CO2
• Sự vận chuyển O2 và CO2 trong máu thông qua hai dạng
là hòa tan và kết hợp.
• Dạng hòa tan:
• Khả năng hòa tan của O2 (2 - 3%)và CO2 trong huyết
tương là rất nhỏ. Trong 100 ml máu có khoảng 0,18 ml
O2 và 0,2 ml CO2 hòa tan.
• Dạng kết hợp:
• Oxy được vận chuyển trong máu ở dạng kết hợp với
hemoglobin để tạo thành oxyhemoglobin (HbO2) (97 –
98%), 100 ml máu kết hợp được 20 ml O2.
• CO2 có thể kết hợp với H2O của huyết tương, với H2O
của hồng cầu, nhưng quan trọng nhất là kết hợp với
hemoglobin để tạo thành carboxyhemoglobin (HbCO2),
100 ml máu kết hợp được 1,5 ml CO2.
24/02/2016 11:18 SA Nguyễn Hữu Trí52
Mô phổi người bình thường
Mô phổi người hút thuốc lá