Hệ thống hô hấp của con người hoạt động thế nào?

Hệ thống hô hấp có nhiệm vụ cung cấy oxy cho các tế bào của cơ thể cũng như thải khí cacbonic ra ngoài. Nó bao gồm mũi (khoang mũi), yếu hầu (cổ họng), thanh quản, khí quản, phế quản và phổi.

Bạn có biết rằng lá phổi bên phải lớn hơn lá phổi bên trái? Phổi trái hẹp hơn do phải nhường chỗ cho tim nên hơi nghiêng về bên trái. Phổi phải ngắn và rộng hơn phổi trái vì có gan ngay bên dưới. Vì có kích thước lớn hơn nên phổi phải cung cấp nhiều oxy hơn phổi trái.

Bạn cũng có biết rằng tại bất kỳ thời điểm nào, con người chỉ thở bằng một lỗ mũi? Đây được gọi là chu kỳ mũi và lý do vì sao điều này xảy ra thì đến nay khoa học vẫn chưa giải thích đầy đủ.

Tuy nhiên, những điều kể trên chỉ là sự thật bên ngoài của các cơ quan chịu trách nhiệm cung cấp oxy cho cơ thể. Mũi, phổi cùng với yết hầu, thanh quản, khí quản, phế quản tạo nên hệ thống hô hấp. Vậy hệ thống hô hấp hoạt động như thế nào?

Tại bất kỳ thời điểm nào, con người chỉ thở bằng một lỗ mũi.

Chức năng của hệ hô hấp

Hệ hô hấp của con người chịu trách nhiệm cung cấp oxy cho cơ thể. Sẽ không hiệu quả nếu mỗi tế bào của cơ thể phụ trách việc cung cấp oxy cho chính nó. Do đó, hệ thống hô hấp lấy oxy từ khí quyển và chuyển nó đến hệ tuần hoàn.

Bên cạnh việc tiếp nhận oxy, hệ thống hô hấp cũng thải ra ngoài khí cacbonic (CO₂). Các tế bào sản xuất CO₂ như một sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất. CO₂ dư thừa phải được chuyển ra ngoài. Hệ thống hô hấp trao đổi oxy lấy CO₂ được gọi là trao đổi khí. Việc loại bỏ CO₂ cũng duy trì độ pH của máu ở mức tối ưu là 7,4. Ngoài ra, hệ thống hô hấp cũng giúp cũng ta có thể nói và ngửi.

Các cơ quan của hệ hô hấp

Các chức năng quan trọng đối với sự sống được thực hiện bởi những bộ phận khác nhau của hệ hô hấp gồm: mũi (khoang mũi), yếu hầu (cổ họng), thanh quản, khí quản, phế quản và phổi.

Đầu tiên, không khí sẽ đi vào mũi. Các tế bào trong mũi tạo ra chất nhầy, làm ẩm không khí đồng thời các mạch máu mang nhiệt đến làm ấm không khí. Chất nhầy cũng giữ lại bụi bẩn và mầm bệnh nào đó có thể xâm nhập vào phổi. Ngoài ra, bên trong mũi có hàng triệu thụ thể khứu giác giúp chúng ta ngửi thấy các mùi của thế giới xung quanh.

Các cơ quan của hệ phổi.

Từ mũi, không khí sẽ di chuyển xuống yết hầu và thanh quản rồi vào khí quản. Yết hầu và thanh quản kết nối khoảng mũi với khí quản và đảm bảo rằng đường thở của chúng ta vẫn mở khi thở. Các dây thanh âm nằm trong thanh quản. Khi không khí tràn qua thanh quản, chúng có thể tạo ra âm thanh.

Khí quản là một ống dài được nâng đỡ bởi các vòng sụn hình chữ C và các cơ. Bên trong khí quản cũng chứa chất nhầy để giữ các phần tử lạ ở bên ngoài cũng như đảm bảo không khí luôn ẩm và mát.

Khí quản giống như một lối đi dài, khi không khí di chuyển xuống đó, nó sẽ tách vào phế quản và tràn vào tiểu phế quản. Quá trình này tiếp tục xảy ra cho đến khi các tiểu phế quản kết thúc tại phế nang của phổi.

Các phế nang của phổi.

Các phế nang là nơi diễn ra quá trình trao đổi khí. Chúng là các túi chứa đầy không khí, giống như những quả bóng bay. Chúng tiếp xúc với các mao mạch, mang máu nghèo oxy và giàu CO₂ đến phổi.

Quá trình hít thở

Bộ não, chủ yếu là tủy sống, cảm nhận rằng cơ thể cần nhiều oxy hơn và gửi tín hiệu đến hệ thống hô hấp để hít vào. Trong quá trình này, các cơ và xương liên quan đến hệ hô hấp sẽ bắt đầu hoạt động. Các cơ bắp kéo và đẩy phổi, khiến chúng nở ra và co lại.

Việc hít thở của con người dựa trên một nguyên tắc quan trọng - chênh lệch áp suất. Sự khác biệt giữa áp suất bên trong phổi và áp suất của môi trường bên ngoài quyết định liệu không khí sẽ đi vào hay ra khỏi phổi. Điều này được tạo ra bằng cách thay đổi thể tích của phổi. Hãy nhớ rằng, áp suất và thể tích có quan hệ tỷ lệ nghịch với nhau, vì vậy thể tích càng thấp thì áp suất bên trong càng cao.

Các cơ của phổi

Để thở vào, chúng ta sẽ mở rộng phổi của mình. Điều này làm cho áp suất bên trong phổi thấp hơn áp suất của khí quyền. Đương nhiên, không khí sẽ đi từ vùng có áp suất cao hơn đến nơi áp suất thấp hơn, nghĩa là không khí từ bên ngoài sẽ đi vào phổi.

Sự trao đổi khí trong phế nang sẽ diễn ra theo nguyên tắc áp suất riêng phần. Áp suất riêng phần là áp suất mà một chất khí tạo ra khi nó ở trong một hỗn hợp. Vì vậy, nếu có một hỗn hợp 3 khí trong một bình, mỗi khí sẽ tạo ra một áp suất riêng. Tổng áp suất trong bình sẽ là tổng áp suất riêng phần của 3 chất khí.

Trong phế nang, áp suất riêng phần của oxy cao, ngược lại trong mạch máu, áp suất riêng phần của oxy thấp. Kết quả là oxy sẽ di chuyển từ phế nang, nơi có áp suất riêng phần cao, vào mạch máu, nơi có áp suất riêng phần thấp.

Tương tự, áp suất riêng phần của CO₂ cao trong mạch máu và thấp trong phế nang. Vì vậy, nó sẽ chảy từ mạch máu và phế nang. Sự trao đổi khí này diễn ra liên tục trong khoảng 500 triệu phế nang được tìm thấy trong phổi. Từ đây, máu giàu oxy sẽ đi đến phần còn lại của cơ thể để cung cấp oxy cho các tế bào.

Trao đổi khí trong phế nang.

Khi đưa CO₂ ra ngoài, phổi sẽ co vào trong. Điều này làm giải thể tích bên trong phổi do đó làm tăng áp lực. Áp suất này lớn hơn áp suất trong khí quyển do đó không khí sẽ di chuyển ra khỏi phổi, và bay vào không khí. Đến đây, bạn đã hoàn thành một chu kỳ thở đầy đủ.

Kết luận

Toàn bộ hệ thống hô hấp rất quan trọng với cả hệ miễn dịch của cơ thể. Chất nhờn và lông trong mũi, khí quản ngăn các phần tử lạ xâm nhập cơ thể. Phổi thậm chí cũng có vệ sĩ riêng, các tế bào miễn dịch được gọi là đại thực bào giúp bảo vệ cơ quan này trong trường hợp bất kỳ mầm bệnh nào xâm nhập.

Hít thở là một trong những điều mang tính bản năng nhất mà chúng ta làm với tư cách là một sinh vật sống. Đây là điều đầu tiên và cũng là cuối cùng mà con người thực hiện khi tồn tại trên đời. Vì vậy, lần tới khi hít thở sâu và tận hưởng mùi hương của một ngày nắng ấm, đừng quên cảm ơn lá phổi đang làm việc chăm chỉ nhé!