Đặc điểm hình thái, chức năng hệ hô hấp

Đặc điểm hình thái, chức năng hệ hô hấpLồng ngực là một hộp cứng, kín chứa phổi và tim là 2 cơ quan chính ở bên trong, xung quanh là khung xương bao bọc. Lồng ngực có khả năng thay đổi thể tích được là nhờ Khung xương và các cơ hô hấp

1. Lồng ngực – khung xương

Lồng ngực là một hộp cứng, kín chứa phổi và tim là 2 cơ quan chính ở bên trong, xung quanh là khung xương bao bọc.

Lồng ngực có khả năng thay đổi thể tích được là nhờ:

– Khung xương: khung xương được tạo thành từ các xương: 10 đốt sống ngực ở phía sau, xương ức ở phía trước, 10 đôi xương sườn nối giữa 10 đốt sống ngực và xương ức, xương sườn là các cung xương xếp theo hướng từ sau ra trước và từ trên xuống dưới.

– Các cơ hô hấp:

+ Các cơ tham gia vào động tác hít vào bình thường: cơ hoành (cơ này có diện tích khoảng 250 cm2) khi cơ này co lại làm tăng kích thước lồng ngực theo chiều trên – dưới). Các cơ liên sườn ngoài và liên sườn trong, cơ gai sống, cơ răng to, cơ thang, khi các cơ này co làm cho xương sườn nâng lên, làm tăng kích thứoc lồng ngực theo chiều trước – sau và trái – phải.

+ Các cơ tham gia vào động tác hít vào cố gắng: cơ ức đòn chũm, cơ ngực to, các cơ chũm (khi các cơ này co có tác dụng tăng thêm thể tích lồng ngực hơn nữa).

Đặc điểm hình thái, chức năng hệ hô hấp

2. Hệ thống đường dẫn khí

a. Đặc điểm hình thái của đường dẫn khí

Đường dẫn khí gồm: mũi, hoặc miệng, họng, thanh quản, khí quản, phế quản (phế quản gốc trái và phải phân chía từ 17- 20 lần), các tiểu phế quản, các tiểu phế quản tận, phế nang, các ống – túi phế nang và các phế nang.

+ Đường hô hấp trên: gồm mũi miệng, hầu và thanh quản.

+ Đường hô hấp dưới bắt đầu từ khí quản đến phế quản và các tiểu phế quản (gọi chung là khí – phế quản).

Cấu tạo thành khí – phế quản lớn có những vòng sụn hình chữ C, nối hai đầu vòng sụn là các sợi cơ trơn, ở hệ thống phế quản nhỏ hơn có cấu tạo bằng các mảnh sụn xếp theo hình tròn nối giữa các mảnh sụn là các sợi cơ trơn (cơ Reissessen) ở các tiểu phế quản tận không có sụn chỉ có các cơ trơn.

Đường dẫn khí dưới được phủ một lớp biểu mô lát mặt trong, có xen kẽ các tuyến tiết nhày và tiết nước, phía trên lớp biểu mô có hệ thống lông mao luôn luôn chuyển động theo hướng về phía hầu. Các tuyến ở lớp biểu mô luôn tiết dịch nhày và có tác dụng làm bám dính các hạt bụi, vi khuẩn…

b. Chức năng của đường dẫn khí

– Chức năng dẫn khí: là chức năng quan trọng nhất, chỉ được thực hiện tốt khi đường dẫn khí được thông thoáng. Bình thường không khí ra vào phổi rất dễ dàng, chỉ cần có sự chênh lệch áp suất < 1cm H2O là đủ để không khí di chuyển từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp trong động tác hô hấp. Để đánh giá mức độ thông thoáng của đường dẫn khí chúng ta có thể đo sức cản đường dẫn khí. Sức cản của đường dẫn khí phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:

+ Thể tích phổi, khi hít vào sức cản của đường dẫn khí giảm xuống, khi thở ra sức cản của đường dẫn khí tăng lên.

+ Sự co của cơ trơn ở các tiểu phế quản.

+ Mức độ phì đại của niêm mạc đường dẫn khí.

+ Lượng dịch tiết ra trong lòng đường dẫn khí.

– Chức năng bảo vệ:

Chức năng bảo vệ được thực hiện ngay từ khi không khí qua mũi. Hệ thống lông mũi có tác dụng cản các hạt bụi to và chỉ có những hạt bui có kích thước < 5 micromet (còn gọi là bụi hô hấp) mới vào được phế nang.

Từ thanh quản đến các tiểu phế quản tận có phủ lớp biểu mô trụ giả tầng có lông chuyển. Các lông rung chuyển động một chiều từ trong ra ngoài, có tác dụng đẩy các chất nhày ra khỏi đường dẫn khí, do đó có tác dụng làm sạch đường dẫn khí.

Lớp dịch nhày và sự chuyển động của hệ thống lông mao trên bề mặt của các biểu mô lát mặt trong của đường dẫn khí có tác dụng bám dính các hạt bụi, vi khuẩn… và đẩy chúng ra ngoài. Cơ chế này còn được gọi là cơ chế làm sạch không khí hữu hiệu. Hàng rào bảo vệ cơ thể của đường dẫn khí theo cơ chế nêu trên tuy mang tính cơ học nhưng đóng vai trò quan trọng để đảm bảo cho đường thở luôn luôn vô khuẩn. Nếu vì do một nguyên nhân nào đó (các chất hóa học độc hại, khói thuốc lá…) làm liệt chuyển động của hệ thống lông mao thì cũng có thể dẫn đến tình trạng dễ mắc các bệnh nhiễm trùng phổi.

– Chức năng làm ấm và bão hòa các hơi nước của không khí khi hít vào:

Đặc điểm cấu trúc của đường hô hấp trên và đường hô hấp dưới có tác dụng làm cho không khí hít vào được sưởi ấm lên đến nhiệt độ của cơ thể là 370C và được bão hòa hơi nước nhờ hệ thống mao mạch phong phú của đường dẫn khi và nhờ có các tuyến tiết nước, tiết nhày trong lớp biểu mô lát trong đường dẫn khí.

Như vậy, không khí khi hít vào đến phế nang được làm sạch nhờ chức năng bảo vệ, được làm ấm bằng nhiệt độ cơ thể và đựoc bão hòa hơi nước. Đây là những điều kiện tối ưu để cho không khí ở phế nang đi vào quá trình trao đổi khí.

– Các chức năng khác của đường dẫn khí:

Ngoài các chức năng kể trên, đường dẫn khí còn có một số chức năng khác như: chức năng phát âm, chức năng góp phần biểu lộ tình cảm thông qua các biểu hiện lời nói, cười, khóc…

3. Phổi

Phổi nằm trong lồng ngực. Phổi phải có 3 thùy, phổi trái có 2 thùy. Các thùy lại chia làm nhiều tiểu thùy. Đơn vị cấu tạo là các phế nang.

Phế nang là các túi chứa khí, miệng phế nang mở thông với các tiểu phế quản tận cùng. Ở ngoài có khoảng 300 triệu phế nang với tổng diện tích khoảng 70 m2.

Thành phế nang tiếp xúc với một lưới mao mạch dày đặc, thành phế nang và thành mao mạch phổi tạo ra màng trao đổi khí giữa máu và phế nang, cồn gọi là màng hô hấp.

4. Phế nang và màng hô hấp

a. Phế nang

Phế nang là đơn vị cuối cùng của phổi, thực hiện quá trình trao đổi khí. Phế nang được các mao mạch phổi bao bọc như một mạng lưới. Mỗi phế nang như một cái túi nhỏ, nhận không khí từ nhánh tận cùng của cây phế quản là các ống phế nang. Từ các ống phế nang có các túi phế nang và đến các phế nang. Ở người có khoảng 300 triệu phế nang và có diện tích tiếp xúc giữa phế nang và mao mạch là khoảng 70-120 m2.

Phế nang được cấu tạo gồm một lớp biểu mô phế nang, trên bề mặt của lớp biểu mô phế nang có phủ một lớp dịch – là chất hoạt diện còn được gọi là lớp Surfatant có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của các phế nang, tham gia ổn định kích thước phế nang. Lớp biểu mô phế nang có 2 loại tế bào:

+ Tế bào phế nang nhỏ (typ I) trải dài theo thành phế nang. Là tế bào lót nguyên thủy của phế nang, nó mẫn cảm với mọi đột nhập có hại vào phế nang.

+ Tế bào phế nang lớn (typ II) thường đứng thành cụm từ 2 đến 3 tế bào. Trong bào tương của tế bào, dưới kính hiển vi điện tử người ta thấy chúng có hai loại khác nhau: loại tế bào phế nang lớn có nhiều ty thể và loại tế bào phế nang lớn có nhiều lysosom. Người ta cho rằng đây là hai giai đoạn hoạt động và phát triển của tế bào phế nang lớn.

Tế bào phế nang lớn có khả năng bài tiết chất hoạt diện.

Các phế nang có thành phế nang hay còn gọi là lớp màng đáy phế nang. Lớp này tiếp xúc với mô liên kết nằm ở khoảng kẽ giữa các phế nang hoặc tiếp xúc trực tiếp với thành mao mạch phế nang. Nơi tiếp giáp giữa phế nang và mao mạch là nơi xảy ra quá trình trao đổi khí còn được gọi là màng hô hấp.

b. Màng hô hấp

Màng hô hấp là đơn vị hô hấp của phế nang, là nơi tiếp xúc giữa phế nang và mao mạch, nơi trực tiếp xảy ra quá trình trao đổi khí. Nghiên cứu dưới kính hiển vi điện tử, màng hô hấp có cấu tạo gồm 6 lớp.

  • 1. Lớp chất hoạt diện (Surfactant): là lớp phủ trên lớp biểu mô phế nang có khả năng thay đổi sức căng bề mặt trong lòng phế nang.
  • 2. Lớp biểu mô phế nang có lớp tế bào phế nang nhỏ và tế bào phế nang lớn.
  • 3. Lớp màng đáy phế nang là thành phế nang lót ở lớp biểu mô phế nang tiếp giáp với lớp liên kết hoặc lớp màng đáy mao mạch, nó được cấu tạo bởi lớp chất tạo keo.
  • 4. Lớp liên kết hay còn gọi là lớp khoảng kẽ có các sợi liên kết, sợi chun, đôi khi người ta bắt gặp xác của đại thực bào ăn mỡ hoặc ăn bụi trong lớp liên kết này.
  • 5. Lớp màng đáy mao mạch, nó là thành mao mạch, là lớp lót dưới nội mao mạch và cũng được cấu tạo bởi lớp chất tạo keo.
  • 6. Lớp nội mao mạch được cấu tạo bởi các tế bào nội mạc và có cấu tạo giống như các tế bào phế nang nhỏ.

Màng hô hấp tuy được cấu tạo bởi 6 lớp nhưng nó rất mỏng, bề dày trung bình của màng hô hấp chỉ khoảng 6 micromet, có chỗ chỉ khoảng 0,2 micromet. Ở người trưởng thành diện tích của màng hô hâp khoảng 50-100 m2 và lượng máu chứa trong hệ mao mạch phổi khoảng 60-140 ml. Đường kính mao mạch chỉ khoảng 5 micromet trong khi đó đường kính hồng cầu khoảng 7 micromet, do đó khi đi qua mao mạch hồng cầu phải “tự kéo dài ra” mới đi lọt, tạo điều kiện cho quá trình khuếch tán khí được dễ dàng.

Có thể bạn quan tâm

Bài viết của: Điều Trị Đau Clinic
Biên tập: BS Mai Trung Dũng | Bác sĩ chuyên khoa cấp II (Đại học y Hà hội - 2015) | Trưởng Khoa Phục hồi chức năng Bệnh viện Quân y 354 | Uỷ viên BCHTW Hội Phục hồi chức năng Việt Nam
2864 bài viết