ปอดกับการหายใจ
1 หลอดลมใหญ่ (Trachea)
2 หลอดลมซ้ายกับขวา (Left £ Right Bronchus)
3 หลอดลมเล็ก (Small bronchus)
4 หลอดลมฝอย (Bronchiole)
5 ท่อถุงลม (Alveolus, Alveoli)
6 เส้นเลือดฝอย (Capillary)
7 หัวใจ (heart)
รูปที่ 1 โครงสร้างของปอด
อากาศจะผ่านหลอดลมใหญ่ 1 ซึ่งเป็นท่อประกอบด้วยกระดูกอ่อนและกล้ามเนื้อยาว 25 ซ.ม. จากนั้นจะแยกออกเป็น 2 ข้าง คือ หลอดลมข้างซ้ายกับหลอดลมข้างขวา 2 ซึ่งแตกแขนงต่อไปเป็น หลอดลมเล็ก 3 และหลอดลมฝอย 4 ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.5 ม.ม. (ซึ่งจะมีอยู่ 250,000 ท่อ) จากนี้จะแตกต่อไปเป็นท่อถุงลมตอนปลายสุดจะเป็นท่อถุงลม 5 ซึ่งจะจับกันเป็นกลุ่มคล้ายพวงองุ่น และมีเส้นเลือดฝอย 6 พันอยู่โดยรอบ ณ ที่นี้เองที่มีการแลกเปลี่ยนอากาศกัน โดยที่อากาศดีจะซึมเข้าเส้นเลือดฝอย และอากาศเสียจะซึมเข้าถุงลม หัวใจ 7 จะเป็นตัวสูบฉีดเลือดที่มีอากาศดีไปเลี้ยงทั่วร่างกายและเลือดที่มีอากาศเสียมาฟอกที่ปอด
รูปที่ 2 การหายใจเข้าและออก
ก เมื่อเราหายใจเข้า ทรวงอกจะขยายตัว ขณะที่กะบังลม (สีเหลืองในรูป) หดตัวลง
ข เมื่อเราหายใจออก กะบังลมจะคลายตัวกลับที่เดิม และทรวงอกแคบลง
รูปที่ 3 แสดงการแลกเปลี่ยนก๊าซที่บริเวณถุงลม
ท่านผู้อ่านเคยสงสัยไหมว่า ทำไมคนจมน้ำจึงตายได้ง่ายๆ ในเวลาไม่ถึง 10 นาที คนถูกงูเห่ากัดจึงตายได้อย่างรวดเร็ว หรือคนที่มีสิ่งผิดปกติอะไรก็แล้วแต่ที่ไปอุดกั้นทางเดินหายใจ หรือทำให้หายใจไม่ได้ก็ตายในเวลาสั้นๆ
ทั้งหมดก็ล้วนเกี่ยวข้องกับ การหายใจ ซึ่งเป็นส่วนที่มีความสำคัญต่อชีวิตของคนเรามากที่สุด คนอดข้าวอาจอยู่ได้หลายๆ อาทิตย์ คนอดน้ำอาจอยู่ได้หลายๆ วัน แต่คนที่หายใจไม่ได้จะตายในเวลาเพียง 8-10 นาทีเท่านั้น
การหายใจคืออะไร
การหายใจของคนเราดูจากภายนอก ก็คือการสูดเอาอากาศเข้าทางจมูก (หรือปาก) ผ่านคอหอยหลอดลม เข้าไปในปอดซึ่งเรียกว่า หายใจเข้า แล้วก็เอาลมหายใจ แล้วก็เอาลมหายใจออกจากปอดมายังจมูก ซึ่งเรียกว่า หายใจออก
ความจริงแล้ว การหายใจมิได้มีความหมายเพียงแค่นี้เท่านั้น มันยังมีการเปลี่ยนแปลงที่สลับซับซ้อน (ซึ่งเราไม่อาจมองเห็นด้วยตาเปล่า) เกิดขึ้นภายในทุกขุมขนของร่างกายเราทีเดียว
การหายใจ ก็คือการที่ร่างกายสูดเอาอากาศดีที่เราเรียกว่า ก๊าซออกซิเจน เข้ามาในส่วนปลายสุดของปอดบริเวณที่เรียกว่า ถุงลม แล้วออกซิเจนจะซึมผ่านถุงลมบางๆ และผนังเส้นเลือดฝอยก็พันอยู่รอบๆ ถุงลมนั้น (ดูรูปที่ 1 ประกอบ) เข้าไปรวมตัวกับเม็ดเลือดแดงในเลือด แล้วเลือดนี้ซึ่งเราเรียกว่า เลือดแดง จะถูกพากลับหัวใจ หัวใจก็จะสูบฉีดเลือดไปเลี้ยงทั่วร่างกายอีกทีหนึ่ง ออกซิเจนที่ไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกายนี้จะซึมผ่านเส้นเลือดฝอยข้าไปในเซลล์ มันเปรียบเสมือนเชื้อเพลิงที่ทำให้เซลล์ทุกส่วนของร่างกายเกิดการเผาผลาญอาหาร ทำให้เซลล์มีชีวิตทำงานเป็นปกติอยู่ได้ ในขณะเดียวกับอากาศเสีย ที่เกิดจากการเผาผลาญของเซลล์ที่เราเรียกว่า ก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไชด์ ก็จะซึมผ่านผนังเส้นเลือดฝอยเข้ามารวมตัวกับเม็ดเลือดแดงในเลือด แล้วเลือดนี้ซึ่งเราเรียกว่า เลือดดำถูกนำกลับหัวใจ หัวใจจะสูบฉีดมายังปอด ก๊าซคาร์บอนอ๊อกไชด์จะซึมผ่านผนังเส้นเลือดฝอยเข้ามาในถุงลม (ในทิศทางที่ตรงกันข้ามกับที่ออกซิเจนซึมผ่านเข้ามาในเส้นเลือดฝอย) และถูกพาออกจากปอดพร้อมกับลมหายใจออก (ดูรูปที่ 3 ประกอบ)
สรุปแล้ว การหายใจ ก็คือการแลกเปลี่ยนอากาศดีกับอากาศเสีย ซึ่งนอกจากจะเกิดขึ้นที่ปอดแล้ว ยังเกิดขึ้นที่เซลล์ทุกส่วนของร่างกายอีกด้วย
ด้วยวิธีดังกล่าว ถ้าคนเราสูดเอายาสลบเข้าไปในปอด ยาสลบก็จะไปยังเซลล์สมอง ทำให้สมองเป็นง่อยชั่วคราว จึงเกิดการหมดสติไปชั่วคราว แต่เหตุที่คนไข้ไม่ตายจากยาสลบ ก็เพราะสมองยังได้รับออกซิเจนเข้าไปเลี้ยงพร้อมๆ กันด้วย
แต่ถ้าคนเราหายใจไม่ได้เลย เช่น จมน้ำ สำลักของเข้าไปอุดหลอดลม หรือกล้ามเนื้อที่ช่วยหายใจเป็นอัมพาต (เช่น จากพิษงูเห่า หรือไขสันหลังบริเวณต้นคอเป็นอัมพาต) อากาศดีก็ไม่สามารถข้าสู่ร่างกายโดยเฉพาะถ้าสมองคนเราขาดอากาศดีหรือออกซิเจนเพียงไม่ถึง 10 นาที ก็จะสลบสลและตายในที่สุด
โครงสร้างของปอด
ปอดของผู้ใหญ่หนักประมาณ 1 กิโลกรัม ลักษณะคล้ายฟองน้ำ เมื่อแรกเกิดปอดจะมีสีชมพูเหมือนดอกกุหลาบ ต่อมาจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นสีเทาหรือสีดำ ปอดจะถูกหุ้มด้วยเยื่อหุ้มปอดที่มีลักษณะชุ่มชื้น มันจะพองเต็มช่องอกอยู่ตลอดเวลา จึงมีรูปคล้ายกับรูปร่างของช่องอก
ปอดข้างขวาจะแบ่งออกเป็น 3 ยวง ข้างซ้าย 2 ยวง
ในปอดผู้ใหญ่ ถ้านับจำนวนพื้นที่ของถุงลม (ซึ่งทำหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนอากาศดีกับอากาศเสีย) รวมๆ กันแล้วจะมีถึง 70 ตารางเมตร นับเป็นจำนวนที่มากกว่าพื้นที่ของผิวหนังถึง 40 เท่า
ปอดทำงานอย่างไร (ดูรูป 1-2 และ 3 ประกอบ)
ถุงลมเป็นบริเวณที่มีการแลกเปลี่ยนอากาศ ซึ่งจะจับกันเป็นกลุ่มคล้ายพวงองุ่น มีเส้นเลือดฝอยมาล้มรอบ เส้นเลือดฝอยเหล่านี้จะนำเอาเลือดที่ใช้แล้วมายังบริเวณถุงลม ถุงลมเองจะหลั่งของเหลวชนิดหนึ่งเป็นฟิล์มบางๆ ที่ผิวของถุงลมเพื่อเป็นตัวกลางในการแลกเปลี่ยนก๊าซ เลือดที่ได้รับออกซิเจนซึ่งเป็นเลือดดีจะกลับไปยังหัวใจโดย “เส้นเลือดดำปอด” แล้วหัวใจก็จะสูบฉีดเลือดดีไปเลี้ยงทั่วร่างกาย
การหายใจเข้า เกิดขึ้นได้ เนื่องจากกล้ามเนื้อกะบังลมหดตัวพร้อมกับหน้าอกขยายตัว ทำให้ช่องอกและปอดขยายตัวตาม ความดันภายในปอดจึงลดลง อากาศภายนอกที่มีความดันมากกว่า ก็จะเคลื่อนที่เข้าไปในปอดเพื่อปรับความดันให้เท่ากัน เวลาหายใจออก กล้ามเนื้อกะบังลมและกล้ามเนื้อทรวงอกคลายตัว หน้าอกจึงยุบตัวกลับมาอยู่ในลักษณะเดิม อากาศภายในปอดจึงถูกดันออกภายนอก (ดูรูปที่ 2 ประกอบ)
การหายใจตามปกติในแต่ละครั้งจะใช้เวลาประมาณ 4-6 วินาที โดยมีอากาศประมาณ 500 ซี.ซี. (ครึ่งลิตร) ถ่ายเทเข้าออก ในจำนวนนี้หนึ่งในสามจะอยู่ในท่อลม และสองในสามจะอยู่ในถุงลม ในตอนหายใจออกจะยังคงมีอากาศค้างอยู่ในปอดปราณ 1-1.75 ลิตร
เมื่ออากาศมาถึงถุงลม ออกซิเจนจะซึมเข้ากระแสเลือดพร้อมกับคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ ถูกขับออกจากเลือดเข้าสู่ปอดและถูกขับออกทางจมูกในที่สุด นอกเหนือจากนี้แล้ว การหายใจยังเป็นการควบคุมสภาพความเป็นกรดด่างภายในร่างกายอีกด้วย และระดับความเป็นกรดด่างนี่เองก็จะเป็นตัวกำหนดให้คนเราหายเร็วหรือช้า เช่น ถ้าร่างกายมีความเป็นกรดมาก เนื่องจากมีการคั่งขงก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์มาก เซลล์พิเศษที่สมองส่วนปลายหรือ “เม็ดดุลล่า” (Medulla) จะส่งสัญญาณมาทำให้หายใจเร็วขึ้นและลึกขึ้น เพื่อกำจัดก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ โดยวิธีการเช่นนี้ ร่างการก็จะสามารถปรับความเป็นด่างให้กลับสู่สภาพปกติ
การทำอากาศให้สะอาด
อากาศที่เราหายใจเข้าไปนี้ไม่บริสุทธิ์ มีเชื้อโรคและฝุ่นผงเจือปนอยู่มาก ร่างกายจึงต้องมีระบบกรองอากาศให้บริสุทธิ์ขึ้น
ในทางเดินอากาศส่วนต้น (เช่นที่จมูก)จะมีขนคอยกรองขี้ฝุ่นโตๆ
ในหลอดลมและหลอดลมฝอยจะมีขนเล็กๆ ที่เรียกว่า “ซีเลีย” (cilia) คอยโบกพัดเอาพวกเสมหะซึ่งมีสิ่งสกปรกต่างๆ ไปที่คอหอย ซึ่งถ้ามีจำนวนน้อย คนเราก็จะกลืนลงไป แต่ถ้ามีจำนวนมากคนเราก็จะจามหรือไอหรือขากเอาเสลดออกมา ดังนั้นถ้าจามหรือไอจึงเป็นการขจัดสิ่งสกปรกอีกวิธีหนึ่ง
นอกจากนี้ ในถุงลมยังมีเซลล์พิเศษประเภทเดียวกับเม็ดเลือดขาว ทำหน้าที่เป็นเหมือนทหารคอยจับกินสิ่งแปลกปลอมและเชื้อโรคต่างๆ ที่เล็ดลอดเข้ามาอีกด้วย
เส้นเลือดดำ หมายถึง เส้นเลือดที่กลับจากอวัยวะต่างๆ ทั่วร่างกายมายังหัวใจ โดยทั่วไปจะเป็นเลือดที่มีอากาศเสียหรือมีก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์มาก ยกเว้นเส้นเลือดดำที่กลับจากปอด (หรือที่เรียกว่า “เส้นเลือดดำปอด”) นี้จะนำเลือดดีที่ฟอกจากปอดซึ่งมีก๊าซออกซิเจนมากกลับสู่หัวใจ