RESPIRATORY SYSTEM

Ms.Tanyaratana Dumkua Biology and Health Science Department, Mahidolwittayanusorn School

การหายใจ (Respiration) เป็นการสร้างพลังงานของสิ่งมีชีวิต โดยการสลายสารอาหาร พลังงานส่วนใหญ่ได้มาจากการหายใจที่ต้องน าออกซิเจนเข้าไปใช้ และปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา สิ่งมีชีวิตจึงพัฒนาโครงสร้างและกลไกที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊ส (Gas exchange) ขึ้น

RESPIRATION

http://www.blog.gurukpo.com/wp-content/uploads/2013/06/Respiration.gif

http://img.docstoccdn.com/thumb/orig/127721855.png http://stavaressbi3u1.edublogs.org/files/2010/05/equation_respiration.gif

RESPIRATION

http://www.thaigoodview.com/files/u1215/rsitro001.gif

สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยูใ่นน้ าจะได้รับแก๊สออกซิเจนซึ่งละลายอยู่ในน้ าแพร่เข้าสู่อวัยวะหายใจโดยตรง

http://www.ourlake.org/assets/images/oxygen.gif 0.446%

21%

GAS EXCHANGE

จัดให้ผิวด้านนอกหรือเซลล์ทุกเซลล์ในร่างกายสัมผัสกับน้ า oxygen แพร่จากเซลล์หนึ่งสู่อีกเซลล์หนึ่งต่อเนื่องกันไป

http://myclasses.naperville203.org/staff/NNHSBiology/KraftsonEco/Animal%20Kingdom%20%20Period%201%20Picture%20Library/Porifera/CirculatoryRespiratory.JPG

http://o.quizlet.com/IbppIc1j3JjohugbaYD7cw_m.jpg

ฟองน้ า

ไฮดรา

GAS EXCHANGE

พลานาเรียมีการปรับโครงสร้างให้ล าตัวแบน เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการ แลกเปลี่ยนแก๊ส และเนื้อเยื่อชั้นกลางมีเซลล์ที่เกาะกันอย่างหลวม ๆ เพื่อให้เกิดการแพร่เข้าสู่เนื้อเยื่อชั้นในได้เร็วขึ้น

http://www.pcsd.k12.ny.us/bwoods/Regents%20Biology/Chapter%2011%20Gas%20Exchange/Chpter1.jpg http://2.bp.blogspot.com/_puTVILFyI9M/SxgWqZWG_kI/AAAAAAAAAik/SV1NtwxJT1Q/s320/planaria-composite-2.jpg

พลานาเรีย

GAS EXCHANGE

อาศัยอยู่ในดินจึงมีการปรับโครงสร้างเพือ่ให้ทุกเซลลไ์ด้รับแก๊สอย่างทั่วถึง โดยจะใช้ผิวหนังที่บางและมีการขับสารเมือกออกมาเพื่อให้ผวิหนงัชุม่ชื้นชว่ยในการแลกเปลี่ยนแก๊ส และใช้ระบบไหลเวียนเลอืดช่วยในการล าเลยีงแก๊สไป

ไส้เดือนดิน

Respiratory System : Cutaneous Exchange

Gill

ใช้เหงือกในการแลกเปลี่ยนแก๊ส เหงือกแต่ละแผงเรียกว่า Gill arch ซึ่งมี Gill filament มากมายเป็นส่วนประกอบ แต่ละ filament มีส่วนโค้งเรียก Gill lamella ซึ่งมีเส้นเลือดฝอยอยู่

ปลา

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c9/Fish_Gills_Labeled.jpg http://www.doctortee.com/dsu/tiftickjian/cse-img/biology/animals/anat-phys/gill-details.jpg

http://classconnection.s3.amazonaws.com/38/flashcards/1293038/png/fish_gills1336075212422.png

Gill

การแลกเปลี่ยนก๊าซโดยเหงือกจะมีการเคลื่อนที่ของเลือดและน้ าผ่านคนละด้านของ lamellar epithelium โดยเคลื่อนที่ในทิศตรงกันขา้ม กระบวนการนี้เรียกว่า countercurrent exchange

Countercurrent Exchange

https://lh3.googleusercontent.com/-s1--qsytDlY/UVEPewoPBqI/AAAAAAAAAKU/vSV4r63gu9w/s375/Gill+Lamellae+Countercurrent.jpg

น้ า -> เลือด <-

http://science.kennesaw.edu/~jdirnber/Bio2108/Lecture/LecPhysio/42-21-CountercurrentExch-AL.gif

น้ าที่เคลื่อนที่ผ่านเหงอืกมีความเข้มข้น oxygen สูงกว่าจึงเกิดการ diffusion ของ oxygen จากน้ าเข้าสู่กระแสเลอืด สามารถเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพได้เนื่องจากการรกัษาความแตกต่างของความเข้มข้น (concentration gradient) ระหว่างเลอืดและน้ า

Countercurrent Exchange

http://www.biocyclopedia.com/index/general_zoology/images/images29/fig003.jpg

Parapodium

http://classconnection.s3.amazonaws.com/473/flashcards/896473/jpg/polychaeta1338061062874.jpg

แม่เพรียง

http://www.cals.ncsu.edu/course/zo150/mozley/fall/PolychaeteCirc.jpg http://www.reefkeeping.com/issues/2003-03/rs/images/image004.jpg

แม่เพรียงใช้ parapodia ช่วยในการหายใจ เนื่องจากเป็นโครงสร้างที่บอบบางและมีเส้นเลือดฝอยจ านวนมาก

GUT

Parapodium

Bimodal Breathing

สัตว์บางชนิดใช้ทั้ง cutaneous body surface และ filamentous gill หรือ lamellar gill เรียกว่า bimodal breather สัตว์บางพวกเป็น trimodal breather คือ สามารถแลกเปลีย่นก๊าซได้ทั้งผิวหนัง เหงือก และปอด

สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถแลกเปลี่ยนก๊าซได้ทั้งเมื่ออยู่บนบกและในน้ าเชน่ ปู เพรียง หอยสองฝา salamander lungfish ใช้เหงือกในการหายใจในน้ าและใช้ปอดเมื่อขึ้นมาอาศัยอยู่บนบก

http://imgc.allpostersimages.com/images/P-473-488-90/38/3812/PDPIF00Z/posters/gary-meszaros-mud-salamander-larva-with-external-gills-pseudotriton-montanus-eastern-north-america.jpg

Spiracle -> Trachea -> Air sac -> Tracheole -> Cell

การขยับตัวของแมลงท าให้อากาศเคลื่อนจาก

http://images.tutorvista.com/content/respiration/grasshopper-respiratory-system.jpeg

Tracheal System

แมงมุม

http://www.daviddarling.info/images/spider_respiration.jpg

มีรูปแบบการหายใจหลากหลาย บางชนิดใช้ tracheae บางชนิดใช้ book lung บางชนิดใช้ทั้ง 2 แบบ

http://www.malaeng.com/blog/tmp/2012/02/h-minax.jpg

Respiratory System

http://arthropods2011.wikispaces.com/file/view/Spider_Lungs.JPG/211839670/348x376/Spider_Lungs.JPG

มีลักษณะคล้ายเหงอืก เป็น cuticleยื่นพับไปมานอกร่างกาย ท าให้สูญเสียความชื้นได้ง่าย ใช้ขาช่วยในการผา่นน้ าสู่ book lung ใช้การหดตัวของกล้ามเนื้อช่วยให้เกิดการถ่ายเทอากาศ

http://www.malaeng.com/blog/tmp/2012/02/grammostola-pulchripes1.jpg

Book Lung

Lung

http://rbssanimalsystems4.wikispaces.com/respiration+8D

http://www.biocyclopedia.com/index/general_zoology/images/images17/fig020.jpg

Lung & Positive Breathing กบ

เมื่อพ้ืนปากตกลงในขณะช่องจมูกเปิด อากาศจะเข้าปาก เมื่อช่องจมูกปิดและพ้ืนปากยกขึ้น อากาศถูกผลักเข้าปอด เมื่อช่องจมูกปิดและพ้ืนปากตกลง จะปรับให้ความดันสมดุล เมื่อช่องจมูกเปิดและกล้ามเนื้อที่ปอดหดตัว อากาศจะถูกขับออก

http://year11biology2012.wikispaces.com/file/view/Frog_Respiration.png/312930086/432x325/Frog_Respiration.png

Lung & Negative Breathing

http://mcat-review.org/breathing-mechanism.gif

การไหลของอากาศขึน้กับปริมาตรและความดันในช่องอก เมื่อปริมาตรช่องอกน้อยลง อากาศจะถูกไล่ออกไปจากปอด เมื่อปริมาตรช่องอกเพิ่ม อากาศจากภายนอกจะถูกดึงเข้ามาในปอด การแลกเปลี่ยนแก๊สเกิดที่ถุงลมเลก็ ๆ ในปอด

http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/biobk/mammalairflow.gif

Lung & Negative Breathing

http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSFTl-Lw_J298FBmefznZ_uYPvhPSQhPei_qkT_AzuELthygLR4 http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS7otSKrhafoDggtO0gqWBiuQ0dKgjcHpGAWb3NqStNrnNpm3DK

ความแตกต่างของความดันภายนอก (760 mmHg) กับภายในเป็นตัวก าหนดการไหลของอากาศ เช่น เมื่อ V ในช่องอกเพิ่ม P จะลดลง อากาศจะไหลเข้า

http://www.thaibirdboard.com/board/index.php?action=dlattach;topic=660.0;attach=5906;image http://people.eku.edu/ritchisong/554images/Air_sacs_3.png

Lung & Air Sac

นกตะขาบทุ่ง

http://science.kennesaw.edu/~jdirnber/Bio2108/Lecture/LecPhysio/42-25-BirdRespiratorySys-CL.jpg

Lung & Air Sac

ปอดนกมีขนาดเล็กแต่นกจะมี ถุงลม (air sac) และมีกระดูกซี่โครงช่วยในการหายใจ ถุงลมไม่ได้แลกเปลี่ยนแก๊สแต่ช่วยเพิ่มประสิทธภิาพในการถ่ายเทอากาศให้แก่ปอด และแทรกเข้าไปในกระดูกด้วย ท าให้กระดูกของนกกลวงและเบาจึงเหมาะในการบิน

เมื่อหายใจเข้ากระดูกอกจะลดต่ าลง ถุงลมขยายขนาดขึ้น อากาศจะผ่านเข้าสู่หลอดลมแล้วเข้าสู่ถุงลมที่อยู่ตอนท้าย ในขณะทีห่ายใจออกอากาศจากถุงลมที่อยู่ตอนท้ายจะเข้าสูป่อดท าใหป้อดพองออก ส่วนอากาศที่ใช้แล้วจะออกจากปอดเข้าสู่ถุงลมตอนหน้า และอากาศจากถุงลมตอนหน้าถูกขับออกนอกร่างกายต่อไปเป็นอย่างนี้อยู่เสมอ

http://www.ucumberlands.edu/academics/biology/faculty/kuss/courses/Respiratory%20system/BirdVentilation1Parts.jpg

Lung & Air Sac

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR3YVcrU9kPzO9NPe186BiRIilY5CbMoXuo5hFNYCXVJ4E09fR9

Lung & Air Sac

http://www.sciencepartners.info/wp-content/uploads/2012/08/airsacsbird.jpg

Rear AS -> Lung ->Front AS

Lung & Air Sac

http://www.darwinismrefuted.com/res/93.jpg

Lung

http://ykonline.yksd.com/distanceedcourses/Courses/Biology/lessons/SecondQuarterLessons/Chapter6/6-2/Images/GasExchage.jpg

CONCLUSION