Bài 9. Hô hấp ở động vật

I. VAI TRÒ CỦA HÔ HẤP Ở ĐỘNG VẬT

- Hô hấp là quá trình cơ thể lấy O₂ từ môi trường cung cấp cho hô hấp tế bào, đồng thời giải phóng CO₂.

- Vai trò của hô hấp đối với động vật:

+ Lấy O₂ từ môi trường bên ngoài cung cấp cho tế bào, tham gia vào sự oxi hoá trong tế bào bằng các phản ứng sinh hoá tạo năng lượng cho các hoạt động sống.

+ Thải CO₂ sinh ra từ quá trình chuyển hoá trong tế bào ra ngoài môi trường, đảm bảo cân bằng môi trường bên trong cơ thể.

- Quá trình hô hấp ở động vật gồm các giai đoạn sau: thông khí, trao đổi khí ở cơ quan trao đổi khí, vận chuyển khí O₂ và CO₂, trao đổi khí ở tế bào, hô hấp tế bào.

II. CÁC HÌNH THỨC TRAO ĐỔI KHÍ

Ở động vật, dựa vào đặc điểm bề mặt trao đổi khí, có thể phân chia thành bốn hình thức trao đổi khí chủ yếu: trao đổi khí qua bề mặt cơ thể, trao đổi khí qua hệ thống ống khí, trao đổi khí qua mang, trao đổi khí qua phổi.

1. Trao đổi khí qua bề mặt cơ thể

Động vật đơn bào, đa bào có tổ chức thấp (sống dưới nước hoặc trên cạn) thuộc ngành: Ruột khoang, Giun dẹp, Giun tròn, Giun đốt,... có hình thức trao đổi khí qua bề mặt cơ thể.

2. Trao đổi khí qua hệ thống ống khí

- Ở nhiều loài động vật sống trên cạn như côn trùng, trao đổi khí được thực hiện nhờ hệ thống ống khí.

- Hệ thống ống khí được tạo bởi các ống khí phân nhánh khắp cơ thể.

- Các ống lớn nhất (được gọi là các khí quản) thông với môi trường bên ngoài tại lỗ thở.

- Các nhánh nhỏ nhất tiếp xúc với bề mặt hầu hết các tế bào và thực hiện trao đổi khí. Sự thông khí được thực hiện nhờ sự co dãn của phần bụng.

3. Trao đổi khí qua mang

- Mang là cơ quan trao đổi khí của các loài động vật sống trong nước như: cá xương, trai, ốc, tôm, cua.

- Cá xương có bốn đôi mang đủ và một đôi mang nửa nằm trong khoang mang. Đơn vị cấu tạo của mang là cung mang. Mỗi cung mang có hai hàng sợi mang được tạo thành từ các phiến mỏng.

- Hệ thống mao mạch trên phiến mang là nơi diễn ra quá trình trao đổi khí O₂ và CO₂ giữa máu và nước chảy qua phiến mang.

- Sự sắp xếp của các mao mạch ở mang cá xương đảm bảo dòng máu trong mao mạch luôn chảy song song nhưng ngược chiều với dòng nước chảy bên ngoài, do đó, làm tăng hiệu quả cho quá trình trao đổi khí giữa máu với dòng nước. Khí O₂ hoà tan trong nước được khuếch tán vào máu, đồng thời khí CO₂ từ máu khuếch tán vào nước chảy qua mang nhờ hoạt động nâng, hạ xương nắp mang phối hợp với sự đóng, mở khoang miệng.

4. Trao đổi khí qua phổi

- Động vật sống trên cạn thuộc lớp Bò sát, Chim, Thú có cơ quan trao đổi khi là phổi.

- Lưỡng cư do sống ở cả môi trường cạn và môi trường nước nên cơ quan trao đổi khí gồm phổi và da.

- Ở người, phổi cùng với đường dẫn khí ngoài tạo thành hệ hô hấp. Phổi được cấu tạo từ hàng triệu phế nang. Bao quanh các phế nang là hệ thống mao mạch dày đặc. Phế nang là nơi diễn ra quá trình trao đổi khí: O₂ từ phế nang vào máu, CO₂ từ máu vào phế nang theo cơ chế khuếch tán.

- Để quá trình thông khí ở phổi được diễn ra, khoang lồng ngực người phải là một khoang kín. Hoạt động co dãn của các cơ hô hấp làm thay đổi thể tích lồng ngực dẫn đến sự thông khí ở phổi. Khi hít vào các cơ hô hấp co lại, thể tích lồng ngực tăng lên, phổi dãn rộng ra, áp suất không khí trong phổi giảm thấp hơn áp suất không khí bên ngoài, không khí đi từ ngoài vào (thông khí nhờ áp suất âm). Thông khí ở bò sát, chim, thú cũng nhờ áp suất âm.

- Ở chim, hệ thống hô hấp gồm phổi và 9 túi khí thông với phổi: 4 túi khí sau và 5 túi khí trước. Phổi có cấu tạo và hoạt động khác với phổi người và thú. Phổi thông với hệ thống túi khí. Trong phổi, khí quản chia thành phế quản, phế quản bên, mao mạch khí và không có phế nang. Thông khí đi theo một chiều tròn các mao mạch khí và trao đổi khí O₂ và CO₂ với máu trong mao mạch.

- Thông khí ở phổi chim là nhờ hoạt động của các cơ hô hấp làm thay đổi thể tích khoang thân và thể tích các túi khí. Khi hít vào, không khí giàu O₂ từ khí quản vào các túi khí sau và phổi; khi thở ra, không khí giàu O₂ từ các túi khí sau lên phổi. Nhờ sự phối hợp giữa hệ thống túi khí và phổi nên khi hít vào và thở ra đều có không khí giàu O₂ đi qua phổi. Dòng khí đi ngược chiều với dòng máu làm tăng hiệu quả của quá trình trao đổi khí. Cấu tạo cơ quan hô hấp và hoạt động hỗ hấp của chim thể hiện sự thích nghi cao với đời sống bay lượn.

III. BẢO VỆ SỨC KHOẺ HỆ HÔ HẤP

1. Các bệnh về đường hô hấp

- Bệnh hô hấp có thể gây ra hậu quả xấu đối với sức khoẻ con người, thậm chí tử vong.

- Các bệnh hô hấp thường gặp như: viêm đường hô hấp trên, viêm phổi, lao phổi, hen suyễn, ung thư phổi,...

- Nguyên nhân gây nên các bệnh về hô hấp là do dị ứng với thời tiết, sự lây lan dịch bệnh qua đường hô hấp, khói thuốc lá, môi trường bị ô nhiễm,...

- Khói thuốc lá chứa khoảng 7 000 hoá chất, trong đó có 69 chất gây ung thư. Sử dụng thuốc lá gây ra 25 loại bệnh chủ yếu, trong đó có các bệnh liên quan đến hô hấp như ung thư phổi, ung thư thanh quản, ung thư khoang miệng, ung thư vòm họng, viêm đường hô hấp,... Người hít phải khói thuốc lá cũng có nguy cơ mắc các bệnh tương tự.

- Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra mùi khó chịu, giảm tầm nhìn. Các chất và tác nhân gây ra ô nhiễm không khí bao gồm các loại oxide, các hợp chất fluor, các chất tổng hợp, các chất lơ lửng, các loại bụi, khí quang hoá, chất thải phóng xạ, nhiệt và tiếng ồn.

- Phần lớn các tác nhân gây ô nhiễm môi trường đều gây hại đối với sức khoẻ con người, trong đó có các bệnh về hô hấp.

- Các biện pháp phòng tránh bệnh về hô hấp:

+ Phòng tránh các tác nhân có hại xâm nhập vào cơ thể thông qua các biện pháp như: rửa tay thường xuyên, vệ sinh mũi họng bằng dung dịch sát khuẩn phù hợp theo chỉ dẫn của bác sĩ,...

+ Tăng cường sức đề kháng như: bổ sung đầy đủ chất dinh dưỡng cho cơ thể, nghỉ ngơi hợp lí, tiêm phòng vaccine, tập thể dục,...

+ Ngăn cản sự phát triển của mầm bệnh như giữ vệ sinh môi trường, tạo sự thông thoáng không khí, kiểm soát độ ẩm, trồng cây xanh,...

+ Giảm sự lây lan nguồn bệnh như hạn chế tiếp xúc với người bệnh, sử dụng khẩu trang đúng cách, hạn chế tập trung nơi đông người, che miệng và mũi họ hay khi hắt hơi,...

2. Lợi ích của thể dục thể thao đối với hệ hô hấp

Tập luyện thể dục thể thao thường xuyên có tác dụng tốt đến hệ hô hấp:

- Phát triển và tăng sức bền của các cơ hô hấp, tăng thể tích lồng ngực.

- Tăng tính đàn hồi của phổi, tăng dung tích sống, tăng cường độ hấp thụ O₂ và thải CO₂.

- Giảm tần số hô hấp nhưng vẫn đảm bảo việc cung cấp O₂ cho cơ thể và thải CO₂ ra ngoài môi trường.