Respiratory – Part 4: SỰ TRAO ĐỔI KHÍ

SỰ TRAO ĐỔI KHÍ

Bài dịch trang 156-158, cuốn English in Medicine

TRAO ĐỔI KHÍ Là Gì?

Như phần thảo luận trước, vai trò chính của hệ hô hấp là cung cấp khí O2 cho cơ thể và thải ra khỏi cơ thể các khí thải như CO2. Sự trao đổi khí diễn ra giữa các phế nang và các mao mạch trong phổi. Để hiểu sự trao đổi khí diễn ra như thế nào, đầu tiên hãy quan sát cấu tạo giải phẫu cơ bản của các phế nang và các mao mạch trong phổi.

Các phế nang bao gồm các sợi elastin, giống như các sợi được tìm thấy ở da của bạn giúp cho gia của bạn được căng. Khi bạn hít vào, mỗi phế nang sẽ giãn ra và khi bạn thở ra nó sẽ trở lại kích thước ban đầu. Mỗi phế nang được bao sát xung quanh bởi các mao mạch. Thành của cả phế nang và mao mạch đều rất mỏng để khí O2 và CO2 có thể đi qua giữa phế nang và mao mạch một cách dễ dàng.

O2 và CO2 di chuyển giữa các phế nang và mao mạch như thế nào? Máu nghèo O2 được đưa từ tim đến phổi bởi động mạch phổi. Các mao mạch phổi, các nhánh cuối cùng của động mạch phổi, bao quanh mỗi phế nang. Khi các mao mạch mang O2 đến các phế nang thì CO2 vượt qua thành của phế nang một cách dễ dàng. Nó di chuyển đến trung tâm của mỗi phế nang và sau đó được thở ra khỏi phổi. Tương tự như thế, khi bạn hít vào, O2 di chuyển xuống đường hô hấp xuống phổi của bạn, vào các phế nang và sau đó vượt qua cả thành của các phế nang và mao mạch phổi để vào mao mạch phổi. Khi ở trong các mao mạch, O2 đi vào các tế bào hồng cầu và sau đó gắn vào các phân tử hemoglobin. Máu giờ đây có nồng độ O2 cao và di chuyển trở lại tim theo các tĩnh mạch phổi. Quá trình trao đổi các chất khí diễn ra đồng thời. Hay nói cách khác, O2 đi vào các mao mạch cùng lúc mà CO2 đang đi ra khỏi các mao mạch.

Sự trao đổi khí: O2 và CO2

Quá trình cho phép O2 và CO2 di chuyển vào và ra khỏi dòng máu được gọi là sự khuếch tán. Sự khuếch tán là sự di chuyển thực của các phân tử từ nơi vó nồng độ phân tử cao hơn đến nơi có nồng độ phân tử thấp hơn. Ví dụ, khi các mao mạch mang CO2 đến các phế nang, có nhiều O2 ở trong các mao mạch hơn là trong các phế nang. Do đó, CO2 có nhiều khả năng sẽ di chuyển vào các phế nang hơn là ra khỏi chúng. Tương tự như vậy, khi các phân tử O2 vào các phế nang, chúng có nhiều khả năng sẽ di chuyển vào trong các mao mạch nơi có ít O2 hơn, hơn là ở trong các phế nang nơi có nhiều O2 hơn.

Bạn có thể nhất thời nghĩ rằng các phân tử di chuyển tới các khoảng trống bởi vì nó trống. Tuy nhiên không hẳn là vậy. Sự khuếch tán hiểu một cách đơn giản là sự di chuyển ngẫu nhiên của các phân tử. Các phân tử di chuyển ở tất cả mọi thời điểm và chúng di chuyển tới những vùng trống bởi vì chúng không bị chặn bởi các phân tử khác. Sự khuếch tán có nghĩa là đa số các phân tử di chuyển theo hướng đi đến những vùng trống hơn, nhưng không phải là tất cả chúng. Đây là một ví dụ của sự khuếch tán.

Tưởng tượng rằng hai cái thùng trong hình 10.7 được ngăn cách nhau bởi một màng, giống như là màng bao bọc bên ngoài của một tế bào, và màng này có các lỗ thủng lớn đủ để các phân tử màu xanh đi qua. Bây giờ tưởng tượng tất cả các phân tử màu xanh di chuyển thường xuyên bên trong các cái thùng của chúng. Các phân tử ở bên trái thường xuyên va chạm với các phân tử khác. Vì có nhiều phân tử hơn nên một số phân tử trong số chúng di chuyển ngẫu nhiên xuyên qua màng sang phía bên kia. Tuy nhiên, những phân tử bên phải có nhiều khoảng trống để di chuyển. Sẽ ít có khả năng hơn (nhưng vẫn có khả năng) để 1 trong số chúng sẽ di chuyển xuyên màng sang bên trái.

Rốt cuộc, 2 bên sẽ có số phân tử ngang nhau. Chúng vẫn sẽ di chuyển xuyên qua màng nhưng sẽ không phải là sự khuếch tán theo 1 hướng nào đó. Nhắc lại rằng, sự khuếch tán chỉ xảy ra khi 2 vùng có số lượng phân tử khác nhau.

Bây giờ tưởng tượng rằng những phân tử màu xanh tượng trưng cho những phân tử O2. Cái thùng bên trái tượng trưng cho phế nang chứa đầy O2. Cái thùng bên phải tượng trưng cho mao mạch phổi với rất ít O2. Vậy thì sự khuếch tán của O2 sẽ xảy ra theo hướng nào? Đáp án là về phía mao mạch phổi. (anh văn y khoa drduy)

Cuối cùng, để quá trình trao đổi khí diễn ra được thì các phế nang phải được bơm đầy không khí. Nếu các phế nang bị xẹp thì không khí sẽ không thể đi vào trong chúng và sẽ có rất ít O2 để trao đổi. Bởi vì trong không khí mà bạn hít thở có nước, nước cuối cùng sẽ ở trong các phế nang. Nếu chỉ có nước lót trong lòng các phế nang thì các phân tử nước sẽ hấp dẫn các phân tử nước khác  và kéo cho các phế nang sát lại. Chúng sẽ xẹp và bạn có thể chết. vì vậy, các phế nang được giữ chứa đầy không khí bằng một phân tử được gọi là surfactant (chất hoạt động bề mặt). Surfactant là một phân tử giống như các phân tử chất tẩy rửa giúp ngăn các phế nang không bị xẹp lại bằng cách xáo trộn các phân tử nước lót mặt trong các phế nang. Các phân tử surfactant giữu các phân tử nước tránh xa khỏi các phân tủ nước khác và do đó giữ các phế nang căng. Surfactant được tạo ra bởi những tế bào tròn, lớn ở thành của phế nang.

 

HỘI CHỨNG SUY HÔ HẤP Ở TRẺ EM (IRDS)

Khi các đứa trẻ bị sinh non (sinh trước ngày dự sinh), chúng chưa có đủ khả năng để tạo ra surfactant. Do đó, phổi của chúng sẽ có khuynh hướng xẹp lại. Những trẻ thiếu tháng này được đặt trên một máy hô hấp nhân tạo, một máy giúp cho các phế nang được chứa đầy không khí. Một vài bệnh viện cũng sử dụng một bình xịt mũi, cái mà trên thực tế giúp xịt surfactant vào trong phổi. Cuối cùng, khi trẻ lớn hơn một chút, chúng phát triển khả năng tự tạo ra surfactant và khi đó có thể bỏ máy hô hấp nhân tạo.

Người dịch : Giang Đào Trúc Quỳnh

Xem thêm:

>>Respiratory – Part 5: Làm thế nào để duy trì hệ hô hấp khoẻ mạnh

Mọi thắc mắc xin liên hệ fanpage:

>>Anh Văn Y Khoa – Medical English – DR.DUY