Hô hấp ở người và hô hấp ở động vật

Cơ chế trao đổi khí ở người và các nhóm động vật

Hô hấp là quá trình sống thiết yếu giúp cơ thể trao đổi khí và tạo năng lượng cho mọi hoạt động. Trong Sinh học 12, việc tìm hiểu hô hấp ở người và hô hấp ở động vật giúp học sinh nắm rõ cơ chế thích nghi và vận dụng hiệu quả vào bài tập.

1. Vai trò của hô hấp

- Hô hấp ở động vật bao gồm hai quá trình: trao đổi khí với môi trường và hô hấp tế bào.

Trao đổi khí với môi trường

Cơ thể động vật lấy O₂ từ môi trường vào cơ thể và thải CO₂ từ cơ thể ra môi trường. Quá trình này được thực hiện qua bề mặt trao đổi khí. Bề mặt trao đổi khí là bộ phận của cơ thể, ở đó O₂ khuếch tán từ môi trường ngoài vào tế bào còn CO₂ khuếch tán từ tế bào ra môi trường.

Hô hấp tế bào

Hô hấp tế bào ở động vật diễn ra tương tự tế bào sinh vật nhân thực khác. Trong quá trình này, năng lượng hóa học có trong các hợp chất hữu cơ được chuyển đổi thành năng lượng ATP để cung cấp cho tất cả các hoạt động sống của tế bào và cơ thể. Quá trình này cần O₂ và sản sinh ra CO_2.

- Thông qua trao đổi khí với môi trường, O₂ được vận chuyển đến tế bào, tham gia vào quá trình hô hấp tế bào. CO₂ sinh ra từ hô hấp tế bào được vận chuyển đến bề mặt trao đổi khí, rồi thải ra môi trường.

2. Các hình thức trao đổi khí với môi trường ở động vật

Quá trình trao đổi khí diễn ra khi có sự chênh lệch phân áp O₂ và CO₂ giữa hai phía của bề mặt trao đổi khí. Khi khuếch tán dễ dàng nhờ bề mặt trao đổi khí có diện tích lớn, mỏng, ẩm ướt và có nhiều mao mạch. Diện tích bề mặt trao đổi khí liên quan đến kích thước cơ thể động vật, môi trường sống và nhu cầu O₂ của cơ thể.

Động vật có thể trao đổi khí qua bề mặt cơ thể, ống khí, mang hoặc phổi. Trao đổi khí qua bề mặt cơ thể là hình thức trao đổi khí mà O₂ và CO₂ được khuếch tán trực tiếp qua màng tế bào hoặc da bao quanh cơ thể.

Trao đổi khí qua ống khí là hình thức trao đổi khí mà không khí giàu O₂ trong không khí khuếch tán qua các lỗ thở vào ống khí rồi đến mọi tế bào của cơ thể. Ngược lại, CO₂ từ các tế bào khuếch tán vào các ống khí và di chuyển ra ngoài qua các lỗ thở. Hình thức trao đổi khí này có ở côn trùng như ruồi, ong, châu chấu, dế mèn, gián,...

Trao đổi khí qua mang là hình thức trao đổi khí mà O₂ hoà tan trong nước được khuếch tán vào máu, CO₂ từ máu khuếch tán vào nước khi nước chảy giữa các phiến mỏng của mang. Hình thức trao đổi khí này có ở hầu hết động vật sống trong nước như cá, tôm, cua, trai, ốc....

Trao đổi khí qua phổi là hình thức trao đổi khí mà O₂ và CO₂ được khuếch tán qua màng các phế nang trong phổi. Phế nang là đơn vị nhỏ nhất trong phổi, gồm những túi khí nhỏ được sắp xếp như chùm nho, nằm ở đầu tận của các phế quản nhỏ nhất. Hình thức trao đổi khí này có ở lưỡng cư, bò sát, chim và động vật có vú. Sự phân nhánh của phế quản và số lượng phế nang tăng dần theo chiều hướng tiến hoá. Ở chim, hô hấp nhờ phổi và túi khí nên khi hít vào và thở ra đều có không khí giàu O₂ đi qua phổi.

3. Bệnh về hô hấp và phòng bệnh hô hấp

Vi khuẩn (như phế cầu, tụ cầu, ...) và virus (như virus cúm, virus corona, ... ) là nguyên nhân chủ yếu gây nên các bệnh về hô hấp ở người. Bên cạnh đó, khói thuốc lá, các chất khí độc hại, chất hữu cơ dễ bay hơi, khói, bụi, hoá chất trong không khí bị ô nhiễm làm liệt các lông rung, tăng tiết chất nhầy trong đường dẫn khí. Các chất này đi vào phổi gâyviêm, phá huỷ cấu trúc phế nang và làm xơ hoá phế nang, dẫn đến tình trạng giảm diện tích trao đổi khí, chức năng trao đổi khí của phế nang bị suy giảm, từ đó gây ra các bệnh hô hấp như hen suyễn, viêm đường hô hấp, phổi tắc nghẽn mạn tính, …

Phòng các bệnh hô hấp bằng cách hạn chế sự xâm nhập của mầm bệnh vào cơ thể nhờ các biện pháp như rửa tay thường xuyên; không đưa tay lên mắt, mũi, miệng; vệ sinh mũi, họng bằng dung dịch sát khuẩn phù hợp theo chỉ dẫn của bác sĩ....

Hạn chế sự phát tán của mầm bệnh bằng cách giữ vệ sinh môi trường sống, trồng cây xanh, thông thoáng khí, kiểm soát độ ẩm không khí.... Giảm sự lây lan của nguồn lây bệnh bằng cách đeo khẩu trang đúng cách, che miệng và mũi khi ho hoặc hắt hơi, hạn chế tập trung đông người, ... Tăng cường sức đề kháng bằng cách giữ ấm cơ thể, ăn uống đầy đủ chất dinh dưỡng, bổ sung vitamin C, lao động và nghỉ ngơi điều độ, tiêm vaccine phòng một số bệnh hô hấp....

- Phòng các bệnh hô hấp bằng cách hạn chế sự xâm nhập khả năng xâm nhập của mầm bệnh vào cơ thể nhờ các biện pháp như rửa tay thường xuyên; không đưa tay lên mắt, mũi, miệng; vệ sinh mũi, họng bằng dung dịch sát khuẩn phù hợp theo chỉ dẫn của bác sĩ.... Hạn chế sự phát tán của mầm bệnh bằng cách giữ vệ sinh môi trường sống, trồng cây xanh, thông thoáng khí, kiểm soát độ ẩm không khí.... Giảm sự sự lây lan của nguồn lây bệnh bằng cách đeo khẩu trang đúng cách, che miệng và mũi khi ho hoặc hắt hơi, hạn chế tập trung đông người, .... Tăng cường sức đề kháng bằng cách giữ ấm cơ thể, ăn uống đầy đủ chất dinh dưỡng, bổ sung vitamin C, lao động và nghỉ ngơi điều độ, tiêm vaccine phòng một số bệnh hô hấp....

Tập thể dục thường xuyên giúp tăng thể tích O₂ khuếch tán vào máu, tăng sử dụng O₂ và phân giải glycogen ở cơ, tăng tốc độ vận động và sự dẻo dai của các cơ hô hấp, do đó giúp hệ hô hấp trở nên khỏe mạnh hơn. Bên cạnh đó, luyện tập thể dục, thể thao phù hợp còn mang lại nhiều ảnh hưởng tích cực đến hoạt động của hệ thần kinh, hệ tiêu hóa, hệ vận động và hệ miễn dịch, giúp cơ thể chống bệnh tốt hơn.

-----------------------------------------

Hiểu rõ hô hấp ở người và động vật không chỉ giúp bạn hệ thống kiến thức sinh lý học mà còn nâng cao khả năng làm bài thi. Đây là chuyên đề quan trọng cần ôn tập kỹ để đạt điểm cao.