Cùng tìm hiểu về sự kỳ diệu của bộ máy hô hấp trong cơ thể con người

Hệ hô hấp gồm mũi, họng, thanh quản, khí quản, phế quản và phổi. Hệ hô hấp có vai trò mang khí ôxy vào cho cơ thể và thải khí Cacbonic ra ngoài. Để đáp ứng nhu cầu của cơ thể, mỗi ngày chúng ta hít thở khoảng 20.000 lần và có đến 9.000 lít không khí lưu thông qua phổi.

Bộ lọc hoàn hảo

Như một máy lọc, mũi xử lý không khí bị ô nhiễm, quá lạnh hoặc quá nóng hay quá khô nhờ vào một hệ thống đặc biệt với cấu trúc gồ ghề do các xương cuống mũi tạo nên. Khi không khí vào đây sẽ tiếp xúc với một hệ thống nhung mao và mạng mạch máu Mỗi ngày, mũi lọc vừa làm ẩm và làm ấm đến 15m khối không khí.

Cùng với không khí có hàng chục tỷ vật lạ vi khuẩn và phấn hoa đi qua mũi mỗi lần chúng ta thở, nhưng chúng bị giữ lại và làm trung hòa bởi một lớp màng nhầy. Lớp màng nhầy này có nhiều lông nhỏ bao phủ khắp bề mặt đường thở. Các nhung mao này đập theo nhịp 10 - 20 lần mỗi giây theo hướng nhất định từ phế quản lên họng. Nhờ chuyển động này chúng đẩy vật lạ lên họng với tốc độ 1cm/1 phút. Đây quả là điều kỳ diệu mà các nhà khoa học chưa giải thích được vì sao những sợi lông rất nhỏ không có mắt, tai, não bộ lại có thể định hướng và làm sạch đường thở với quãng cách quá xa so với kích thước của chúng như thế.

Trên bề mặt khí quản cũng có lớp màng nhầy với những sợi lông nhỏ li ti để làm sạch đường thở. Nếu sáng ngủ dậy, bạn có cảm giác vướng cổ họng và khàn tiếng thì đó là vật lạ và vi khuẩn ứ đọng lại, là kết quả làm sạch đường thở suốt một đêm của lớp màng nhầy và các nhung mao.

Kỳ công của tạo hóa

Để đáp ứng nhu cầu trao đổi khí ôxy và CO2, phổi cần đến 300 triệu phế nang với diện tích gần 100m2. Sắp xếp được một diện tích lớn như thế nằm gọn trong lồng ngực quả là một kỳ công của tạo hóa. Có những mao mạch nằm bên ngoài bề mặt của những phế nang. Mỗi lần ta hít vào, phế nang chứa đầy không khí và CO2 trong mạch máu sẽ đổi chỗ với ôxy trong phế nang. Huyết sắc tố trong, hồng cầu sẽ đóng vai trò chuyển tải CO2 từ máu qua phế nang và mang ôxy từ phế nang trở về máu để được đưa đến các mô.

Để các phế nang nở ra khi ta hít vào và xẹp xuống khi thở ra là việc không đơn giản vì trên bề mặt phế nang có những phân tử nước liên kết nhau tạo nên sức căng bề mặt rất lớn. Nếu không nhờ vào một chất đặc biệt làm surfactant - một loại tế bào ở phổi tiết ra để làm giảm sức căng bề mặt của phế nang thì phổi không hoạt động được. Chất surfactant này chỉ được cơ thể sản sinh ra khoảng 1 tháng trước khi đứa trẻ chào đời.

Phổi hút không khí vào và đẩy không khí ra một cách cần mẫn, liên tục không ngưng nghỉ trong suốt cuộc đời của chúng ta. Khi ta chạy hô hấp tăng nhịp lên; khi ta ngủ, hô hấp chậm lại. Công việc đó ta coi là tự nhiên mà không biết rằng đây là cả một hệ thống điều chỉnh vô cùng tinh vi. Tần số và biên độ hô hấp thay đổi tùy thuộc vào nhu cầu của cơ thể. Nếu ta vận động nhiều hoặc các phản ứng chuyển hóa trong cơ thể tăng, nhu cầu ôxy cũng tăng, đồng thời khí CO2 ở các mô cũng được thải nhiều hơn. Khi đó, trung tâm hô hấp ở não bộ sẽ truyền tín hiệu qua tủy sống đến các cơ liên sườn và cơ hoành để tăng nhịp thở, nhờ đó tăng lượng ôxy hít vào và tăng thải CO2 ra. Mặt khác, khi nồng độ khí CO2 trong máu cao cũng tác động lên trung tâm hô hấp của não bộ và gây ra phản ứng tương tự. Tất cả hiện tượng trên xảy ra theo một quy trình thống nhất và đồng bộ.