Mekanisme Pernafasan: Tarik Nafas dan Hembus Nafas

Prinsip tekanan–isipadu di sebalik pernafasan

Pernafasan berfungsi berdasarkan prinsip fizik mudah: dalam ruang tertutup, jika isipadu ditingkatkan, tekanan di dalamnya turun; jika isipadu dikurangkan, tekanan di dalamnya naik. Otot di dada mengubah isipadu rongga toraks, dan udara kemudian bergerak secara pasif menurut perbezaan tekanan yang dicipta ini, sentiasa mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.

Ini bermakna otot tidak pernah menarik udara masuk secara terus, ia hanya mengubah bentuk dan isipadu dada, dan tekanan atmosfera biasa melakukan selebihnya.

Apa berlaku semasa tarik nafas

1. Otot interkosta luar mengecut manakala otot interkosta dalam mengendur, menarik sangkar rusuk ke atas dan keluar.
2. Diafragma mengecut, berubah daripada bentuk kubah kepada bentuk lebih rata dan bergerak ke bawah.
3. Kedua-dua perubahan ini bersama meningkatkan isipadu rongga toraks.
4. Kerana jumlah udara yang sama kini menduduki isipadu lebih besar, tekanan udara di dalam rongga toraks turun di bawah tekanan atmosfera.
5. Udara mengalir masuk ke peparu dari atmosfera bertekanan lebih tinggi di luar, menurun cerun tekanan, sehingga tekanan menjadi sama.

Apa berlaku semasa hembus nafas

1. Otot interkosta luar mengendur dan sangkar rusuk bergerak ke bawah dan masuk akibat graviti dan daya kenyal semula jadi.
2. Diafragma mengendur dan kembali ke bentuk kubahnya, bergerak ke atas.
3. Perubahan ini mengurangkan isipadu rongga toraks.
4. Tekanan udara di dalam rongga toraks naik melebihi tekanan atmosfera.
5. Udara ditolak keluar dari peparu ke atmosfera bertekanan lebih rendah di luar, sehingga tekanan sama semula.
6. Semasa hembus nafas paksa, seperti meniup kuat, otot interkosta dalam dan otot abdomen turut mengecut untuk menolak lebih banyak udara keluar dengan lebih pantas.

Bagaimana ia diperiksa

Standard ini biasanya diuji dengan jadual untuk dilengkapkan atau gambar rajah untuk dilabel, mengisi perubahan otot, rusuk, diafragma, isipadu dan tekanan bagi setiap peringkat. Anda juga mungkin diminta menerangkan sebab udara bergerak masuk atau keluar, merujuk kepada cerun tekanan dan bukan mengatakan peparu 'menyedut' udara masuk.

Soalan contoh berformat peperiksaan

Soalan. Seorang pelajar menekan sisi model balang loceng bagi toraks, di mana belon di dalamnya mewakili peparu dan helaian getah pada dasarnya mewakili diafragma. Apabila helaian getah ditarik ke bawah, belon mengembang; apabila helaian ditolak ke atas, belon mengempis.

(a) Nyatakan bahagian model yang mewakili sangkar rusuk dan otot interkosta. (b) Terangkan, dari segi isipadu dan tekanan, sebab belon mengembang apabila helaian getah ditarik ke bawah.

(c) Nyatakan satu cara model ini tidak mewakili pernafasan sebenar dengan tepat. (d) Terangkan sebab belon akan gagal mengembang jika satu lubang dibuat pada dinding balang loceng.

Jawapan model. (a) Dinding kaca tegar balang loceng mewakili sangkar rusuk, kerana otot interkosta tidak diwakili oleh mana-mana bahagian bergerak di sini. (b) Menarik helaian getah ke bawah meningkatkan isipadu di dalam balang loceng yang termeterai, yang menurunkan tekanan di sekeliling belon di bawah tekanan atmosfera, jadi udara mengalir daripada atmosfera bertekanan lebih tinggi ke dalam belon, mengembangkannya.

(c) Model itu tidak menunjukkan sangkar rusuk bergerak ke atas dan keluar akibat tindakan otot, kerana hanya pergerakan diafragma diwakili. (d) Lubang pada dinding balang loceng akan membenarkan udara atmosfera memasuki secara terus, jadi menarik helaian ke bawah tidak lagi menurunkan tekanan di sekeliling belon, dan belon tidak akan mengembang, ini menggambarkan sebab rongga dada yang tercedera menghalang pengembangan peparu normal.

Soalan latihan

Cuba jawab. Seseorang menarik nafas dalam-dalam dan menahannya, dengan glotis tertutup supaya tiada udara boleh terlepas. Terangkan apa akan berlaku kepada tekanan di dalam rongga toraks jika diafragma kemudian mengendur dan bergerak semula ke atas manakala saluran udara kekal termeterai.

Petua peperiksaan

Istilah penting

Ulang kaji istilah berkaitan ini untuk menjawab soalan mekanisme pernafasan dengan tepat:

• Diafragma, otot berbentuk kubah yang pengecutan dan pengendurannya mengubah isipadu toraks.
• Pertukaran gas, proses yang dimungkinkan oleh pergerakan pernafasan dengan membekalkan udara segar ke alveolus.
• Alveolus, kantung udara tempat oksigen yang dibawa masuk oleh pernafasan sebenarnya memasuki darah.
• Trakea, saluran udara yang membawa udara antara kerongkong dan bronkus.
• Bronkus, salah satu daripada dua cabang yang membawa udara daripada trakea ke setiap peparu.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim

Lagi untuk Sistem Respirasi dalam Manusia dan Haiwan