Д ы х а н и е
Совокупность процессов, обеспечивающих обмен кислородом и углекислым газом между внешней средой и тканями организма, называется дыханием, а совокупность органов, обеспечивающих дыхание, – системой органов дыхания.
Этапы дыхания:
1) газообмен между легкими и внешней средой;
2) обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и капиллярами малого круга кровообращения;
3) транспорт кислорода и углекислого газа кровью;
4) обмен газов между кровью капилляров большого круга кровообращения и тканевой жидкостью;
5) внутриклеточное дыхание.
Основной физический процесс, который обеспечивает процесс дыхания – диффузия, т.е. движение газа в виде растворенного вещества по градиентам концентрации.
Органы дыхания.
Анатомически органы дыхания представляют совокупность органов, выполняющих воздухопроводящую и газообменную функции. К воздухопроводящим путям относя: нос с носовой полостью, гортань, трахею и бронхи. Органом газообмена являются легкие.
Особенностью воздухопроводящих путей является наличие костного или хрящевого остова, благодаря чему обеспечивается постоянное беспрепятственное поступление воздуха в легкие.
Слизистая органов дыхания выстлана однослойным многорядным мерцательным эпителием.
Нос и носовая полость.
Основой носа являются кости лицевой части черепа. Верхушка носа у большинства животных покрыта кожей без волос, которая имеет большое количество серозных желез, за счет чего постоянно увлажнена и называется – носовое зеркальце. У лошадей носовое зеркальце отсутствует, весь нос покрыт кожей с волосами (особенности у крупного рогатого скота и свиней см. «Пищеварение»).
Хрящевая носовая перегородка делит носовую полость на правую и левую половину. В каждой половине слизистая оболочка боковой стенки образует 2 складки – дорсальную и вентральную носовые раковины. Между раковинами и носовой перегородкой формируются 4 носовых хода. По ним воздух попадает в обонятельный лабиринт, в околоносовые пазухи, через хоаны в гортань.
Слизистая носовой полости богата слизистыми железами и кровеносными сосудами. Здесь воздух согревается, очищается и увлажняется.
Гортань. LARINGS.
В полости гортани складка слизистой формирует голосовые губы. Основу губ составляют голосовая мышца и голосовая связка. За счет сокращения мышц голосовая щель изменяет свои размеры, что обеспечивает разную силу голоса.
Основу гортани образуют 4 непарных и 1 парный хрящи.
| Название хряща | Расположение | Строение |
| Надгортанный | Ограничивает снизу вход в гортань | Эластичный |
| Черпаловидный (парный) | Ограничивает сверху вход в гортань | Рожки–эластичные, тело – гиалиновое. |
| Щитовидный | Самый крупный. Имеет вид пластины в виде желоба, которая формирует дно и боковые стенки гортани. Его размеры определяют размер гортани. | Гиалиновый |
| Кольцевидный (перстневидный) | Соединяет гортань и трахею | Гиалиновый |
Трахея.
Основу трахеи составляют незамкнутые дорсально гиалиновые хрящи. Форма хрящей и их количество зависит от вида животного и длины шеи (среднее количество хрящей 35-42).
В дорсальной стенке проходит трахейная мышца, уменьшающая просвет трахеи при вдыхании сильно пахнущего или холодного воздуха. Сокращается эта мышца и при выбросе адреналина, например при стрессе.
В грудной полости в средостении трахея делится на 2 главных бронха. Это место называется бифуркация. У крупного рогатого скота и свиней до бифуркации отделяется добавочный (трахейный) бронх, идущий к краниальной доле правого легкого.
Легкие
Pulmones – лат., Pneumones – греч.
Легкие располагаются в грудной полости по обеим сторонам сердца и имеют форму усеченного конуса с вогнутым основанием. Основание прилежит к диафрагме, закругленная верхушка обращена к входу в грудную полость, наружная выпуклая поверхность прилежит к ребрам. С поверхности легкое покрыто серозной оболочкой – плеврой.
Легкие вырезками поделены на доли краниальную (верхушечную), среднюю (сердечную) и каудальную (диафрагмальную). Правое легкое, кроме того, на медиальной поверхности имеет добавочную долю.
Каждая доля легкого поделен на дольки в которых располагается паренхима легкого: бронхиальное и альвеолярное дерево. Бронхиальное дерево, представлено системой бронхов насчитывающее от 16 до 25 порядков. Главный бронх делится на долевые, внутридолевые крупные бронхи. Затем деление продолжается с постепенным уменьшением диаметра бронхов. Крупные бронхи имеют в стенке замкнутые гиалиновые хрящевые кольца. В мелких бронхах хрящевая оболочка замещается мышечным слоем. Концевой бронх (респираторный, терминальный бронх или бронхиола) является началом альвеолярного дерева.
Альвеолярное дерево состоит из респираторного бронха, который ведет в альвеолярные ходы и альвеолярные мешки с альвеолами. Альвеолярное дерево оплетено кровеносными капиллярами. Все это формирует структурную единицу легкого – ацинус (от латинского «виноградная ягода»). Именно здесь происходит газообмен между альвеолярным воздухом и кровью.
Альвеолы постоянно расправлены и заполнены воздухом (не спадаются) благодаря присутствию на их стенках веществ с большим поверхностным натяжением – сурфактантов.
Механизм легочного дыхания
Для процесса дыхания необходимо постоянное сокращение мышц брюшной стенки, легкие движутся вслед за грудной клеткой. При вдохе воздух нагнетается в легкие за счет разности давления между легкими и внешней средой (в легких давление ниже).
Жизненная емкость легкого складывается из дыхательного, дополнительного и резервного объемов (у лошади соответственно 5л, 10-12л, 10-12л).
Дыхательный объем – объем вдыхаемый (выдыхаемый) в покое.
Дополнительный объем – воздух, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха.
Резервный объем – объем воздуха, который можно выдохнуть после нормального выдоха.
Помимо резервного объема в легких после спокойного выдоха остается остаточный объем, который выдохнуть нельзя.
При спокойном вдохе 30% воздуха остается в верхних дыхательных путях и не участвует в газообмене (так называемое «мертвое» или «вредное» пространство).
Количество дыхательных движений:
Лошадь 8-16 раз/минуту;
Крупный рогатый скот 12-25 раз/минуту;
Свиньи 10-18 раз/минуту.
У молодых животных количество сокращений в 2 раза больше
Состояние газов в крови
В крови газы находятся как в связанном, так и в растворенном состоянии. Кислород и углекислый газ преимущественно связаны с гемоглобином крови (эритроцитов), азот (около 1,5%) находится только в растворенном состоянии.
Артериальная кровь О2 -20% СО2 -35-40%
Венозная кровь О2 -12% СО2 -50-55%
Количество кислорода, которое может быть связано гемоглобином 100мл крови – кислородная емкость крови.
Кислород с гемоглобином образуют оксигемоглобин. 1г гемоглобина связывает 1,34мл кислорода. Увеличение концентрации СО2 вызывает распад оксигемоглобина.
Резервный гемоглобин располагается в мышцах в виде миоглобина, количество которого у водных животных в 3-4 раза выше, чем у наземных.
Регуляция дыхания.
Процесс дыхания регулируется центральной нервной системой. Дыхательные центры располагаются в обеих половинах мозга. Каждый центр состоит из центра вдоха и центра выдоха.
Тонус дыхательных центров поддерживается уровнем концентрации СО2 в крови: понижение содержания активизирует центр вдоха, при понижении концентрации активизируется центр выдоха (это предотвращает также полный вдох, который может вызвать разрыв легких).