Легочная вентиляция. Состав вдыхаемого и выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Механизм акта вдоха и выдоха. Жизненная и общая емкость легких
Внешнее дыхание (легочная вентиляция) – обеспечивается за счет актов вдоха и выдоха. При вдохе увеличивается объем грудной клетки, понижается давление в плевральной полости, что обеспечивает поступление воздуха из внешней среды в легкие. При выдохе уменьшается объем грудной клетки, повышается давление в плевральной полости и альвеолярный воздух вытесняется наружу.
Вдох и выдох происходят потому что изменяется объем грудной клетки. Легкие, как губчатая масса, не содержат мышечной ткани. Дыхательные движения совершаются за счет межреберных мышц и диафрагмы.
При вздохе одновременно сокращаются наружные косые и др. мышцы плечевого пояса, что обеспечивает поднятие и отведение в сторону ребер. Сокращается диафрагма и смещается в сторону брюшной полости, что способствует наполнению легкими воздуха (О2 – 21%; СО2 – 0,03%; N – 79%).
При выдохе сокращаются внутренние косые мышцы и м. брюшного пресса, что уменьшает объем клетки и вытесняет воздух наружу (О2 – 16%; СО2 – 4%; N – 79%).
Дых объём – объём воздуха, который вдыхает и выдыхает человек при спокойном дыхании. (собаки 1,5-3 л.; лошади 26-30; КРС 30-35).Остаточный объём – количество воздуха, которое остаётся в лёгких после глубокого выдоха. Объёмы воздуха определяют при помощи спирометра.
Обмен газов альвеолярным воздухом и кровью. Транспорт газов кровью, кислородная емкость крови. Обмен между кровью и тканями
Обмен газами осуществляется между альвеолярным воздухом и кровью малого круга кровообращения. Концентрация О2 в альвеолах выше, чем в венозной крови. Парциальное давление в альвеолах 100 мм.рт.ст.; в капиллярах венозной крови 40 мм.рт.ст. Благодаря этому О2 поступает в кровь.
В подтекаемой крови в легких давление 46 мм.рт.ст.; в альвеолярном воздухе 40 мм.рт.ст. Благодаря этому СО2 выходит в альвеолы. Газообмену также способствует большая поверхность альвеол.
Транспорт газов в крови:
1. О2 проникнув в кровь, поступает в эритроциты, соединяется с гемоглобином и транспортируется в виде оксигемоглобина. В арт. крови 16-19% О2 (кислородная емкость крови) и 52-67% СО2;
2. СО2 поступает в кровь, затем эритроциты образуют карбогемоглобин. Другая его часть под действием карбоангидразы образует H2SO3 (угольная кислота). В венозной крови 58-63% СО2 и 12% О2.
Обмен газов между кровью и тканями – в тканях О2 освобождается из непрочного соединения с гемоглобином и проникает в клетки (по закону парциального давления). В артериальной крови давление 100 мм.рт.ст. А в тканях близко к нулю. В силу разности давления, О2 поступает в клетки. В тканях СО2 давление 60 мм, а в артериальной крови СО2 40 мм. Благодаря чему СО2 поступает в кровь.
Регуляция дыхания. Регуляция акта выдоха и вдоха. Механизм 1-го вдоха. Регуляция частоты дыхания
Регул частоты дых движений – осущ-ся центром дыхания. Он сост из центра вдоха и выдоха и центра пневмотаксиса, где центр вдоха является главным. В центре вдоха ритмически залпами рождаются импульсы (у человека примерно 1 залп импульсов в 4 с), определяя частоту дыхания. Импульсы из центра вдоха поступают к вдыхательным мышцам и диафрагме и вызывают вдох такой продолжительности и глубины, который соответствует сложившимся условиям. Он характеризуется определенными силой сокращения вдыхательных мышц и объемом поступившего в легкие воздуха. Регул смены вдоха выдохом и выдоха вдохом осущ-ся рефлекторно. Возбуждение, возникающее в центре вдоха, обеспечивает акт вдоха, который сопровождается расширением легких и возбуждением механорецепторов легочных альвеол. Импульсы с рецепторов поступают уже в центр выдоха и возбуждают его нейроны. Одновременно непосредственно и через центр пневмотаксиса центр вдоха также возбуждает центр выдоха. Нейроны центра выдоха, возбуждаясь, по законам реципрокных отношений тормозят активность нейронов центра вдоха и вдох прекращается. Центр выдоха посылает информацию к мышцам экспираторам и вызывает их сокращение; таким образом, осуществляется акт выдоха. После того как произошел выдох происходит торможение центра выдоха и возбуждается центр вдоха.
Особенности дыхания у птиц
В отличие от млекопитающих, процесс дыхания птиц имеет ряд структурных и функциональных особенностей.
Структурные:
1. Носовые отверстия расположены у основания клюва, носовые ходы короткие;
2. Под ноздрями лежат носовые клапаны, а вокруг ноздрей – венчик из перьев. У водоплавающих птиц ноздри окружены восковой кожицей;
3. Отсутствует надгортанник, его функцию выполняет задняя часть языка;
4. Имеется 2 гортани (верхняя и нижняя);
5. Трахей длинная (ок. 200 колец). За нижней гортанью трахея делится на 2 бронха, они проходят через легкие и расширяются в брюшные воздухоносные мешки;
6. Внутри каждого легкого бронхи дают начало вторичным бронхам (вентральному и дорсальному). Затем они делятся на парабронхи и бронхиолы (заканчиваются альвеолами).
Дыхание птиц связано с деятельностью больших воздухоносных мешков, которые связаны с легкими и пневматическими костями. У птиц 9 воздухоносных мешков (4х2 +1). Это тонкостенные образования, заполненные воздухом (участвуют в газообмене, облегчают массу тела, охлаждают тело при полете, резервуар воздуха).
Важной функциональной особенностью дыхания птиц является то, что через альвеолы воздух проходит как во время вдоха, так и выдоха, дважды отдавая кислород в кровь. Частота дыхания у разных видов птиц неодинакова. Во время сна ритм дыхания замедляется.