Тема 4. Дыхание

Для всех тканей позвоночных животных основным биохимическим процессом, освобождающим энергию, является процесс окислительный. Следовательно, существование высших животных при недостаточном довательно, существование высших животных при недостаточном снабжении их тканей кислородом невозможно. Изменение объема грудной клетки и легких при вдохе и выдохе (оно обычно обозначается как внешнее дыхание) есть лишь внешнее проявление только одного из звеньев целого ряда процессов, обеспечивающих потребление организмом О₂ и выделение СО₂.

Главные вопросы этого раздела:

1. Обмен газов между альвеолярным воздухом легких и внешней средой (внешнее дыхание, или вентиляция легких).

2. Обмен СО₂ и О₂ между альвеолярным воздухом и кровью капилляров легких.

3. Транспорт СО₂ и О₂ кровью.

4. Обмен газов через стенки капилляров между кровью и тканями.

5. Клеточное дыхание — потребление О₂ клетками и выделение ими СО₂ (изучается в курсе биохимии).

Причиной обновления газового состава воздуха в альвеолах является увеличение или уменьшения объема легких во время вдоха и выдоха. Надо уяснить механизм вдоха и выдоха, роль в этих процессах межреберных мышц и диафрагмы, почему в межплевральной щели давление ниже атмосферного, и какое это имеет значение для дыхания. Важно понять, что такое жизненная емкость легких, и альвеолярный воздух и каковы их функции.

Регуляция дыхания осуществляется по принципу обратной связи. Очень удобно это проследить на примере осуществления первого вдоха и выдоха у новорожденного животного. Раздражителем центра вдоха в этом случае служит продукт обмена веществ - СО₂, который воздействует на дыхательный центр непосредственно (через кровь) и через хеморецепторы(нервные окончания, реагирующие на химические вещества) кровеносных сосудов.

Дыхательный центр расположен в продолговатом мозгу (центр вдоха и центр выдоха), в варолиевом мосту (центр пневмотаксиса) и коре больших полушарий. Обратите внимание на то, что центр пневмотаксиса регулирует переключение вдоха на выдох. Окончания блуждающего нерва, заложенные в стенках бронхов, реагируют на степень их растяжения. Возбуждаясь, они вызывают торможение центра вдоха и возбуждение центра выдоха.

Для лучшего понимания регуляции дыхания постарайтесь ответить на такие вопросы. Как изменится дыхание у животного после перерезки блуждающих нервов? Почему невозможно задержать дыхание на длительное время?

В заключении изучите: а) особенности дыхания при мышечной работе; б) особенности дыхания при пониженном и повышенном атмосферном давлении; в) отличительные особенности в дыхании птиц.

Вопросы для самопроверки

1. Каково значение верхних дыхательных путей, грудной клетки и легких для дыхания?

2. Как осуществляется вдох и выдох? Что такое жизненная емкость легких и чем она отличается от общей емкости легких?

3. Каким образом кровь транспортирует О₂ и СО₂? Что такое кислородная емкость крови, и какие факторы ее определяют? Как осуществляется газообмен в легких и тканях?

4. Каким образом регулируется акт вдоха и выдоха? Роль центра пневмотаксиса и окончаний блуждающего нерва (рецепторов растяжения) в стенках бронхов в переключении вдоха на выдох и выдоха на вдох.

5. Особенности строения легких и дыхания у птиц.

6. Как отразятся на дыхании повышение содержания СО₂ в воздухе животноводческих помещений?