Дыхательный аппарат млекопитающих

ГЛАВА 5. ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

Дыхание — это совокупность процессов, в результате которых происходит доставка и потребление организмом кислорода и выделение двуокиси углерода во внешнюю среду. Прекращение дыхания даже на самый короткий промежуток времени нарушает функции различных органов и может привести к смерти.

Процесс дыхания состоит из следующих этапов:

· обмен воздуха между внешней средой и альвеолами легких;

· обмен газов альвеолярного воздуха и крови через легочные капилляры;

· транспорт газов кровью;

· обмен газов крови и тканей в тканевых капиллярах;

· потребление кислорода клетками и выделение ими углекислоты.

В процессе эволюции животного мира возникновение и развитие системы специальных органов дыхания шло разными путями.

Тип дыхания обусловлен средой обитания животных. У одноклеточных организмов диффузное дыхание — непосредственное проникновение газов через оболочку клетки (лейкоциты, амеба и др.). У низших многоклеточных (червей, низших насекомых) обмен газов происходит через клетки поверхности тела (кожное дыхание). У рыб обмен газов происходит между кровью в жабрах и кислородом, растворенным в воде. Некоторые рыбы, кроме жаберного, имеют кожное и кишечное дыхание. Плавательный пузырь щуки поглощает 35 % кислорода, а морского окуня — до 88 %.

У насекомых поверхностный покров состоит из плотной хитиновой оболочки, газообмен происходит в специальных дыхательных трубочках —трахеях, пронизывающих их тело (трахейное дыхание).

У рептилий и амфибий газообмен осуществляется на 2/3 через кожу и на 1/3 — через легкие.

У птиц газообмен осуществляется в легких, через которые воздух проходит во время вдоха и выдоха.

У млекопитающих обмен газов происходит в основном в легких, через кожу и пищеварительный тракт газообмен не превышает 1 % всего объема дыхания, однако у лошадей при работе кожное дыхание увеличивается до 8 %.

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Эволюция органов дыхания сопровождалась развитием специальной дыхательной мускулатуры и легких.

По дыхательным путям воздух поступает в легкие, где и происходит газообмен. Дыхательные пути включают в себя носовую и ротовую полости, гортань, трахею и бронхи, вплоть до их мельчайших разветвлений. Слизистая оболочка дыхательных путей покрыта мерцательным эпителием и содержит секреторные клетки, вырабатывающие слизь и серозную жидкость. В дыхательных путях газообмен не происходит, но они имеют большое значение. Атмосферный воздух, проходя через воздухоносные пути, очищается от пыли и других твердых частиц, согревается в холодное время года или охлаждается в жару, увлажняется, что способствует ионизации кислорода, в результате чего он лучше используется организмом и обезвреживается за счет наличия в слизи лизоцима.

У высших животных и человека газообмен происходит в легких. Легкие образованы разветвлениями бронхов на средние и мелкие, заканчивающимися конечными бронхиолями. Бронхиоли ветвятся на альвеолярные ходы, заканчивающиеся альвеолами. Из альвеол и состоит паренхима легких. У овец поверхность альвеол составляет 50–80 м², у человека — 60–120 м², что более чем в 100 раз поверхности тела. Альвеолы состоят из одного слоя плоских клеток. Они окружены густой сетью капилляров, кровь, протекая по капиллярам, отделена от воздуха эндотелием альвеол и капилляров, толщина которых составляет 0,004 мм, что создает благоприятные условия для газообмена. В альвеолах происходит газообмен между альвеолярным воздухом и кровью (рис. 24).

Рис. 24. Участок легкого с капиллярами (сильное увеличение):

1- терминальная бронхиола; 2- альвеолярные ходы; 3- альвеолы; 4- капилляры с эритроцитами.

Бронхиальная мускулатура иннервируется парасимпатическими волокнами, проходящими в стволе блуждающего нерва, и симпатическими, отходящие от нижнего шейного и верхнего грудного ганглиев. Перерезка блуждающих нервов на шее животного вызывает расширение трахеи и бронхов, тогда как при раздражении периферического конца блуждающего нерва электротоком бронхиальная мускулатура сокращается. Симпатические нервы расслабляют мышцы бронхов.