Eksterni indikatori respiratornog sistema. Vitalni i ukupni kapacitet pluća. Sastav udahnutog, izdahnutog i alveolarnog zraka. Izmjena plinova između alveolarnog zraka i krvi. (Izmjena plinova u plućima)

Spoljašnje disanje - razmjena plinova između tijela i okoline atmosferski vazduh. Spoljašnje disanje uključuje izmjenu plinova između atmosferskog i alveolarnog zraka, kao i izmjenu plinova između krvi plućnih kapilara i alveolarnog zraka.

Vitalni kapacitet (VC) - zapremina vazduha koju osoba može izdahnuti uz najdublji mogući spor izdisaj nakon maksimalnog udisaja.

Vrijednost vitalnog kapaciteta ljudskih pluća je 3-6 litara. U posljednje vrijeme, u vezi sa uvođenjem pneumotahografske tehnologije, sve više se utvrđuje tzv. forsirani vitalni kapacitet (FVC). Prilikom određivanja FVC-a, ispitanik mora nakon što dubljeg udaha napraviti najdublji forsirani izdisaj. U tom slučaju, izdisaj treba izvoditi s naporom usmjerenim na postizanje maksimalne volumetrijske brzine protoka izdahnutog zraka tijekom cijelog izdisaja. Kompjuterska analiza takvog prisilnog izdisanja omogućava vam da izračunate desetke indikatora vanjskog disanja. Sastav alveolarnog zraka značajno se razlikuje od sastava atmosferskog, udahnutog zraka. Ima manje kiseonika (14,2%) i veliku količinu ugljen-dioksida (5,2%).

Zašto u izdahnutom vazduhu ima više kiseonika nego u alveolarnom vazduhu? To se objašnjava činjenicom da se tokom izdisaja vazduh koji se nalazi u disajnim organima, u disajnim putevima, meša sa alveolarnim vazduhom.

Cijeli proces je pod kontrolom mozga. U produženoj moždini postoji poseban centar za regulaciju disanja. Reaguje na prisustvo ugljičnog dioksida u krvi. Čim se smanji, centar šalje signal dijafragmi duž nervnih puteva. Dolazi do procesa njegove kontrakcije i dolazi do udisanja. Ako je respiratorni centar oštećen, pacijentova pluća se umjetno ventiliraju. Kiseonik koji ulazi u alveole prodire kroz zidove kapilara. To je zato što krv i zrak sadržani u alveolama imaju različite pritiske. Venska krv ima manji pritisak od alveolarnog vazduha. Stoga kisik iz alveola juri u kapilare. Pritisak ugljičnog dioksida manji je u alveolama nego u krvi. Iz tog razloga, ugljični dioksid se iz venske krvi usmjerava u lumen alveola.

U krvi postoje posebne ćelije - eritrociti koji sadrže protein hemoglobin. Kiseonik se vezuje za hemoglobin i putuje u ovom obliku po celom telu. Krv obogaćena kiseonikom naziva se arterijska.

Krv se tada prenosi do srca. Srce, još jedan naš neumorni radnik, prenosi krv obogaćenu kiseonikom do ćelija tkiva. A onda se uz "potoke" krv, zajedno sa kiseonikom, dostavlja svim ćelijama tela.

Mehanizam razmjene plinova između krvi i tkiva. Vezivanje i transport kiseonika u krvi. Kapacitet krvi za kiseonik. Vezivanje i transport ugljičnog dioksida u krvi. Uloga eritrocita i hemoglobina u ovom procesu. Značaj enzima karboanhidraze.

Vezivanje kiseonika za hemoglobin. Prijenos O2 iz alveola u krv i transport CO2 iz krvi u alveole vrši se difuzijom. Transport gasova se vrši u fizički rastvorenom i hemijski vezanom obliku. fizički procesi, odnosno rastvaranje gasa, ne može zadovoljiti potrebe organizma u O2. Procjenjuje se da fizički rastvoreni O2 može održati normalnu tjelesnu potrošnju O2 (250 ml/min) ako je minutni volumen srca oko 83 L/min u mirovanju. Najoptimalniji mehanizam je transport O2 u hemijski vezanom obliku. Hemoglobin (Hb) je u stanju da selektivno veže O2 i formira oksihemoglobin (HbO2) u području visoke koncentracije O2 u plućima i oslobađa molekularni O2 u području niskog sadržaja O2 u tkivima. Istovremeno, svojstva hemoglobina se ne mijenjaju i on može dugo obavljati svoju funkciju.

Hemoglobin prenosi O2 iz pluća u tkiva. Ova funkcija ovisi o dvije osobine hemoglobina: 1) sposobnosti promjene iz reduciranog oblika, koji se naziva deoksihemoglobin, u oksidirani (Hb + O2HbO2) velikom brzinom (poluvrijeme od 0,01 s ili manje) sa normalnim PO2b alveolarnog vazduha; 2) sposobnost oslobađanja O2 u tkivima (HbO2 Hb + O2) u zavisnosti od metaboličkih potreba telesnih ćelija.

kapacitet krvi za kiseonik

Količina kisika koju hemoglobin može vezati kada je potpuno zasićen naziva se kisikovim kapacitetom krvi (KEK)

1 gram Hb vezuje 1,39 ml O2

Ugljični dioksid se transportuje na sljedeće načine:

Otopljen u krvnoj plazmi - oko 25 ml / l.

Povezano sa hemoglobinom (karbohemoglobin) - 45 ml / l.

u obliku soli ugljična kiselina- kalijum i natrijum bukarbonati u krvnoj plazmi - 510 ml/l.

Tako, u mirovanju, krv prenosi 580 ml ugljičnog dioksida po litru. Dakle, glavni oblik transporta CO2 su bikarbonati u plazmi, koji nastaju zbog aktivnog toka reakcije karboanhidraze.

Eritrociti sadrže enzim karboanhidrazu (CG), koji katalizuje interakciju ugljičnog dioksida s vodom kako bi se formirala ugljična kiselina, koja se razlaže i formira bikarbonatni ion i proton. Bikarbonat unutar eritrocita stupa u interakciju s ionima kalija koji se oslobađaju iz kalijeve soli hemoglobina tokom obnavljanja potonjeg. Tako se unutar eritrocita formira kalijum bikarbonat. Ali bikarbonatni ioni se formiraju u značajnoj koncentraciji i stoga duž gradijenta koncentracije (u zamjenu za kloridne ione) ulaze u krvnu plazmu. Tako nastaje natrijum bikarbonat u plazmi. Proton koji nastaje tokom disocijacije ugljene kiseline reaguje sa hemoglobinom i formira slabu kiselinu HHb.

U kapilarama pluća ti procesi idu na obrnuti smjer. Ugljena kiselina nastaje od vodikovih iona i bikarbonatnih iona, koja se brzo razlaže na ugljični dioksid i vodu. Ugljični dioksid se uklanja prema van.

Dakle, uloga eritrocita u transportu ugljičnog dioksida je sljedeća:

stvaranje soli ugljične kiseline;

formiranje karbhemoglobina.

Difuzija plinova u tkivima podliježe općim zakonima (volumen difuzije je direktno proporcionalan području difuzije, gradijentu napetosti plina u krvi i tkivima). Područje difuzije se povećava, a debljina difuznog sloja se smanjuje s povećanjem broja funkcionalnih kapilara, što se javlja s povećanjem razine funkcionalne aktivnosti tkiva. Pod istim uvjetima, gradijent napetosti plina raste zbog smanjenja Po2 u aktivno radećim organima i povećanja Pco2 (gasni sastav arterijske krvi, kao i alveolarnog zraka, ostaje nepromijenjen!). Sve ove promjene u tkivima koja aktivno rade doprinose povećanju volumena difuzije O2 i CO2 u njima. Potrošnja O2 (CO2) prema spirogramu određena je promjenom (pomakom) krive naviše u jedinici vremena (1 minut).

Esencija daha. Spoljašnje disanje. Mehanizam udisanja i izdisaja. Vrste i učestalost disanja kod životinja različite vrste. Važnost gornjih disajnih puteva

Disanje je složen kontinuirani biološki proces, usljed kojeg se obnavlja plinoviti sastav unutrašnje sredine tijela, čime se sve stanice i tkiva opskrbljuju kisikom.

Značenje: kisik koji ulazi u ćeliju uključen je u reakciju oksidativne fosforilacije hrane. i kao rezultat toga, skriveni ATP molekul se oslobađa.

Linkovi: 1) vanjski (plućni)

2) transport gasova krvlju

3) unutrašnje (tkivno) disanje.

Spoljno disanje se odvija u 2 faze: 1) razmena gasova između atmosferskog i alveolarnog vazduha; 2) izmjena plinova između alveolarnog zraka i krvi kapilara plućne cirkulacije.

Kiseonik se duž gradijenta koncentracije usmjerava iz atmosferskog zraka u alveolarnu, odatle u krv malih kapilara.

Ugljični dioksid se usmjerava duž gradijenta koncentracije iz krvi kapilara malog cr.cr u alveolarni zrak, odatle u atmosferski zrak.

Mehanizam udisanja. Udisanje je aktivan proces, jer je uzrokovan protokom nervnih impulsa iz njihovog respiratornog centra do inspiratornih mišića. U ovom trenutku, inspiratorna faza neuronske aktivnosti se bilježi u produkcijskom mozgu, to je zbog ekscitacije ranih inspiratornih neurona, kompletnih, kasnih inspiratornih neurona. Dio aksona kompletnih i kasnih inspiratornih neurona šalje se u kičmenu moždinu, ekscitacijom motornih neurona koji inerviraju inspiratorne mišiće. Inspiratorni mišići se kontrahuju i volumen ćelije se povećava u 3 glavna smjera.

Zbog kontrakcije dijafragme, njena kupola se spljošti, zapremina gr.ćelije se povećava u vertikalnom pravcu. Smanjenjem interkostalnog I međuhrskavični mišići, sternum se pomiče malo naprijed, a rebra zauzimaju horizontalniji položaj - volumen gr.ćelije se povećava u prednje-stražnjem i poprečnom (kostalnom) smjeru.

Pluća pasivno prate gr.ćeliju (rastezanje) - intrapulmonalni pritisak postaje nešto niži od atmosferskog - vazduh se usisava u pluća.

mehanizam izdisanja. 1h-pasivni izdisaj (pasivni izdisaj)

2h - aktivni izdisaj.

Pasivni izdisaj nastaje zbog odsustva nervnih impulsa od neurona do inspiratornih mišića. U ovom trenutku, u pro-mozgu se bilježi postinspiratorna faza, to je zbog ekscitacije postinspiracijskih neurona - kao rezultat toga, aktivnost svih inspiratornih neurona je inhibirana - nervni impulsi ne dolaze iz pro -mozak do kičmene moždine. Motorni neuroni kičmene moždine se ne aktiviraju - impulsi iz njih ne idu do inspiratornih mišića - inspiratorni mišići se opuštaju - volumen prsa smanjuje se u 3 glavna smjera. Zbog opuštanja dijafragme - kupola se diže - volumen gr.ćelije se smanjuje u vertikalnom smjeru. Zbog opuštanja vanjskih kosih interkostalnih i interkartilaginoznih mišića, sternum se vraća nazad - rebra zauzimaju okomitiji položaj - volumen gr.ćelije se smanjuje u prednje-zadnjem i kostalnom smjeru. Grudi su se smanjile - pritisak u plućima je postao veći od atmosferskog pritiska - vazduh se istiskuje iz pluća.

Aktivni izdisaj. Ekspiratorna faza je zabilježena u produkcijskom mozgu, to je zbog ekscitacije ekspiratornih neurona. Svi aksoni ekspiratornih neurona iz prod.mozga ulaze u kičmenu moždinu i pobuđuju motorne neurone koji inerviraju ekspiratorne mišiće. Ekspiratorni mišići se kontrahuju i dodatno smanjuju volumen gr.ćelije, čime nastavljaju izdisanje.

Postoje tri vrste disanja:

grudni ili rebrni - uglavnom sudjeluje u mišićima grudnog koša (uglavnom kod žena);

abdominalni ili dijafragmatični - respiratorni pokreti se izvode uglavnom trbušnim mišićima i dijafragmom (kod muškaraca);

· torakalni ili mješoviti - respiratorni pokreti se izvode prsnim i trbušnim mišićima (kod svih domaćih životinja).

Učestalost respiratornih pokreta zavisi od nivoa metabolizma u telu, od temperature okruženje, starost životinje, atmosferski pritisak i neki drugi faktori.

Kod visokoproduktivnih krava metabolizam je veći, pa je brzina disanja 30 u 1 min, dok je kod krava sa prosječnom produktivnošću 15-20. Kod teladi u dobi od godinu dana, pri temperaturi vazduha od 15 0 C, brzina disanja je 20–24, na temperaturi od 30–35 0 C - 50–60, a na temperaturi od 38–40 0 C – 70–75.

Mlade životinje dišu brže od odraslih. Kod teladi pri rođenju, stopa disanja dostiže 60-65, a do godine se smanjuje na 20-22.

Gornji respiratorni trakt igra važniju ulogu u životu organizma nego što se ranije mislilo.

Ovaj dio respiratornog sistema važan je za zagrijavanje, vlaženje i pročišćavanje udahnutog zraka, za govornu funkciju, ali njegov značaj nije ograničen samo na to. Gornji respiratorni trakt ima veoma osetljive receptorske zone, čije pobuđivanje na refleksni način utiče na različite fiziološke sisteme. Suprotno tome, sluznica nosa (i larinksa) lako reagira na refleksne utjecaje. Na primjer, kada se noge ohlade, dolazi do vazomotorne reakcije nazalne sluznice.

Evolucija daha.

1) Difuzno disanje je proces izjednačavanja koncentracije kisika unutar tijela i okoline. Kiseonik prodire kroz ćelijsku membranu jednoćelijskih organizama.

2) Kožno disanje- to je izmjena plinova kroz kožu kod nižih crva, kod kičmenjaka (ribe, vodozemci), koji imaju posebne respiratorne organe.

disanje na škrge

PIRATE GILLS(izrasline na koži na obje strane tijela) pojavljuju se kod morskih anelida, vodenih artropoda i mekušaca u šupljini plašta.

GILLS- respiratorni organi kičmenjaka, nastali kao invaginacija probavnog cijevi.

U lanceti škržni prorezi probijaju ždrijelo i otvaraju se u peribranhijalnu šupljinu uz česte promjene vode.

Ribe imaju škrge napravljene od škržnih lukova sa škržnim nitima probijenim kapilarima. Voda koju riba proguta ulazi u usnu šupljinu, prolazi kroz škržne niti prema van, ispire ih i opskrbljuje krv kisikom.

4) Trahealno i plućno disanje- efikasnije, jer se kiseonik odmah apsorbuje iz vazduha, a ne iz vode. Tipičan je za kopnene mekušce (pluća nalik vrećama), pauke, insekte, vodozemce, gmizavce, ptice, sisare.

paučnjaci imaju plućne vrećice (škorpioni), traheje (krpelji), a pauci imaju oboje.

INSECTS imaju dušnike - respiratorne organe kopnenih zglavkara - sistem zračnih cijevi koje se otvaraju rupama za disanje (stigmama) na bočnim površinama grudnog koša i abdomena.

VODOZEMCI imaju 2/3 kožnog disanja i 1/3 plućnog. Prvi put se pojavljuju dišni putevi: larinks, dušnik, rudimenti bronha; lagane torbe glatkih zidova.

REPTILES imaju razvijene disajne puteve; pluća su ćelijska, nema kožnog disanja.

PTICE imaju razvijene disajne puteve, lagane spužvaste. Dio bronhija se grana izvan pluća i formira - zračne vrećice.

Vazdušni jastuci- vazdušne šupljine povezane sa respiratornim sistemom, 10 puta veće zapremine pluća, koje služe za pojačavanje razmene vazduha u letu, ne vrše funkciju razmene gasova. Disanje u mirovanju se vrši promenom zapremine grudnog koša.

Disanje u letu

1. Kada su krila podignuta, vazduh se usisava kroz nozdrve u pluća i zadnje vazdušne kese (u plućima I razmena gasova);

Prednje zračne vrećice ← svijetle - stražnje zračne vrećice

2. Kada su krila spuštena, vazdušne kese se sabijaju, a vazduh iz zadnjih vazdušnih kesa ulazi u pluća (u plućima II razmena gasova).

Prednji vazdušni jastuci - ← laki zadnji vazdušni jastuci

dvostruki dah je izmjena plinova u plućima tokom udisaja i izdisaja.

SISARI- izmjena gasova skoro u potpunosti u plućima (preko kože i probavnog kanala -2%)

disajnih puteva: nosna šupljina → nazofarinks → ždrijelo → grkljan → dušnik → bronhi (bronhi se granaju na bronhiole, alveolarne kanale i završavaju alveolama - plućnim vezikulama). Pluća su spužvasta i sastoje se od alveola okruženih kapilarima. Respiratorna površina je povećana za 50-100 puta u odnosu na površinu tijela. Tip disanja je alveolarni. Dijafragma koja odvaja grudni koš od trbušne šupljine, kao i međurebarni mišići, obezbjeđuju ventilaciju pluća. Potpuno odvajanje usne i nosne šupljine. Sisavci mogu disati i žvakati u isto vrijeme.

Potrošnja kisika disanjem je fenomen toliko univerzalan da se često zanemaruje. Gotovo sve životinje imaju jedan ili drugi mehanizam kojim svježi zrak ulazi u tijelo, a iskorišteni se uklanja van.

Disanje je skup fizioloških procesa koji osiguravaju opskrbu tijela kisikom i uklanjanje ugljičnog dioksida, tj. održavanje relativne konstantnosti ugljičnog dioksida i kisika u alveolarnom zraku, krvi i tkivima.
Disanje uključuje sljedeće fiziološke procese:

Razmjena gasova između spoljašnje okruženje i mješavina plinova u alveolama;
izmjena plinova između alveolarnog zraka i plinova krvi;
transport plinova krvlju;
izmjena plinova između krvi i tkiva;
korištenje kisika u tkivima i stvaranje ugljičnog dioksida.

Razmjena plinova između vanjskog okruženja i mješavine plinova u alveolama. Proces izmjene plinova između vanjskog okruženja i mješavine plinova u alveolama naziva se plućna ventilacija. Razmjenu plinova osiguravaju respiratorni pokreti - činovi udisaja i izdisaja. Prilikom udisanja dolazi do povećanja volumena grudnog koša, smanjenja pritiska u pleuralnoj šupljini i, kao rezultat, protoka zraka iz vanjskog okruženja u pluća. Prilikom izdisaja smanjuje se volumen grudnog koša, povećava se tlak zraka u plućima, a kao rezultat toga alveolarni zrak se istiskuje iz pluća.

Kornjača dolazi da udahne. Foto: Ibrahim Iujaz

Mehanizam udisanja i izdisaja. Udah i izdisaj nastaju jer se volumen grudnog koša mijenja, povećava ili smanjuje. Pluća - spužvasta masa koja se sastoji od alveola, ne sadrži mišićno tkivo. Ne mogu se smanjiti. Dišni pokreti se izvode uz pomoć interkostalnih i drugih respiratornih mišića i dijafragme.
Prilikom udisaja istovremeno se kontrahiraju vanjski kosi međurebarni mišići i drugi mišići grudnog koša i ramenog pojasa, čime se osigurava podizanje ili abdukcija rebara, kao i dijafragme koja se pomiče prema trbušnoj šupljini. Kao rezultat, povećava se volumen grudnog koša, smanjuje se pritisak u pleuralnoj šupljini i plućima, a kao rezultat toga, zrak iz okoline ulazi u pluća. Udahnuti vazduh sadrži 20,97% kiseonika, 0,03% ugljen-dioksida i 79% azota.
Prilikom izdisaja istovremeno se kontrahiraju mišići izdisaja, čime se osigurava povratak rebara u položaj prije udisaja. Dijafragma se vraća u položaj prije udisanja. Time se smanjuje volumen grudnog koša, povećava se pritisak u pleuralnoj šupljini i u plućima, a dio alveolarnog zraka se istiskuje van. Izdahnuti vazduh sadrži 16% kiseonika, 4% ugljen-dioksida, 79% azota.

Kod životinja se razlikuju tri tipa disanja: rebarno, ili grudno, - pri udisanju prevladava otmica rebara u stranu i naprijed; dijafragmalni, ili trbušni, - udisanje se javlja uglavnom zbog kontrakcije dijafragme; kostabdominalni - inhalacija zbog kontrakcije interkostalnih mišića, dijafragme i trbušnih mišića.

Disanje postaje problem od najveće važnosti kod vodenih sisara. Njihovi respiratorni sistemi imaju neverovatne adaptacije koje omogućavaju ovim životinjama da rone velike dubine i ostaju pod vodom duže nego što to mogu drugi sisari. Izvještava se da su muskrat i foka slona u stanju da ostanu potopljeni 12 minuta, dok dobri kit može potopiti 120 minuta.

Indikatori disanja

Aktivnost respiratornog sistema karakterišu određeni eksterni pokazatelji.
Učestalost respiratornih pokreta u 1 min. Za konja je 8...16, za goveda - 10...30, za ovce - 10...20, za svinju - 8...18, za zeca - 15...30, za pas - 10 ... 30, mačke - 20 ... 30, ptice - 18 ... 34, a osoba ima 12 ... 18 pokreta u minuti. Četiri primarna plućna volumena: inspiratorna, inspiratorna rezerva, ekspiratorna rezerva, rezidualni volumen. Prema tome, goveda i konji imaju otprilike 5 ... 6 litara, 12 ... 18, 10 ... 12, 10 ... 12 litara. Četiri plućna kapaciteta: opšti, vitalni, inhalacioni, funkcionalni rezidualni. minutni volumen. Kod goveda - 21 ... 30 litara. i konji - 40 ... 60 litara. Sadržaj kisika i ugljičnog dioksida u izdahnutom zraku. Napetost kisika i ugljičnog dioksida u krvi.

Regulacija disanja

Pod regulacijom disanja podrazumijeva se održavanje optimalnog sadržaja kisika i ugljičnog dioksida u alveolarnom zraku i u krvi promjenom frekvencije i dubine respiratornih pokreta. Učestalost i dubina respiratornih pokreta određuju se ritmom i snagom stvaranja impulsa u respiratornom centru smještenom u produženoj moždini, ovisno o njegovoj ekscitabilnosti. Ekscitabilnost je određena napetošću ugljičnog dioksida u krvi i protokom impulsa iz receptorskih zona krvnih žila, respiratornog trakta i mišića.
Regulacija brzine disanja. Učestalost respiratornih pokreta regulira respiratorni centar, koji uključuje centre udisaja, izdisaja i pneumotakse; inspiratorni centar igra glavnu ulogu. U središtu udisaja, impulsi se ritmično rađaju u naletima u jedinici vremena, određujući učestalost disanja. Impulsi iz centra udisaja stižu do inhalacijskih mišića i dijafragme, uzrokujući dah takvog trajanja i dubine koji odgovara preovlađujućim uvjetima i karakterizira ga određena zapremina zraka koja ulazi u pluća, sila kontrakcije inhalacijskih mišića . Broj impulsa koji se rađaju u centru udisaja u jedinici vremena ovisi o njegovoj ekscitabilnosti: što je ekscitabilnost veća, impulsi se češće rađaju, a time i češći respiratorni pokreti.
Regulacija promjene udaha sa izdisajem, izdisaja sa udisajem. Regulacija promjene udaha izdisajem, izdisaja udahom vrši se refleksno. Ekscitacija koja se javlja u centru inspiracije daje čin inspiracije, koji je praćen istezanjem pluća i ekscitacijom mehanoreceptora plućnih alveola. Impulsi iz receptora duž aferentnih vlakana vagusnih nerava stižu do centra za izdisaj i pobuđuju njegove neurone. Istovremeno, direktno kroz centar pneumotaksije, inspiratorni centar pobuđuje i centar izdisaja. Neuroni centra za izdisanje, pobuđeni, po zakonima recipročnih odnosa, inhibiraju aktivnost neurona centra za udisanje i udisanje se zaustavlja. Centar za izdisaj šalje informaciju mišićima izdisaja, dovodi ih do kontrakcije i izvodi se čin izdisaja. Dakle, dolazi do naizmjene udaha i izdisaja. Broj naleta impulsa koji dolaze iz centra inspiracije u jedinici vremena i jačina tih naleta zavise od ekscitabilnosti neurona respiratornog centra, specifičnosti metabolizma, posebne osjetljivosti neurona na njihovu okolnu humoralnu sredinu, na dolazne informacije od hemoreceptora krvnih sudova, respiratornog trakta i pluća, mišića i probavnog aparata. Višak ugljičnog dioksida u krvi i alveolarnom zraku i nedostatak kisika, povećanje potrošnje kisika i stvaranje ugljičnog dioksida u mišićima i drugim organima, uz povećanje njihove aktivnosti, izazivaju sljedeće reakcije: povećana ekscitabilnost respiratornog centra, povećanje frekvencije impulsa u centru inspiracije, povećano posljedično, obnavljanje optimalnog sadržaja kisika i ugljičnog dioksida u alveolarnom zraku i krvi. Suprotno tome, višak kisika u krvi i alveolarnom zraku dovodi do smanjenja respiratornih pokreta i smanjenja ventilacije pluća. U vezi s prilagođavanjem promjenjivim uvjetima, broj respiratornih pokreta kod životinja može se povećati za 4 ... 5 puta, respiratorni volumen zraka za 4 ... 8 puta, a minutni respiratorni volumen za 10 ...

Osobine respiratornog sistema kod ptica

Za razliku od sisara, respiratorni sistem kod ptica ima strukturne i funkcionalne karakteristike. Strukturne karakteristike. Nosni otvori kod ptica nalaze se na dnu kljuna; nosni vazdušni putevi su kratki.

Ispod vanjske nozdrve nalazi se ljuskasto fiksirani nosni zalistak, a oko nozdrva pero-vijenac koji štiti nosne prolaze od prašine i vode. Kod vodenih ptica, nozdrve su okružene voštanom kožom.
Pticama nedostaje epiglotis. Funkciju epiglotisa obavlja stražnji dio jezika. Postoje dva larinksa - gornji i donji. U gornjem larinksu nema glasnih žica. Donji larinks se nalazi na kraju dušnika na mestu njegovog grananja u bronhije i služi kao zvučni rezonator. Ima posebne membrane i posebne mišiće. Zrak koji prolazi kroz donji larinks uzrokuje vibriranje membrane, što dovodi do pojave zvukova različite visine. Ovi zvukovi se pojačavaju u rezonatoru. Pilići mogu emitovati 25 raznih zvukova, od kojih svaki odražava određeno emocionalno stanje.
Traheja kod ptica je duga i ima do 200 trahealnih prstenova. Iza donjeg larinksa, dušnik se dijeli na dva glavna bronha, koji ulaze u desno i lijevo pluća. Bronhi prolaze kroz pluća i šire se u trbušne zračne vrećice. Unutar svakog pluća, bronhi stvaraju sekundarne bronhije, koji idu u dva smjera - do ventralne površine pluća i do dorzalne. Ekto- i endobronhusi su podijeljeni u veliki broj malih cjevčica - parabronhija i bronhiola, a potonje već prelaze u mnoge alveole. Parabronhije, bronhiole i alveole formiraju respiratorni parenhim pluća - "paukovu mrežu", gdje se odvija izmjena plinova.

Pluća su izdužena, maloelastična, pritisnuta između rebara i čvrsto povezana s njima. Budući da su pričvršćeni za dorzalni zid grudnog koša, šire se na način na koji pluća sisara koja su slobodna u grudima ne mogu. Težina pluća kod pilića je oko 30 g.

Ptice imaju rudimente dva režnja dijafragme: plućnog i torakalnog. Dijafragma je pričvršćena za kičmeni stub uz pomoć tetive i malih mišićnih vlakana za rebra. Smanjuje se u vezi sa udahom, ali je njegova uloga u mehanizmu udisaja i izdisaja neznatna. Kod pilića trbušni mišići igraju veliku ulogu u činu udisanja i izdisaja.
Disanje ptica povezano je s djelovanjem velikih zračnih vreća, koje su u kombinaciji s plućima i pneumatskim kostima.
Ptice imaju 9 glavnih zračnih vreća - 4 uparene, smještene simetrično s obje strane, i jednu neparnu. Najveće su trbušne zračne vrećice. Pored ovih vazdušnih kesa, postoje i vazdušne kese koje se nalaze u blizini repa - zadnjeg trupa, ili srednje.

Vazdušne vrećice su formacije tankih zidova ispunjene zrakom; njihova sluzokoža je obložena trepljastim epitelom. Od nekih vazdušnih kesa idu procesi do kostiju koje imaju vazdušne šupljine. U zidu zračnih vrećica nalazi se mreža kapilara.
Vazdušne vreće obavljaju nekoliko uloga:

1) učestvuje u razmeni gasa;
2) olakšati telesnu težinu;
3) obezbedi normalan položaj tela tokom leta;
4) doprinose hlađenju tela tokom leta;
5) služi kao rezervoar vazduha;
6) deluje kao amortizer za unutrašnje organe.

Pneumatske kosti kod ptica su vratne i leđne kosti, repni pršljenovi, humerus, torakalne i sakralne kosti, pršljenovi krajevi rebara.

Kapacitet pluća pilića je 13 cm 3, pataka - 20 cm 3, ukupan kapacitet pluća i vazdušnih vreća, respektivno, je 160 ... 170 cm 3, 315 cm 3, 12 ... 15% od toga je respiratorni volumen vazduha.
funkcionalne karakteristike. Ptice, poput insekata, izdišu kada se kontrahiraju respiratorni mišići; kod sisara je suprotno - kada se mišići inhalatora kontrahuju, oni uzimaju dah.
Ptice imaju relativno često disanje: kokoši - 18 ... 25 puta u minuti, patke - 20 ... 40, guske - 20 ... 40, ćurke - 15 ... 20 puta u minuti. Dišni sistem kod ptica ima veliku funkcionalnost - pod opterećenjem se broj respiratornih pokreta može povećati: kod poljoprivrednih ptica do 200 puta u minuti.

Vazduh koji ulazi u telo tokom udisanja ispunjava pluća i vazdušne kese. Vazdušni prostori su zapravo rezervni kontejneri za svež vazduh. U zračnim vrećama, zbog malog broja krvnih žila, unos kisika je zanemariv; generalno, vazduh u vrećama je zasićen kiseonikom.
Kod ptica se u plućnom tkivu javlja takozvana dvostruka izmjena plinova, koja se javlja prilikom udisaja i izdisaja. Zbog toga su udah i izdisaj praćeni ekstrakcijom kisika iz zraka i oslobađanjem ugljičnog dioksida.
Općenito, disanje kod ptica se odvija na sljedeći način.

Mišići zida grudnog koša se skupljaju tako da je prsna kost podignuta. To znači da se grudna šupljina smanjuje, a pluća se skupljaju do tačke u kojoj se zrak opterećen ugljičnim dioksidom izbacuje iz prostora za disanje.
Kako vazduh izlazi iz pluća tokom izdisaja, novi vazduh iz vazdušnih prostora prolazi napred kroz pluća. Tokom izdisaja, zrak prolazi pretežno kroz ventralne bronhije.

Nakon što su se mišići grudnog koša kontrahirali, nastupio je izdisaj i sav utrošeni zrak je uklonjen, mišići se opuštaju, grudna kost se pomiče prema dolje, grudna šupljina se širi, postaje velika, stvara se razlika u tlaku zraka između vanjskih okoline i pluća, a vrši se inhalacija. Prati ga kretanje zraka uglavnom kroz dorzalne bronhije.
Vazdušne vrećice su elastične, poput pluća, tako da kada se grudna šupljina širi, one se također šire. Elastičnost vazdušnih kesa i pluća omogućava vazduhu da uđe u respiratorni sistem.

Budući da opuštanje mišića uzrokuje ulazak zraka u pluća iz okoline, pluća mrtve ptice, čiji su respiratorni mišići normalno opušteni, bit će natečena ili ispunjena zrakom. Kod mrtvih sisara oni su u stanju mirovanja.
Neke ptice ronilačke mogu ostati potopljene značajno vrijeme, a za to vrijeme zrak cirkulira između pluća i zračnih vrećica, a većina kisika prelazi u krv, održavajući optimalnu koncentraciju kisika.
Ptice su vrlo osjetljive na ugljični dioksid i različito reagiraju na povećanje njegovog sadržaja u zraku. Maksimalno dozvoljeno povećanje nije više od 0,2%. Prekoračenje ove razine uzrokuje inhibiciju disanja, što je praćeno hipoksijom - smanjenjem sadržaja kisika u krvi, dok se produktivnost i prirodna otpornost ptica smanjuje. U letu, disanje se usporava zbog poboljšane ventilacije pluća čak i na visini od 3000 ... 400 m: u uvjetima niskog sadržaja kisika, ptice se snabdijevaju kisikom rijetkim disanjem. Na tlu ptice u ovim uslovima uginu.

"Životinje Baltičkog mora" - Toksini iz zagađenja vode ulaze u hranu sisara. Zajednički pečat. Živi u morima sa temperaturom vode od najmanje 15 stepeni. Međutim, povremeno dolazi do krivolova. Lučka pliskavica. Životinja je trenutno na ivici izumiranja. Također je opasno da se životinje uhvate u ribolovnu opremu. Bijeloboki delfin je najdruštveniji, najbrzi i najbrzi sisavac kitova. Mlada generacija se rađa u jesen - početkom zime.

"Zimske ptice Rusije" - Proširite svoje horizonte. Zašto ptice lete na jug. Bullfinch. Zimovke i ptice selice našeg područja. Martin. Nuthatch. Upomoć. Vrana. Heron. Književno djelo. Waxwing. djetlić. Metode zagrijavanja. Ptice selice i zimuće. Ptice koje zimuju. Nightingale. Sparrow. Starling. Mrazevi. Količina hrane na raspolaganju. Divlje patke. Crane. Pojavljuje se paperje. Tits. Ptice.

"Putovanje kapi vode" - Kapljice vode iz ohlađene čaše počele su da padaju. Eksperimenti na proučavanju svojstava vode. Voda takođe može biti unutra gasovitom stanju. Voda u prirodi postoji u tri stanja. Magla, led, potok - sve je to voda. Upoznavanje sa transformacijom vode u prirodi. Voda takođe putuje. Putovanje kapljicama. Kruženje vode u prirodi. Voda prolazi iz tečno stanje u čvrstu.

"Psi u svemiru" - Svrha projekta. Gypsy više nije leteo u svemir. Pas će biti živ, astronaut će biti živ. Veterani svemirskih letova. Psi su odradili svoj posao. Put za Lajku. Pas Kozyavka na pripremama prije leta. 9 letova pasa. Pčela i Muška - umrle u orbiti. Odred svemirskih mješanca. Prvi orbitalni let - Laika. Odijela za pse. Kozyavka je veteran svemirskih letova. Eksperimenti za lansiranje raketa sa psima na visinu do 100 kilometara.

"Integrisana lekcija o svetu oko sebe" - Šta je oslonac ljudskog tela. Granica vidljivog prostora. Koliko vrsta mirisa osoba može prepoznati. Zadaci koji stimulišu kognitivni interes. Ravine. Nedostajuća slova. Svijet. Kerozin. Koliko mišića u ljudskom tijelu. vlasništvo uglja. Najveća pustinja na zemlji. Kako je prevedena riječ "tundra"? drevni geografske karte. Najniži dio planine. Planine.

"Vjetar" - Karakteristike vjetra. Topli vazduh zauzima više prostora od hladnog vazduha. Kreativni zadatak. Vazduh se kompresuje dok se hladi. Kretanje toplog vazduha. Topli vazduh se širi kada se zagreje. Vjetar. Kako dokazati da topli vazduh zauzima više prostora od hladnog. Ulaziće hladniji, teži vazduh. Aivazovski I.K. Oluja. Sad kruži kroz šumu, pa zviždi u polju. Vane. Tačan odgovor.

Skup procesa koji osiguravaju potrošnju O 2 i oslobađanje CO 2 u tijelu se naziva dah. Postoje procesi spoljašnjeg i unutrašnjeg disanja. Spoljašnje disanje osigurava razmjenu plinova između tijela i vanjske sredine, unutrašnje disanje - potrošnju O2 i oslobađanje CO 2 od strane ćelija tijela.

Faktor koji osigurava difuziju plinova kroz respiratorne površine je razlika u njihovim koncentracijama. Kretanje otopljenih plinova odvija se u smjeru od područja sa njihovom visokom koncentracijom do područja niske koncentracije.

Kod malih organizama izmjena plinova se u pravilu odvija difuzno po cijeloj površini tijela (ili ćelije). Kod većih životinja gasovi se transportuju do tkiva ili direktno (trahealni sistem insekata) ili uz pomoć specijalnih vozila (krv, hemolimfa).

Količina kisika koja ulazi u tkiva životinje ovisi o površini respiratorne površine i razlici u koncentraciji kisika na njima. Dakle, u svim respiratornim organima dolazi do povećanja respiratornog epitela. Da bi se održao visok gradijent difuzije kiseonika na izmjenjivačkoj membrani, potrebno je kretanje medija (ventilacija). Obezbeđuje se respiratornim ritmičkim pokretima celog tela životinje (tubifeks malih čekinja, pijavica) ili pojedinih njegovih delova (rakovi), kao i radom cilijarnog epitela (mekušci, lanceta).

Brojne prilično velike životinje nemaju specijalizirane respiratorne organe. Kod njih se izmjena plinova odvija kroz vlažnu kožu, opremljenu bogatom mrežom krvnih žila (kivasta glista). Kožno disanje kao dodatna karakteristika životinja sa specijalizovanim respiratornim organima. Na primjer, kod jegulja sa škrgama 60% potrebe za kisikom obezbjeđuje se kožnim disanjem, a kod žaba sa plućima ova vrijednost je više od 50%.

Dišni organi u vodenoj sredini su škrge, u kopno-vazdušnoj sredini - pluća i dušnik.

Gills su organi smješteni izvan tjelesne šupljine u obliku epitelnih površina kroz koje prodire gusta mreža krvnih kapilara. Disanje škrgama karakteristično je za polihete, većinu mekušaca, rakova, riba i larvi vodozemaca. Škržno disanje je najefikasnije kod riba. Zasnovan je na fenomen povratnog toka: krv u kapilarama škržnih vlakana teče u suprotnom smjeru od struje vola koja pere škrge.

Pluća po pravilu su unutrašnji organi i zaštićeni su od isušivanja. Postoje dvije vrste njih: difuzija i ventilaciju. U plućima prvog tipa izmjena plina se vrši samo difuzijom. Relativno male životinje imaju takva pluća: plućni mekušci, škorpioni, pauci. Samo kopneni kralježnjaci imaju respiratorna pluća.

Komplikacija strukture pluća u nizu od vodozemaca do sisara povezana je s povećanjem površine respiratornog epitela. Dakle, kod vodozemaca 1 cm 3 plućnog tkiva ima ukupnu površinu za izmjenu plinova od 20 cm 2. Isti pokazatelj za epitel ljudskih pluća je 300 cm 2 .

Istovremeno s povećanjem respiratorne površine, poboljšava se mehanizam ventilacije pluća, koji se, počevši od gmazova, provodi promjenom volumena grudnog koša, a kod sisara - uz sudjelovanje mišića dijafragme. Ove adaptacije omogućile su toplokrvnim životinjama (pticama i sisavcima) da dramatično povećaju intenzitet svog metabolizma.

Treća vrsta respiratornih organa - dušnik. To su tankozidne, granaste izbočine koje se ne urušavaju unutar tijela ispunjene zrakom. Traheje komuniciraju sa spoljašnjim okruženjem kroz otvore u kutikuli - spiracles. Kod insekata najčešće imaju 12 parova: 3 para na grudima i 9 parova na trbuhu. Dišnice se mogu zatvarati ili otvarati ovisno o količini kisika. Sa visokim stepenom razvijenosti trahealnog sistema (kod insekata), njegove brojne grane opletaju sve unutrašnje organe i direktno obezbeđuju razmenu gasova u tkivima. Osnovna razlika između trahealnog disanja i plućnog i škržnog disanja je u tome što ne zahtijeva sudjelovanje krvi kao transportnog posrednika u razmjeni plinova.

Trahealni sistem je u stanju da podrži dovoljno visoki nivo disanje tkiva, čime se osigurava visoka fiziološka aktivnost insekata.

Ventilacija dušnika kod insekata u nedostatku leta najčešće se provodi ritmičnim kontrakcijama trbuha, a tijekom leta pojačava se pokretima prsnog koša.

Vodene larve nekih insekata dišu uz pomoć trahealne škrge. U ovom slučaju, trahealni sistem je lišen spirala, tj. zatvoren je i ispunjen vazduhom. Grane zatvorenog trahealnog sistema idu u "škrge" - dodatke sa velikom površinom i tankom kutikulom koja omogućava razmenu gasova između vode i vazduha trahealnog sistema. Takve trahealne škrge prisutne su, na primjer, u ličinkama majmuna. Kod ličinki nekih vretenaca trahealne škrge se nalaze u šupljini rektuma, a insekt ih ventilira uzimajući vodu u crijevo i potiskivajući je nazad.