Indicatori externi ai sistemului respirator. Capacitate pulmonară vitală și totală. Compoziția aerului inspirat, expirat și alveolar. Schimb de gaze între aerul alveolar și sânge. (Schimb de gaze în plămâni)

Respirația externă - schimb de gaze între corp și mediul înconjurător aerul atmosferic. Respirația externă include schimbul de gaze între aerul atmosferic și cel alveolar, precum și schimbul de gaze între sângele capilarelor pulmonare și aerul alveolar.

Capacitate vitală (VC) - volumul de aer pe care o persoană îl poate expira cu cea mai profundă expirație lentă posibilă după o inspirație maximă.

Valoarea capacității vitale a plămânilor umani este de 3-6 litri. Recent, în legătură cu introducerea tehnologiei pneumotahografice, se determină tot mai mult așa-numita capacitate vitală forțată (FVC). La determinarea FVC, subiectul trebuie, după cea mai profundă respirație posibilă, să facă cea mai profundă expirație forțată. În acest caz, expirația trebuie efectuată cu un efort menit să atingă viteza volumetrică maximă a fluxului de aer expirat pe toată durata expirației. Analiza computerizată a unei astfel de expirări forțate vă permite să calculați zeci de indicatori ai respirației externe. Compoziția aerului alveolar este semnificativ diferită de compoziția aerului atmosferic, inhalat. Are mai puțin oxigen (14,2%) și o cantitate mare de dioxid de carbon (5,2%).

De ce există mai mult oxigen în aerul expirat decât în ​​aerul alveolar? Acest lucru se explică prin faptul că în timpul expirației, aerul care se află în organele respiratorii, în căile respiratorii, este amestecat cu aerul alveolar.

Întregul proces este sub controlul creierului. În medula oblongata există un centru special pentru reglarea respirației. Reacționează la prezența dioxidului de carbon în sânge. De îndată ce devine mai mic, centrul trimite un semnal diafragmei de-a lungul căilor nervoase. Există un proces de contracție a acestuia și are loc inhalarea. Dacă centrul respirator este deteriorat, plămânii pacientului sunt ventilați artificial. Oxigenul care intră în alveole pătrunde în pereții capilarelor. Acest lucru se datorează faptului că sângele și aerul conținute în alveole au presiuni diferite. Sângele venos are o presiune mai mică decât aerul alveolar. Prin urmare, oxigenul din alveole se grăbește în capilare. Presiunea dioxidului de carbon este mai mică în alveole decât în ​​sânge. Din acest motiv, dioxidul de carbon este direcționat din sângele venos în lumenul alveolelor.

În sânge există celule speciale - eritrocite care conțin proteina hemoglobină. Oxigenul se atașează de hemoglobină și călătorește sub această formă în tot corpul. Sângele îmbogățit cu oxigen se numește arterial.

Sângele este apoi transportat la inimă. Inima, un alt lucrător neobosit al nostru, transportă sânge îmbogățit cu oxigen către celulele țesuturilor. Și apoi, de-a lungul „pârâurilor”, sângele, împreună cu oxigenul, este livrat către toate celulele corpului.

Mecanismul schimbului de gaze între sânge și țesuturi. Legarea și transportul oxigenului în sânge. Capacitatea de oxigen a sângelui. Legarea și transportul dioxidului de carbon în sânge. Rolul eritrocitelor și al hemoglobinei în acest proces. Importanța enzimei anhidrază carbonică.

Legarea oxigenului de hemoglobină. Transportul O2 din alveole în sânge și transportul CO2 din sânge în alveole se realizează prin difuzie. Transportul gazelor se realizează sub formă dizolvată fizic și legat chimic. procese fizice, adică dizolvarea gazului, nu poate satisface cerințele organismului în O2. Se estimează că O2 dizolvat fizic poate menține un consum normal de O2 al organismului (250 ml/min) dacă debitul cardiac este de aproximativ 83 L/min în repaus. Cel mai optim mecanism este transportul de O2 într-o formă legată chimic. Hemoglobina (Hb) este capabilă să lege selectiv O2 și să formeze oxihemoglobină (HbO2) în zona cu concentrație mare de O2 în plămâni și să elibereze O2 molecular în zona cu conținut scăzut de O2 în țesuturi. În același timp, proprietățile hemoglobinei nu se modifică și își poate îndeplini funcția pentru o lungă perioadă de timp.

Hemoglobina transportă O2 de la plămâni la țesuturi. Această funcție depinde de două proprietăți ale hemoglobinei: 1) capacitatea de a trece de la o formă redusă, care se numește deoxihemoglobină, la una oxidată (Hb + O2HbO2) la o rată mare (în jumătate de timp de 0,01 s sau mai puțin) cu normal PO2b aer alveolar; 2) capacitatea de a elibera O2 în țesuturi (HbO2 Hb + O2) în funcție de nevoile metabolice ale celulelor corpului.

capacitatea de oxigen a sângelui

Cantitatea de oxigen pe care o poate lega hemoglobina atunci când este complet saturată se numește capacitatea de oxigen a sângelui (KEK).

1 gram de Hb leagă 1,39 ml de O2

Dioxidul de carbon este transportat în următoarele moduri:

Dizolvat în plasma sanguină - aproximativ 25 ml / l.

Asociat cu hemoglobina (carbhemoglobina) - 45 ml/l.

sub formă de săruri acid carbonic- bucarbonați de potasiu și sodiu în plasma sanguină - 510 ml/l.

Astfel, în repaus, sângele transportă 580 ml de dioxid de carbon pe litru. Deci, principala formă de transport CO2 este bicarbonații din plasmă, care se formează ca urmare a cursului activ al reacției anhidrazei carbonice.

Eritrocitele conțin enzima anhidrază carbonică (CG), care catalizează interacțiunea dioxidului de carbon cu apa pentru a forma acid carbonic, se descompune pentru a forma un ion de bicarbonat și un proton. Bicarbonatul din interiorul eritrocitelor interacționează cu ionii de potasiu eliberați din sarea de potasiu a hemoglobinei în timpul restaurării acesteia din urmă. Deci bicarbonatul de potasiu se formează în interiorul eritrocitului. Dar ionii de bicarbonat se formează într-o concentrație semnificativă și, prin urmare, de-a lungul gradientului de concentrație (în schimbul ionilor de clorură) intră în plasma sanguină. Așa se formează bicarbonatul de sodiu în plasmă. Protonul format în timpul disocierii acidului carbonic reacţionează cu hemoglobina formând acidul slab HHb.

În capilarele plămânilor, aceste procese merg la direcție inversă. Acidul carbonic se formează din ioni de hidrogen și ioni de bicarbonat, care se descompune rapid în dioxid de carbon și apă. Dioxidul de carbon este îndepărtat în exterior.

Deci, rolul eritrocitelor în transportul dioxidului de carbon este următorul:

formarea sărurilor acidului carbonic;

formarea carbhemoglobinei.

Difuzia gazelor în țesuturi se supune legilor generale (volumul de difuzie este direct proporțional cu aria de difuzie, gradientul tensiunii gazului în sânge și țesuturi). Zona de difuzie crește, iar grosimea stratului difuz scade odată cu creșterea numărului de capilare funcționale, ceea ce are loc odată cu creșterea nivelului activității funcționale a țesuturilor. În aceleași condiții, gradientul de tensiune a gazului crește datorită scăderii Po2 în organele care lucrează activ și creșterii Pco2 (compoziția gazoasă a sângelui arterial, precum și a aerului alveolar, rămâne neschimbată!). Toate aceste modificări în țesuturile care lucrează activ contribuie la creșterea volumului de difuzie a O2 și CO2 în ele. Consumul de O2 (CO2) conform spirogramei este determinat de modificarea (deplasarea) curbei în sus pe unitatea de timp (1 minut).

Esența respirației. Respirația externă. Mecanismul de inspirație și expirare. Tipuri și frecvență de respirație la animale tipuri diferite. Importanța tractului respirator superior

Respirația este un proces biologic complex și continuu, în urma căruia se regenerează compoziția gazoasă a mediului intern al corpului, care furnizează oxigen tuturor celulelor și țesuturilor.

Adică: oxigenul care intră în celulă este implicat în reacția de fosforilare oxidativă a alimentelor. și ca rezultat, molecula de ATP ascunsă este eliberată.

Legături: 1) extern (pulmonar)

2) transportul gazelor prin sânge

3) respirație internă (tisulară).

Respirația externă se realizează în 2 etape: 1) schimbul de gaze între aerul atm. și aerul alveolar; 2) schimbul de gaze între aerul alveolar și sângele capilarelor circulației pulmonare.

Oxigenul de-a lungul gradientului de concentrație este direcționat din aerul atm spre alveolar, de acolo în sângele capilarelor mici.

Dioxidul de carbon este direcționat de-a lungul gradientului de concentrație de la sângele capilarelor micului cr.cr la aerul alveolar, de acolo la aerul atmosferic.

Mecanism de inhalare. Inhalarea este un proces activ, deoarece este cauzată de fluxul impulsurilor nervoase din centrul lor respirator către mușchii inspiratori. În acest moment, faza inspiratorie a activității neuronale este notă în creierul prod., se datorează excitării neuronilor inspiratori timpurii, neuroni inspiratori completi, tardivi. O parte din axonii neuronilor inspiratori completi și tardivi sunt trimise la măduva spinării, excitarea neuronilor motori inervând mușchii inspiratori. Mușchii inspiratori se contractă și volumul celulei crește în 3 direcții principale.

Datorită contracției diafragmei, cupola acesteia se aplatizează, volumul gr.celulei crește pe direcție verticală. Prin reducerea intercostalului Și mușchii intercartilagi, sternul se mișcă puțin înainte, iar coastele ocupă o poziție mai orizontală - volumul celulei gr. crește în direcția antero-posterior și transversal (costal).

Plămânii urmează pasiv gr.cell (întindere) - presiunea intrapulmonară devine puțin mai mică decât presiunea atmosferică - aerul este aspirat în plămâni.

mecanism de expirare. 1h-expirație pasivă (expirație pasivă)

2h - expirație activă.

Expirația pasivă se datorează absenței impulsurilor nervoase de la neuroni la mușchii inspiratori. În acest moment, se observă o fază post-inspiratorie în pro-creier, aceasta se datorează excitării neuronilor post-inspiratori - ca urmare, activitatea tuturor neuronilor inspiratori este inhibată - impulsurile nervoase nu provin de la pro -creier la măduva spinării. Neuronii motori ai măduvei spinării nu sunt activați - impulsurile de la ei nu ajung la mușchii inspiratori - mușchii inspiratori se relaxează - volum cufăr scade in 3 directii principale. Datorita relaxarii diafragmei - cupola se ridica - volumul celulei gr. scade pe verticala. Datorita relaxarii intercostalilor oblici externi si a muschilor intercartilaginosi, sternul revine inapoi - coastele iau o pozitie mai verticala - volumul celulei gr. scade in directiile antero-posterior si costal. Pieptul a scăzut - presiunea din plămâni a devenit mai mare decât presiunea atmosferică - aerul este stors din plămâni.

Expirație activă. În prod.brain se notează o fază expiratorie, aceasta se datorează excitării neuronilor expiratori. Toți axonii neuronilor expiratori din prod.creier intră în măduva spinării și excită neuronii motori care inervează mușchii expiratori. Mușchii expiratori se contractă și reduc suplimentar volumul gr.cell, continuând astfel să expire.

Există trei tipuri de respirație:

toracic sau costal - participă în principal la mușchii pieptului (în principal la femei);

abdominale, sau diafragmatice - mișcările respiratorii sunt efectuate în principal de mușchii abdominali și diafragma (la bărbați);

· mișcările respiratorii toracice sau mixte sunt efectuate de mușchii pectorali și abdominali (la toate animalele de fermă).

Frecvența mișcărilor respiratorii depinde de nivelul metabolismului din organism, de temperatură mediu inconjurator, vârsta animalului, presiunea atmosferică și alți factori.

La vacile cu productivitate ridicată, metabolismul este mai mare, deci ritmul respirator este de 30 la 1 min, în timp ce la vacile cu o productivitate medie este de 15–20. La vițeii la vârsta de un an, la o temperatură a aerului de 15 0 C, ritmul respirator este de 20–24, la o temperatură de 30–35 0 C - 50–60 și la o temperatură de 38–40 0 C. – 70–75.

Animalele tinere respiră mai repede decât adulții. La viței la naștere, ritmul respirator ajunge la 60–65, iar până la an scade la 20–22.

Căile respiratorii superioare joacă un rol mai important în viața corpului decât se credea anterior.

Această parte a sistemului respirator este importantă pentru încălzirea, umezirea și purificarea aerului inhalat, pentru funcția de vorbire, dar semnificația ei nu se limitează la aceasta. Căile respiratorii superioare au zone de receptor foarte sensibile, a căror excitare în mod reflex afectează diferite sisteme fiziologice. În schimb, membrana mucoasă a nasului (și a laringelui) reacționează cu ușurință la influențele reflexe. De exemplu, atunci când picioarele sunt răcite, apare o reacție vasomotorie a mucoasei nazale.

Evoluția respirației.

1) Respirație difuză este procesul de egalizare a concentrației de oxigen din interiorul organismului și din mediul său. Oxigenul pătrunde prin membrana celulară în organismele unicelulare.

2) Respirația cutanată- acesta este schimbul de gaze prin piele la viermii inferiori, la vertebrate (pesti, amfibieni), care au organe respiratorii speciale.

respiratie branhiala

Brhii de pirat(excrescențe ale pielii de pe ambele părți ale corpului) apar în anelidele marine, artropodele acvatice și moluștele din cavitatea mantalei.

BRANHII- organele respiratorii ale vertebratelor, formate ca o invaginare a tubului digestiv.

În lancetă, fante branhiale străpung faringele și se deschid în cavitatea peribranhială cu schimbări frecvente de apă.

Peștii au branhii făcute din arcuri branhiale cu filamente branhiale străpunse de capilare. Apa înghițită de pește intră în cavitatea bucală, trece prin filamentele branhiale spre exterior, le spală și furnizează sângele cu oxigen.

4) Respirația traheală și pulmonară- mai eficient, deoarece oxigenul este absorbit imediat din aer, si nu din apa. Este tipic pentru moluște terestre (plămâni în formă de sac), arahnide, insecte, amfibieni, reptile, păsări, mamifere.

arahnide au saci pulmonari (scorpioni), trahee (capușe), iar păianjenii au ambele.

INSECTE au trahee - organele respiratorii ale artropodelor terestre - un sistem de tuburi de aer care se deschid cu orificii de respiratie (stigmate) pe suprafetele laterale ale toracelui si abdomenului.

AMFIBIENII au 2/3 respiratie cutanata si 1/3 pulmonara. Apar pentru prima dată căile respiratorii: laringe, trahee, rudimente bronșice; ușoare - pungi cu pereți netezi.

REPTILE au dezvoltat căile respiratorii; plămânii sunt celulari, nu există respirație cutanată.

PĂSĂRI au dezvoltat căile respiratorii, ușor spongioase. O parte a bronhiilor se ramifică în afara plămânilor și formează - saci de aer.

airbag-uri- cavitățile de aer conectate la sistemul respirator, de 10 ori volumul plămânilor, care servesc la îmbunătățirea schimbului de aer în zbor, nu îndeplinesc funcția de schimb de gaze. Respirația în repaus se realizează prin modificarea volumului toracelui.

Respirând în zbor

1. Când aripile sunt ridicate, aerul este aspirat prin nări în plămâni și în sacii de aer posterior (în plămâni I schimb de gaze);

saci de aer anteriori ← lumina - saci de aer posterior

2. Când aripile sunt coborâte, sacii de aer sunt comprimați, iar aerul din sacii de aer posterior pătrunde în plămâni (în plămânii II schimbul de gaze).

Airbag-uri frontale - ← airbag-uri spate ușoare

dubla respiratie este schimbul de gaze în plămâni în timpul inhalării și expirației.

MAMIFERELE- schimb de gaze aproape în întregime în plămâni (prin piele și canalul alimentar -2%)

căilor respiratorii: cavitatea nazală → nazofaringe → faringe → laringe → trahee → bronhii (bronhiile se ramifică în bronhiole, canale alveolare și se termină cu alveole – vezicule pulmonare). Plămânii sunt spongioși și constau din alveole înconjurate de capilare. Suprafața respiratorie este mărită de 50-100 de ori față de suprafața corpului. Tipul de respirație este alveolar. Diafragma care separă cavitatea toracică de cavitatea abdominală, precum și mușchii intercostali, asigură ventilația plămânilor. Separarea completă a cavității bucale și nazale. Mamiferele pot respira și mesteca în același timp.

Consumul de oxigen prin respirație este un fenomen atât de universal încât este adesea trecut cu vederea. Aproape toate animalele au unul sau altul mecanism prin care aerul proaspăt pătrunde în corp, iar aerul uzat este îndepărtat afară.

Respirația este un ansamblu de procese fiziologice care asigură furnizarea de oxigen a organismului și îndepărtarea dioxidului de carbon, adică. menținerea constantei relative a dioxidului de carbon și a oxigenului în aerul alveolar, sânge și țesuturi.
Respirația include următoarele procese fiziologice:

Schimbul de gaze între Mediul externși un amestec de gaze în alveole;
schimbul de gaze între aerul alveolar și gazele din sânge;
transportul gazelor prin sânge;
schimbul de gaze între sânge și țesuturi;
utilizarea oxigenului de către țesuturi și formarea de dioxid de carbon.

Schimbul de gaze între mediul extern și amestecul de gaze din alveole. Procesul de schimb de gaze dintre mediul extern și amestecul de gaze din alveole se numește ventilație pulmonară. Schimbul de gaze este asigurat de miscarile respiratorii – acte de inspiratie si expiratie. La inhalare, există o creștere a volumului toracelui, o scădere a presiunii în cavitatea pleurală și, ca urmare, fluxul de aer din mediul extern în plămâni. La expirare, volumul toracelui scade, presiunea aerului din plămâni crește și, ca urmare, aerul alveolar este forțat să iasă din plămâni.

Țestoasa vine să respire. Foto: Ibrahim Iujaz

Mecanismul de inspirație și expirare. Inhalarea și expirația apar deoarece volumul cavității toracice se modifică, fie în creștere, fie în scădere. Plămânii - o masă spongioasă formată din alveole, nu conține țesut muscular. Nu se pot micsora. Mișcările respiratorii se efectuează cu ajutorul mușchilor intercostali și altor mușchi respiratori și a diafragmei.
La inhalare, mușchii intercostali oblici externi și alți mușchi ai toracelui și ai centurii scapulare se contractă simultan, ceea ce asigură ridicarea sau abducția coastelor, precum și diafragma, care se deplasează spre cavitatea abdominală. Ca urmare, volumul toracelui crește, presiunea în cavitatea pleurală și în plămâni scade și, ca urmare, aerul din mediu pătrunde în plămâni. Aerul inhalat conține 20,97% oxigen, 0,03% dioxid de carbon și 79% azot.
În timpul expirației, mușchii expiratori se contractă simultan, ceea ce asigură revenirea coastelor în poziția de dinaintea inspirației. Diafragma revine în poziția de dinainte de inhalare. Aceasta reduce volumul toracelui, crește presiunea în cavitatea pleurală și în plămâni, iar o parte din aerul alveolar este forțat să iasă. Aerul expirat conține 16% oxigen, 4% dioxid de carbon, 79% azot.

La animale se disting trei tipuri de respirație: costală, sau toracică, - la inhalare predomină abducția coastelor în lateral și înainte; diafragmatică, sau abdominală, - inhalarea apare în principal din cauza contracției diafragmei; costabdominal - inhalare datorita contractiei muschilor intercostali, a diafragmei si a muschilor abdominali.

Respirația devine o problemă de o importanță capitală la mamiferele acvatice. Sistemele lor respiratorii au adaptări uimitoare care permit acestor animale să se scufunde adâncimi mariși rămâne sub apă mai mult decât pot face alte mamifere. S-a raportat că șobolanul moscat și elefantul de foc pot rămâne scufundate timp de 12 minute, în timp ce balena cu nas de sticlă se poate scufunda timp de 120 de minute.

Indicatori de respirație

Activitatea sistemului respirator este caracterizată de anumiți indicatori externi.
Frecvența mișcărilor respiratorii în 1 min. Pentru un cal este 8...16, pentru bovine - 10...30, pentru oi - 10...20, pentru un porc - 8...18, pentru un iepure - 15...30, pentru un câine - 10 ... 30, pisici - 20 ... 30, păsări - 18 ... 34, iar o persoană are 12 ... 18 mișcări pe minut. Patru volume pulmonare primare: inspirator, rezerva inspiratorie, rezerva expiratorie, volumul rezidual. În consecință, bovinele și caii au aproximativ 5 ... 6 litri, 12 ... 18, 10 ... 12, 10 ... 12 litri. Patru capacități pulmonare: generală, vitală, inhalatorie, reziduală funcțională. volum minut. La bovine - 21 ... 30 litri. și cai - 40 ... 60 litri. Conținutul de oxigen și dioxid de carbon din aerul expirat. Tensiunea oxigenului și a dioxidului de carbon din sânge.

Reglarea respirației

Sub reglarea respiratiei se intelege mentinerea continutului optim de oxigen si dioxid de carbon in aerul alveolar si in sange prin modificarea frecventei si a profunzimii miscarilor respiratorii. Frecvența și profunzimea mișcărilor respiratorii sunt determinate de ritmul și forța de generare a impulsului în centrul respirator situat în medula oblongata, în funcție de excitabilitatea acestuia. Excitabilitatea este determinată de tensiunea dioxidului de carbon din sânge și de fluxul de impulsuri din zonele receptoare ale vaselor de sânge, tractului respirator și mușchi.
Reglarea frecvenței respiratorii. Frecvența mișcărilor respiratorii este reglată de centrul respirator, care include centrii de inspirație, expirație și pneumotaxie; centrul inspirator joacă un rol major. În centrul inhalării, impulsurile se nasc ritmic în rafale pe unitatea de timp, determinând frecvența respirației. Impulsurile din centrul inspirației ajung la mușchii inhalatori și la diafragmă, determinând o respirație de o asemenea durată și adâncime care corespunde condițiilor predominante și se caracterizează printr-un anumit volum de aer care intră în plămâni, forța de contracție a mușchilor inhalatori. . Numărul de impulsuri născute în centrul inhalării pe unitatea de timp depinde de excitabilitatea acestuia: cu cât excitabilitatea este mai mare, cu atât impulsurile se nasc mai des și, prin urmare, mișcările respiratorii sunt mai frecvente.
Reglarea schimbării inhalării cu expirație, expirație cu inhalare. Reglarea schimbării inhalării prin expirație, expirația prin inhalare se realizează în mod reflex. Excitația care are loc în centrul inspirației asigură actul de inspirație, care este însoțit de întinderea plămânilor și excitarea mecanoreceptorilor alveolelor pulmonare. Impulsurile de la receptori de-a lungul fibrelor aferente ale nervilor vagi ajung la centrul expirației și îi excită neuronii. În același timp, direct prin centrul pneumotaxiei, centrul inspirator excită și centrul expirației. Neuronii centrului expirator, fiind excitati, conform legilor relatiilor reciproce, inhiba activitatea neuronilor centrului expirator, iar inhalarea se opreste. Centrul de expirație trimite informații mușchilor expiratori, îi face să se contracte, iar actul de expirare este efectuat. Deci, există o alternanță între inspirație și expirație. Numărul de explozii de impulsuri care vin din centrul inspirației pe unitatea de timp și puterea acestor explozii depind de excitabilitatea neuronilor centrului respirator, de specificul metabolismului, de sensibilitatea specială a neuronilor la mediul umoral înconjurător, la informațiile primite de la chemoreceptorii vaselor de sânge, tractului respirator și plămânilor, mușchilor și aparatului digestiv. Excesul de dioxid de carbon în sânge și aerul alveolar și lipsa de oxigen, creșterea consumului de oxigen și formarea de dioxid de carbon în mușchi și alte organe, cu creșterea activității lor, provoacă următoarele reacții: creșterea excitabilității centru respirator, o creștere a frecvenței impulsurilor în centrul inspirației, a crescut în consecință, restabilirea conținutului optim de oxigen și dioxid de carbon în aerul alveolar și sânge. Dimpotrivă, un exces de oxigen în sânge și în aerul alveolar duce la scăderea mișcărilor respiratorii și la scăderea ventilației pulmonare. În legătură cu adaptarea la condițiile în schimbare, numărul mișcărilor respiratorii la animale poate crește de 4 ... 5 ori, volumul respirator de aer de 4 ... 8 ori, iar volumul respirator pe minut de 10 ...

Caracteristicile sistemului respirator la păsări

Spre deosebire de mamifere, sistemul respirator la păsări are caracteristici structurale și funcționale. Caracteristici structurale. Deschiderile nazale la păsări sunt situate la baza ciocului; căile aeriene nazale sunt scurte.

Sub nara externă se află o valvă nazală fixă ​​solzoasă, iar în jurul nărilor se află o corolă-pene care protejează căile nazale de praf și apă. La păsările de apă, nările sunt înconjurate de o piele ceară.
Păsărilor le lipsește epiglota. Funcția epiglotei este îndeplinită de partea din spate a limbii. Există două laringe - superior și inferior. Nu există corzi vocale în laringele superior. Laringele inferior este situat la capătul traheei în punctul de ramificare a acesteia în bronhii și servește drept rezonator de sunet. Are membrane speciale și mușchi speciali. Aerul care trece prin laringele inferior face ca membrana să vibreze, ceea ce duce la apariția unor sunete de diferite înălțimi. Aceste sunete sunt amplificate în rezonator. Puii sunt capabili să emită 25 diverse sunete, fiecare dintre acestea reflectând o anumită stare emoțională.
Traheea la păsări este lungă și are până la 200 de inele traheale. În spatele laringelui inferior, traheea se împarte în două bronhii principale, care intră în plămânii drept și stângi. Bronhiile trec prin plămâni și se extind în sacii de aer abdominali. În cadrul fiecărui plămân, bronhiile dau naștere bronhiilor secundare, care se deplasează în două direcții - spre suprafața ventrală a plămânilor și spre dorsal. Ecto - și endobronhiile sunt împărțite într-un număr mare de tuburi mici - parabronhii și bronhiole, iar acestea din urmă trec deja în multe alveole. Parabronhiile, bronhiolele și alveolele formează parenchimul respirator al plămânilor - „pânza de păianjen”, unde are loc schimbul de gaze.

Plămânii sunt alungiți, maloelastici, apăsați între coaste și ferm legați de acestea. Deoarece sunt atașați de peretele toracic dorsal, se extind într-un mod în care plămânii mamiferelor care sunt libere în piept nu pot. Greutatea plămânilor la pui este de aproximativ 30 g.

Păsările au rudimentele a doi lobi ai diafragmei: pulmonar și toracic. Diafragma este atașată de coloana vertebrală cu ajutorul unui tendon și a unor fibre musculare mici de coaste. Se reduce în legătură cu inspirația, dar rolul său în mecanismul inspirației și expirației este nesemnificativ. La pui, mușchii abdominali joacă un rol important în actul de inspirație și expirare.
Respirația păsărilor este asociată cu activitatea sacilor mari de aer, care sunt combinate cu plămânii și oasele pneumatice.
Păsările au 9 saci de aer principali - 4 perechi, situate simetric pe ambele părți și unul nepereche. Cele mai mari sunt sacii de aer abdominali. Pe langa acesti saci de aer, exista si saci de aer situati in apropierea cozii - trunchi posterior, sau intermediar.

Sacii de aer sunt formațiuni cu pereți subțiri umplute cu aer; membrana lor mucoasă este căptușită cu epiteliu ciliat. Din unii saci de aer există procese către oase care au cavități de aer. Există o rețea de capilare în peretele sacilor de aer.
Sacii de aer îndeplinesc o serie de roluri:

1) participa la schimbul de gaze;
2) ușurează greutatea corporală;
3) asigura poziția normală a corpului în timpul zborului;
4) contribuie la răcirea corpului în timpul zborului;
5) servesc drept rezervor de aer;
6) acționează ca un amortizor pentru organele interne.

Oasele pneumatice la păsări sunt oasele cervicale și dorsale, vertebrele cozii, humerusul, oasele toracice și sacrale, capetele vertebrale ale coastelor.

Capacitatea pulmonară a găinilor este de 13 cm 3, rațe - 20 cm 3, capacitatea totală a plămânilor și, respectiv, a sacilor de aer este de 160 ... 170 cm 3, 315 cm 3, 12 ... 15% din aceasta. volumul respirator al aerului.
caracteristici funcționale. Păsările, ca și insectele, expiră atunci când mușchii respiratori se contractă; la mamifere, opusul este adevărat - atunci când mușchii inhalatoarelor se contractă, aceștia iau aer.
Păsările au respirație relativ frecventă: găini - 18 ... 25 de ori pe minut, rațe - 20 ... 40, gâște - 20 ... 40, curcani - 15 ... 20 de ori pe minut. Sistemul respirator la păsări are o funcționalitate mare - sub sarcină, numărul de mișcări respiratorii poate crește: la păsările agricole de până la 200 de ori pe minut.

Aerul care intră în organism în timpul inhalării umple plămânii și sacii de aer. Spațiile aeriene sunt de fapt containere de rezervă pentru aer proaspăt. În sacii de aer, din cauza numărului mic de vase de sânge, absorbția de oxigen este neglijabilă; în general, aerul din pungi este saturat cu oxigen.
La păsări, așa-numitul schimb de gaze dublu are loc în țesutul pulmonar, care are loc în timpul inhalării și expirării. Din acest motiv, inhalarea și expirarea sunt însoțite de extragerea oxigenului din aer și eliberarea de dioxid de carbon.
În general, respirația la păsări are loc după cum urmează.

Mușchii peretelui toracic se contractă astfel încât sternul este ridicat. Aceasta înseamnă că cavitatea toracică devine mai mică și plămânii se contractă până la punctul în care aerul încărcat cu dioxid de carbon este forțat să iasă din spațiile de respirație.
Pe măsură ce aerul iese din plămâni în timpul expirației, aerul nou din spațiile de aer trece înainte prin plămâni. În timpul expirației, aerul trece predominant prin bronhiile ventrale.

După ce mușchii toracelui s-au contractat, a avut loc expirația și tot aerul folosit a fost îndepărtat, mușchii se relaxează, sternul se mișcă în jos, cavitatea toracică se extinde, devine mare, se creează o diferență de presiune a aerului între exteriorul. mediul și plămânii și se efectuează inhalarea. Este însoțită de mișcarea aerului în principal prin bronhiile dorsale.
Sacii de aer sunt elastici, precum plămânii, așa că atunci când cavitatea toracică se extinde, se extind și ei. Elasticitatea sacilor de aer și a plămânilor permite aerului să intre în sistemul respirator.

Deoarece relaxarea musculară face ca aerul să intre în plămâni din mediul înconjurător, plămânii unei păsări moarte, ai cărei mușchi respiratori sunt în mod normal relaxați, vor fi umflați sau umpluți cu aer. La mamiferele moarte, acestea sunt latente.
Unele păsări care se scufundă pot rămâne scufundate pentru o perioadă semnificativă de timp, timp în care aerul circulă între plămâni și sacii de aer, iar cea mai mare parte a oxigenului trece în sânge, menținând o concentrație optimă de oxigen.
Păsările sunt foarte sensibile la dioxidul de carbon și răspund diferit la creșterea conținutului acestuia în aer. Creșterea maximă admisă nu este mai mare de 0,2%. Depășirea acestui nivel provoacă inhibarea respirației, care este însoțită de hipoxie - o scădere a conținutului de oxigen din sânge, în timp ce productivitatea și rezistența naturală a păsărilor scade. În zbor, respirația încetinește datorită ventilației îmbunătățite a plămânilor chiar și la o altitudine de 3000 ... 400 m: în condiții de conținut scăzut de oxigen, păsările se asigură cu oxigen cu o respirație rară. Pe sol, păsările mor în aceste condiții.

„Animale din Marea Baltică” – Toxinele din poluarea apei intră în hrana mamiferelor. Sigiliu comun. Trăiește în mări cu o temperatură a apei de cel puțin 15 grade. Cu toate acestea, braconajul apare ocazional. Marsuin de port. Animalul este în prezent pe cale de dispariție. De asemenea, este periculos ca animalele să fie prinse în uneltele de pescuit. Delfinul cu fețe albe este cel mai gregar, mai plin de viață și mai rapid mamifer cetacee. Generația tânără se naște toamna - la începutul iernii.

„Păsările de iarnă ale Rusiei” - Extindeți-vă orizonturile. De ce zboară păsările spre sud. Botgros. Păsări iernatoare și migratoare din zona noastră. Martin. Picior. Ajutor. Cioară. Stârc. Lucrări de literatură. Aripă de ceară. Ciocănitoare. Metode de încălzire. Păsări migratoare și iernante. Păsări de iarnă. Privighetoare. Vrabie. Graur. Înghețuri. Cantitatea de mâncare disponibilă. Rațe sălbatice. Macara. Apare puful. Ţâţe. Păsări.

„Călătoria unei picături de apă” – Picături de apă din paharul răcit au început să cadă. Experimente privind studiul proprietăților apei. Poate fi și apă înăuntru stare gazoasă. Apa în natură există în trei stări. Ceață, gheață, pârâu - totul este apă. Cunoașterea transformării apei în natură. Apa circulă și ea. Călătoria cu picături. Ciclul apei în natură. Apa trece din stare lichidaîn solid.

„Câinii în spațiu” - Scopul proiectului. Gypsy nu a mai zburat în spațiu. Câinele va fi în viață, astronautul va fi în viață. Veterani ai zborurilor spațiale. Câinii și-au făcut treaba. Drum pentru Laika. Câinele Kozyavka în pregătirea înainte de zbor. 9 zboruri de câini. Bee și Mushka - au murit pe orbită. O echipă de bâlci spațiali. Primul zbor orbital - Laika. Costume pentru câini. Kozyavka este un veteran al zborurilor spațiale. Experimente pentru a lansa rachete cu câini la o înălțime de până la 100 de kilometri.

„Lecție integrată despre lumea din jur” - Care este sprijinul corpului uman. Limita spațiului vizibil. Câte tipuri de mirosuri poate recunoaște o persoană. Sarcini care stimulează interesul cognitiv. râpă. Litere lipsa. Lumea. Kerosenul. Câți mușchi din corpul uman. proprietatea cărbunelui. Cel mai mare deșert de pe pământ. Cum se traduce cuvântul „tundra”? vechi Hărți geografice. Partea cea mai de jos a muntelui. Muntii.

„Vântul” - Caracteristicile vântului. Aerul cald ocupă mai mult spațiu decât aerul rece. Sarcina creativă. Aerul se comprimă pe măsură ce se răcește. Mișcarea aerului cald. Aerul cald se extinde atunci când este încălzit. Vânt. Cum să demonstrezi că aerul cald ocupă mai mult spațiu decât aerul rece. Va curge aer mai rece și mai greu. Aivazovsky I.K. Furtună. Acum se învârte prin pădure, apoi fluieră pe câmp. Vane. Răspuns corect.

Se numește ansamblul proceselor care asigură consumul de O 2 și eliberarea de CO 2 în organism suflare. Există procese de respirație externă și internă. Respirația externă asigură schimbul de gaze între organism și mediul extern, respirația internă - consumul de O2 și eliberarea de CO 2 de către celulele corpului.

Factorul care asigură difuzia gazelor prin suprafețele respiratorii este diferența de concentrații ale acestora. Mișcarea gazelor dizolvate are loc în direcția de la zona cu concentrația lor mare către zona de concentrație scăzută.

La organismele mici, schimbul de gaze, de regulă, se realizează difuz pe întreaga suprafață a corpului (sau a celulei). La animalele mai mari, gazele sunt transportate către țesuturi fie direct (sistemul traheal al insectelor), fie cu ajutorul unor vehicule speciale (sânge, hemolimfă).

Cantitatea de oxigen care intră în țesuturile animalului depinde de zona suprafeței respiratorii și de diferența de concentrație de oxigen pe acestea. Prin urmare, în toate organele respiratorii există o creștere a epiteliului respirator. Pentru a menține un gradient ridicat de difuzie a oxigenului pe membrana schimbătoare, este necesară deplasarea mediului (ventilație). Este asigurată de mișcările ritmice respiratorii ale întregului corp al animalului (tubifex de vierme cu peri mici, lipitori) sau anumite părți ale acestuia (crustacee), precum și activitatea epiteliului ciliar (moluște, lanceletă).

Un număr de animale destul de mari nu au organe respiratorii specializate. În ele, schimbul de gaze se realizează prin pielea umedă, echipată cu o rețea abundentă de vase de sânge (vierme de pământ). Respirația cutanată ca o caracteristică suplimentară a animalelor cu organe respiratorii specializate. De exemplu, la anghilele cu branhii, 60% din necesarul de oxigen este asigurat de respirația pielii, la broaștele cu plămâni, această valoare este mai mare de 50%.

Organele respiratorii din mediul acvatic sunt branhiile, în mediul terestră-aer - plămânii și traheea.

Branhii sunt organe situate în afara cavității corpului sub formă de suprafețe epiteliale pătrunse de o rețea densă de capilare sanguine. Respirația branhială este caracteristică anelidelor polihete, majorității moluștelor, crustaceelor, peștilor și larvelor de amfibieni. Respirația branhială este cea mai eficientă la pești. Se bazeaza pe fenomenul de retur: sângele în capilarele filamentelor branhiale curge în sens opus curentului bou care spală branhiile.

Plămânii, de regulă, sunt organe interne și sunt protejate de uscare. Există două tipuri de ele: difuziuneși ventilare. În plămânii de primul tip, schimbul de gaze se realizează numai prin difuzie. Animalele relativ mici au astfel de plămâni: moluște pulmonare, scorpioni, păianjeni. Doar vertebratele terestre au plămâni ventilatori.

Complicația structurii plămânilor în seria de la amfibieni la mamifere este asociată cu o creștere a zonei epiteliului respirator. Deci, la amfibieni, 1 cm 3 de țesut pulmonar are o suprafață totală de schimb gazos de 20 cm 2. Același indicator pentru epiteliul pulmonar uman este de 300 cm2.

Concomitent cu creșterea suprafeței respiratorii, se îmbunătățește mecanismul de ventilație pulmonară, care, începând cu reptile, se realizează prin modificarea volumului toracelui, iar la mamifere - cu participarea mușchilor diafragmei. Aceste adaptări au permis animalelor cu sânge cald (păsări și mamifere) să crească dramatic intensitatea metabolismului lor.

Al treilea tip de organe respiratorii - trahee. Sunt proeminențe umplute cu aer, cu pereți subțiri, ramificați, care nu se prăbușesc în interiorul corpului. Traheele comunică cu mediul extern prin deschideri în cuticulă – spiraculi. La insecte, cel mai adesea au 12 perechi: 3 perechi pe piept și 9 perechi pe abdomen. Spiraculii se pot închide sau deschide în funcție de cantitatea de oxigen. Cu un grad ridicat de dezvoltare a sistemului traheal (la insecte), numeroasele sale ramuri împletesc toate organele interne și direct asigură schimbul de gaze în țesuturi. Diferența fundamentală dintre respirația traheală și respirația pulmonară și branhială este că nu necesită participarea sângelui ca mediator de transport în schimbul de gaze.

Sistemul traheal este capabil să susțină suficient nivel inalt respirația tisulară, oferind astfel o activitate fiziologică ridicată a insectei.

Ventilația traheei la insecte în absența zborului se realizează cel mai adesea prin contracții ritmice ale abdomenului; în timpul zborului, este îmbunătățită de mișcările toracelui.

Larvele acvatice ale unor insecte respiră cu ajutorul branhii traheale. În acest caz, sistemul traheal este lipsit de spiraculi, adică. este închis și umplut cu aer. Ramurile sistemului traheal închis intră în „branhii” - anexe cu o suprafață mare și o cuticulă subțire care permite schimbul de gaze între apă și aer al sistemului traheal. Astfel de branhii traheale sunt prezente, de exemplu, în larvele de zburătoare. La larvele unor libelule, branhiile traheale sunt situate în cavitatea rectului, iar insecta le ventilează luând apă în intestin și împingând-o înapoi.