Solunum sisteminin dış göstergeleri. Hayati ve toplam akciğer kapasitesi. Solunan, solunan ve alveolar havanın bileşimi. Alveolar hava ve kan arasındaki gaz alışverişi. (Akciğerlerde gaz değişimi)

Dış solunum - vücut ve çevresi arasındaki gaz değişimi atmosferik hava. Dış solunum, atmosferik ve alveolar hava arasındaki gaz değişimini ve ayrıca pulmoner kılcal damarların kanı ile alveolar hava arasındaki gaz değişimini içerir.

Vital kapasite (VC) - bir kişinin maksimum nefesten sonra yapılan en derin yavaş ekshalasyonla soluyabileceği hava hacmi.

İnsan akciğerlerinin hayati kapasitesinin değeri 3-6 litredir. Son zamanlarda, pnömotakografik teknolojinin tanıtılmasıyla bağlantılı olarak, akciğerlerin zorlu hayati kapasitesi (FVC) olarak adlandırılan şey giderek daha fazla belirlenmektedir. FVC belirlenirken, denek mümkün olan en derin nefesten sonra en derin zorlu ekshalasyonu yapmalıdır. Bu durumda, ekshalasyon, tüm ekshalasyon boyunca verilen hava akışının maksimum hacimsel hızına ulaşmayı amaçlayan bir çaba ile gerçekleştirilmelidir. Böyle bir zorunlu ekspirasyonun bilgisayar analizi, düzinelerce dış solunum göstergesini hesaplamanıza izin verir. Alveolar havanın bileşimi, atmosferik, solunan havanın bileşiminden önemli ölçüde farklıdır. Daha az oksijene (%14.2) ve çok miktarda karbondioksite (%5.2) sahiptir.

Neden solunan havada alveolar havadan daha fazla oksijen var? Bu, ekshalasyon sırasında solunum organlarında bulunan havanın alveolar hava ile karışması ile açıklanır.

Tüm süreç beynin kontrolü altındadır. Medulla oblongata'da solunumun düzenlenmesi için özel bir merkez vardır. Kandaki karbondioksit varlığına tepki verir. Merkez küçülür küçülmez, sinir yolları boyunca diyaframa bir sinyal gönderir. Kasılması süreci vardır ve inhalasyon meydana gelir. Solunum merkezi hasar görmüşse hastanın akciğerleri suni olarak havalandırılır. Alveollere giren oksijen, kılcal damarların duvarlarına nüfuz eder. Bunun nedeni alveollerde bulunan kan ve havanın farklı basınçlara sahip olmasıdır. Venöz kan, alveolar havadan daha az basınca sahiptir. Bu nedenle alveollerden gelen oksijen kılcal damarlara akar. Alveollerdeki karbondioksit basıncı kandakinden daha azdır. Bu nedenle karbondioksit, venöz kandan alveollerin lümenine yönlendirilir.

Kanda özel hücreler var - hemoglobin proteinini içeren eritrositler. Oksijen hemoglobine bağlanır ve bu formda vücutta dolaşır. Oksijenle zenginleştirilmiş kana arteriyel denir.

Kan daha sonra kalbe taşınır. Yorulmak bilmeyen bir diğer çalışanımız olan kalp, oksijenle zenginleştirilmiş kanı doku hücrelerine taşır. Ve sonra "dereler" boyunca kan, oksijenle birlikte vücudun tüm hücrelerine verilir.

Kan ve dokular arasındaki gaz alışverişi mekanizması. Kanda oksijenin bağlanması ve taşınması. Kanın oksijen kapasitesi. Kanda karbondioksitin bağlanması ve taşınması. Bu süreçte eritrositler ve hemoglobinin rolü. Karbonik anhidraz enziminin önemi.

Oksijenin hemoglobine bağlanması. O2'nin alveollerden kana taşınması ve CO2'nin kandan alveollere taşınması difüzyonla gerçekleşir. Gazların taşınması, fiziksel olarak çözünmüş ve kimyasal olarak bağlı bir biçimde gerçekleştirilir. fiziksel süreçler yani gazın çözünmesi, organizmanın O2'deki taleplerini karşılayamaz. Kalp debisi istirahatte yaklaşık 83 L/dk ise, fiziksel olarak çözünmüş O2'nin normal vücut O2 tüketimini (250 ml/dk) koruyabileceği hesaplanmıştır. En uygun mekanizma, O2'nin kimyasal olarak bağlı bir biçimde taşınmasıdır. Hemoglobin (Hb), akciğerlerde O2'yi seçici olarak bağlayabilir ve oksihemoglobin (HbO2) oluşturabilir ve akciğerlerde yüksek O2 konsantrasyonu olan bölgede moleküler O2'yi dokularda düşük O2 içeriğine bırakabilir. Aynı zamanda hemoglobinin özellikleri değişmez ve işlevini uzun süre yerine getirebilir.

Hemoglobin, O2'yi akciğerlerden dokulara taşır. Bu işlev hemoglobinin iki özelliğine bağlıdır: 1) normal olarak deoksihemoglobin adı verilen indirgenmiş bir formdan oksitlenmiş bir forma (Hb + O2HbO2) yüksek oranda (0,01 s veya daha az yarı zamanlı) dönüşme yeteneği. PO2b alveolar hava; 2) vücut hücrelerinin metabolik ihtiyaçlarına bağlı olarak dokularda (HbO2 Hb + O2) O2 salma yeteneği.

kanın oksijen kapasitesi

Hemoglobinin tamamen doyduğunda bağlayabildiği oksijen miktarına kanın oksijen kapasitesi (KEK) denir.

1 gram Hb, 1.39 ml O2 bağlar.

Karbondioksit aşağıdaki yollarla taşınır:

Kan plazmasında çözülür - yaklaşık 25 ml / l.

Hemoglobin (karbhemoglobin) ile ilişkili - 45 ml / l.

tuzlar şeklinde karbonik asit- kan plazmasındaki potasyum ve sodyum bukarbonatlar - 510 ml / l.

Böylece, istirahatte kan, litre başına 580 ml karbondioksit taşır. Bu nedenle, CO2 taşınmasının ana şekli, karbonik anhidraz reaksiyonunun aktif seyri nedeniyle oluşan plazma bikarbonatlarıdır.

Kırmızı kan hücreleri, karbonik asit oluşturmak üzere karbon dioksitin su ile etkileşimini katalize eden, bir bikarbonat iyonu ve bir proton oluşturmak üzere ayrışan karbonik anhidraz (CA) enzimini içerir. Eritrosit içindeki bikarbonat, ikincisinin restorasyonu sırasında hemoglobinin potasyum tuzundan salınan potasyum iyonları ile etkileşime girer. Böylece eritrosit içinde potasyum bikarbonat oluşur. Ancak bikarbonat iyonları önemli bir konsantrasyonda oluşur ve bu nedenle konsantrasyon gradyanı boyunca (klorür iyonları karşılığında) kan plazmasına girer. Plazmada sodyum bikarbonat bu şekilde oluşur. Karbonik asidin ayrışması sırasında oluşan proton, zayıf asit HHb'yi oluşturmak için hemoglobin ile reaksiyona girer.

Akciğerlerin kılcal damarlarında bu süreçler ters yön. Karbonik asit, hızla karbondioksit ve suya ayrışan hidrojen iyonları ve bikarbonat iyonlarından oluşur. Karbondioksit dışarıya atılır.

Dolayısıyla, eritrositlerin karbondioksitin taşınmasındaki rolü aşağıdaki gibidir:

karbonik asit tuzlarının oluşumu;

karhemoglobin oluşumu.

Gazların dokularda difüzyonu genel yasalara uyar (difüzyon hacmi, difüzyon alanı, kan ve dokulardaki gaz geriliminin gradyanı ile doğru orantılıdır). Difüzyon alanı artar ve dokuların fonksiyonel aktivite seviyesindeki bir artışla ortaya çıkan, işleyen kılcal damarların sayısındaki artışla dağınık tabakanın kalınlığı azalır. Aynı koşullar altında, aktif olarak çalışan organlarda Po2'deki bir azalma ve Pco2'deki bir artış nedeniyle gaz basıncı gradyanı artar (arteriyel kanın gaz bileşiminin yanı sıra alveolar hava değişmeden kalır!). Aktif olarak çalışan dokulardaki tüm bu değişiklikler, içlerinde O2 ve CO2 difüzyon hacminde bir artışa katkıda bulunur. Spirograma göre O2 (CO2) tüketimi, eğrinin birim zaman başına (1 dakika) yukarı doğru değişimi (kayması) ile belirlenir.

Nefesin özü. Dış solunum. İnhalasyon ve ekshalasyon mekanizması. Hayvanlarda solunum türleri ve sıklığı farklı şekiller. Üst solunum yollarının önemi

Solunum, tüm hücrelere ve dokulara oksijen sağlayan, vücudun iç ortamının gaz bileşiminin yenilendiği, karmaşık bir sürekli biyolojik süreçtir.

Anlamı: Hücreye giren oksijen, gıdanın oksidatif fosforilasyonunun reaksiyonunda yer alır. ve bunun sonucunda gizli ATP molekülü serbest bırakılır.

Bağlantılar: 1) harici (pulmoner)

2) gazların kan yoluyla taşınması

3) iç (doku) solunum.

Dış solunum 2 aşamada gerçekleştirilir: 1) atmosfer havası ile alveolar hava arasında gaz değişimi; 2) alveolar hava ile pulmoner dolaşımın kılcal damarlarının kanı arasındaki gaz değişimi.

Konsantrasyon gradyanı boyunca oksijen, atmosfer havasından alveollere, oradan da küçük kılcal damarların kanına yönlendirilir.

Karbondioksit, küçük cr.cr'nin kılcal damarlarının kanından alveolar havaya, oradan da atmosferik havaya konsantrasyon gradyanı boyunca yönlendirilir.

Solunum mekanizması. Solunum aktif bir süreçtir, çünkü sinir uyarılarının solunum merkezlerinden inspiratuar kaslara akışından kaynaklanır. Bu zamanda, nöronal aktivitenin inspiratuar aşaması, prod. beyinde not edilir, bunun nedeni erken inspiratuar nöronların, tam, geç inspiratuar nöronların uyarılmasıdır. Tam ve geç inspiratuar nöronların aksonlarının bir kısmı omuriliğe gönderilir, motor nöronların uyarılması inspiratuar kasları uyarır. İnspiratuar kaslar kasılır ve hücre hacmi 3 ana yönde artar.

Diyaframın büzülmesinden dolayı kubbesi düzleşir, dikey yönde gr.cell'in hacmi artar. interkostal azaltarak Ve interkıkırdak kaslar, sternum hafifçe öne doğru hareket eder ve kaburgalar daha yatay bir pozisyonda bulunur - gr. hücrenin hacmi ön-arka ve enine (kostal) yönde artar.

Akciğerler pasif olarak gr.cell'i takip eder (gerilir) - intrapulmoner basınç atmosfer basıncından biraz daha düşük olur - akciğerlere hava emilir.

ekshalasyon mekanizması. 1 saat-pasif ekshalasyon (pasif ekspirasyon)

2h - aktif ekshalasyon.

Pasif ekspirasyon, nöronlardan inspiratuar kaslara sinir uyarılarının olmamasından kaynaklanır. Şu anda, pro-beyinde inspirasyon sonrası faz not edilir, bunun nedeni inspirasyon sonrası nöronların uyarılmasıdır - sonuç olarak, tüm inspiratuar nöronların aktivitesi inhibe edilir - sinir uyarıları proden gelmez. -beyin omuriliğe. Omuriliğin motor nöronları aktive edilmez - onlardan gelen impulslar solunum kaslarına gitmez - solunum kasları gevşer - hacim göğüs 3 ana yönde azalır. Diyaframın gevşemesi nedeniyle - kubbe yükselir - dikey yönde gr hücrenin hacmi azalır. Dış eğik interkostal ve interkıkırdak kasların gevşemesi nedeniyle, sternum geri döner - kaburgalar daha dikey bir pozisyon alır - ön-arka ve kostal yönlerde gr hücresinin hacmi azalır. Göğüs azaldı - akciğerlerdeki basınç atmosferik basınçtan daha yüksek hale geldi - hava akciğerlerden dışarı sıkılıyor.

Aktif ekshalasyon. Prod.beyinde bir ekspiratuar faz not edilir, bu, ekspiratuar nöronların uyarılmasından kaynaklanır. Prod.beyinden gelen ekspiratuar nöronların tüm aksonları omuriliğe girer ve ekspiratuar kasları innerve eden motor nöronları uyarır. Ekspiratuar kaslar kasılır ve ek olarak gr.cell hacmini azaltır, böylece nefes vermeye devam eder.

Üç tür solunum vardır:

torasik veya kostal - esas olarak göğüs kaslarında yer alır (esas olarak kadınlarda);

karın veya diyafram - solunum hareketleri esas olarak karın kasları ve diyafram (erkeklerde) tarafından gerçekleştirilir;

· torasik veya karma - solunum hareketleri göğüs ve karın kasları tarafından gerçekleştirilir (tüm çiftlik hayvanlarında).

Solunum hareketlerinin sıklığı vücuttaki metabolizma düzeyine, sıcaklığa bağlıdır. çevre, hayvanın yaşı, atmosferik basınç ve diğer bazı faktörler.

Yüksek verimli ineklerde metabolizma daha yüksektir, bu nedenle solunum hızı dakikada 30'dur, ortalama üretkenlikteki ineklerde ise 15-20'dir. Bir yaşındaki buzağılarda, 15 0 C hava sıcaklığında, solunum hızı 20-24, 30-35 0 C - 50-60 ve 38-40 0 C sıcaklıkta – 70–75.

Genç hayvanlar yetişkinlerden daha hızlı nefes alır. Doğumdaki buzağılarda solunum hızı 60-65'e ulaşır ve yıl içinde 20-22'ye düşer.

Üst solunum yolu vücudun yaşamında sanıldığından daha önemli bir rol oynar.

Solunum sisteminin bu kısmı, solunan havayı ısıtmak, nemlendirmek ve arındırmak, konuşma işlevi için önemlidir, ancak önemi bununla sınırlı değildir. Üst solunum yolu, uyarılması refleks olarak çeşitli fizyolojik sistemleri etkileyen çok hassas reseptör bölgelerine sahiptir. Tersine, burun mukozası (ve gırtlak) refleks etkilere kolayca tepki verir. Örneğin, bacaklar soğutulduğunda, nazal mukozanın vazomotor reaksiyonu meydana gelir.

Nefesin evrimi.

1) Yaygın solunum vücut içindeki ve çevresindeki oksijen konsantrasyonunu eşitleme işlemidir. Oksijen, tek hücreli organizmalarda hücre zarından geçer.

2) Deri solunumu- bu, özel solunum organlarına sahip omurgalılarda (balık, amfibiler) alt solucanlarda deri yoluyla gaz değişimidir.

solungaç solunumu

korsan solungaçları(vücudun her iki tarafındaki deri çıkıntıları) deniz annelidlerinde, suda yaşayan eklembacaklılarda ve manto boşluğundaki yumuşakçalarda görülür.

solungaçlar- Sindirim tüpünün istilası olarak oluşan omurgalıların solunum organları.

Neşterde, solungaç yarıkları farenksi deler ve sık su değişimleriyle peribranşiyal boşluğa açılır.

Balıkların solungaç kemerlerinden yapılmış solungaçları vardır ve solungaç filamentleri kılcal damarlarla delinmiştir. Balığın yuttuğu su ağız boşluğuna girer, solungaç filamentlerinden dışarı çıkar, onları yıkar ve kana oksijen sağlar.

4) Trakeal ve pulmoner solunum- daha verimli, çünkü oksijen sudan değil havadan hemen emilir. Karasal yumuşakçalar (kese benzeri akciğerler), örümcekler, böcekler, amfibiler, sürüngenler, kuşlar, memeliler için tipiktir.

örümcekler akciğer keseleri (akrepler), soluk borusu (keneler) vardır ve örümceklerin her ikisi de vardır.

HAŞARAT trakea - karasal eklembacaklıların solunum organları - göğüs ve karın yan yüzeylerinde solunum delikleri (damgalar) ile açılan bir hava tüpleri sistemi var.

amfibiler 2/3 kutanöz solunum ve 1/3 pulmoner var. Hava yolları ilk kez ortaya çıkıyor: gırtlak, trakea, bronşiyal esaslar; hafif - düz duvarlı çantalar.

SÜRÜNGENLER gelişmiş hava yolları; akciğerler hücreseldir, deri solunumu yoktur.

KUŞLAR hava yolları geliştirdi, hafif süngerimsi. Bronşların bir kısmı akciğerlerin dışında ve formlarda - hava keseleri.

Hava yastıkları- Solunum sistemine bağlı hava boşlukları, uçuşta hava değişimini arttırmaya hizmet eden akciğer hacminin 10 katı, gaz değişimi işlevini yerine getirmez. İstirahatte solunum, göğsün hacmini değiştirerek gerçekleştirilir.

Uçuşta nefes almak

1. Kanatlar kaldırıldığında, hava burun deliklerinden akciğerlere ve arka hava keselerine emilir (akciğerlerde gaz değişimi);

Ön hava keseleri ← hafif - arka hava keseleri

2. Kanatlar indirildiğinde, hava keseleri sıkıştırılır ve arka hava keselerinden gelen hava akciğerlere girer (akciğerlerde II gaz değişimi).

Ön hava yastıkları - ← hafif arka hava yastıkları

çift ​​nefes inhalasyon ve ekshalasyon sırasında akciğerlerde gaz değişimidir.

MEMELİLER- neredeyse tamamen akciğerlerde gaz değişimi (deri ve sindirim kanalı yoluyla -%2)

hava yolları: burun boşluğu → nazofarenks → farinks → gırtlak → trakea → bronşlar (bronşlar bronşiyollere, alveolar kanallara ve alveollerle sonlanır - pulmoner veziküller). Akciğerler süngerimsi ve kılcal damarlarla çevrili alveollerden oluşur. Solunum yüzeyi vücut yüzeyine göre 50-100 kat artar. Solunum tipi alveolerdir. Göğüs boşluğunu karın boşluğundan ayıran diyaframın yanı sıra interkostal kaslar da akciğerlere havalandırma sağlar. Ağız ve burun boşluklarının tamamen ayrılması. Memeliler aynı anda nefes alabilir ve çiğneyebilirler.

Solunum yoluyla oksijen tüketimi o kadar evrensel bir olgudur ki genellikle gözden kaçar. Hemen hemen tüm hayvanlar, temiz havanın vücuda girdiği ve kullanılan havanın dışarı atıldığı bir veya başka mekanizmaya sahiptir.

Solunum, vücuda oksijen verilmesini ve karbondioksitin uzaklaştırılmasını sağlayan bir dizi fizyolojik süreçtir, yani. alveolar hava, kan ve dokularda karbondioksit ve oksijenin nispi sabitliğini korumak.
Solunum aşağıdaki fizyolojik süreçleri içerir:

arasında gaz alışverişi dış ortam ve alveollerde bir gaz karışımı;
alveolar hava ve kan gazları arasındaki gaz değişimi;
gazların kan yoluyla taşınması;
kan ve dokular arasında gaz değişimi;
dokular tarafından oksijen kullanımı ve karbondioksit oluşumu.

Dış ortam ile alveollerdeki gaz karışımı arasındaki gaz alışverişi. Dış ortam ile alveollerdeki gaz karışımı arasındaki gaz değişimi sürecine pulmoner ventilasyon denir. Gaz değişimi solunum hareketleri ile sağlanır - inhalasyon ve ekshalasyon eylemleri. Teneffüs ederken, göğsün hacminde bir artış, plevral boşlukta basınçta bir azalma ve bunun sonucunda dış ortamdan akciğerlere hava akışı olur. Nefes verirken göğsün hacmi azalır, akciğerlerdeki hava basıncı artar ve bunun sonucunda alveolar hava akciğerlerden dışarı çıkmaya zorlanır.

Kaplumbağa nefes almak için yukarı çıkar. Fotoğraf: İbrahim Iujaz

İnhalasyon ve ekshalasyon mekanizması. Nefes alma ve verme, göğüs boşluğunun hacminin artması veya azalması nedeniyle değişir. Akciğerler - alveollerden oluşan süngerimsi bir kütle, kas dokusu içermez. Küçülemezler. Solunum hareketleri interkostal ve diğer solunum kasları ve diyafram yardımıyla yapılır.
Nefes alırken, dış eğik interkostal kaslar ve göğüs ve omuz kuşağının diğer kasları aynı anda kasılır, bu da kaburgaların kaldırılmasını veya kaçırılmasını ve ayrıca karın boşluğuna doğru kayan diyaframı sağlar. Sonuç olarak, göğüs hacmi artar, plevral boşluktaki ve akciğerlerdeki basınç azalır ve bunun sonucunda ortamdan hava akciğerlere girer. Solunan hava %20.97 oksijen, %0.03 karbondioksit ve %79 azot içerir.
Ekshalasyon sırasında, ekspiratuar kaslar aynı anda kasılır, bu da kaburgaların inhalasyondan önceki pozisyona geri dönmesini sağlar. Diyafram, inhalasyon öncesi konumuna geri döner. Bu, göğsün hacmini azaltır, plevral boşluktaki ve akciğerlerdeki basıncı arttırır ve alveolar havanın bir kısmı dışarı atılır. Ekshale edilen hava %16 oksijen, %4 karbondioksit, %79 nitrojen içerir.

Hayvanlarda üç tip solunum ayırt edilir: kaburga veya göğüs, - teneffüs ederken, kaburgaların yanlara ve öne doğru kaçırılması baskındır; diyafram veya karın, - inhalasyon esas olarak diyaframın kasılması nedeniyle oluşur; kostabdominal - interkostal kasların, diyaframın ve karın kaslarının kasılması nedeniyle soluma.

Suda yaşayan memelilerde solunum son derece önemli bir sorun haline geliyor. Solunum sistemleri, bu hayvanların dalış yapmasına izin veren inanılmaz uyarlamalara sahiptir. büyük derinlikler ve diğer memelilerden daha uzun süre su altında kalırlar. Misk sıçanı ve deniz filinin 12 dakika su altında kalabildiği, şişe burunlu balinanın ise 120 dakika su altında kalabildiği bildirildi.

Solunum göstergeleri

Solunum sisteminin aktivitesi, belirli dış göstergelerle karakterize edilir.
1 dakika içinde solunum hareketlerinin sıklığı. At için 8...16, sığır için - 10...30, koyun için - 10...20, domuz için - 8...18, tavşan için - 15...30, için bir köpek - 10... 30, kediler - 20 ... 30, kuşlar - 18 ... 34 ve bir kişinin dakikada 12 ... 18 hareketi vardır. Dört birincil akciğer hacmi: inspiratuar, inspiratuar rezerv, ekspiratuar rezerv, rezidüel hacim. Buna göre sığır ve atlarda yaklaşık 5 ... 6 litre, 12 ... 18, 10 ... 12, 10 ... 12 litre bulunur. Dört akciğer kapasitesi: genel, hayati, inhalasyon, fonksiyonel kalıntı. dakika hacmi. Sığırlarda - 21 ... 30 litre. ve atlar - 40 ... 60 litre. Solunan havadaki oksijen ve karbondioksit içeriği. Kandaki oksijen ve karbondioksitin gerilimi.

Solunum düzenlemesi

Solunumun düzenlenmesi altında, solunum hareketlerinin sıklığını ve derinliğini değiştirerek alveolar havadaki ve kandaki optimal oksijen ve karbondioksit içeriğinin korunması anlaşılmaktadır. Solunum hareketlerinin sıklığı ve derinliği, uyarılabilirliğine bağlı olarak medulla oblongata'da bulunan solunum merkezindeki dürtü üretiminin ritmi ve kuvveti ile belirlenir. Uyarılabilirlik, kandaki karbondioksitin gerilimi ve kan damarlarının, solunum yollarının ve kasların alıcı bölgelerinden gelen uyarıların akışı ile belirlenir.
Solunum hızının düzenlenmesi. Solunum hareketlerinin sıklığı, inhalasyon, ekshalasyon ve pnömotaksi merkezlerini içeren solunum merkezi tarafından düzenlenir; inspiratuar merkez önemli bir rol oynar. İnhalasyonun merkezinde, impulslar, nefes alma sıklığını belirleyen, birim zamandaki patlamalar halinde ritmik olarak doğar. İnhalasyonun merkezinden gelen impulslar, inhalasyon kaslarına ve diyaframa ulaşır ve mevcut koşullara karşılık gelen ve akciğerlere giren belirli bir hacimdeki hava, inhalasyon kaslarının kasılma kuvveti ile karakterize edilen bir süre ve derinlikte bir nefese neden olur. Birim zaman başına inhalasyon merkezinde doğan dürtülerin sayısı, uyarılabilirliğine bağlıdır: uyarılabilirlik ne kadar yüksek olursa, dürtüler o kadar sık ​​doğar ve bu nedenle daha sık solunum hareketleri.
Ekshalasyon ile inhalasyon değişiminin düzenlenmesi, inhalasyon ile ekshalasyon. Soluma ile soluma değişiminin düzenlenmesi, soluma ile ekshalasyon refleks olarak gerçekleştirilir. İnspirasyonun merkezinde meydana gelen uyarma, akciğerlerin gerilmesi ve pulmoner alveollerin mekanoreseptörlerinin uyarılmasının eşlik ettiği inspirasyon eylemini sağlar. Vagus sinirlerinin afferent lifleri boyunca reseptörlerden gelen uyarılar, ekshalasyon merkezine ulaşır ve nöronlarını uyarır. Aynı zamanda, doğrudan pnömotaksi merkezinden geçen inspirasyon merkezi, ekshalasyon merkezini de heyecanlandırır. Ekshalasyon merkezinin nöronları, karşılıklı ilişkilerin yasalarına göre uyarılır, inhalasyon merkezinin nöronlarının aktivitesini engeller ve inhalasyon durur. Ekshalasyon merkezi, ekspiratuar kaslara bilgi gönderir, kasılmasına neden olur ve nefes verme eylemi gerçekleştirilir. Yani bir inhalasyon ve ekshalasyon değişimi var. Birim zaman başına ilham merkezinden gelen impuls volelerinin sayısı ve bu volelerin gücü, solunum merkezi nöronlarının uyarılabilirliğine, metabolizmanın özelliklerine, nöronların çevreleyen hümoral ortamlarına özel duyarlılığına bağlıdır, kan damarlarının, solunum yollarının ve akciğerlerin, kasların ve sindirim aparatlarının kemoreseptörlerinden gelen bilgilere. Kandaki ve alveoler havadaki aşırı karbondioksit ve oksijen eksikliği, oksijen tüketiminde bir artış ve kaslarda ve diğer organlarda karbondioksit oluşumu, aktivitelerinde bir artış ile aşağıdaki reaksiyonlara neden olur: sonuç olarak, restorasyon alveolar hava ve kandaki optimal oksijen ve karbondioksit içeriği. Tersine, kandaki ve alveolar havadaki fazla oksijen, solunum hareketlerinde azalmaya ve akciğer ventilasyonunda azalmaya yol açar. Değişen koşullara uyum ile bağlantılı olarak, hayvanlarda solunum hareketlerinin sayısı 4...5 kat, havanın solunum hacmi 4...8 kat ve dakika solunum hacmi 10...25 kat artabilir. .

Kuşlarda solunum sisteminin özellikleri

Memelilerden farklı olarak kuşlarda solunum sistemi yapısal ve işlevsel özelliklere sahiptir. Yapısal özellikler. Kuşlarda burun açıklıkları gaganın tabanında bulunur; burun hava yolları kısadır.

Dış burun deliğinin altında pullu sabitlenmiş bir burun valfi, burun deliklerinin çevresinde ise burun geçişlerini toz ve sudan koruyan tüy-korolla bulunur. Su kuşlarında burun delikleri mumlu bir deri ile çevrilidir.
Kuşlar epiglottan yoksundur. Epiglottisin işlevi dilin arkası tarafından gerçekleştirilir. İki gırtlak vardır - üst ve alt. Üst gırtlakta ses telleri yoktur. Alt gırtlak, trakeanın sonunda bronşlara ayrıldığı noktada bulunur ve bir ses rezonatörü görevi görür. Özel zarları ve özel kasları vardır. Alt gırtlaktan geçen hava, zarın titreşmesine neden olur ve bu da farklı yükseklikte seslerin ortaya çıkmasına neden olur. Bu sesler rezonatörde yükseltilir. Tavuklar 25 yayabilir çeşitli sesler, her biri belirli bir duygusal durumu yansıtır.
Kuşlardaki trakea uzundur ve 200'e kadar trakeal halkaya sahiptir. Alt gırtlak arkasında, trakea sağ ve sol akciğerlere giren iki ana bronşa ayrılır. Bronşlar akciğerlerden geçer ve karın hava keselerine doğru genişler. Her akciğerde, bronşlar iki yönde - akciğerlerin ventral yüzeyine ve dorsaline - uzanan ikincil bronşlara yol açar. Ecto - ve endobronchus çok sayıda küçük tüpe bölünmüştür - parabronchi ve bronşiyoller ve ikincisi zaten birçok alveolden geçiyor. Parabronşlar, bronşiyoller ve alveoller, akciğerlerin solunum parankimini oluşturur - gaz değişiminin gerçekleştiği "örümcek ağı".

Akciğerler uzar, maloelastiktir, kaburgalar arasında bastırılır ve onlara sıkıca bağlanır. Sırt göğüs duvarına tutundukları için göğüste serbest olan memelilerin akciğerlerinin yapamayacağı şekilde genişlerler. Tavuklarda akciğerlerin ağırlığı yaklaşık 30 g'dır.

Kuşlar, diyaframın iki lobunun ilkelerine sahiptir: pulmoner ve torasik. Diyafram, bir tendon ve kaburgalara küçük kas lifleri yardımıyla omurgaya bağlanır. İlham ile bağlantılı olarak azalır, ancak inhalasyon ve ekshalasyon mekanizmasındaki rolü önemsizdir. Tavuklarda karın kasları, nefes alma ve verme eyleminde büyük rol oynar.
Kuşların nefes alması, akciğerler ve pnömatik kemiklerle birleştirilen büyük hava keselerinin aktivitesi ile ilişkilidir.
Kuşların 9 ana hava kesesi vardır - 4 çift, her iki tarafta simetrik olarak bulunur ve biri eşleştirilmemiş. En büyüğü karın hava keseleridir. Bu hava keselerine ek olarak, kuyruk - arka gövde veya ara gövde yakınında bulunan hava keseleri de vardır.

Hava keseleri hava ile dolu ince duvarlı oluşumlardır; mukoza zarları siliyer epitel ile kaplıdır. Bazı hava keselerinden kemiklere kadar hava boşlukları olan süreçler vardır. Hava keselerinin duvarında bir kılcal damar ağı vardır.
Hava keseleri bir dizi rol oynar:

1) gaz alışverişine katılmak;
2) vücut ağırlığını hafifletmek;
3) uçuş sırasında vücudun normal pozisyonunu sağlamak;
4) uçuş sırasında vücudun soğumasına katkıda bulunur;
5) bir hava deposu görevi görür;
6) iç organlar için amortisör görevi görür.

Kuşlarda pnömatik kemikler boyun ve sırt kemikleri, kuyruk omurları, humerus, göğüs ve sakral kemikler, kaburgaların omur uçlarıdır.

Tavukların akciğer kapasitesi 13 cm3, ördekler - 20 cm3, akciğerlerin ve hava keselerinin toplam kapasitesi sırasıyla 160 ... 170 cm3, 315 cm3, %12 ... 15'i kadardır. havanın solunum hacmi.
fonksiyonel özellikler. Kuşlar, böcekler gibi, solunum kasları kasıldığında nefes verir; memelilerde bunun tersi doğrudur - inhalatörlerin kasları kasıldığında nefes alırlar.
Kuşlar nispeten sık nefes alır: tavuklar - dakikada 18 ... 25 kez, ördekler - 20 ... 40, kazlar - 20 ... 40, hindiler - dakikada 15 ... 20 kez. Kuşlardaki solunum sistemi büyük bir işlevselliğe sahiptir - yük altında solunum hareketlerinin sayısı artabilir: tarım kuşlarında dakikada 200 defaya kadar.

Solunum sırasında vücuda giren hava, akciğerleri ve hava keselerini doldurur. Hava sahaları aslında temiz hava için yedek kaplardır. Hava keseciklerinde kan damarı sayısının az olması nedeniyle oksijen alımı ihmal edilebilir düzeydedir; genel olarak torbalardaki hava oksijenle doyurulur.
Kuşlarda, solunum ve ekshalasyon sırasında meydana gelen akciğer dokusunda çift gaz değişimi meydana gelir. Bu nedenle, soluma ve ekshalasyona havadan oksijenin çıkarılması ve karbondioksit salınımı eşlik eder.
Genel olarak kuşlarda solunum şu şekilde gerçekleşir.

Göğüs duvarının kasları kasılır, böylece sternum yükselir. Bu, göğüs boşluğunun küçüldüğü ve akciğerlerin, karbondioksit yüklü havanın solunum boşluklarından zorlandığı noktaya kadar kasıldığı anlamına gelir.
Ekshalasyon sırasında hava akciğerlerden çıkarken, hava boşluklarından gelen yeni hava akciğerlere doğru ilerler. Ekshalasyon sırasında hava ağırlıklı olarak ventral bronşlardan geçer.

Göğüs kasları kasıldıktan sonra ekshalasyon gerçekleştikten ve kullanılan tüm hava atıldıktan sonra kaslar gevşer, göğüs kafesi aşağı doğru hareket eder, göğüs boşluğu genişler, genişler, dış ortam arasında hava basıncı farkı oluşur. ve akciğerler ve inhalasyon gerçekleştirilir. Havanın esas olarak dorsal bronşlardan hareketi eşlik eder.
Hava keseleri akciğerler gibi esnektir, bu nedenle göğüs boşluğu genişlediğinde onlar da genişler. Hava keseciklerinin ve akciğerlerin esnekliği, havanın solunum sistemine girmesine izin verir.

Kas gevşemesi ortamdan akciğerlere hava girmesine neden olduğu için, normalde solunum kasları gevşemiş olan ölü bir kuşun akciğerleri şişecek veya hava ile dolacaktır. Ölü memelilerde uykudadırlar.
Bazı dalış kuşları, önemli bir süre su altında kalabilir, bu süre zarfında hava, akciğerler ve hava keseleri arasında dolaşır ve oksijenin çoğu, optimal oksijen konsantrasyonunu koruyarak kana geçer.
Kuşlar karbondioksite karşı çok hassastır ve havadaki içeriğindeki artışlara farklı tepkiler verir. İzin verilen maksimum artış% 0,2'den fazla değildir. Bu seviyenin aşılması, kandaki oksijen içeriğinde bir azalmaya eşlik eden hipoksi ile birlikte solunumun inhibisyonuna neden olurken, kuşların üretkenliği ve doğal direnci azalır. Uçuşta, 3000 ... 400 m yükseklikte bile akciğerlerin daha iyi havalandırılması nedeniyle solunum yavaşlar: düşük oksijen içeriği koşullarında, kuşlar kendilerine nadir solunum ile oksijen sağlar. Yerde, kuşlar bu koşullar altında ölür.

"Baltık Denizi Hayvanları" - Su kirliliğinden kaynaklanan toksinler, memelilerin gıdalarına girer. Ortak mühür. Su sıcaklığı en az 15 derece olan denizlerde yaşar. Ancak, bazen kaçak avlanma meydana gelir. Liman domuzu. Hayvan şu anda neslinin tükenmesinin eşiğinde. Hayvanların olta takımına yakalanması da tehlikelidir. Beyaz yüzlü yunus en sokulgan, hareketli ve hızlı deniz memelisidir. Genç nesil sonbaharda doğar - kışın başında.

"Rusya'nın Kışlayan Kuşları" - Ufkunuzu genişletin. Kuşlar neden güneye uçar? Şakrak kuşu. Bölgemizin kışlama ve göçmen kuşları. Martin. sıvacı kuşu. Yardım. Karga. Balıkçıl. Edebiyat çalışması. Ağda. Ağaçkakan. Isınma yöntemleri. Göçmen ve kışlayan kuşlar. Kışlama kuşları. Bülbül. Serçe. Sığırcık. Donlar. Mevcut yiyecek miktarı. Yaban ördekleri. Vinç. Kabarık görünür. Göğüsler. Kuşlar.

"Bir Damla Suyun Yolculuğu" - Soğuyan bardaktan su damlaları düşmeye başladı. Suyun özelliklerini inceleyen deneyler. Su da olabilir gaz hali. Doğada su üç halde bulunur. Sis, buz, dere - hepsi su. Suyun doğada dönüşümü ile tanışma. Su da seyahat eder. Damlacık seyahati. Doğada su döngüsü. su geçer sıvı hal katı haline.

"Uzayda Köpekler" - Projenin amacı. Çingene artık uzaya uçmuyordu. Köpek yaşayacak, astronot yaşayacak. Uzay uçuşlarının gazileri. Köpekler görevlerini yaptılar. Laika'ya giden yol. Köpek Kozyavka uçuş öncesi hazırlık aşamasında. 9 köpek uçuşu. Arı ve Muşka - yörüngede öldü. Uzay canavarlarından oluşan bir ekip. İlk yörünge uçuşu - Laika. Köpek takımları. Kozyavka bir uzay uçuşu gazisi. 100 kilometreye kadar yükseklikte köpeklerle roket fırlatma deneyleri.

"Çevresindeki dünyaya entegre ders" - İnsan vücudunun desteği nedir. Görünür uzayın sınırı. Bir insan kaç çeşit kokuyu tanıyabilir? Bilişsel ilgiyi teşvik eden görevler. Dağ geçidi. Eksik harfler. Dünya. Gazyağı. İnsan vücudunda kaç kas var. kömürün özelliği. Dünyadaki en büyük çöl. "Tundra" kelimesi nasıl çevrilir? Antik coğrafi Haritalar. Dağın en alçak kısmı. Dağlar.

"Rüzgar" - Rüzgarın özellikleri. Sıcak hava, soğuk havadan daha fazla yer kaplar. Yaratıcı görev. Hava soğudukça sıkışır. Sıcak hava hareketi. Isınan hava ısıtıldığında genleşir. Rüzgâr. Sıcak havanın soğuk havadan daha fazla yer kapladığını nasıl kanıtlayabiliriz? Daha soğuk, daha ağır hava içeri girer. Aivazovsky I.K. Fırtına. Şimdi ormanın içinde dönüyor, sonra tarlada ıslık çalıyor. Kanat. Doğru cevap.

Vücutta O 2 tüketimini ve CO 2 salınımını sağlayan işlemler kümesine denir. nefes. Dış ve iç solunum süreçleri vardır. Dış solunum, vücut ile dış ortam arasında gaz alışverişini, iç solunum - vücudun hücreleri tarafından O2 tüketimi ve CO2 salınımını sağlar.

Gazların solunum yüzeylerinden difüzyonunu sağlayan faktör konsantrasyonlarındaki farklılıktır. Çözünmüş gazların hareketi, yüksek konsantrasyonlu alandan düşük konsantrasyonlu alana doğru gerçekleşir.

Küçük organizmalarda, gaz değişimi, kural olarak, vücudun (veya hücrenin) tüm yüzeyinde yaygın olarak gerçekleştirilir. Daha büyük hayvanlarda gazlar ya doğrudan (böceklerin trakeal sistemi) ya da özel araçlar (kan, hemolimf) yardımıyla dokulara taşınır.

Hayvanın dokularına giren oksijen miktarı, solunum yüzeyinin alanına ve üzerlerindeki oksijen konsantrasyonundaki farka bağlıdır. Bu nedenle, tüm solunum organlarında solunum epitelinde bir artış vardır. Değişim zarı üzerinde yüksek bir oksijen difüzyon gradyanını sürdürmek için ortamın hareketi (havalandırma) gereklidir. Hayvanın tüm vücudunun (küçük kıl solucanı tubifex, sülükler) veya belirli kısımlarının (kabuklular) solunum ritmik hareketlerinin yanı sıra siliyer epitelinin (yumuşakçalar, neşter) çalışmasıyla sağlanır.

Oldukça büyük hayvanların bir kısmı özel solunum organlarına sahip değildir. İçlerinde gaz değişimi, bol miktarda kan damarı ağı (toprak kurdu) ile donatılmış nemli cilt yoluyla gerçekleştirilir. Özel solunum organları olan hayvanların ek bir özelliği olarak deri solunumu. Örneğin solungaçlı yılan balıklarında oksijen ihtiyacının %60'ı deri solunumu ile sağlanırken, akciğerli kurbağalarda bu değer %50'den fazladır.

Su ortamındaki solunum organları, kara-hava ortamındaki solungaçlardır - akciğerler ve trakea.

solungaçlar yoğun bir kılcal damar ağının nüfuz ettiği epitel yüzeyleri şeklinde vücut boşluğunun dışında bulunan organlardır. Solungaç solunumu, poliket annelidlerin, çoğu yumuşakçaların, kabukluların, balıkların ve amfibi larvalarının karakteristiğidir. Solungaç solunumu balıklarda en etkilidir. dayanmaktadır geri akış fenomeni: solungaç filamentlerinin kılcal damarlarındaki kan, solungaçları yıkayan öküzün akımının tersi yönde akar.

akciğerler, kural olarak, iç organlardır ve kurumaya karşı korunur. Bunların iki türü vardır: yayılma ve havalandırma. Birinci tip akciğerlerde gaz değişimi sadece difüzyonla gerçekleştirilir. Nispeten küçük hayvanların böyle akciğerleri vardır: akciğer yumuşakçaları, akrepler, örümcekler. Sadece karasal omurgalıların solunumsal akciğerleri vardır.

Amfibilerden memelilere kadar dizideki akciğer yapısının komplikasyonu, solunum epiteli alanındaki bir artışla ilişkilidir. Yani amfibilerde 1 cm3 akciğer dokusunun toplam gaz değişim yüzeyi 20 cm2'dir. İnsan akciğer epiteli için aynı gösterge 300 cm2'dir.

Solunum yüzeyindeki bir artışla eşzamanlı olarak, sürüngenlerden başlayarak göğsün hacmini değiştirerek ve memelilerde diyafram kaslarının katılımıyla gerçekleştirilen akciğer havalandırma mekanizması iyileşir. Bu uyarlamalar, sıcak kanlı hayvanların (kuşlar ve memeliler) metabolizmalarının yoğunluğunu önemli ölçüde artırmalarına izin verdi.

Üçüncü tip solunum organları - soluk borusu. Gövde içinde hava dolu, ince duvarlı, dallanma yapmayan, çökmeyen çıkıntılardır. Trakea, kütikül - spiracles içindeki açıklıklar yoluyla dış çevre ile iletişim kurar. Böceklerde en sık 12 çift bulunur: göğüste 3 çift ve karında 9 çift. Spiracles oksijen miktarına bağlı olarak kapanabilir veya açılabilir. Trakeal sistemin yüksek derecede gelişmesiyle (böceklerde), sayısız dalları tüm iç organları örer ve direkt olarak dokularda gaz alışverişini sağlar. Trakeal solunum ile pulmoner ve solungaç solunumu arasındaki temel fark, gaz alışverişinde taşıma aracısı olarak kanın katılımını gerektirmemesidir.

Trakeal sistem yeterince destekleyebilir yüksek seviye doku solunumu, böylece böceğin yüksek fizyolojik aktivitesini sağlar.

Uçuş yokluğunda böceklerde trakeanın havalandırılması en sık karın ritmik kasılmaları ile gerçekleştirilir, uçuş sırasında göğsün hareketleriyle güçlendirilir.

Bazı böceklerin suda yaşayan larvaları, soluk borusu solungaçları. Bu durumda, trakeal sistem spiracles içermez, yani. kapalı ve hava ile doldurulur. Kapalı trakeal sistemin dalları "solungaçlara" girer - geniş bir yüzeye ve trakeal sistemin su ve havası arasında gaz alışverişine izin veren ince bir kütikül içeren uzantılara. Bu tür soluk borusu solungaçları örneğin mayıs sineği larvalarında bulunur. Bazı yusufçukların larvalarında, soluk borusu solungaçları rektumun boşluğunda bulunur ve böcek, suyu bağırsağa alıp geri iterek onları havalandırır.