дихання тварин
Значення диханія.Диханіежорстке - життєво необхідний процес постійного обміну газами між організмом і навколишнім його зовнішнім середовищем.
Без кисню неможливі окислювальні процеси, що лежать в основі обміну речовин, і для збереження життя необхідне його постійне надходження в організм. Кисень надходить через органи дихання в кров і кров'ю доставляється до органів і тканин. У клітинах і тканинах в результаті обміну речовин утворюється вуглекислий газ. Він приноситься кров'ю до органів дихання і видаляється з організму.
Еволюція органів дихання. В міру ускладнення організації тварин виникали різні системи дихальних органів. Незважаючи на появу таких спеціалізованих органів, у багатьох тварин зберігається і шкірний тип дихання, т. Е. Газообмін через поверхню тіла. Він виражений добре у багатьох ембріонів і личинок. У личинок комах, що володіють трахейной системою, близько 25% кисню поглинається через шкірні покриви. Спостерігається шкірне дихання і у риб. Жаба може довго жити після видалення обох легенів, але гине, якщо після операції виключити і шкірне дихання. Про участь шкіри в диханні жаби можна судити по тому, що її легко приспати, приклавши ватку з ефіром до шкіри черевця. У вищих хребетних і людини шкірне дихання в зв'язку з розвитком легенів не має істотного значення. Вдалося, проте, помітити, що у коня при посиленій м'язовій навантаженні дихання через шкіру посилюється.
Комахи мають абсолютно особливою системою для доставки кисню до клітин. У кожному сегменті тіла є пара отворів, званих дихальцями, від яких всередину тіла йдуть трахеї - трубочки, багаторазово розгалужуються і відповідні до всіх клітин організму. Стінки тіла у комах пульсують, втягуючи повітря в трахеї при розширенні тіла і вичавлюючи його при стисненні. У комах трахейна система проводить повітря вглиб організму, наближаючи його до кожної клітини настільки, що він може дифундувати в неї через стінки дрібних розгалужень трахей.
Дихання у більшості водних тварин здійснюється за допомогою зябер. Риби. молюски, багато членистоногі (креветки, краби) мають зябра. Кожна тварина, що володіє зябрами, має ту чи іншу пристосування, що забезпечує омивання їх водою. У риб вода надходить в рот, проходить над зябрами і виходить назовні через зяброві щілини. Зябра мають тонкі стінки, велику поверхню і рясно забезпечені кровоносними капілярами. Кисень, розчинений у воді; дифундує через зябровий епітелій в капіляри, а вуглекислий газ - в зворотному напрямку. У стоячих водоймах, де у воді розчинено мало кисню, риби задихаються.
Легкі тварин пройшли довгий шлях розвитку. Перший натяк на легкі ми зустрічаємо у деяких викопних риб. У них виник виріст на передньому кінці травного тракту; згодом цей виріст розвинувся в легеню. У деяких риб виріст перетворився в плавальний міхур, який іноді несе і дихальну функцію. У плавальному міхурі є клітини, здатні виділяти у внутрішню порожнину кисень, одержуваний з крові. Інша група клітин плавального міхура переносить кисень з міхура в кров.
Легкі більшості примітивних земноводних є два простих довгих мішка, покритих зовні капілярами. У жаб і жаб всередині легеневого мішка є складки, що збільшують дихальну поверхню. У жаб немає ні діафрагми, ні дихальних м'язів. У них в зв'язку з цим особливий механізм дихання. Він заснований на дії клапанів в ніздрях і м'язів в області дна ротової порожнини. При відкритих носових клапанах дно ротової порожнини опускається і в неї входить повітря. Потім носові клапани закриваються і м'язи горла, скорочуючись, витісняють повітря в легені. Жаба не може дихати з відкритим ротом.
Подальша еволюція органів дихання відбувалася в напрямку поступового розчленування легкого на все більш дрібні порожнини. Легкі деяких ящірок (хамелеона) забезпечені додатковими повітряними мішками, які можуть наповнюватися повітрям, при цьому тварина роздувається і відлякує хижаків.
У птахів подібного роду мішки відходять в декількох місцях від легких і поширюються по всьому тілу. Найбільшого розвитку легені досягли у теплокровних тварин. Великою кількістю легеневих пухирців і їх ніздрюватим будовою забезпечується більша поверхня, через яку відбувається інтенсивний газообмін. У коня дихальна поверхню легких становить 500 м 2.
Дихальні руху. Завдяки ритмічно совершающимся актам вдиху і видиху відбувається обмін між атмосферним і альвеолярним повітрям, що знаходиться в легеневих бульбашках.
У легких немає м'язової тканини, і тому вони не можуть активно скорочуватися або розслаблятися. Активна роль в акті вдиху і видиху належить скелетних дихальних м'язів. При паралічі дихальних м'язів дихання стає неможливим, хоча органи дихання при цьому не уражені.
При вдиху скорочуються зовнішні міжреберні м'язи і діафрагма. Міжреберні м'язи піднімають ребра і відводять їх дещо в бік. Обсяг грудної порожнини при цьому збільшується. Опускання діафрагми викликає збільшення обсягу грудної клітини в довжину. При глибокому диханні беруть участь і інші м'язи грудей і шиї.
Легкі зовні покриті тоненькою плівкою, з сполучної тканини - легеневої плеврою. Внутрішня стінка грудної порожнини вистелена пристенной плеврою. Вузька щілина між ними герметична, т. Е. Не має сполучення з навколишнім повітрям, і заповнена плевральної рідиною, що зменшує тертя легких об стінки грудної порожнини при диханні. Так як легке знаходиться в грудній клітці в розтягнутому стані, то тиск в плевральній порожнині нижчий за атмосферний, т, е. Негативне. За рахунок негативного, тиску в плевральній порожнині легені слідують за грудною кліткою. Легкі при цьому розтягуються. У розтягнутому легкому тиск знижується, і за рахунок, різниці тиску атмосферне повітря через дихальні шляхи спрямовується в легені. Чим більше збільшується при вдиху об'єм грудної клітки, тим більше розтягуються легені, тим глибше вдих.
При розслабленні дихальних м'язів ребра опускаються до вихідного положення, купол діафрагми піднімається, обсяг грудної клітини, а, отже, і легких зменшується і повітря видихається назовні. У глибокому видиху беруть участь м'язи живота, внутрішні міжреберні та інші м'язи. Частота і величина дихання. Частота дихання у різних тварин різна і пов'язана з інтенсивністю обміну речовин. Вона зростає при підвищенні зовнішньої температури, збільшення фізичного навантаження, захворювання тварини.
Кількість повітря, яке тварина вдихає при спокійному диханні, називається дихальним, повітрям. У коня або корови він становить 5-6 л. Величиною дихання називають кількість повітря, що вдихається протягом 1 хв. Вона змінюється в залежності від напруженості роботи, годівлі та інших факторів. У коней в спокої величина дихання 40-50 л, при русі 80-90 л, а при перевезенні вантажів 400-450 л.
Чому в повітрі, що видихається кисню міститься більше, ніж в альвеолярному? Пояснюється це тим, що при видиху до альвеолярному повітрю домішується повітря, який знаходиться в органах дихання, в повітроносних шляхах.
Для газів, розчинених в рідині, вживається термін напруга, відповідний терміну парціальний тиск для вільних газів. Напруга тазів виражається в тих же одиницях, що і тиск (мм рт. Ст.). Якщо парціальний тиск газу в навколишньому середовищі вище, ніж напруга цього газу в рідині, то газ розчиняється в рідині.
Парціальний тиск кисню в альвеолярному повітрі 100-110 мм рт. ст. а в притікає до легким крові напруга кисню в середньому 60 мм рт. ст. тому в легких кисень з альвеолярного повітря переходить в кровь.Двіженіе газів відбувається за законами дифузії, згідно з якими газ поширюється із середовища, де парціальний тиск високий, в середу з меншим тиском.