Respiră animale
Schimbul de gaze în plămâni: tranziția în plămâni a oxigenului din aerul alveolar în sânge și fluxul de dioxid de carbon din sânge în plămâni se supune modelelor descrise mai sus. Datorită lucrărilor marelui fiziolog rus Ivan Mikhailovici Sechenov, a devenit posibilă studierea compoziției gazului din sânge și a condițiilor pentru schimbul de gaze în plămâni și țesuturi.
Schimbul de gaze în plămâni are loc între aerul alveolar și sânge prin difuzie. Alveolele plămânilor se împletesc cu o rețea densă de capilare. Pereții alveolelor și pereții capilarelor sunt foarte subțiri, ceea ce facilitează penetrarea gazelor din plămâni în sânge și înapoi. Schimbul de gaz depinde de suprafața prin care se efectuează difuzia de gaze și de diferența de presiune parțială (tensiune) a gazelor difuzate. Astfel de condiții sunt în plămâni.
Diferența dintre tensiunea gazelor din sânge venos și presiunea sa parțială în aerul alveolar este oxigen 110-40 = 70 (mm Hg. V.), și dioxid de carbon pentru 47-40 = 7 (mm Hg. V.). Rata de difuzie a dioxidului de carbon din sânge este de 25 de ori mai mare decât cea a oxigenului, prin urmare, datorită diferenței de 7 mm Hg. Art. dioxidul de carbon are timp să iasă din sânge.
Schimbul de gaze în țesuturi. Schimbul de gaze în țesuturi are loc și datorită difuziei datorate diferenței de stres de oxigen și dioxid de carbon din sânge și țesuturi.
Transportul gazelor prin sânge. Suportul oxigenului din plămâni la țesuturi și dioxidul de carbon din țesuturi în plămâni este sângele. În sânge, ca în orice lichid, gazele pot fi în două stări: într-o stare dizolvată fizic și într-o formă chimică legată. Atât oxigenul cât și dioxidul de carbon se dizolvă într-o cantitate foarte mică în plasma sanguină. Cantitățile principale de oxigen și dioxid de carbon sunt transportate într-o formă legată chimic.
Principalul purtător al oxigenului este hemoglobina sângelui. Fiecare gram de hemoglobină leagă 1,34 ml de oxigen. Hemoglobina are capacitatea de a intra într-un compus cu oxigen, formând oximhemoglobină. Cu cât este mai mare presiunea parțială a oxigenului, cu atât se formează mai mult oxihemoglobină. În aerul alveolar, presiunea parțială a oxigenului este de 100-110 mm Hg. Art. În aceste condiții, 97% din hemoglobina din sânge se leagă de oxigen. Sub formă de oxihemoglobină, oxigenul este furnizat de sânge țesuturilor. Aici, presiunea parțială a oxigenului este scăzută, iar oxichemoglobina (compus instabilă) eliberează oxigenul, care este folosit de țesuturi. Legarea oxigenului de către hemoglobină este influențată de tensiunea de dioxid de carbon. Dioxidul de carbon reduce capacitatea hemoglobinei de a lega oxigenul și promovează disocierea oxihemoglobinei. Creșterea temperaturii reduce de asemenea posibilitatea de legare a oxigenului la hemoglobină. Se știe că temperatura din țesuturi este mai mare decât în plămâni, care sunt în permanență ventilate. Toate aceste condiții ajută la disocierea oxihemoglobinei, ca urmare a faptului că sângele eliberează oxigenul eliberat din compusul chimic în fluidul tisular.
Cu o pregătire specială, corpul este capabil să se adapteze la un conținut scăzut de oxigen în aerul atmosferic. Dioxidul de bioxid de carbon este transportat prin sânge sub formă de compuși chimici - carbonați de sodiu și potasiu. Legarea dioxidului de carbon și revenirea acestuia prin sânge depind de tensiunea acestuia în țesuturi și sânge. În plus, hemoglobina din sânge participă la transferul de dioxid de carbon.
Caracteristici ale păsărilor care respiră și scufundă animale. Păsările nu au o diafragmă, astfel încât expansiunea și contracția plămânilor depind de acțiunea mușchilor intercostali. Spre deosebire de plămânii mamifere la păsări, două bronhii trec prin plămâni și se termină cu sacuri de aer abdominale. Când păsările zburătoare este deosebit de important airbag axilar. În timpul inspirației, aerul intră parțial în sacul de aer, și parțial în cele mai fine ramuri ale bronhiilor, unde are loc schimbul de gaze. Când este expirat, aerul din airbaguri este trimis în bronhii și în trahee. Astfel, datorită sacilor de aer, păsările primesc aer atmosferic, atât în timpul inspirației, cât și în timpul expirării.
Din sacul de aer există anexe, unele dintre ele penetrează în oasele lungi ale extremităților. Pungile de aer participă la menținerea poziției normale a corpului păsării în timpul zborului. Acest lucru se realizează prin deplasarea centrului de greutate în funcție de gradul de umplere cu aer a anumitor sacuri de aer. Sistemul de păsări din aer este un rezervor de aer foarte amplu. Cantitatea de aer din sistem este de așa natură încât poate asigura schimbul de gaz chiar și în absența mișcărilor respiratorii. O astfel de rezervă de aer este necesară pentru păsări în timpul zborului.
În timpul zborului de păsări, datorită activității crescute a mușchilor pectorali, se produc cantități semnificative de căldură. Se crede că sacurile de aer datorită ventilației sporite și suprafeței mari de evaporare contribuie la răcirea corpului păsărilor și la protejarea acestora de supraîncălzire.
La animalele de scufundări (balene, etc.), lungimea și volumul cavității toracice sunt mărită, iar musculatura respiratorie este foarte dezvoltată. Deschiderile nazale sunt situate pe partea de sus a capului, ceea ce permite animalelor să respire fără a-și lipi capul din apă. Aerul din pasajele nazale cade doar în trahee și bronhii. În timpul scufundării, deschiderile nazale sunt închise și apa nu intră în tractul respirator. În plămânii animalelor scufundate, alveolele sunt de trei ori mai mari decât în plămânii animalelor de fermă mari. Balena de spermatozoizi nu se poate ridica la suprafața apei 80-100 min, balena albastră -20-30 min.
Reglarea respirației. Respirația animalelor este reglementată. Acesta poate fi frecvent, rar, mai adânc sau mai puțin adânc, în funcție de mai mulți factori. Modificările de respirație sunt influențate de impulsurile care vin în mușchii respiratori prin nervii centrifugi sau sub influența substanțelor chimice formate în organism.
explorator franceză Flourens și fiziolog rus NA: Mislavsky a constatat că, în bulbul rahidian au un grup de celule, a cărei distrugere conduce la o încetare a respirației. Acesta a fost începutul studiului centrului respirator. Centrul respirator este o complexă formată dintr-un centru de inspirație și un centru de expirație. Mai târziu, în măsură să demonstreze că centrul respirator are o structură mai complexă și reglarea proceselor respiratorii sunt implicate și, de asemenea, părțile suprapuse ale sistemului nervos central, care asigură modificări adaptive ale sistemului respirator la diferitele activități ale organismului. Un rol important în reglarea respirației aparține cortexului emisferelor cerebrale.
Centrul respirator produce ritmic impulsuri de excitație. Aceste impulsuri apar automat. Chiar și după ce impulsurile care ajung la centrul respirator prin centrele nervoase centripetale sunt complet dezactivate, activitatea ritmică poate fi detectată în ea. Automatismul centrului respirator este asociat cu procesele de schimb în el. Impulsurile ritmice sunt transmise de la centrul respirator prin neuroni centrifugi la mușchii respiratori și diafragma.
Modificarea respirației are loc reflexiv. Modificările respirației cu iritație dureroasă, iritarea organelor cavității abdominale, receptorii vaselor de sânge, a pielii, a receptorilor pentru tractul respirator.
O importanță deosebită în reglarea respirației sunt impulsurile care provin de la receptorii mușchilor respiratori și de la receptorii plămânilor înșiși. Impulsurile din plămâni oferă alternanță de inspirație și de expirare. Se întâmplă așa. Când inhalarea, când plămânii sunt întinse, receptorii iritată în pereții impulsuri luminoase de receptorii de lumină ale fibrelor centripete ajunge la centrul respirator, inhiba centrul inspirator și excită centrul expirator. Ca rezultat, mușchii respiratorii sunt relaxate, toracele este coborât, diafragma ia forma cupolei, volumul scade torace și expirația. Prin urmare, ei spun că respirația refreează reflexiv expirația. În timpul expirării, plămânii dispar, centrul de expirație este inhibat reflexiv, iar centrul inspirator este excitat.
Cortexul cerebral participă la reglarea respirației. Cu ajutorul său, cea mai bună adaptare a respirației la nevoile organismului este asigurată în legătură cu modificările condițiilor mediului extern și ale activității vitale a organismului.
Compoziția chimică a sângelui, în special compoziția acestuia, are un mare efect asupra stării centrului respirator. Aceasta a fost prezentată pentru prima oară într-un experiment cu circulație încrucișată. Cei doi câini, sub anestezie, se taie arterele carotide care transporta sânge la cap, iar prin tuburile au fost combinate, astfel încât sângele din corpul primului câine a ajuns la capul celui de al doilea, iar sângele din corpul celui de al doilea câine a venit în minte mai întâi. Traumatismul traheal la primul câine a cauzat dificultăți de respirație în al doilea și invers. A fost din cauza sângelui câinelui. care a suferit de trahee, a acumulat o cantitate mare de dioxid de carbon. Astfel de sânge, saturat cu dioxid de carbon, a ajuns la capul unui alt câine, la spălat și a stârnit centrul respirator pentru activitate activă. Prin urmare, al doilea câine a avut, de asemenea, mișcări frecvente respiratorii (dispnee). Experimentele ulterioare cu introducerea unei soluții care conține dioxid de carbon într-o regiune determinată a medulla au confirmat această poziție.
Referințe: Khripkov AG, și colab., Fiziologia animalelor: Proc. alocație pentru electives. curs pentru studenți IX-X cl. / AG Khripkov, A: B. Kogan, AP Kostin; Ed. A. G. Khripkovoy. - ed. 2 Pererab. - M. Enlightenment, 1980.-192 p. il.; 2 litri. il.