АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Дихання наземних хребетних тварин.

Земноводні - перша група тварин, які принаймні частину свого життя проводять на суші. З виходом хребетних тварин із води на сушу відбувався подальший розвиток органів для дихання повітрям. Земноводні є перехідною групою між тваринами з водно-зябровим і повітряно-легеневим типами дихання. Як наземні тварини вони втратили зябра і в дорослому віці дихають легенями, але їхні легені ще недосконалі. У хвостатих амфібій це один або два гладкостінних мішечки, а у безхвостих - парний мішечок, розділений перегородками на чарунки (комірки), що деякою мірою збільшує поверхню легень. Проте у жаби, наприклад, поверхня легень не перевищує 2/3 поверхні тіла, тоді як у ссавців вона в 50-100 разів більша від поверхні тіла. Очевидно, що легеневе дихання не може повністю забезпечити газообмін у земноводних, і тому майже половина О₂ і до 80 % СО₂ у них обмінюється через шкіру, а деякі види саламандр взагалі не мають легень і дихають виключно через шкіру.

Земноводні - це єдиний клас тварин, у яких функціонує нагнітальний механізм дихайння повітря в легені надходить під позитивним тиском. Тварина, відкриваючи ніздрі та опускаючи дно ротової порожнини, заповнює її повітрям, а потім при закритих ніздрях і відкритій голосовій щілині різким скороченням дна ротової порожнини виштовхує повітря в легені. Одночасно розслаблюються м'язи стінок черева. Видих у жаби також активний - за рахунок скорочення мускулатури черевних стінок. Ці особливості дихального акту у амфібій пов'язані з двома обставинами. По-перше, у них ще зберігається властивий рибам ротоглотковий тип вентиляції дихального апарату, по-друге, у зв'язку з атрофованими ребрами і відсутністю діафрагми і тварини фактично не мають герметичної грудної клітки, яка могла б створювати негативний тиск навколо легень і засмоктувати повітря.

Плазуни, як переважно наземні сухопутні тварини, захистили свою шкіру від висихання роговими утворами і втратили здатність до шкірного дихання. Відповідно значно зросла ефективність легеневого дихання. По-перше, в легенях збільшилась кількість перегородок і чарунок, внаслідок чого збільшилася поверхня газообміну. По-друге, у плазунів з'явились ребра та міжреброві м'язи, завдяки чому дихання почало відбуватись під негативним тиском, тобто повітря засмоктується в легені. До того ж продовжує працювати ротоглотковий апарат, вентилюючи повітря в ротовій порожнині. По-третє, збільшилась також частота дихальних рухів, хоча рівень вентиляції легень і газообмін ще далекі від тих. які є у гомойотермних тварин.

У птахів дихання виключно легеневе. Оскільки вони, як і ссавці, мають значно вищий обмін речовин та енергетичні витрати, це зумовило істотне збільшення легеневої вентиляції та газообміну. Будова легень та їх вентиляція у птахів досить специфічні. Це невеликий компактний

нееластичний і, отже, не здатний до розтягання парний орган. У легенях птахів немає альвеол, замість них функціонують дуже тонкі (10-20 мкм діаметром) бронхіоли, оплетені густою сіткою капілярів. Завдяки великій кількості таких бронхіол легені мають велику поверхню для газообміну. Птахи мають подвійне дихання: як на вдиху, так і на видиху легені заповнені повітрям, вміст О₂ і СО₂ в якому не відрізняється від атмосферного. Такий ефект досягається завдяки участі в дихальному процесі повітряних мішків. Ці тонкостінні, добре розтягувані органи змінюють від вдиху до видиху свій об'єм, який може досягати до 20% об'єму тіла. Проте газообмін у повітряних мішках не відбувається, вони лише вентилюють легені.

Залежно від розташування повітряні мішки отримали назву шийних, міжключичних, передньогрудних, задньогрудних і черевних. Від них відходять відростки, проникаючі в кістки кінцівок, а також в грудину, ребра, хребці і підшкірну сполучну тканину. Повітряні порожнини досягають великої ємкості. Розрізняють передні і задні повітряні мішки. Під час вдиху переді й задні мішки розтягуються і засмоктують повітря: передні при цьому витягують повітря з легень, засмоктуючи в них атмосферне повітря із задніх мішків, які заповнюються атмосферним повітрям, що проходить із легень через первинні бронхи, обминаючи бронхіоли. Під час видиху мішки спадаються: передні мішки виштовхують свій вміст назовні, а задні спрямовують його до легень. Одночасно з легень виходить назовні використане повітря. Такий ефективний механізм вентиляції легень у птахів забезпечує їм дуже високий рівень метаболізму.

Під час польоту за рахунок скорочень м'язів, що спричинюють махальні рухи крила, різко зростають зміни об'єму повітряних мішків: під час піднімання крила вони розтягуються, з опусканням спадаються. Відповідно зростають вентиляція легень і газообмін, що необхідно для покриття енерговитрат, які, наприклад, у голуба під час польоту зростають у 25-30 разів. У багатьох птахів під час польоту дихальні рухи синхронізуються з рухами крил. Крім того, повітряні мішки значно знижують питому вагу птахів, що дуже важливо при польоті і, мабуть зменшує тепловіддачу, оскільки повітря володіє малою теплопровідністю.

Ссавці - це єдиний клас тварин, легені яких мають альвеолярну будову, завдяки чому поверхня газообміну легень у людини досягає 100 м². Для ссавців характерна добре розвинена герметична грудна клітка, утворена ребрами, хребтом, грудниною, а також міжребровими м'язами і діафрагмою. Завдяки скороченням дихальних м'язів відбуваються зміни об'єму грудної клітки, внаслідок чого вдих здійснюється під негативним, а видих під позитивним тиском у легенях.

Існує обернена залежність інтенсивності газообміну від розмірів тіла тварин. Це пов'язано зі зменшенням інтенсивності метаболізму у великих тварин і відповідно зменшенням поглинання ними кисню. В цілому кількість спожитого кисню пропорційна поверхні тіла і так само, як поверхня газообміну та дифузійна здатність легень, відносно більша у дрібних тварин.

Досить специфічну групу щодо будови і функціонування дихальної системи становлять ссавці, які вторинно перейшли до життя виключно у водному середовищі. Кити, кашалоти, дельфіни здебільшого перебувають під водою і весь цей час (до 1,5 год у кашалота) позбавлені можливості вентилювати легені. Лише в момент іноді дуже короткого виходу на поверхню води вони здійснюють швидкий одноразовий акт видиху-вдиху. При цьому повітря в легенях оновлюється на 85%. Така висока ефективність вентиляції досягається завдяки значній пружності легень і потужній мускулатурі грудної клітки. Дихало (один або два носових отвори) має потужний м'язовий сфінктер, який під час перебування під водою перешкоджає надходженню води до дихальної системи і відкривається лише під час виходу на поверхню води. В легенях міститься велика кількість м'язових волокон навколо не тільки бронхів, а й альвеол. Скорочуючись, вони збільшують тиск повітря в альвеолах, сприяючи повнішій віддачі кисню в кров під час тривалого перебування тварини під водою.

Дата добавления: 2015-11-25 | Просмотры: 1473 | Нарушение авторских прав