48. Внешнее и внутреннее дыхание

Дыхание - это совокупность процессов, обеспечивающих доставку к тканям кислорода, его утилизацию тканями и удаления из тканей и организма углекислого газа. 

Нормальное напряжение кислорода в артериальной крови 100 мм рт. ст., а углекислого газа 45 мм рт. ст.

Различают внешнее и внутреннее (тканевое) дыхания. Внешнее дыхание - это поступление кислорода в легкие и газообмен между воздухом альвеол и кровью малого круга. Внутреннее дыхание - утилизация кислорода в тканях, т. е. его участие в окислительно-восстановительных реакциях. Этот процесс протекает в митохондриях.

Между внешним и внутренним дыханием имеется промежуточное звено - транспорт газов кровью. Обеспечивается не дыхательной системой, а сердечно-сосудистой системой и системой крови.

Систему дыхания рассматривают как функциональную систему - совокупность органов, совместная деятельность которых направлена на достижение конечного полезного результата.

45. Нервная регуляция деятельности сердца. Центральная нервная система постоянно контролирует работу сердца посредством нервных импульсов. Внутри полостей самого сердца и в стенках крупных сосудов расположены нервные окончания — рецепторы, воспринимающие колебания давления в сердце и сосудах. Импульсы от рецепторов вызывают рефлексы, влияющие на работу сердца. Существуют два вида нервных влияний на сердце: одни — тормозящие, т. е. снижающие частоту сокращений сердца, другие — ускоряющие. Импульсы передаются к сердцу по нервным волокнам от нервных центров, расположенных в продолговатом и спинном мозге. Влияния, ослабляющие работу сердца, передаются по парасимпатическим нервам, а усиливающие его работу — по симпатическим. Например, у человека учащаются сокращения сердца, когда он быстро встает из положения лежа. Дело в том, что переход в вертикальное положение приводит к накоплению крови в нижней части туловища и уменьшает кровенаполнение верхней части, особенно головного мозга. Чтобы восстановить кровоток в верхней части туловища, от рецепторов сосудов поступают импульсы в центральную нервную систему. Оттуда к сердцу по нервным волокнам передаются импульсы, ускоряющие сокращение сердца. Эти факты — наглядный пример саморегуляции деятельности сердца. Болевые раздражения также изменяют ритм сердца. Болевые импульсы поступают в центральную нервную систему и вызывают амедление или ускорение сердцебиений. Мышечная работа всегда сказывается на деятельности сердца. Включение в работу большой группы мышц по законам рефлекса возбуждает центр, ускоряющий деятельность сердца. Большое влияние на сердце оказывают эмоции. Под воздействием положительных эмоций люди могут совершать колоссальную работу, поднимать тяжести, пробегать большие расстояния. Отрицательные эмоции, наоборот, снижают работоспособность сердца и могут приводить к нарушениям его деятельности.

49. Перенос газов с кровью

    Перенос (транспорт) дыхательных газов, кислорода,  O2  и двуокиси углерода,  СO2  с кровью - это второй из трёх этапов дыхания: 1. внешнее дыхание, 2. транспорт газов кровью, 3. клеточное дыхание.   Жизнь высших животных зависит от снабжения организма кислородом. Главное назначение кислорода - обеспечение процесса дыхания.      Конечные этапы дыхания, тканевое дыхание, биохимическое окисление являются частью метаболизма. В процессе метаболизма образуются конечные продукты, главным из которых является двуокись углерода Условием нормальной жизнедеятельности является своевременное удаление двуокиси углерода из организма. Система дыхания предназначена для доставки в организм кислорода и для удаления двуокиси углерода из организма. Взаимодействующая с системой дыхания система кровообращения с кровью переносит кислород и двуокись углерода от лёгких системы дыхания к тканям, где осуществляется метаболизм.      Большая часть кислорода,  O2 , необходимого для осуществления метаболизма, переносится от лёгких к тканям c кровью в виде химических соединений с гемоглобином. Реакции связывания и высвобождения кислорода гемоглобином возможны при определенных условиях. Главным из них является концентрация кислорода, растворенного в крови.       Реакции связывания кислорода в крови и его высвобождения в тканях - химические реакции, обеспечивающие перенос кислорода с кровью от лёгких к тканям.  Двуокись углерода,  СO2  - конечный продукт метаболизма в клетках - переносится с кровью к лёгким и удаляется через лёгкие во внешнюю среду. Так же как и кислород, двуокись углерода может переноситься как в виде физического раствора, так и в составе химических соединений. Химические реакции связывания  СO2  несколько сложнее, чем реакции связывания кислорода.      Механизмы управления переносом двуокиси углерода взаимодействуют с механизмами регулирования кислотно-щелочного равновесия крови, регулированием внутренней среды организма в целом.

50. Механизм вдоха и выдоха При спокойном дыхании импульсы дыхательного центра неодинаково поступают в момент вдоха и выдоха к мышцам. Вдох - активный процесс, выдох - пассивный.

Активный вдох - начинается под действием импульсов из инспираторных нейронов центральной нервной системы. В результате сокращаются инспираторные мышцы, размеры грудной клетки увеличиваются, лёгкие пассивно увеличиваются в объёме, давление внутри лёгких падает и в результате разности давлений воздух поступает в лёгкие.

Пассивный выдох - прекращается импульсация от инспираторных нейронов и инспираторные мышцы расслабляются, объём грудной клетки уменьшается, давление внутри лёгких увеличивается, воздух выходит из лёгких в окружающёю среду.

При форсированном дыхании и некоторых заболеваниях может быть пассивный вдох и активный выдох.

Активный выдох - поток импульсов от экспираторных нейронов центральной нервной системы идёт к экспираторным мышцам, вызывая их сокращение, объём грудной клетки и лёгких уменьшается, давление в лёгких увеличивается - воздух выталкивается в окружающую среду.

Пассивный вдох - поток импульсов от экспираторных нейронов прекращается, экспираторные мышцы расслабляются, объём грудной клетки и лёгких увеличивается, давление в лёгких снижается, воздух поступает в лёгкие из окружающей среды.

При вдохе давление в лёгких на 1,5-2 мм рт. ст. меньше атмосферного, при выдохе - на 3-4 мм рт. ст. больше.

51. Общая и жизненная емкость легких, методы определения. Газообмен в легких и тканях. Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) — максимальное количество воздуха, выдыхаемое после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ является одним из основных показателей состояния аппарата внешнего дыхания, широко используемым в медицине.

  Вместе с остаточным объемом, т.е. объемом воздуха, остающегося в легких после самого глубокого выдоха, ЖЕЛ образует общую емкость легких (ОЕЛ). В норме ЖЕЛ составляет около ³/₄ общей емкости легких и характеризует максимальный объем, в пределах которого человек может изменять глубину своего дыхания. При спокойном дыхании здоровый взрослый человек использует небольшую часть ЖЕЛ: вдыхает и выдыхает 300—500 мл воздуха (так называемый дыхательный объем). При этом резервный объем вдоха, т.е. количество воздуха, которое человек способен дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха, и резервный объем выдоха, равный объему дополнительно выдыхаемого воздуха после спокойного выдоха, составляет в среднем примерно по 1500 мл каждый. Во время физической нагрузки дыхательный объем возрастает за счет использования резервов вдоха и выдоха.

Определяют ЖЕЛ с помощью спирографии. Величина ЖЕЛ в норме зависит от пола и возраста человека, его телосложения, физического развития, а при различных заболеваниях она может существенно уменьшаться, что снижает возможности приспособляемости организма больного к выполнению физической нагрузки. Для оценки индивидуальной величины ЖЕЛ на практике принято сравнивать ее с так называемой должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ), которую вычисляют по различным эмпирическим формулам. Так, исходя из показателей роста обследуемого в метрах и его возраста в годах (В), ДЖЕЛ (в литрах) можно рассчитать по следующим формулам: для мужчин ДЖЕЛ = 5,2рост — 0,029В — 3,2; для женщин ДЖЕЛ = 4,9рост — 0,019В — 3,76; для девочек от 4 до 17 лет при росте от 1 до 1,75 м ДЖЕЛ = 3,75рост — 3,15; для мальчиков того же возраста при росте до 1,65 м ДЖЕЛ = 4,53рост — 3,9, а при росте свыше 1,65 м —ДЖЕЛ = 10рост — 12,85.

Превышение должных значений ЖЕЛ любой степени не является отклонением от нормы, у физически развитых лиц, занимающихся физкультурой и спортом (особенно плаванием, боксом, легкой атлетикой), индивидуальные значения ЖЕЛ иногда превышают ДЖЕЛ на 30% и более. ЖЕЛ считается сниженной, если ее фактическая величина составляет менее 80% ДЖЕЛ.

Газообмен в легких происходит путем диффузии. Кислород через тонкие стенки альвеол и капилляров поступает из воздуха в кровь, а углекислый газ из крови в воздух. Диффузия газов происходит в результате разности их концентраций в крови и в воздухе. Кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином, кровь становится артериальной и направляется в ткани. В тканях происходит обратный процесс: кислород за счет диффузии переходит из крови в ткани, а углекислый газ, наоборот, переходит из тканей в кровь. Это происходит до тех пор, пока. их< концентрации не сравняются.

53. Особенности дыхания у птиц. Дыхательная система птиц, если не самая совершенная, то самая сложная среди позвоночных. В дыхательных путях мертвый объем ограничивается только трахеей, а воздух движется через легкие только в одном направлении, при чем полный цикл воздух совершает за две пары дыхательных движений (вдох-выдох-вдох-выдох), так называемое двойное дыхание. Дыхательные пути птиц начинаются с ноздрей, продолжаются в носовую полость и верхнюю гортань, за гортанью следует трахея, длина и количество хрящевых колец в которой у разных птиц сильно варьируют, затем в месте разветвления трахеи на два бронха находится нижняя гортань птиц (сиринкс), которая является основным голосовым аппаратом птиц. Бронхи, войдя в легкое, отдают вторичные бронхи, частично выходящие за пределы легкого и образующие воздушные мешки, располагающиеся в различных частях тела птицы. Вторичные бронхи сообщаются между собой многочисленными парабро

Воздушные мешки в несколько раз превосходят легкие по объему. Воздушные мешки расположены между внутренними органами, между мышцами, под кожей и сообщаются с некоторыми полостями костей. Мешки не принимают участия в газообмене, они выполняют множество функций, среди которых наиболее важные это обеспечение вентиляции легких и теплоотдачанхами, оплетенными сетью кровеносных капилляров.

Существует пять пар воздушных мешков и один непарный. Их так же разделяют на передние и задние. Передние: шейные, межключичные и переднегрудные, задние: заднегрудные, брюшные и межключичный (непарный). Задние мешки больше передних.

Основная особенность дыхания птиц - легкие, не подлежащие растяжению, заключенные в жесткую грудную клетку, которая не меняет своего объема. Поэтому легкие продуваются воздухом через систему бронхов, а движение воздуха обеспечивается изменением объема дыхательных мешков. Воздух при вдохе по трахее и первичным бронхам попадает преимущественно в задние мешки, при выдохе продвигается в легкие. При втором вдохе воздух из легких попадает в передние мешки, при втором выдохе выходит наружу.

54. Пищеварение в полости рта. Пищеварение начинается в ротовой полости, где происходит механическая и химическая обработка пищи. Механическая обработка заключается в измельчении пищи, смачивании ее слюной и формировании пищевого комка. Химическая обработка происходит за счет ферментов, содержащихся в слюне.

В полость рта впадают протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушных, подчелюстных, подъязычных и множества мелких желез, находящихся на поверхности языка и в слизистой оболочке нёба и щек.

Околоушные железы и железы, расположенные на боковых поверхностях языка, — серозные (белковые). Их секрет содержит много воды, белка и солей. Железы, расположенные на корне языка, твердом и мягком нёбе, относятся к слизистым слюнным железам, секрет которых содержит много муцина. Подчелюстные и подъязычные железы являются смешанными

59. Пищеварение в многокамерном желудке. Желудок у жвачных сложный многокамерный. Состоит из руб­ца, сетки, книжки и сычуга — истинного желудка. Рубец, сетка, книжка —преджелудки, не имеют желез, образующих пи­щеварительный сок, слизистая оболочка их покрыта многослой­ным ороговевающим эпителием и образует выступы — сосочки в рубце, складки (ячейки) в сетке, листочки в книжке. В предже-лудках претерпевают превращения белки, жиры и углеводы (в больших количествах клетчатка) под действием внутриклеточных и внеклеточных ферментов микроорганизмов— бактерий, простейших и грибов. Преоб­ладают целлюлозолитические (продуцирующие фермент целлюлазу, которая расщепляет клетчатку) и протеолитические (рас­щепляющие белки) бактерии, много и бактерий, расщепляющих небелковые азотистые продукты, крахмал, липиды, сбраживаю­щие глюкозу.

Простейших содержится меньше, они также обладают высокой протеолитической, гликолитической и липолитической способно­стью.

Под влиянием протеиназ и пептидаз белки расщепляются сна­чала до пептидов, затем до аминокислот. Большая часть амино­кислот дезаминирует с образованием аммиака. Аммиак использу­ется микроорганизмами для синтеза собственных белков в связи с размножением. Микроорганизмы синтезируют протоплазмати-ческие углеводы, фосфолипиды. Аммиак всасывается в кровь и в печени превращается в мочевину, которая через кровь снова по­ступает через стенку и со слюной в рубец, где под действием фер­мента бактерий уреазы расщепляется, превращаясь в аммиак, ко­торый используют микроорганизмы.

Крахмал, дисахариды и другие углеводы гликолитическими ферментами микроорганизмов расщепляются до моносахаридов.

Клетчатка {в основном целлюлоза) под действием фермента целлюлазы целлюлозолитических бактерий расщепляется вначале до целлобиозы, затем до глюкозы. Глюкоза подвергается сбражи­ванию до низкомолекулярных жирных кислот — уксусной, пропи-оновой, масляной (летучие жирные кислоты). Летучие жирные кислоты (ЛЖК) всасываются в кровь и используются как источ­ник энергии.

Липиды (сырой жир) подвергаются действию липолитических бактерий, расщепляются на моноглицериды, жирные кислоты, глицерин. Глицерин сбраживается с образованием летучих жир­ных кислот. Жирные кислоты подвергаются гидрогенизации, пре­вращаясь в насыщенные кислоты, которые используют микроор ганизмы для синтеза липидов. Микроорганизмы синтезируют во­дорастворимые витамины.

Ферментация корма в преджелудках сопровождается образова­нием газов: СО₂, СН₄, Ы₂, О₂, Н₂ (300...700 л в сутки). Образующи­еся газы отрыгиваются, создают оптимальную для микроорганиз­мов газовую среду.

Пищеварение в преджелудках сопровождается их сократитель­ной деятельностью. Сократительная деятельность осуще­ствляется циклами: сокращается сетка, за ней преддверие рубца, далее дорсальный мешок, вентральный мешок, каудодорсальный и каудовентральный выступы рубца. Через 2...3 цикла сокращает­ся книжка. Количество циклов 7...14 за 5 мин.

Пищеварение в преджелудках связано со жвачным процессом (жвачкой) — отрыгиванием из преджелудков порциями принятого корма, повторным пережевыванием и проглатыванием. Жвачный процесс осуществляется периодами (жвачные периоды): 8...16раз в сутки, продолжительность 30...50 мин. Значительная часть ко­нечных продуктов ферментации в преджелудках всасывается.

Регуляция всех процессов осуществляется рефлекторно с рецепторов преджелудков через блуждающие и чревные нервы, не­рвный центр, расположенный в продолговатом мозге и вышеле­жащих отделах головного мозга.

Рефлекторно с хеморецепторов слизистой оболочки предже­лудков, обусловливается непрерывная секреция слюны (рН 8,4) околоушными слюнными железами. Слюна нейтрализует кислые продукты, образующиеся при брожении. Так поддерживается близкая к нейтральной реакция содержимого преджелудков

63. Особенности пищеварения у лошадей и свиней. Желудок у лошади относительно небольшой (вместимость 8...16 л); две пятых его поверхности не имеет желез — слепой ме­шок. Принимаемый корм располагается послойно. Пер­вые порции корма распределяются по периферии, последующие втискиваются в середину и раздвигают стенки желудка. Послой­ное расположение корма происходит и в пилорической части же­лудка. Потребляемая вода по малой кривизне быстро проходит в пилорическую часть желудка и кишечник. Кардиальный и пило-рический сфинктеры располагаются на близком расстоянии друг от друга.

Сократительная деятельность желудка слабая. Корм не переме­шивается по нескольку часов. Желудочный сок, следовательно, не может быстро пропитать содержимое желудка (пропитывает слои

постепенно в течение 1...2ч), что способствует длительному раз­витию гликололитических процессов (за счет ферментов корма, микроорганизмов и слюны).

В области слепого мешка обитает микрофлора —лактобацил-лы, стрептококки и дрожжевые грибы. Они обеспечивают бакте­риальное молочнокислое брожение одновременно с ферментаци­ей белка под влиянием ферментов желудочного сока в фундаль­ной части желудка.

В фундальной и пилорической частях желудка постепенно на­растает ферментация белков под действием пепсина. Конечными продуктами бактериального брожения являются молочная, уксус­ная, масляная кислоты и газы — Н₃ и СО₂. В желудке лошади клетчатка не расщепляется, так как отсутствует целлюлозолити-ческая микрофлора.

Механизм возбуждения и регуляции секреторной и сократи­тельной деятельности такой же, как у других видов животных. Время интенсивного желудочного пищеварения 6ч.

ОСОБЕННОСТИ ЖЕЛУДОЧНОГО ПИЩЕВАРЕНИЯ У СВИНЬИ Желудок у свиней однокамерный. Вместимость 6,5...9 л. В области малой кривизны находится безжелезистая зона; вдоль большой кривизны располагается большая кардиальная зона. В начальной части кардиальной зоны имеется выступ — диверти­кул. Только в фундальной (30%) и пилорической {20 %) зонах имеются железы. Железы фундальной зоны состоят из обкладочных и главных клеток, которые продуцируют кис­лый секрет, содержащий соляную кислоту (0,20...0,40 %) и фер­менты пепсиноген, реннин и липазу. В пилорической зоне же­лезы состоят из главных и добавочных клеток, продуцирующих щелочной секрет.

Принимаемый корм располагается послойно и не перемешива­ется по нескольку часов. Сократительная деятельность желудка после приема корма нарастает постепенно.

Желудочный сок в небольших количествах выделяется посто­янно, даже при отсутствии корма в желудке. Кормление усиливает сокоотделение.

До 20 % легкорастворимых угле­водов расщепляется в желудке (в ди­вертикуле и верхней части кардиаль-ной зоны) под действием амилазы и глюкозидазы слюны и бактериально­го брожения до мальтозы, глюкозы, молочной, масляной и уксусной кис­лот. В фундальной и пилорической зонах происходит расшепление бел­ков и жиров. У свиней происходит периодический заброс кишечного содержимого в желудок — регургита-ция.

Эвакуация содержимого из желудка в кишечник наиболее ин­тенсивно происходит в первые 3 ч. Время желудочного пищеваре-ия около 9 ч.