47. Органы дыхания. Вентиляция легких. Механизм вдоха и выдоха.

Система органов дыхания обеспечивает поступление в организм кислорода и выведение углекислого газа, то есть обмен газов между атмосферным воздухом и кровью. У домашних животных газообмен происходит в легких, которые находятся в грудной клетке. Поочередное сокращение мышц вдыхателей и выдыхателей приводит к расширению и сужению грудной клетки, а вместе с ней и легких. Это обеспечивает всасывание воздуха через воздухопроводящие пути в легкие и его обратное выталкивание. Сокращениями дыхательных мышц управляет нервная система.

Во время прохождения по воздухопроводящим путям вдыхаемый воздух увлажняется, согревается, очищается от пыли, а также обследуется на запахи с помощью органа обоняния. С выдыхаемым воздухом из организма удаляется часть воды (в виде пара), избыток тепла, некоторые газы. В воздухопроводящих путях (гортани) воспроизводятся звуки.

Органы дыхания представлены носом и носовой полостью, гортанью, трахеей и легкими.

Акт вдоха (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной полости за счет сокращения мышц диафрагмы и наружных межреберных мышц. Эти мышцы называются инсператорами.

При поступлении импульсов из центра дыхания наружные межреберные мышцы сокращаются, клетка расширяется в продольном и поперечном направлениях. Расширению грудной полости спереди назад способствует и сокращение диафрагмы. В результате сокращения диафрагма уплощается и отходит назад. Грудная полость увеличивается в объеме, давление в ней понижается у крупных животных до 30 мм рт. ст., легкие следуют за расширением грудной клетки и воздух засасывается в них — происходит акт вдоха — инспирация. В процессе вдоха принимают участие и другие мышцы (грудные, брюшные и др.).

Между листками плевры отрицательное давление, что обеспечивает движения легких за изменением грудной полости. При проникновении воздуха в плевральную полость (пневмоторокс) легкие спадаются (ателектаз) и не следуют за дыхательными движениями грудной клетки.

Акт выдоха (экспирация). В конце вдоха мышцы инспираторы расслабляются, грудная клетка в силу своей тяжести и эластичности возвращается к исходному положению, диафрагма поддается вперед и ее купол становится выпуклым в грудную полость под действием  брюшных органов. Грудная полость уменьшается в объеме, из легких выжимается воздух, происходит выдох. В акте выдоха принимает участие внутренние межреберные мышцы, помогают мышцы живота, поперечные и прямые брюшные мышцы и др.

Во время выдоха альвеолы спадаются, но не слипаются, потому что внутренняя их поверхность покрыта нерастворимой в воде пленкой — сурфактантом.

Акт вдоха активный процесс, а выдоха — пассивный. Вдох короче выдоха.

48. Обмен газов в легких. Транспорт газов кровью.

Обмен газов в легких. Газообмен в легких зависит от частоты дыхания, уровня концентрации кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе и поддерживает нормальную концентрацию газов в крови.

Содержание газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе неодинаково. Во вдыхаемом содержится 20,94% кислорода, около 79,03 % азота, примерно 0,03 % углекислого газа, небольшое количество водных паров и инертных газов. В выдыхаемом воздухе остается 16 % кислорода, количество углекислого газа увеличивается до 4 %, содержание азота и инертных газов не изменяется, количество водных паров увеличивается. Разное содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе объясняет обмен газов в альвеолах. Вследствие диффузии кислород переходит из альвеол в кровеносные капилляры, а углекислый газ – обратно. Каждый из этих газов движется из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. 

Обмен газов между альвеолярным воздухом и венозной кровью, поступающей в капилляры лёгких, осуществляется через альвеоло-капиллярную мембрану, вследствие разности парциального давления О2 и СО2 в альвеолярном воздухе и венозной крови лёгочных капилляров. Переход О2 в ткани и удаление из них СО2 происходит также путём диффузии, вследствие разности парциального давления соответствующих газов. Потребление О2 и его использование для окисления поступивших с пищей веществ (этот процесс наз. биологическим окислением и составляет сущность тканевого Д.) происходит гл. обр. в митохондриях клеток при участии дыхат. ферментов, Д. регулируется рефлекторно и гуморально. Рефлекторные изменения активности дыхательного центра (совокупности нервных клеток, расположенных в разных отделах ц. н. с., преим. в ретикулярной формации продолговатого мозга) происходят под влиянием импульсов, поступающих от рецепторов лёгких и рецепторов отд. зон сердечно-сосудистой системы. Регуляция дыхат. ритма препятствует чрезмерному растяжению лёгких при вдохе и ограничивает выдох. Увеличение парциального давления СО2 и концентрации водородных ионов в крови ведёт к возбуждению дыхат. центра, углублению и учащению Д.