26 Дихання

Лекція 9

Дихання

План лекції

1. Суть процесу дихання.

2. Еволюція дихального апарата

3. Анатомічна будова системи органів дихання. Ср.

4. Легеневе дихання

   0. Механізм легеневого дихання

5. Характер кpовотоку в легенях

6. Зовнішнє дихання.

7. Переніс газів кров'ю

8. Клітинне дихання

9. Вплив змін умов навколишнього середовища на дихальну систему

10. Нервова регуляція дихання

11. Гуморальна регуляція дихання

12. Особливості дихання в птиць Захисні дихальні рефлекси

1. Суть процесу дихання.

Дихання в широкому розумінні — це сукупність реакцій біологічного окиснення органічних енерговмісних речовин з виділенням енергії, необхідної для підтримання процесів життєдіяльності організму. Біологічне окиснення може відбуватись як за участю кисню (аеробне дихання), так і без нього (анаеробне дихання).

Енергію, необхідну тваринам для життєдіяльності, поставляють реакції біологічного окислювання. Основною ознакою цих реакцій є переніс атомів водню з однієї молекули (донора водню) на іншу (акцептор водню) і переніс енергії на фосфорноефірний зв'язок. В клітинах тварин є ряд з'єднань, кожне з яких приймає атом водню (або його електрони) від попереднього з'єднання і віддає його наступному. Кінцевим акцептором водню в метаболізмі більшості тварин служить кисень, що утворює воду:

2Н⁺ + 2е + 0,5О₂ ® Н₂О

Організм може зберігати лише невеликий запас кисню у вигляді оксигемоглобіну крові або аналогічного йому оксиміоглобіну м'язів; тому для нормального обміну речовин організм повинен безупинно одержувати кисень.

У ряді реакцій від молекул субстрату відщеплюється СО_2. Цей процес, називається декарбоксилируванням, може відбуватися незалежно від використання кисню, але в більшості випадків використання кисню і відщіплення вуглекислого газу являють собою сполучені процеси. Вугільна кислота , що утворюється, повинна виводитися з клітин і рідин організму, тому що вона реагує з водою, створюючи вугільну кислоту Н₂СО₃. Сукупність процесів, за допомогою яких тваринні і рослинні клітини споживають кисень, віддають вуглекислоту і перекладають енергію у форму, доступну для використання, наприклад у форму енергії АТФ, називається диханням. Для дихання всім клітинам необхідне безупинне постачання киснем і видалення вуглекислоти і води. З огляду на це, можна дати таке визначення дихання: Дихання - це безупинний газообмін між організмом і зовнішнім середовищем.

Дихання вищих безхребетних і хребетних — це сукупність процесів надходження кисню в організм і його споживання клітинами, а також утворення і виведення з організму вуглекислого газу. У здійсненні надходження газів беруть участь два різних механізми.

Перший з них — дифузія — пасивний процес переходу дихальних газів крізь біологічні мембрани за градієнтом концентрацій — відбувається на межі між зовнішнім середовищем і кров'ю чи гемолімфою. Цей самий процес відбувається у тканинах: кисень з крові дифундує у тканинну рідину і далі до клітин, а вуглекислий газ — із клітин через тканинну рідину у кров.

Другий механізм — конвекція — активне перенесення кисню і вуглекислого газу — полягає у підведенні до дихальних органів середовища (води чи повітря), що містить кисень, у перенесенні його кров'ю, гемолімфою чи целомічною рідиною від дихальних органів до тканин, а також СО₂ — у зворотному напрямку. Активний транспорт газів характерний для багатоклітинних організмів.

У процесі дихання більшості багатоклітинних тварин виділяють три послідовних етапи: 1) зовнішнє дихання; 2) транспорт газів кров'ю; 3) внутрішнє, або тканинне, дихання.

Зовнішнє дихання, що є процесом надходження кисню із зовнішнього середовища до організму — у кров, гемолімфу або безпосередньо в тканинну чи целомічну рідину — і виведення з організму вуглекислого газу, характерне для всіх аеробних організмів. У одноклітинних організмів і нижчих багатоклітинних газообмін із зовнішнім середовищем здійснюється шляхом прямої дифузії газів через поверхню тіла. Спеціалізовані дихальні органи з'являються на досить пізніх етапах розвитку тваринного світу. До речі, дихальні рухи виникають раніше, ніж спеціалізовані дихальні органи. У тварин із шкірним диханням, наприклад у багатьох кільчастих червів, у яких немає органів дихання, спостерігаються коливні рухи тіла, не пов'язані з локомоцією, їх функція полягає у переміщенні, оновленні водного середовища навколо тіла тварини.