15.1.1.Физиологическая роль отрицательного давления в грудной полости.

Отрицательное давление служит непременным условием работы легких. Когда и при каких обстоятельствах давление в грудной полости становится ниже атмосферного? Это происходит при первом вдохе новорожденного. Дело в том, что у плода ребро фиксировано только в одной точке – головка ребра находится в суставной ямке тела позвонка, а у новорожденного (после первого вдоха) к этой точке добавляется вторая - бугорок ребра при этом раз и навсегда входит в суставную ямку позвонкового поперечно-реберного отростка. Именно поэтому при первом выдохе, последовавшем за первым вдохом, ребра уже никогда не возвращаются в исходное положение и грудная полость остается в несколько растянутом состоянии. В дальнейшем, вследствие неравномерного роста легких и грудной клетки (легкие растут медленнее) отрицательное давление еще более увеличивается. Оно постоянно изменяется при дыхании: при вдохе возрастает, а при выдохе – уменьшается. Так, например, у лошади эти значения соответственно колеблются от 30-35 мм рт. ст. до 8-10 мм рт. ст. Благодаря отрицательному давлению в грудной полости, легкие, несмотря на их эластическую тягу, в норме никогда не спадаются.

15.1.2.Механизм вдоха и выдоха.

Прежде всего, необходимо отметить, что легкие сами по себе не могут обеспечить эти два взаимосвязанных процесса. Осуществление вдоха и выдоха находится в прямой зависимости от функциональной деятельности дыхательной мускулатуры (инспираторов и экспираторов). При вдохе сокращается группа вдыхательных мышц, основными из которых являются наружные межреберные мышцы и диафрагма. Работа их приводит к увеличению объема грудной полости и снижению в ней давления. В результате этого легкие расширяются (они пассивно следуют за изменениями объема грудной полости). Увеличение объема легких, в свою очередь, сопровождается снижением давления внутри альвеол. Наступает момент, когда оно становится несколько ниже атмосферного (всего на 2-3 мм рт. ст.). Но этой разницы вполне достаточно для того, чтобы атмосферный воздух стал засасываться в легкие. Таким образом, вдох – акт исключительно активный. Так, например, при «выключении» из работы мышц-инспираторов вследствие применения в ветеринарной практике миорелаксантов (фармакологические препараты, вызывающие расслабление скелетной мускулатуры) вдох становится невозможным. Невозможен он и при попадании воздуха в плевральное пространство (пневмоторакс), т.к. с «исчезновением» отрицательного давления легкие спадаются (ателектаз).

Выдох начинается с расслабления мышц-инспираторов и включения в работу мышц-экспираторов (в основном, внутренних межреберных мышц и мышц живота), вследствие чего грудная клетка возвращается в исходное положение. Давление в грудной полости при этом повышается, что приводит к уменьшению объема легких и, соответственно, повышению внутриальвеолярного давления. Наконец, при достижении последним уровня больше атмосферного (разница может составлять лишь несколько мм рт.ст.) - воздух выходит из легких.Для имитации вышеизложенных механизмов вдоха и выдоха часто используют модель Дондерса (см. лабораторный практикум!). Движение грудной клетки при вдохе и выдохе можно записать графически. Такая кривая называется пневмограммой. Она отражает частоту и глубину дыхания. Частота дыхательных движений у животных в 1 минуту представлена в таблице:

лошадь – 8-16

корова – 10-30

свинья – 8-18

собака – 70-120

кошка – 10-25

кролик – 50-60

морская свинка – 100-150

По преимущественному сокращению мышц грудной клетки, диафрагмы или стенок живота дыхание делят на 3 типа: грудной (реберный), брюшной (диафрагмальный) и реберно-брюшной (смешанный). Последний тип дыхания является основным у животных при обычных физиологических условиях.