Millise looma puhul toimub gaasivahetus atmosfääriõhu ja vere vahel läbi naha? Mis on gaasivahetus veres, kopsudes ja kudedes? Gaasivahetuse omadused

Mis on gaasivahetus? Ilma selleta ei saa peaaegu midagi teha Elusolend. Gaasivahetus kopsudes ja kudedes, samuti veri aitab toita rakke toitaineid. Tänu temale saame energiat ja elujõudu.

Mis on gaasivahetus?

Elusorganismid vajavad eksisteerimiseks õhku. See on segu paljudest gaasidest, mille põhiosadeks on hapnik ja lämmastik. Mõlemad gaasid on olulised komponendid organismide normaalse funktsioneerimise tagamiseks.

Evolutsiooni käigus erinevad tüübid on välja töötanud oma seadmed nende saamiseks, mõnel on arenenud kopsud, teistel on lõpused ja teised kasutavad ainult nahka. Nende elundite abil toimub gaasivahetus.

Mis on gaasivahetus? See on väliskeskkonna ja elusrakkude interaktsiooni protsess, mille käigus toimub hapniku ja süsinikdioksiidi vahetus. Hingamise ajal siseneb hapnik kehasse koos õhuga. Kõiki rakke ja kudesid küllastades osaleb see oksüdatiivses reaktsioonis, muutudes süsinikdioksiidiks, mis eritub organismist koos teiste ainevahetusproduktidega.

Gaasivahetus kopsudes

Iga päev hingame sisse rohkem kui 12 kilogrammi õhku. Kopsud aitavad meid selles. Need on kõige mahukamad organid, mis suudavad ühe sügava hingetõmbega hoida kuni 3 liitrit õhku. Gaasivahetus kopsudes toimub alveoolide abil - arvukad mullid, mis on läbi põimunud veresoontega.

Õhk siseneb neisse ülemise kaudu Hingamisteed, läbides hingetoru ja bronhid. Alveoolidega ühendatud kapillaarid võtavad õhku ja levitavad seda kogu vereringesüsteemis. Samal ajal eraldavad nad alveoolidesse süsihappegaasi, mis väljub kehast koos väljahingamisega.

Alveoolide ja veresoonte vahelist vahetusprotsessi nimetatakse kahepoolseks difusiooniks. See toimub vaid mõne sekundiga ja toimub rõhuerinevuse tõttu. Hapnikuga küllastunud atmosfääriõhus on rohkem hapnikku, mistõttu see tormab kapillaaridesse. Süsinikdioksiidil on väiksem rõhk, mistõttu see surutakse alveoolidesse.

Tiraaž

Ilma vereringe gaasivahetus kopsudes ja kudedes oleks võimatu. Meie keha läbivad palju erineva pikkuse ja läbimõõduga veresooni. Neid esindavad arterid, veenid, kapillaarid, veenilaiendid jne. Veri ringleb veresoontes pidevalt, hõlbustades gaaside ja ainete vahetust.

Gaasivahetus veres toimub kahe vereringe kaudu. Hingamisel hakkab õhk liikuma suure ringina. Seda kandub veres, seondudes erilise valguga, mida nimetatakse hemoglobiiniks ja mida leidub punastes verelibledes.

Alveoolidest siseneb õhk kapillaaridesse ja seejärel arteritesse, suundudes otse südamesse. Meie kehas täidab see võimsa pumba rolli, pumbates hapnikuga küllastunud verd kudedesse ja rakkudesse. Need omakorda vabastavad süsihappegaasiga täidetud verd, saates selle veenide ja veenide kaudu tagasi südamesse.

Parema aatriumi läbimisel lõpetab venoosne veri suure ringi. See algab paremast vatsakesest, mille kaudu pumbatakse verd. See liigub läbi arterite, arterioolide ja kapillaaride, kus see vahetab õhku alveoolidega, et tsükkel uuesti alustada.

Vahetus kudedes

Niisiis, me teame, mis on gaasivahetus kopsude ja vere vahel. Mõlemad süsteemid transpordivad ja vahetavad gaase. Kuid võtmeroll on kangastel. Peamised protsessid, mis muudavad keemiline koostisõhku.

Küllastab rakud hapnikuga, mis käivitab neis rea redoksreaktsioone. Bioloogias nimetatakse neid Krebsi tsükliks. Nende rakendamiseks on vaja ensüüme, mis tulevad ka verega.

Protsessi käigus moodustuvad sidrun-, äädik- ja muud happed, tooted rasvade, aminohapete ja glükoosi oksüdeerimiseks. See on üks olulisemaid etappe, mis kaasneb kudede gaasivahetusega. Selle käigus vabaneb kõigi keha organite ja süsteemide tööks vajalik energia.

Reaktsiooni läbiviimiseks kasutatakse aktiivselt hapnikku. See oksüdeerub järk-järgult, muutudes süsinikdioksiidiks - CO 2 -ks, mis vabaneb rakkudest ja kudedest verre, seejärel kopsudesse ja atmosfääri.

Gaasivahetus loomadel

Paljude loomade keha ja organsüsteemide struktuur on oluliselt erinev. Imetajad on inimesega kõige sarnasemad. Väikestel loomadel, näiteks planaarial, pole keerulised süsteemid ainevahetuse jaoks. Nad kasutavad hingamiseks oma väliskatteid.

Kahepaiksed kasutavad hingamiseks nahka, suud ja kopse. Enamikul vees elavatel loomadel toimub gaasivahetus lõpuste abil. Need on õhukesed plaadid, mis on ühendatud kapillaaridega ja transpordivad veest hapnikku neisse.

Lülijalgsetel, näiteks tuhatjalgsetel, metsatäiel, ämblikel ja putukatel, ei ole kopse. Neil on kogu keha pinnal hingetoru, mis suunab õhu otse rakkudesse. See süsteem võimaldab neil kiiresti liikuda, ilma et tekiks õhupuudust ja väsimust, sest energia moodustumise protsess toimub kiiremini.

Gaaside vahetus taimedes

Erinevalt loomadest hõlmab gaasivahetus taimede kudedes nii hapniku kui ka süsinikdioksiidi tarbimist. Nad tarbivad hingamise ajal hapnikku. Taimedel pole selleks spetsiaalseid organeid, mistõttu õhk siseneb neisse kõigi kehaosade kaudu.

Reeglina on lehtedel suurim pindala ja neile langeb põhiline õhuhulk. Hapnik siseneb neisse rakkudevaheliste väikeste avade kaudu, mida nimetatakse stoomideks, töödeldakse ja väljutatakse süsinikdioksiidi kujul, nagu loomadelgi.

Taimede eripäraks on nende fotosünteesivõime. Seega võivad nad valguse ja ensüümide abil muuta anorgaanilised komponendid orgaanilisteks. Fotosünteesi käigus neeldub süsihappegaas ja tekib hapnik, nii et taimed on tõelised õhu rikastamise “tehased”.

Iseärasused

Gaasivahetus on iga elusorganismi üks olulisemaid funktsioone. See viiakse läbi hingamise ja vereringe kaudu, soodustades energia vabanemist ja ainevahetust. Gaasivahetuse eripära on see, et see ei kulge alati ühtemoodi.

Esiteks on see võimatu ilma hingamiseta, selle peatamine 4 minutiks võib põhjustada häireid ajurakkude töös. Selle tagajärjel keha sureb. On palju haigusi, mille puhul gaasivahetus on häiritud. Koed ei saa piisavalt hapnikku, mis aeglustab nende arengut ja toimimist.

Ebaühtlast gaasivahetust täheldatakse ka tervetel inimestel. See suureneb märkimisväärselt lihaste töö suurenemisega. Vaid kuue minutiga saavutab ta maksimaalse võimsuse ja jääb sellest kinni. Koormuse kasvades võib aga hakata suurenema hapniku hulk, mis mõjub ebameeldivalt ka keha enesetundele.

Naha osatähtsus inimese hingamises on aga kopsudega võrreldes tühine, sest keha üldpind on alla 2 m2 ega ületa 3% kopsualveoolide kogupinnast.

Peamine komponendid hingamiselundid on hingamisteed, kopsud, hingamislihased, sealhulgas diafragma. Inimese kopsudesse sisenev atmosfääriõhk on gaaside segu – lämmastik, hapnik, süsihappegaas ja mõned teised (joon. 2).

Riis. 2. Gaaside osarõhu keskmised väärtused (mm Hg) kuivas

sissehingatav õhk, alveoolid, väljahingatavas õhus ja lihaspuhkuse ajal veres (figuuri keskmine osa). Gaaside osarõhk sisse venoosne veri, voolab neerudest ja lihastest (pildi alumine osa)

Gaasi osarõhk gaasisegus on rõhk, mille see gaas tekitaks segu muude komponentide puudumisel. See sõltub gaasi protsendist segus: mida suurem see on, seda suurem on selle gaasi osarõhk. Hapniku* osarõhk alveolaarses õhus on 105 mm Hg. Art. ja venoosses veres - 40 mm Hg. Art., nii et hapnik difundeerub alveoolidest verre. Peaaegu kogu veres leiduv hapnik on keemiliselt seotud hemoglobiiniga. Hapniku osarõhk kudedes on suhteliselt madal, mistõttu difundeerub see verekapillaaridest koesse, tagades kudede hingamise ja energia muundamise protsessid.

Süsinikdioksiidi, ühe ainevahetuse lõpp-produkti, transport toimub sarnaselt vastupidises suunas. Süsinikdioksiid vabaneb kehast kopsude kaudu. Lämmastikku kehas ei kasutata. Hapniku, süsinikdioksiidi, lämmastiku osarõhk atmosfääriõhus ja hapniku transpordiskeemi erinevatel tasemetel on esitatud joonisel fig. 2.

A- välimine silinder, b- klaasaken lugemiseks, V- sisemine silinder, G– õhusilinder sisemise silindri tasakaalustamiseks, d- vesi

Tänu difusioonile muutub alveolaarse õhu koostis pidevalt: hapniku kontsentratsioon selles väheneb ja süsihappegaasi kontsentratsioon suureneb. Hingamisprotsessi säilitamiseks tuleb pidevalt uuendada gaaside koostist kopsudes. See tekib kopsude ventileerimisel, s.o. hingamine selle sõna tavalises tähenduses. Sissehingamisel suureneb kopsude maht ja õhk siseneb neisse atmosfäärist. Samal ajal laienevad alveoolid. Puhkeseisundis siseneb iga hingetõmbega kopsudesse umbes 500 ml õhku. Seda õhuhulka nimetatakse loodete maht. Inimese kopsudel on teatud mahutavuse reserv, mida saab kasutada intensiivsel hingamisel. Pärast rahulikku sissehingamist suudab inimene sisse hingata umbes 1500 ml õhku. Seda mahtu nimetatakse sissehingamise reservmaht. Pärast rahulikku väljahingamist võite pingutades välja hingata umbes 1500 ml õhku. See väljahingamise reservi maht. Loodete maht ning sissehingamise ja väljahingamise reservmahud annavad kokku elutähtis võime(VEL). IN sel juhul see võrdub 3500 ml (500 + 1500 + 1500). Eluvõime mõõtmiseks hinga eriti sügavalt sisse ja seejärel võimalikult palju välja spetsiaalse aparaadi – spiromeetri – torusse. Mõõtmised tehakse puhkeasendis (joonis 3). Eluvõime väärtus sõltub soost, vanusest, keha suurusest ja vormist. See näitaja on väga erinev, naistel keskmiselt 2,5–4 liitrit ja meestel 3,5–5 liitrit. Mõnel juhul võib väga pikkadel inimestel, näiteks korvpalluritel, elutähtsus ulatuda 9 liitrini. Treeningu mõjul, näiteks eri sooritamisel hingamisharjutused, elutähtsus suureneb (mõnikord isegi 30%).

Riis. 4. Milleri nomogramm kopsude õige elujõulisuse määramiseks

Eluvõimet saab määrata Milleri nomogrammi abil (joonis 4). Selleks tuleb skaalal leida oma pikkus ja ühendada see sirgjoonega oma vanusega (naistel ja meestel eraldi). See sirgjoon lõikub elutähtsa võimekuse skaalaga. Kehalise soorituse uuringute oluline näitaja on minutine hingamismaht, või ventilatsioon. Ventilatsioon on tegelik õhuhulk, mis erinevates tingimustes läbib kopse 1 minuti jooksul. Puhkeseisundis on kopsuventilatsioon 5–8 l/min.

Inimene suudab oma hingamist kontrollida. Saate seda mõnda aega edasi lükata või intensiivistada. Hingamise suurendamise võimet mõõdetakse väärtusega maksimaalne kopsuventilatsioon(MLV). See väärtus, nagu ka elutähtis võime, sõltub hingamislihaste arenguastmest. Kell füüsiline töö kopsuventilatsioon suureneb ja ulatub 150–180 l/min. Mida raskem on töö, seda suurem on kopsuventilatsioon.

Kopsu elastsus sõltub suuresti alveoolide sisepinda niisutava vedeliku pindpinevusjõududest (s = 5 x 10–2 n/m). Loodus ise hoolitses selle eest, et hingamine oleks lihtsam ja lõi pindpinevust alandavaid aineid. Neid sünteesivad spetsiaalsed rakud, mis asuvad alveoolide seintes. Nende pindaktiivsete ainete süntees jätkub kogu inimese elu jooksul.

Nendel harvadel juhtudel, kui vastsündinul ei ole kopsurakud pindaktiivsete ainete tootmisel ei saa laps iseseisvalt esimest hingetõmmet teha ja sureb. Pindaktiivsete ainete puudumise või puudumise tõttu alveoolides sureb maailmas igal aastal umbes pool miljonit vastsündinut ilma esimest hingetõmmet tegemata.

Mõned kopse hingavad loomad saavad aga hakkama ka ilma pindaktiivsete aineteta. Esiteks kehtib see külmavereliste loomade – konnade, madude, krokodillide kohta. Kuna need loomad ei pea soojas püsimiseks energiat kulutama, ei ole nende hapnikuvajadus nii kõrge kui soojaverelistel ja seetõttu on neil väiksem kopsupind. Kui inimese kopsudes on 1 cm 3 õhu ja veresoonte kokkupuutepind umbes 300 cm 2, siis konnal on see ainult 20 cm 2.

Kopsude pindala suhteline vähenemine mahuühiku kohta on külmaverelistel loomadel tingitud sellest, et nende alveoolide läbimõõt on ligikaudu 10 korda suurem kui soojaverelistel. Ja Laplace'i seadusest ( lk= 4a/R) järeldub, et sissehingamisel ületatav lisarõhk on pöördvõrdeline alveoolide raadiusega. Külmavereliste loomade alveoolide suur raadius võimaldab neil kergesti sisse hingata isegi suurust vähendamata lk pindaktiivsete ainete tõttu.

Lindude kopsudes pole pindaktiivseid aineid. Linnud on soojaverelised loomad ja plii aktiivne pilt elu. Puhkeolekus on lindude hapnikuvajadus suurem kui teistel selgroogsetel, sealhulgas imetajatel, ning lennu ajal suureneb see kordades. Lindude hingamissüsteem on võimeline küllastama verd hapnikuga isegi suurtel kõrgustel lennates, kus selle kontsentratsioon on palju madalam kui merepinnal. Kõik imetajad (sealhulgas inimesed), olles sellisel kõrgusel, hakkavad kogema hapnikunälga, vähendavad järsult oma motoorset aktiivsust ja mõnikord langevad isegi poolminestusse. Kuidas saavad lindude kopsud pindaktiivsete ainete puudumisel selle raske ülesandega toime?

Pealegi normaalsed kopsud, lindudel on lisasüsteem, mis koosneb viiest või enamast õhukese seinaga õhukottide paarist, mis on ühendatud kopsudega. Nende kottide õõnsused hargnevad kehas laialt ja ulatuvad osadesse luudesse, mõnikord isegi sõrmede falange väikestesse luudesse. Selle tulemusena hõivab hingamissüsteem näiteks partide kehamahust umbes 20% (2% kopsud ja 18% õhukotid), samal ajal kui inimestel vaid 5%. Õhukottide seinad on veresoontevaesed ega osale gaasivahetuses. Turvapadjad mitte ainult ei aita õhku läbi kopsude ühes suunas puhuda, vaid vähendavad ka keha tihedust, hõõrdumist selle üksikute osade vahel ning aitavad kaasa keha tõhusale jahutamisele.

Linnu kops on ehitatud paralleelselt ühendatud õhukestest torudest, mis on mõlemalt poolt avatud, ümbritsetud parabronhidest ulatuvate veresoonte – õhukapillaaridega. Sissehingamisel suureneb eesmise ja tagumise õhukottide maht. Hingetoru õhk siseneb otse tagumistesse kottidesse. Eesmised kotid ei suhtle peamise bronhiga ja on täidetud kopsudest väljuva õhuga (joon. 5, A).

Riis. 5 . Õhu liikumine linnu hingamissüsteemis: A- sisse hingata, b- välja hingata
(K1 ja K2 on ventiilid, mis muudavad õhu liikumist)

Väljahingamisel taastub side eesmiste kottide ja peamise bronhi vahel ning side tagumiste kottide vahel katkeb. Selle tulemusena voolab õhk väljahingamisel läbi linnu kopsu samas suunas kui sissehingamisel (joonis 5, b). Hingamise ajal muutub ainult õhukottide maht ja kopsude maht jääb peaaegu muutumatuks. Selgeks saab, miks lindude kopsudes pindaktiivseid aineid pole: neist pole seal lihtsalt kasu, sest pole vaja kopse täis puhuda.

Mõned organismid kasutavad õhku rohkem kui lihtsalt hingamiseks. India ookeanis ja Vahemeres elava paiskala keha on täpiline arvukate nõelte - muudetud soomustega. IN rahulik olek nõelad sobivad enam-vähem tihedalt keha külge. Ohus sattudes tormab paiskala veepinnale ja soolestikku õhku võttes muutub täispuhutud palliks. Sellisel juhul tõusevad nõelad üles ja jäävad igas suunas välja. Kala püsib veepinna lähedal, kõht on tagurpidi pööratud, osa kehast ulatub vee kohale. Selles asendis on paiskala kaitstud röövloomade eest nii alt kui ka ülalt. Kui oht on möödas, laseb paiskala õhku ja tema keha omandab normaalse suuruse.

Maa õhukest (atmosfäär) hoitakse gravitatsioonijõudude toimel Maa lähedal ja avaldab survet kõigile kehadele, millega see kokku puutub. Inimkeha on atmosfäärirõhuga kohanenud ega talu selle langust hästi. Mäkke ronides (4 tuhat m ja mõnikord madalamal) tunnevad paljud inimesed end halvasti, ilmnevad mäehaiguse hood: hingamine muutub raskeks, sageli kõrvadest ja ninast. verd tuleb välja, on võimalik teadvusekaotus. Kuna liigesepinnad haakuvad üksteisega tihedalt (liigeseid katvas liigesekapslis rõhk langeb) on atmosfäärirõhu mõjul kõrgel mägedes, kus õhurõhk oluliselt vähenenud, liigeste tegevus häiritud, käed ja jalad ei “kuule” hästi, tekivad kergesti nihestused . Ronijad ja piloodid ronivad suurem kõrgus, võtke kaasa hapnikuvarustus ja treenige spetsiaalselt enne tõusu.

Astronautide eriväljaõppeprogramm sisaldab kohustuslikku väljaõpet survekambris, mis on hermeetiliselt suletud teraskamber, mis on ühendatud võimsa pumbaga, mis tekitab selles kõrge või madala rõhu. IN kaasaegne meditsiin Survekambrit kasutatakse paljude haiguste ravis. Kambrisse suunatakse puhas hapnik ja tekib kõrge rõhk. Tänu hapniku difusioonile läbi naha ja kopsude suureneb oluliselt selle pinge kudedes. See ravimeetod on väga tõhus näiteks haavapõletike (gaasgangreen) puhul, mille on põhjustanud anaeroobsed mikroorganismid, mille jaoks hapnik on tugev mürk.

Kõrgustel, kus tänapäevased kosmoselaevad lendavad, õhku praktiliselt ei ole, mistõttu on laevade kajutid tehtud hermeetiliselt suletuks ning neis luuakse ja hoitakse normaalne õhurõhk ja koostis, niiskus ja temperatuur. Salongi tihendi rikkumine toob kaasa traagilised tagajärjed.

Kosmoselaev Sojuz-11 kolme kosmonaudiga pardal (G. Dobrovolski, V. Volkov, V. Patsajev) saadeti madala maa orbiidile 6. juunil 1971 ja 30. juunil Maale naastes suri meeskond selle tagajärjel. laskumismooduli rõhu vähendamine pärast eraldussektsioone 150 km kõrgusel.

Teave hingamise kohta

Inimene hingab rütmiliselt. Vastsündinud laps teeb hingamisliigutusi 60 korda 1 minutis, viieaastane - 25 korda 1 minutis, 15-16-aastaselt langeb hingamissagedus 16-18 minutis ja püsib sellisena kuni kõrge eani. kui see muutub taas sagedamaks.

Mõnel loomal on hingamissagedus palju madalam: kondor teeb ühe hingamisliigutuse iga 10 sekundi järel ja kameeleon iga 30 minuti järel. Kameeleoni kopse ühendavad spetsiaalsed kotid, millesse ta õhku võtab ja samal ajal tugevalt täis pumbatakse. Madal sagedus hingamine võimaldab kameeleonil oma kohalolekut pikka aega mitte tuvastada.

Puhkeolekus ja normaalsel temperatuuril tarbib inimene ligikaudu 250 ml hapnikku minutis, 15 liitrit tunnis, 360 liitrit päevas. Puhkuse ajal tarbitava hapniku hulk ei ole konstantne – päeval on see suurem kui öösel, isegi kui inimene päeval magab. See on tõenäoliselt ööpäevarütmide ilming keha elus. Lamav inimene tarbib 1 tunni jooksul ligikaudu 15 liitrit hapnikku, seistes - 20 liitrit, rahulikult kõndides - 50 liitrit, kiirusega 5 km/h kõndides - 150 liitrit.

Atmosfäärirõhul saab inimene puhast hapnikku hingata umbes ühe ööpäeva, misjärel kopsupõletik lõppedes surmaga. Rõhul 2–3 atm saab inimene puhast hapnikku hingata mitte rohkem kui 2 tundi, seejärel rikutakse liigutuste, tähelepanu ja mälu koordinatsiooni.
1 minuti jooksul läbib kopsud tavaliselt 7–9 liitrit õhku, treenitud jooksja puhul aga umbes 200 liitrit.

Intensiivse töö ajal vajavad siseorganid suuremat hapnikuvarustust. Pingelise tegevuse korral suureneb hapniku tarbimine südame poolt 2 korda, maksa poolt 4 korda ja neerude poolt 10 korda.

Iga sissehingamisega teeb inimene tööd, mis on piisav 1 kg raskuse koorma tõstmiseks 8 cm kõrgusele.1 tunni jooksul tehtud tööd kasutades oleks võimalik see koorem tõsta 86 m kõrgusele ja üleöö - 690 kõrgusele. m.

Teatavasti on hingamiskeskus erutatud, kui süsihappegaasi kontsentratsioon veres suureneb. Kui süsihappegaasi kontsentratsioon veres väheneb, ei pruugi inimene tavapärasest pikemat aega hingata. Seda saab saavutada kiire hingamisega. Sukeldujad kasutavad sarnast tehnikat ja kogenud pärlisukeldujad võivad vee all viibida 5–7 minutit.

Tolm on kõikjal. Isegi Alpide tipus sisaldab 1 ml õhku umbes 200 tolmuosakest. Sama kogus linnaõhku sisaldab üle 500 tuhande tolmuosakese. Tuul kannab tolmu väga pikkade vahemaade taha: näiteks Norras on avastatud Sahara tolmu, Euroopas Indoneesia saartelt pärit vulkaanilist tolmu. Tolmuosakesed jäävad hingamisteedesse ja võivad põhjustada erinevaid haigusi.

Tokyos, kus igal elanikul on 40 cm2 tänavapinda, kannavad politseinikud hapnikumaske. Pariisis on möödakäijatele paigaldatud puhta õhu putkad. Patoloogid tunnevad pariislased lahkamisel ära nende mustade kopsude järgi. Los Angeleses paigaldatakse tänavale plastikpalme, sest suure õhusaaste tõttu surevad elavad palmid.

Jätkub

* See viitab hapniku osarõhule õhus, mille juures see on tasakaalus veres või muus keskkonnas lahustunud hapnikuga, mida selles keskkonnas nimetatakse ka hapniku pingeks.

Testid

706-01. Kolmekambrilise südamega selgroogsed, kelle paljunemine on tihedalt seotud veega, on rühmitatud klassi
A) Luine kala
B) Imetajad
B) Roomajad
D) Kahepaiksed

Vastus

706-02. Millisesse klassi kuuluvad loomad, kelle südameehituse skeem on toodud joonisel?

A) putukad
B) kõhreline kala
B) Kahepaiksed
D) Linnud

Vastus

706-03. Kahepaikseid kaladest eristab omadus
A) külmaverelisus
B) südame struktuur
B) areng vees
D) suletud vereringesüsteem

Vastus

706-04. Kahepaiksed erinevad kaladest selle poolest, et neil on
A) aju
B) suletud vereringesüsteem
B) paariskopsud täiskasvanutel
D) meeleelundid

Vastus

706-05. Milline neist omadustest eristab enamikku kahepaiksete klassi loomi imetajatest?

B) välimine väetamine
B) suguline paljunemine
D) veekeskkonna kasutamine elupaigana

Vastus

706-06. Arenguprotsessis omandasid roomajad erinevalt kahepaiksetest
A) suletud vereringesüsteem
B) kõrge viljakus
B) suur embrüonaalsete membraanidega muna
D) kolmekambriline süda

Vastus

706-07. Kui loom on evolutsiooni käigus moodustanud joonisel kujutatud südame, siis peaksid looma hingamiselundid olema

A) kopsud
B) nahk
B) kopsukotid
D) lõpused

Vastus

706-08. Millises loomade rühmas ei ole paljunemisel vesi?
A) koljuta (lantsetid)
B) kondine kala
B) kahepaiksed
D) roomajad

Vastus

706-09. Millistel loomadel areneb embrüo täielikult muna sees?
A) kondine kala
B) sabaga kahepaiksed
B) sabata kahepaiksed
D) roomajad

Vastus

706-10. Kolmekambrilise südamega selgroogsed, kelle paljunemine ei ole seotud veega, on rühmitatud klassi
A) Luine kala
B) Imetajad
B) Roomajad
D) Kahepaiksed

Vastus

706-11. Selgroogsed, kellel on ebastabiilne kehatemperatuur, pulmonaalne hingamine, kolmekambriline süda, mille vatsakese vahesein on mittetäielik, klassifitseeritakse
A) kondine kala
B) kahepaiksed
B) roomajad
D) kõhrelised kalad

Vastus

706-12. Roomajad, erinevalt kahepaiksetest, kipuvad
A) välimine väetamine
B) sisemine väetamine
B) areng koos vastse moodustumisega
D) keha jagunemine pea, torso ja saba vahel

Vastus

706-13. Milline järgmistest loomadest on külmavereline?
A) kiire sisalik
B) Amuuri tiiger
B) stepirebane
D) harilik hunt

Vastus

706-14. Millisesse klassi kuuluvad loomad, kellel on kuiv nahk, sarvjas soomused ja kolmekambriline süda, mille vahesein on ebatäielik?
A) Roomajad
B) Imetajad
B) Kahepaiksed
D) Linnud

Vastus

706-15. Linnud erinevad roomajatest selle poolest, et neil on
A) sisemine väetamine
B) kesknärvisüsteem
B) kaks vereringeringi
D) püsiv kehatemperatuur

Vastus

706-15. Milline struktuurne tunnus on tänapäevastel roomajatel ja lindudel sarnane?
A) õhuga täidetud luud
B) kuiv nahk, näärmeteta
B) lülisamba kaudaalne piirkond
D) väikesed hambad lõualuudes

Vastus

706-16. Millise looma puhul toimub gaasivahetus atmosfääriõhu ja vere vahel läbi naha?
A) mõõkvaal
B) tritoon
B) krokodill
D) roosa lõhe

Vastus

706-17. Millisel loomade rühmal on kahest kambrist koosnev süda?
A) kala
B) kahepaiksed
B) roomajad
D) imetajad

Vastus

706-18. Beebi areng emakas toimub kl
A) röövlinnud
B) roomajad
B) kahepaiksed
D) imetajad

Vastus

706-19. Millise akordiklassi esindajatele on iseloomulik nahahingamine?
A) Kahepaiksed
B) Roomajad
B) Linnud
D) Imetajad

Vastus

706-20. Kahepaiksete klassi märk on
A) kitiinne kate
B) paljas nahk
B) elussünd
D) paarisjäsemed

Vastus

706-21. Milliste omaduste poolest erinevad kahepaiksete klassi esindajad teistest selgroogsetest?
A) selg ja vabad jäsemed
B) kopsu hingamine ja kloaagi olemasolu
B) paljas limaskest ja väline viljastamine
D) suletud vereringesüsteem ja kahekambriline süda

Vastus

706-22. Milline loetletud tunnus eristab roomajate klassi kuuluvaid loomi imetajate klassi kuuluvatest loomadest?
A) suletud vereringesüsteem
B) ebastabiilne kehatemperatuur
C) areng ilma transformatsioonita
D) maa-õhu keskkonna kasutamine elupaigana

Hingamise füsioloogia 1.

1. Hingamise olemus. Sissehingamise ja väljahingamise mehhanism.

2. Negatiivse rõhu tekkimine peripulmonaarses ruumis. Pneumotooraks, atelektaas.

3. Hingamise tüübid.

4. Kopsude elutähtsus ja nende ventilatsioon.

n 1. Hingamise olemus. Sissehingamise ja väljahingamise mehhanism.

n Protsesside kogum, mis tagab hapniku ja süsihappegaasi vahetuse väliskeskkonna ja organismi kudede vahel on nn. hingamine , ja hingamist tagavate elundite kogum on hingamissüsteem.

n Hingamise tüübid:

n Rakuline – üherakulistes organismides kogu rakupinna ulatuses.

n Naha – mitmerakulistes organismides (ussides) kogu kehapinna ulatuses.

n Hingetoru – putukatel spetsiaalsete mööda keha külgpinda kulgevate hingetorude kaudu.

n Gill - kalas läbi lõpuste.

n Pulmonaarne – kahepaiksetel kopsude kaudu.

n Imetajatel spetsiaalsete hingamiselundite kaudu: ninaneelu, kõri, hingetoru, bronhid, kopsud ja osalevad ka rinnakorv, diafragma ja lihasrühm: inspiraatorid ja väljahingajad.

n Kopsud (0,6-1,4% kehamassist) - paariselundid, neil on labad (paremal - 3, vasakul - 2), mis on jagatud lobuliteks (igas 12-20 acini), bronhid hargnevad bronhioolideks, mis lõpevad alveoolidega .

n Kopsu morfoloogiline ja funktsionaalne üksus - acini (lat. acinus - viinamarja mari)- hingamisteede bronhiooli hargnemine alveolaarseteks kanaliteks, mis lõpevad 400-600 alveolaarkottiga.

n Alveoolid on täidetud õhuga ega vaju nende seintel olevate pindaktiivsete ainete tõttu kokku - pindaktiivsed ained (fosfolipoproteiinid või lipopolüsahhariidid).

n Hingamise etapid:

n a) kopsuventilatsioon - gaasivahetus kopsude ja väliskeskkonna vahel;

n b) gaaside vahetus kopsudes alveolaarse õhu ja kopsuvereringe kapillaaride vahel;

n c) O2 ja CO2 transport verega;

n d) gaasivahetus verekapillaaride vahel suur ring vereringe ja koevedelik;

n e) rakusisene hingamine on rakkudes substraatide oksüdatsiooni mitmeetapiline ensümaatiline protsess.

n Põhiline füüsiline protsess, mis tagab O2 liikumise väliskeskkonnast rakkudesse ja CO2 vastupidises suunas, on difusioon , st gaasi kui lahustunud aine liikumine mööda kontsentratsioonigradiente.

n Sissehingamine – inspiratsioon .

n Õhu liikumist kopsudesse ja sealt välja keskkonda põhjustavad kopsusisese rõhu muutused. Kopsude laienemisel langeb rõhk nendes atmosfäärirõhust allapoole (5-8 mm Hg võrra) ja õhk imetakse kopsudesse. Kopsudel endil pole lihaskoe. Kopsumahu muutus sõltub rindkere mahu muutusest, s.t. kopsud jälgivad passiivselt muutusi rinnus. Sissehingamisel laieneb rindkere vertikaalses, sagitaalses ja frontaalses suunas. Kui sissehingatavad lihased (inspiraatorid) - välised roietevahelised lihased ja diafragma - kokku tõmbuvad, tõusevad ribid ülespoole ja rindkere laieneb. Diafragma võtab koonuse kuju. Kõik see aitab vähendada rõhku kopsudes ja õhku imeda. Alveoolide paksus on väike, mistõttu gaasid hajuvad kergesti läbi alveoolide seina.

n Väljahingamine - väljahingamine .

n Väljahingamisel sissehingamislihased lõdvestuvad ja rindkere oma raskuse ja rannikukõhre elastsuse tõttu naaseb algsesse asendisse. Diafragma lõdvestub ja muutub kuplikujuliseks. Seega puhkeolekus toimub väljahingamine passiivselt, sissehingamise lõppemise tõttu.

n Sundhingamisel aktiveerub väljahingamine - seda võimendab väljahingamislihaste (väljahingajate) kokkutõmbumine - sisemised roietevahelised lihased, kõhulihased - välimine ja sisemine kaldus, põiki ja sirge kõhu, dorsaalne serratus väljahingaja. Surve sisemuses kõhuõõnde, mis surub diafragma rinnaõõnde, ribid laskuvad alla ja liiguvad üksteisele lähemale, mis vähendab rindkere mahtu.

n Kopsude kokkuvarisemisel pressitakse õhk välja, rõhk neis muutub atmosfäärirõhust kõrgemaks (3-4 mm Hg võrra).

n 2. Negatiivse rõhu tekkimine peripulmonaarses ruumis. Pneumotooraks, atelektaas

n Kopse rinnus eraldavad pleurakihid: vistseraalne – külgneb kopsudega, parietaalne – vooderdab rindkere seestpoolt. Linade vahel - pleura õõnsus. See on täidetud pleura vedelikuga. Rõhk pleuraõõnes on alati 4-10 mm Hg madalam atmosfäärirõhust. Art. (kopsudes 760 mm Hg). Selle põhjuseks on: 1) rohkem kiire kasv rindkere võrreldes kopsudega postnataalses ontogeneesis; 2) elastne veojõud kopsude (elastne pinge), st jõud, mis takistab nende venitamist õhu kaudu. Pleuraõõs on suletud keskkond.

n Õhu sattumisel pleuraõõnde (nt vigastuse ajal) võrdsustub rõhk pleuraõõnes atmosfäärirõhuga - pneumotooraks , samal ajal kui kops kokku kukub - atelektaasid ja hingamine võib peatuda.

n Pleuraõõne negatiivne rõhk tekib sündides. Esimesel sissehingamisel rindkere laieneb, kopsud laienevad, kuna need on hermeetiliselt eraldatud - pleuraõõnes tekib negatiivne rõhk. Lootel on kopsud kokkuvarisenud olekus, rindkere on lamenenud, ribide pea asub glenoidsest lohust väljas. Sündides koguneb loote verre süsihappegaas, mis stimuleerib hingamiskeskust. Siit jõuavad impulsid sissehingamislihastesse, mis tõmbuvad kokku, ribide pead sisenevad liigesõõnde. Rindkere maht suureneb, kopsud laienevad.

n Rindkere mahu ja kopsumahu seost hingamisel illustreeritakse tavaliselt füüsika abil Dondersi mudelid:

n 1. Klaaskate,

n 2. Peal on auguga pistik,

n 3. Põhi – rõngaga elastne kile,

n 4. Korgi sees on küüliku kopsud.

n Kui korgi sees olev maht elastse kile venimise tõttu suureneb, siis rõhk korgi õõnsuses väheneb, õhk siseneb korgi augu kaudu kopsudesse, need paisuvad ja vastupidi.

n 3. Hingamise tüübid.

n 1. Rindkere või ranniku – rindkere mahu muutus toimub peamiselt roietevaheliste lihaste (ekspiraatorid ja inspiraatorid) tõttu. Iseloomulik koertele ja naistele.

n 2. Kõhu või diafragma – rindkere mahu muutus toimub peamiselt diafragma ja kõhulihaste mõjul. Iseloomulik meestele.

n 3. Sega- või torakoabdominaalne – muutused rindkere mahus toimuvad võrdselt roietevaheliste lihaste, diafragma ja kõhulihaste kokkutõmbumisega. Iseloomulik põllumajandusloomadele.

n Hingamise tüübid on diagnostiline väärtus: kui kõhu- või rindkereõõne organid on kahjustatud, muutuvad need.

n 4. Kopsude elutähtsus ja nende ventilatsioon.

n Kopsude elutähtis maht (VC) koosneb kolmest õhukogusest, mis hingamise ajal kopsudesse siseneb ja sealt väljub:

n 1. Hingamisteede - õhu maht vaikse sisse- ja väljahingamise ajal. Väikeloomadele (koerad, väikeloomad) - 0,3-0,5 l, suurtele loomadele (veised, hobused) - 5-6 l.

n 2. Täiendav või reservi sissehingamise maht– õhu maht, mis siseneb kopsudesse maksimaalse sissehingamise ajal pärast vaikset sissehingamist. 0,5-1 ja 5-15 l.

n 3. Väljahingamise reservi maht– õhu maht maksimaalsel väljahingamisel pärast vaikset väljahingamist. 0,5-1 ja 5-15 l.

n Eluvõime määratakse spiromeetria abil, mõõtes maksimaalse väljahingamise mahtu pärast eelmist maksimaalset sissehingamist. Loomadel määratakse see sissehingamise teel gaasisegu Koos kõrge sisaldus süsinikdioksiid.

n Jääkmaht - õhu maht, mis jääb kopsudesse ka pärast maksimaalset väljahingamist.

n “Kahjuliku” või “surnud” ruumi õhk - gaasivahetuses mitteosaleva õhu maht, mis asub hingamisaparaadi ülemises osas; ninaõõnes, neelu, hingetoru (20-30%).

n "Kahjuliku" ruumi tähendus:

n 1) õhk soojeneb (veresoonte rikkalik varustamine), mis hoiab ära kopsude alajahtumise;

n 2) õhku puhastatakse ja niisutatakse (alveolaarsed makrofaagid, palju limaskestade näärmeid);

n 3) ripsmete ärritusega ripsmeline epiteel tekib aevastamine - kahjulike ainete refleksne eemaldamine;

n 4) haistmisanalüsaatori retseptorid („haistmislabürint“);

n 5) sissehingatava õhu mahu reguleerimine.

n Alveolaarse õhu gaasikoostise uuendamise protsess sisse- ja väljahingamisel – ventilatsioon .

n Ventilatsiooni intensiivsuse määrab sissehingamise sügavus ja hingamisliigutuste sagedus.

n Sissehingamise sügavus määratakse rindkere liigutuste amplituudiga, samuti kopsumahtude mõõtmisega.

n Hingamissagedus loetakse rindkere ekskursioonide arvu järgi teatud aja jooksul (4-5 korda vähem sagedust südamelöögid).

n Hobune (minutis) – 8-16; Veised – 12-25; MRS – 12-16; siga – 10-18; koer – 14-24; küülik – 15-30; karusnahk - 18-40.

n Minutiline hingamismaht on õhuhulga ja hingamissageduse korrutis minutis.

n Näiteks: hobune: 5 l x 8 = 40 l

n Hingamise uurimise meetodid:

n 1. Pneumograafia– hingamisteede liigutuste registreerimine pneumograafi abil.

n 2. Spiromeetria– loodete mahtude mõõtmine spiromeetrite abil.

25. loeng.

Hingamise füsioloogia 2.

1. Gaasivahetus alveoolide ja vere vahel. Veregaaside seisund.

2. Gaaside transport ja seda määravad tegurid. Kudede hingamine.

3. Gaasivahetusega mitteseotud kopsufunktsioonid.

4. Hingamise reguleerimine, hingamiskeskus ja selle omadused.

5. Lindude hingamise iseärasused.

Gaasivahetus alveoolide ja vere vahel. Veregaaside seisund.

Kopsu alveoolides toimub O2 ja CO2 vahetus kopsuvereringe kapillaaride õhu ja vere vahel.

Väljahingatav õhk sisaldab rohkem O2 ja vähem CO2 kui alveolaarne õhk, sest sellega seguneb kahjuliku ruumi õhk (7:1).

Gaaside difusiooni hulk alveoolide ja vere vahel määratakse puhtalt füüsikalised seadused, mis töötab poolläbilaskva membraaniga eraldatud gaasi-vedeliku süsteemis.

Peamine tegur, mis määrab gaaside difusiooni õhualveoolidest verre ja verest alveoolidesse, on osarõhu erinevus või osalise rõhu gradient. Difusioon toimub kõrgema osarõhu piirkonnast madalama rõhuga piirkonda.

Õhu gaasi koostis

Osaline rõhk(lat. osaline – osaline) - see on gaasi rõhk gaaside segus, mida see avaldaks samal temperatuuril, hõivates kogu ruumala

P = RA x a/100,

kus P on gaasi osarõhk, PA on Atmosfääri rõhk, a on segus sisalduva gaasi maht %, 100 – %.

P O2 sissehingamine = 760 x 21 / 100 = 159,5 mm Hg. Art.

P CO2 sissehingamine. = 760 x 0,03 / 100 = 0,23 mm Hg. Art.

P N2 sisse hingata. = 760 x 79 / 100 = 600,7 mm Hg. Art.

Võrdsust P O2 või P CO2 ei esine kunagi vastastikuses keskkonnas. Kopsudes on pidev vool värske õhk rindkere hingamisliigutuste tõttu, samas kui kudedes säilib gaaside pinge erinevus oksüdatsiooniprotsesside abil.

O2 osarõhu erinevus alveolaarses õhus ja kopsude venoosses veres on: 100 - 40 = 60 mmHg, mis põhjustab O2 difusiooni verre. Kui O2 pinge erinevus on 1 mmHg. Art. Lehmal läheb verre 100-200 ml O2 minutis. Looma keskmine O2 vajadus puhkeolekus on 2000 ml 1 minuti kohta. Rõhu erinevused 60 ml Hg. Art. rohkem kui piisav, et küllastada veri O2-ga nii puhkeolekus kui ka treeningu ajal.

60 mmHg x 100-200 ml = 6000-12000 ml O2 minutis

LOENG nr 15. Hingamise füsioloogia.

1.

2. Väline hingamine(kopsuventilatsioon).

3.

4. Gaaside (O2, CO2) transport verega.

5. Gaasivahetus vere ja koevedeliku vahel. Kudede hingamine.

6. Hingamise reguleerimine.

1. Hingamise olemus. Hingamissüsteem.

Hingetõmme füsioloogiline funktsioon, tagades gaasivahetuse keha ja väliskeskkonna vahel ning gaasivahetuses osalevate elundite kogum – hingamissüsteem.

Evolutsioon hingamissüsteem .

1.Üherakulistes organismides hingamine toimub läbi raku pinna (membraani).

2.Madalamatel mitmerakulistel loomadel gaasivahetus toimub läbi keha välis- ja sisemiste (soole)rakkude kogu pinna.

3.Putukates keha on kaetud küünenahaga ja seetõttu tekivad spetsiaalsed hingamistorud (hingetorud), mis läbivad kogu keha.

4.Kalades Hingamisorganid on lõpused – arvukad kapillaaridega lehed.

5.Kahepaiksetel tekivad õhukotid (kopsud), milles õhku uuendatakse hingamisliigutuste abil. Peamine gaasivahetus toimub aga läbi naha pinna ja moodustab 2/3 kogumahust.

6.Roomajatel, lindudel ja imetajatel kopsud on juba hästi arenenud ja nahk muutub kaitsekatteks ja gaasivahetus selle kaudu ei ületa 1%. Hobustel kõrgel kehaline aktiivsus naha kaudu hingamine suureneb 8%-ni.

Hingamissüsteem.

Imetajate hingamisaparaat on elundite kogum, mis täidab õhujuhtimise ja gaasivahetuse funktsioone.

Ülemised hingamisteed: ninaõõs, suu, ninaneelus, kõri.

Alumised hingamisteed: hingetoru, bronhid, bronhioolid.

Gaasivahetuse funktsioon teostab hingamisteede poorne kude - kopsu parenhüüm. Selle koe struktuur sisaldab kopsuvesiikuleid - alveoolid.

hingamisteede seinal on kõhreline luustik ja nende luumen ei vaibu kunagi. Hingamistoru limaskest on vooderdatud ripsepiteel koos ripsmetega. Hingetoru enne kopsude sissepääsu dihhotoomselt jaguneb kaheks peamiseks bronhiks (vasakule ja paremale), mis jagunevad ja moodustuvad veelgi bronhipuu. Jaotus lõpeb lõplikuga (terminaalsed) bronhioolid (läbimõõt kuni 0,5-0,7 mm).

Kopsud paiknevad rinnaõõnes ja on tüvikoonuse kujuga. Kopsu põhi on suunatud tahapoole ja külgneb diafragmaga. Kopsude väliskülg on kaetud seroosse membraaniga - vistseraalne pleura. Parietaalne pleura (luu) vooderdab rinnaõõnde ja sulandub tihedalt ranniku seinaga. Nende pleura kihtide vahel on pilulaadne ruum (5-10 mikronit) - pleura õõnsus täidetud seroosse vedelikuga. Tühik parema ja vasak kops helistas mediastiinum. Siin on süda, hingetoru, veresooned ja närvid. Kopsud jagunevad labadeks, segmentideks ja lobuliteks. Selle jagunemise raskusaste on erinevatel loomadel erinev.

Morfoloogilised ja funktsionaalne üksus kops on acinus (lat. acinus - viinamarja mari). Acinus sisaldab hingamisteede (hingamisteede) bronhioolid ja alveolaarjuhad, mis ots alveolaarsed kotid.Üks acini sisaldab 400-600 alveooli; 12-20 acini moodustavad kopsusagara.

Alveoolid - Need on vesiikulid, mille sisepind on vooderdatud ühekihilise lameepiteeliga. hulgas epiteelirakud eristama : I järgu alveotsüüdid, mis koos kopsukapillaaride endoteeliga moodustavad õhk-verebarjäär Ja 2. järku alveotsüüdid esinema sekretoorne funktsioon, isoleerib bioloogiliselt toimeaine pindaktiivset ainet Surfaktaan (fosfolipoproteiinid – pindaktiivne aine) joondab alveoolide sisepinda, suurendab pindpinevust ja takistab alveoolide kokkuvarisemist.

Hingamisteede funktsioonid.

Hingamisteed(kuni 30% sissehingatavast õhust hoitakse neis kinni) ei osale gaasivahetuses ja on nn. "kahjulik" ruum.Ülemised ja alumised hingamisteed mängivad aga keha elus suurt rolli.

Siin soojendatakse, niisutatakse ja puhastatakse sissehingatav õhk. See on võimalik tänu hästi arenenud hingamisteede limaskestale, mis on ohtralt vaskulariseeritud, sisaldab pokaalrakke, limaskestade näärmeid ja suur hulk ripsmelise epiteeli ripsmed. Lisaks on haistmisanalüsaatori retseptorid, köhimise, aevastamise, norskamise ja ärritava (ärrituse) retseptorid. Need asuvad bronhioolides ja reageerivad tolmuosakeste, lima ja söövitavate aurudega. Ärritavate retseptorite ärrituse korral tekib põletustunne, valulikkus, ilmneb köha ja hingamine kiireneb.

Gaasivahetus keha ja väliskeskkonna vahel on tagatud rangelt koordineeritud protsesside kogumiga, mis sisalduvad kõrgemate loomade hingamisstruktuuris.

2. Väline hingamine (kopsuventilatsioon) alveolaarse õhu gaasikoostise pidev uuendamise protsess, mis viiakse läbi siis, kui sisse- ja väljahingamine.

Kopsukoes ei ole aktiivseid lihaselemente ja seetõttu toimub selle mahu suurenemine või vähenemine passiivselt ajas rindkere liigutustega (sissehingamine, väljahingamine). See on tingitud negatiivne intrapleuraalne rõhk(alla atmosfääri: sissehingamisel 15-30 mm Hg võrra. Art., väljahingamisel 4-6 mm Hg võrra. Art.) hermeetiliselt suletud rinnaõõnes.

Välise hingamise mehhanism.

Sissehingamise tegu (lat. inspiratsioon – inspiratsioon) viiakse läbi rindkere mahu suurendamise teel. Sissehingatavad lihased (hingajad) osalevad selles: välised roietevahelised lihased ja diafragma. Sunnitud hingamise ajal aktiveeritakse järgmised lihased: levator ribid, scalene supracostalis, serratus dorsalis. Rindkere maht suureneb kolm suunda– vertikaalne, sagitaalne (antero-posterior) ja eesmine.

Väljahingamise akt (lat. expiration – expiration) füsioloogilises puhkeseisundis on oma olemuselt valdavalt passiivne. Niipea, kui sissehingamislihased lõdvestuvad, naaseb rindkere oma raskuse ja rannikakõhre elastsuse tõttu algsesse asendisse. Diafragma lõdvestub ja selle kuppel muutub uuesti kumeraks.

Sundhingamise ajal soodustavad väljahingamist väljahingamislihased: sisemised roietevahelised, välised ja sisemised kald-, põiki- ja sirglihased. kõhu seina, seljaosa sakiline väljahingaja.

Hingamise tüübid.

Sõltuvalt teatud hingamisliigutustes osalevate lihaste transformatsioonist on olemas kolme tüüpi hingamine:

1 - rindkere (ranniku) hingamise tüüp teostatakse väliste roietevaheliste lihaste ja rinnavöö lihaste kokkutõmbumisel;

2 – abdominaalne (diafragmaatiline) hingamine– ülekaalus on diafragma ja kõhulihaste kokkutõmbed;

3 – segatüüpi (costo-abdominaalne) hingamine levinum põllumajandusloomadel.

Kell mitmesugused haigused hingamismuster võib muutuda. Rindkerehaiguste korral domineerib diafragmaatiline hingamine, kõhuorganite haiguste puhul rannikutüüpi hingamine.

Hingamissagedus.

Hingamissagedus viitab hingamistsüklite arvule (sisse-väljahingamine) minutis.

Hobune 8-12 Koer 10-30

Laudjas sarvest. veised 10-30 Küülikud 50-60

Lambad 8-20 Kanad 20-40

Sea 8-18 Pardid 50-75

Isik 10–18 Hiir 200

Pange tähele, et tabelis on näidatud keskmised väärtused. Hingamisliigutuste sagedus sõltub looma tüübist, tõust, produktiivsusest, funktsionaalne seisund, kellaaeg, vanus, ümbritseva õhu temperatuur jne.

Kopsu mahud.

Eristatakse kopsude kogumahtuvust ja elutähtsat mahtu. Kopsude elutähtsus (VC) koosneb kolmest mahust: hingamis- ja sisse- ja väljahingamise reservmahud.

1.Loodete maht- see on õhuhulk, mida saab rahulikult, pingutuseta sisse ja välja hingata.

2.Sissehingamise reservmaht - See on õhk, mida saab pärast rahulikku sissehingamist täiendavalt sisse hingata.

3.Väljahingamise reservi maht- see on õhu maht, mida saab pärast vaikset väljahingamist võimalikult palju välja hingata.

Pärast täielikku, maksimaalselt sügavat väljahingamist jääb kopsudesse veidi õhku - jääkmaht. Eluvõime summa ja jääkmahtõhk meik kopsude kogumaht.

Nimetatakse jääkõhumahu ja väljahingamise reservmahu summat alveolaarne õhk (funktsionaalne jääkvõimsus).

Kopsumahud (liitrites).

Hobusemees

1. Hingamisteede V 5-6 0,5

2. Reserv V sissehingamine 12 1.5

3. Varu V väljahingamine 12 1.5

4. Jääk V 10 1

Ventilatsioon- See on alveolaarse õhu gaasilise koostise uuendamine sisse- ja väljahingamisel. Kopsude ventilatsiooni intensiivsuse hindamisel kasutage minuti maht hingamine(kopse läbiva õhu hulk 1 minutiga), mis sõltub hingamisliigutuste sügavusest ja sagedusest.

Hobuse loodete maht puhkeolekus 5-6 liitrit , hingamissagedus 12 hingamisliigutust 1 minutis.

Seega: 5 l.*12=60 liitrit minutiline hingamismaht. juures kerge töö see on võrdne 150-200 liitrit, raske töö ajal 400-500 liitrit.

Hingamise ajal ei ole kopsude üksikud osad kõik ventileeritud ja erineva intensiivsusega. Seetõttu arvutavad nad alveoolide ventilatsiooni koefitsient on sissehingatava õhu ja alveoolide mahu suhe. Arvestada tuleb sellega, et kui hobune hingab 5 liitrit sisse, jääb 30% õhust hingamisteedesse “kahjulikku ruumi”.

Seega jõuab alveoolidesse 3,5 liitrit sissehingatavat õhku (70% 5 liitrist hingamismahust). Seetõttu on alveoolide ventilatsiooni koefitsient 3,5 l.:22 l. või 1:6. See tähendab, et iga vaikse hingetõmbega ventileeritakse 1/6 alveoolidest.

3. Gaaside difusioon (gaaside vahetus alveolaarse õhu ja vere vahel kopsuvereringe kapillaarides).

Gaasivahetus kopsudes toimub difusiooni tulemusena süsihappegaas (CO 2) verest kopsualveoolidesse ja hapnik (O 2) alveoolidest kopsuvereringe kapillaaride venoossesse verre. On välja arvutatud, et umbes 5% sissehingatavas õhus olevast hapnikust jääb kehasse, süsihappegaasist eraldub kehast umbes 4%. Lämmastik ei osale gaasivahetuses.

Gaaside liikumine määratakse puhtalt füüsikalised seadused (osmoos ja difusioon), töötab gaasi-vedeliku süsteemis, mis on eraldatud poolläbilaskva membraaniga. Need seadused põhinevad gaaside osarõhu erinevusel või osarõhu gradiendil.

Osarõhk (lat. partialis – osaline) on ühe gaasisegus sisalduva gaasi rõhk.

Gaaside difusioon toimub piirkonnast rohkem kõrgsurve madalamale alale.

Hapniku osarõhk alveolaarses õhus 102 mmrt. Art., süsihappegaas 40 mm Hg. Art. Kopsu kapillaaride venoosse vere pinge O2 =40 mm Hg. Art., CO2=46 mm Hg. Art.

Seega on osarõhu erinevus:

hapnikku (O2) 102 – 40 = 62 mm Hg. Art.;

süsinikdioksiid (CO2) 46 – 40 = 6 mm Hg. Art.

Hapnik siseneb kiiresti läbi kopsumembraanide ja ühineb täielikult hemoglobiiniga ja veri muutub arteriaalseks. Süsinikdioksiid, vaatamata väikesele osarõhu erinevusele, on rohkem suur kiirus difusioon (25 korda) venoossest verest kopsualveoolidesse.

4. Gaaside (O 2, CO 2) transport verega.

Hapnik, mis liigub alveoolidest verre, on kahes vormis - umbes 3% lahustunud plasmas ja umbes 97% punastest verelibledest kombineerituna hemoglobiiniga (oksühemoglobiin). Vere küllastumist hapnikuga nimetatakse hapnikuga varustamine.

Ühes hemoglobiini molekulis on 4 raua aatomit, seega võib 1 hemoglobiini molekul ühendada 4 hapniku molekuli.

NNb+ 4О 2 ↔ ННb(O 2) 4

Oksühemoglobiin (HHb (O 2) 4) - eksponeerib vara nõrk, kergesti dissotsieeruv hape.

Hapniku kogust, mis sisaldub 100 mm veres hemoglobiini täielikul muundamisel oksühemoglobiiniks nimetatakse vere hapnikumaht. On kindlaks tehtud, et keskmiselt suudab 1 g hemoglobiini seonduda 1,34 mmhapnikku. Teades hemoglobiini kontsentratsiooni veres ja see on keskmine 15 g. / 100 ml, Saate arvutada vere hapnikumahu.

15 * 1,34 = 20,4 mahuprotsenti (mahuprotsent).

Süsinikdioksiidi transport veres.

Süsinikdioksiidi transportimine veres on keeruline protsess, mis hõlmab punased verelibled (hemoglobiin, karboanhüdraasi ensüüm) ja vere puhversüsteemid.

Süsinikdioksiidi leidub veres kolmel kujul: 5% - füüsiliselt lahustunud kujul; 10% - karbohemoglobiini kujul; 85% - erütrotsüütides kaaliumvesinikkarbonaatide ja plasmas naatriumvesinikkarbonaatide kujul.

Koest vereplasmasse sattuv CO 2 difundeerub koheselt punastesse verelibledesse, kus toimub hüdratatsioonireaktsioon süsihappe (H 2 CO 3) moodustumisega ja selle dissotsiatsiooniga. Mõlemat reaktsiooni katalüüsib ensüüm karboanhüdraas, mis sisaldub punastes verelibledes.

H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3

karboanhüdraas

↓

H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -

Kuna vesinikkarbonaadiioonide kontsentratsioon suureneb (NSO 3 -) punastes verelibledes difundeerub üks osa neist vereplasmasse ja ühineb sellega puhversüsteemid, moodustades naatriumvesinikkarbonaadi (NaHCO 3). Teine osa HCO 3-st jääb punastesse verelibledesse ja ühineb hemoglobiiniga (karbohemoglobiiniga) ja kaaliumkatioonidega - kaaliumvesinikkarbonaat (KHCO 3).

Alveoolide kapillaarides ühineb hemoglobiin hapnikuga (oksühemoglobiin) - see on rohkem tugev hape, mis tõrjub välja süsihappe kõikidest ühenditest. Karboanhüdraasi mõjul toimub selle dehüdratsioon.

H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2

Seega difundeerub karbohemoglobiini dissotsiatsiooni käigus lahustunud ja vabanev süsihappegaas alveolaarsesse õhku.

5. Gaaside vahetus vere ja koevedeliku vahel. Kudede hingamine.

Gaasivahetus vere ja kudede vahel toimub samal viisil gaaside osarõhu erinevuse tõttu (osmoosi ja difusiooni seaduste järgi). Siia sisenev arteriaalne veri on hapnikuga küllastunud, selle pinge on 100 mmrt. Art. Koevedelikus on hapniku pinge 20-40 mm Hg. Art., ja rakkudes selle tase langeb kuni 0.

Vastavalt: O 2 100 – 40 = 60 mm Hg. Art.

60 – 0 = 60 mm Hg. Art.

Seetõttu eemaldab oksühemoglobiin hapnikku, mis liigub kiiresti koevedelikku ja seejärel koerakkudesse.

Kudede hingamine on bioloogilise oksüdatsiooni protsess rakkudes ja kudedes. Koesse sisenevat hapnikku mõjutab rasvade, süsivesikute ja valkude oksüdatsioon. Sel juhul vabanev energia koguneb vormis makroergilised sidemed - ATP. Lisaks oksüdatiivsele fosforüülimisele kasutatakse ka hapnikku mikrosomaalse oksüdatsiooni ajal - rakkude endoplasmaatilise retikulumi mikrosoomides. Persse see lõpptooted oksüdatiivsed reaktsioonid muutub veeks ja süsinikdioksiidiks.

Süsinikdioksiid, mis lahustub koevedelikus, tekitab seal pingeid 60-70 mm Hg. Art., mis on kõrgem kui veres (40 mmHg).

CO 2 70 - 40 = 30 mm Hg. Art.

Seega põhjustab kõrge hapnikupinge gradient ning süsinikdioksiidi osarõhu erinevus koevedelikus ja veres selle difusiooni koevedelikust verre.

6. Hingamise reguleerimine.

Hingamiskeskus - see on kogum neuroneid, mis paiknevad kõigis kesknärvisüsteemi osades ja osalevad hingamise reguleerimises.

Põhiosa Mislavski hingamiskeskuse "tuumest". asub aastal piklik medulla, retikulaarse moodustumise piirkonnas neljanda ajuvatsakese põhjas. Selle keskuse neuronite hulgas on range spetsialiseerumine (funktsioonide jaotus). Mõned neuronid reguleerivad sissehingamist, teised väljahingamist.

Bulbaarsed hingamisteed tra on ainulaadne omadus - automaatne, mis püsib isegi selle täieliku deaferentseerumisega (pärast erinevate retseptorite ja närvide mõju lakkamist).

Piirkonnas pons asub "pneumotaksiline keskus". Sellel puudub automaatsus, kuid see mõjutab Mislavski hingamiskeskuse neuronite aktiivsust, stimuleerides vaheldumisi neuronite aktiivsust sisse- ja väljahingamisel.

Närviimpulsid lähevad hingamiskeskusest motoorsete neuroniteni torakoventraalse närvi tuumad (3-4 emakakaela selgroolülid– diafragmaalsete lihaste keskpunkt) ja selles paiknevatele motoorsetele neuronitele külgmised sarved rindkere selgroog (innerveerib väliseid ja sisemisi roietevahelisi lihaseid).

Kopsudes (hingamisteede silelihaste vahel ja kopsuvereringe kapillaaride ümber) on kolm retseptorite rühma: venitused ja kokkuvarisemised, ärritav, kõrvuti kapillaar. Nendelt retseptoritelt saadav teave kopsude seisundist (venitamine, kokkuvarisemine), õhuga täitumisest, ärritajate sattumisest hingamisteedesse (gaas, tolm), vererõhu muutustest kopsuveresoontes, liigub läbi aferentsete närvide hingamiskeskus. See mõjutab hingamisliigutuste sagedust ja sügavust, köhimise ja aevastamise kaitsvate reflekside avaldumist.

Suur tähtsus hingamise reguleerimisel on humoraalsed tegurid. Veresooned reageerivad muutustele vere gaasi koostises unearteri siinuse, aordi ja pikliku medulla refleksogeensed tsoonid.

Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni suurenemine veres põhjustab hingamiskeskuse stimuleerimist. Selle tulemusena muutub hingamine kiiremaks - hingeldus (õhupuudus). Süsinikdioksiidi taseme langus veres aeglustab hingamisrütmi - apnoe.