Нереспираторные функции органов дыхания

ОСОБЕННОСТИ ФИЗИОЛОГИИ ДЫХАНИЯ СОБАКИ

Органы дыхания собаки представлены верхними дыхательными путями и легкими. Верхние дыхательные пути включают ноздри, носовые ходы и полости, носоглотку, гортань, трахею и крупные бронхи. Вдыхаемый воздух проходя по ним подвергается терморегуляции, очищению от механических частиц (пыли). Слизистая оболочка, выстилающая верхние дыхательные пути, обладает бактерицидными свойствами, поэтому, в легкие приходит стерильный воздух.

Для собак особое значение имеет функция анализа вдыхаемого воздуха. Рецепторный аппарат органов обоняния располагается на носовых раковинах. Собака, прежде чем сделать глубокий вдох, совершает частые неглубокие вдохи, при которых воздух продолжительно контактирует с рецепторным аппаратом и собака получает богатую информацию о внешней среде. Особенно заметно подобное поведение проявляется у собак в новой незнакомой обстановке.

Механизм вдоха и выдоха происходит за счет сокращения дыхательных мышц - диафрагмы и мышц грудной клетки. При вдохе сокращаются мышцы-вдыхатели, в том числе диафрагма. Объем грудной клетки увеличивается, из-за разряжения в плевральной полости легкие растягиваются и воздух пассивно их заполняет. При расслаблении мышц-вдыхателей грудная клетка уменьшается в объеме, и воздух из них выдавливается. Происходит выдох.

Частота дыхательных движений регулируется центральной нервной системой, функциональная активность которой зависит от концентрации углекислого газа, кислорода и величины рН крови. В состоянии покоя средние и крупные собаки совершают 10-30 дыхательных движений, мелкие животные дышат чаще.

Собственно газообмен происходит в альвеолах легких в результате разницы парциального давления кислорода и углекислого газа. Парциальное давление кислорода выше в альвеолярном воздухе. В связи с чем он переходит в кровь. В случае с углекислым газом картина противоположная: в венозной крови парциальное давление СО2 выше, чем в альвеолярном воздухе. Поэтому углекислый газ активно переходит из крови в альвеолы легочной ткани.

Транспорт кислорода в крови происходит при помощи гемоглобина эритроцитов, а транспорт углекислого газа идет за счет карбонатов и бикарбонатов плазмы крови.

Вместе с вдыхаемым воздухом в респираторную систему в виде аэрозолей или газов могут поступать посторонние или даже вредные вещества и частицы. Однако, после контакта со слизистой оболочкой верхних дыхательных путей большинство из них удаляется из организма. Глубина проникновения посторонних компонентов воздуха зависит от размера этих частиц. Крупные частицы (пыль), размеры которых превышают 5 мкм, осаждаются на слизистой за счет инерционных сил в местах, где бронхи изгибаются. Тяжелые частицы не могут обогнуть изгиб бронхов и по инерции ударяются в стенку бронха.

По такой же схеме освобождается воздух и от частиц размером от 0,5 до 5,0 мкм. Однако, этот процесс происходит уже в бронхиолах легких.

Частицы размером менее 0,5 мкм проникают в альвеолы легких и внедряются в слизистую оболочку дыхательного эпителия.

Большое влияние на задержание инородных частиц в верхних дыхательных путях собаки имеет характер дыхания. При медленном и глубоком дыхании микрочастицы проникают в легкие. Частое и поверхностное дыхание способствует очищению воздуха в верхних дыхательных путях.

Таким образом, частицы, адсорбированные на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, за счет колебательных движений мерцательного эпителия изгоняются в сторону носоглотки или носовых ходов. Далее они или проглатываются, или выбрасываются во внешнюю среду за счет резкого выдоха (чихания). В легочных альвеолах инородные частицы подвергаются фагоцитозу макрофагами. Бактериальные клетки подвергаются воздействию бактерицидных веществ в составе слизи легочного эпителия (система комплемента, опсонины, лизоцим). В результате все корпускулярные частицы разрушаются или транспортируются макрофагами за пределы органов дыхания.

Макрофаги легких адаптированы к условиям альвеол, т.е. активны в среде, богатой кислородом. Поэтому гипоксия подавляет фагоцитоз в легких. Стрессирование животного также сопровождается снижением защитных свойств дыхательных органов, так как кортикосте-роиды подавляют активность макрофагов. К аналогичному результату приводит и вирусная инфекция.

Альвеолярные макрофаги составляют переднюю линию защиты организма собаки. В случае, когда вдыхается большое количество корпускулярных частиц, на помощь макрофагам приходят другие фагоциты, прежде всего, нейтрофилы крови.

Однако, при чрезмерной активности фагоцитов, выделяемые ими активные радикалы кислорода и протеолитические ферменты, могут повреждать и сам эпителий, выстилающий легочные альвеолы. Чтобы сдержать чрезмерную активность фагоцитов в слизь легочного эпителия поступают ингибиторы протеаз (с^-антитрипсин) и антиокси-данты (глютатионпероксидаза). Эти вещества обеспечивают защиту легких от повреждающего действия собственной защитной системы органов дыхания.

Проникновение вредных газов в составе вдыхаемого воздуха в организм собаки зависит от их концентрации и растворимости. Газы с высокой растворимостью, например SO2 в малых концентрациях задерживаются уже в носовой полости за счет адсорбирования на слизистой оболочке. Но в больших концентрациях такие газы проникают и в легкие.

Газы с низкой растворимостью доходят до легочных альвеол в неизмененном состоянии. Однако, токсические газы стимулируют защитные механизмы типа бронхоспазмов, гиперсекрецию слизи, кашель и чихание, которые либо блокируют их диффузию, либо обеспечивают их механическое удаление из органов дыхания.

Имея огромную площадь капилляров (реактивную поверхность с фиксированными энзимами), высокую обеспеченность кислородом и развитую клеточную антитоксическую систему, легкие являются идеальным местом для тщательной очистки крови от биологически активных и, следовательно, потенциально опасных для организма метаболитов. Так, энд отел нал ьные клетки легочных капилляров поглощают весь объем серотонина, образующегося в организме собаки. Здесь же метаболизируются ряд простагландинов, брадикинин и ангиотен-зин. Нейтрофилы, обнаруживающиеся в легких, обеспечивают разрушение лейкотриенов.

Макрофаги органов дыхания имеют отношение к регуляции жирового обмена. Дело в том, что к легким поступает кровь с высоким уровнем липидов. Отмечена высокая лизирующая активность макрофагов по отношению к липопротеинам, поступающим в организм с лимфой от желудочно-кишечного тракта. В результате поглощения липопротеинов макрофагами последние увеличиваются в размерах, а кровь очищается от избытка жировых веществ. При активном крово-токе и гипервентиляции легких (физические нагрузки) избыточный жир окисляется и в виде тепловой энергии удаляется из организма с выдыхаемым воздухом.

Своеобразно дыхание собак в условиях высоких температур. Для собак при этом характерна одышка как нормальное физиологическое явление. Частота дыхания в этих условиях может превысить 100 за 1 минуту. Физиологический смысл одышки — гипервентиляция верхних дыхательных путей и легких с целью усиления испарения со слизистой оболочки. Испарение влаги сопровождается охлаждением поверхности верхних дыхательных путей и легких и притекающей к ним крови. Следовательно, у собак органы дыхания выполняют и функцию терморегуляции в условиях повышенных температур.

Таким образом, физиологическая роль органов дыхания у собаки не ограничивается газообменом. Респираторная система собаки причастна к реакциям иммунитета, обмену веществ, терморегуляции организма.

Дата добавления: 2014-12-08