Тема заняття: Регуляція дихання

1.Регуляція дихання

Дихання — саморегулювальний процес, який складається з рефлекторної і гумо­ральної регуляцій. При цьому провідне значення має рефлекторна регуляція, яка здій­снюється дихальним нервовим центром, розміщеним у довгастому мозку. Дихальний центр двосторонній і складається з двох відділів: центру вдиху (інспірації) і центру ви­диху (експірації).

У регуляції дихання бере участь також кора великих півкуль головного мозку.

Дихальний центр постійно перебуває в активному стані, в ньому автоматично ви­никають ритмічні імпульси збудження. Автоматизм дихального центру пов'язують з про­цесами обміну речовин у ньому самому і накопиченням вуглекислого газу.

Рефлекторна регуляція. Зміна процесів дихання відбувається рефлекторно. Автоматизм дихального центру регулюється нервовими імпульсами, які надходять до нього від рецепторів власне легень, дихальних м'язів. Особливе значення мають рецептори легень. Під час вдиху легені розтягуються і в їх стінках подразнюються рецептори. Імпульси від рецепторів легень по нервових волок­нах блукаючого нерва надходять у дихальний центру, де гальмують центр вдиху і збуд­жують центр видиху. Внаслідок цього розслаблюються м'язи вдиху, вдих припиняється і настає видих. Як тільки легені повертаються в попередній стан, розтягування їх змен­шується і рецептори припиняють збуджуватися. Центр вдиху не отримує гальмівних ім­пульсів, знову збуджується і настає черговий вдих.

Отже, вдих рефлекторно спричинює видих, а видих, у свою чергу, рефлекторно стимулює вдих. Це спостерігається під час природного дихання. Рецептори подразню­ються також під час досить глибокого видиху, він рефлекторно гальмує центр видиху і збуджує центр вдиху. У регуляції актів вдиху і видиху беруть участь також рецептори міжреберних м'язів і діафрагми. Вони збуджуються під час видиху і рефлекторно стимулюють вдих.

Рефлекторно стимулюють дихання хеморецептори дуги аорти і каротидного сину­са. Накопичення в крові СО₂, зменшення вмісту кисню, підвищення вмісту молочної кис­лоти подразнюють хеморецептори, і дихання прискорюється й поглиблюється. Важли­ва роль у регуляції дихання належить корі великих півкуль. Вона забезпечує пристосу­вання дихання до потреб організму в зв'язку із змінами умов навколишнього середови­ща та функціями організму. Кора бере участь у виробленні умовних дихальних рефлек­сів. Якщо вмикати дзвінок і давати дихати тварині повітрям, до якого добавлено 5% СО₂, то через кілька таких поєднань один тільки дзвінок спричинює прискорення дихання. Про вплив кори свідчить прискорення дихання у коней перед стартом їх на іподромі.

Гуморальна регуляція. На стан дихального центру впливає хімічний склад кро­ві. Це було доведено в досліді з перехрес­ним кровообігом. У двох собак під загаль­ним наркозом перерізали сонні артерії і з'єднували їх через трубки, щоб кров від тулуба першої собаки надходила до голо­ви другої, а кров від тулуба другої собаки надходила до голови першої. Якщо у пер­шої собаки перетиснути трахею, то в її крові накопичиться багато СО₂. Така кров при надходженні до голови другої собаки збуджуватиме її дихальний центр, і собака частіше дихатиме. Досліди з введенням вугільної кислоти безпосередньо в дихальний центр показали, що вона є специфічним збудником дихання. Накопичення вугільної кислоти в крові новонародженого, коли пе­реривається зв'язок з організмом матері, є причиною його першого вдиху.

Захисні рефлекси. На дихання рефлекторно впливає подразнення слизових оболонок дихальних шляхів. Чхання і кашель, що виникають при цьому, є захисними рефлексами. Ці рефлекси запобігають потраплянню в дихальні шляхи шкідливих речо­вин або сприяють видаленню тих, що вже потрапили туди. Чхання виникає внаслідок подразнення рецепторів слизових оболонок носової порожнини, а кашель — гортані, трахеї і бронхів подразнювальними речовинами вдихуваного повітря.

2.Вплив на дихання різних факторів

Залежність дихання від віку, виду і продуктивності тварин. Частота ди­хання у різних видів тварин неоднакова і залежить від віку, виду тварин, рівня обміну речовин в організмі, температури навколишнього середовища, атмосферного тиску та інших факторів.

Схема регуляції дихання:

4 — кора великих півкуль; 2 — дихальний центр у довгастому мозку; 3 — центр діафрагмального нерва; 4— центри міжреберних нервів у спинному мозку; 5— міжреберні нерви; 6 —діафрагмальний нерв; 7 — діафрагма; 8 — легеня; 9 — волокна блукаючого нерва, які несуть імпульси від рецепторів легень; 10 — імпульси від шкірних та інших рецепторів

У новонароджених тварин дихання частіше, з віком його частота поступово зменшується. У телят частота дихання зменшується з 67 дихальних рухів при на­родженні до 22 в 11- місячному віці, у поросят — з 42 до 31 дихального руху.

Фізична робота, емоційні навантаження, підвищення температури повітря, трав­лення прискорюють дихання. Частота й глибина дихання залежать також від інтенсив­ності обміну речовин. Так, у високопродуктивних корів дихання дорівнює ЗО, у середньо продуктивних — 15—20 рухів за хвилину.

Під час м'язової роботи дихання стає не лише частішим, а й глибшим. Вентиляція легень також збільшується. М'язова робота супроводжується посиленням кровообігу і підвищенням вмісту гемоглобіну в крові. Внаслідок прискорення обміну речовин під час м'язової роботи в м'язах збільшується утворення СО₂ і молочної кислоти і посилюється надходження їх у кров. Молочна кислота відщеплює іони натрію і калію від солей ву­гільної кислоти, що призводить до значного збільшення концентрації останньої в крові і збудження дихального центру.

Молочна кислота, яка швидко утворюється, повністю не окислюється до води і вуг­лекислого газу і накопичується в м'язах у зв'язку з нестачею в них кисню. Такий стан називають кисневою заборгованістю.

Окиснення утвореної молочної кислоти завершується вже після закінчення роботи, тому деякий час після роботи дихання ще залишається частим і глибоким.

Дихання за зниженого і підвищеного атмосферного тиску. Зниження ат­мосферного тиску на висотах 2500—3000 м веде до зниження парціального тиску кис­ню в альвеолярному повітрі до 55—60 мм рт.ст. При цьому насичення крові киснем зменшується і тканини відчувають кисневу недостатність. Гостра киснева недостатність може спричинити втрату свідомості. Тварини, які ще не пристосувалися до життя в гір­ській місцевості, тяжко переносять нестачу кисню в атмосферному повітрі. У них вини­кає сильна задуха, зменшується кількість О₂ в організмі. У тварин, які мешкають у го­рах, підвищується вміст еритроцитів і гемоглобіну в крові та міоглобіну в м'язах. Коли тварини піднімаються в гори, їх дихання прискорюється і поглиблюється, з кров'яних депо надходить кров з підвищеним вмістом еритроцитів і гемоглобіну, а пізніше під впливом гормону еритропоетину посилюється кровотворення.

Під час занурення у воду на значну глибину атмосферний тиск підвищується. Так, при зануренні на кожні 10 м тиск підвищується на 101 кПа (1 атм). У таких випадках азот повітря розчиняється в крові. Швидке підняття з глибини супроводжується виді­ленням з крові азоту з утворенням пухирців, які можуть закупорити дрібні кровоносні судини й спричинити повітряну емболію. У разі закупорення пухирцями азоту судин серця і мозку спостерігаються тяжкі розлади в організмі, можлива навіть смерть. Тому для запобігання виникненню у водолазів кесонної хвороби з глибини на поверхню їх під­німають повільно.

3.Особливості дихання у птахів

Дихання птахів відрізняється від дихання ссавців, що зумовлено особливостями бу­дови їх органів дихання. Легені птахів прирослі до ребер і мало-еластичні. Бронхи проходять через легені і закінчуються в черевних повітряних мішках. Бронхіоли закінчуються не альвеолами, а повітроносними капілярами. Га­зообмін відбувається між повітроносними капілярами і кровоносними судинами. У пта­хів дуже розвинена грудна клітка, яка бере участь в акті вдиху. При цьому повітря про­никає не тільки в легені й повітроносні капіляри, а й у повітроносні мішки грудної та че­ревної порожнин. Під час видиху стискається грудна порожнина і повітроносні мішки. Повітря з них про­ходить через легені в зворотному напрямку.

Отже, повітря проходить через легені двічі — під час вдиху і під час видиху. За один акт вдиху й видиху птах двічі бере кисень з повітря й двічі виділяє вугле­кислий газ. Роль повітроносних мішків у газообміні не­значна в них мало капілярів. Повітроносні мішки мають велике значення в процесі терморегуляції, сприяють охолодженню тіла і внутрі­шніх органів. Під час польоту грудна клітка нерухома, і повітря засмоктується повітроносними мішками при змахах крил.

Частота дихання у різних видів птахів неоднакова: укурей - 20-40; у качок - 50-75; у гусей - 15-25; у індиків — 12—14; у голубів — 40—60 рухів за хвилину.

Дата добавления: 2014-01-04