Система органов дыхания

2. Система органов дыхания

Данная система обеспечивает поступление в организм кислорода и выведение углекислого газа, т. е. обмен газов между атмосферным воздухом и кровью. У крупного рогатого скота газообмен происходит в легких, которые находятся в грудной клетке. Поочередное сокращение мышц-вдыхателей и выдыхателей приводит к расширению и сужению грудной клетки, а вместе с ней и легких. Это обеспечивает всасывание воздуха через воздухопроводящие пути в легкие (вдох) и его обратное выталкивание (выдох). Сокращениями дыхательных мышц управляет нервная система.

Во время прохождения по воздухопроводящим путям вдыхаемый воздух увлажняется, согревается, очищается от пыли, а также обследуется на запахи с помощью органа обоняния. С выдыхаемым воздухом из организма удаляется часть воды (в виде пара), избыток тепла, некоторые газы. В воздухопроводящих путях (гортани) воспроизводятся звуки.

Органы дыхания представлены носом и носовой полостью, гортанью, трахеей и легкими.

Нос вместе с ротовой полостью составляет у животных передний отдел головы – морду. На носу различают верхушку, спинку, боковые части и корень. У крупного рогатого скота верхушка носа вместе с верхней губой составляет носогубное зеркало, которое лишено волос и содержит многочисленные железы. Благодаря секрету этих желез поверхность носогубного зеркала у здоровых животных всегда влажная и холодная на ощупь, а у животных с повышенной температурой тела – сухая и горячая.

Нос вмещает парную носовую полость, являющуюся начальным отделом воздухопроводящих путей. В носовой полости вдыхаемый воздух обследуется на запахи, обогревается, увлажняется, очищается от загрязнений. Носовая полость сообщается с внешней средой через ноздри, с глоткой – через хоаны, с конъюнктивальным мешком – через слезно-носовой канал, а также с околоносовыми пазухами.

С носовой полостью сообщаются околоносовые придаточные пазухи – заполненные воздухом и выстланные слизистой оболочкой полости между наружными и внутренними пластинками некоторых плоских костей черепа (например, лобной кости). Из-за этого сообщения воспалительные процессы со слизистой оболочки носовой полости могут легко распространяться на пазухи, что осложняет течение болезней.

Гортань – это отдел дыхательной трубки, который расположен между глоткой и трахеей. Гортань подвешена на подъязычной кости, ее своеобразное строение позволяет выполнять, помимо проведения воздуха, и другие функции. Она изолирует дыхательный путь при проглатывании пищи, является опорой для трахеи, глотки и начала пищевода, служит голосовым органом. Остов гортани образован пятью подвижно соединенными между собой хрящами, на которых крепятся мышцы гортани и глотки. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой. Между 2 хрящами гортани проходит поперечная складка – так называемая голосовая губа, которая делит полость гортани на две части. В ней заложены голосовая связка и голосовая мышца. Напряжением голосовых губ при выдохе создаются и регулируются звуки.

Трахея служит для проведения воздуха в легкие и обратно. Это трубка с постоянно зияющим просветом, что обеспечивается имеющимися в ее стенке незамкнутыми сверху кольцами из гиалинового хряща. Внутри трахея выстлана слизистой оболочкой. Она простирается от гортани до основания сердца, где делится на два бронха, образующих основу корней легких. Это место называется бифуркацией трахеи.

Легкие – главные органы дыхания, непосредственно в них происходит газообмен между вдыхаемым воздухом и кровью через разделяющую легкие тонкую стенку. Для обеспечения газообмена необходима большая площадь соприкосновения между воздухоносными и кровеносными руслами. В соответствии с этим воздухоносные пути легких – бронхи, подобно дереву, многократно ветвятся до бронхиол (мелких бронхов) и оканчиваются многочисленными мелкими легочными пузырьками – альвеолами, которые образуют паренхиму легких (паренхима – это специфическая часть органа, выполняющая его основную функцию). Кровеносные сосуды ветвятся параллельно бронхам и густой капиллярной сетью оплетают альвеолы, где и осуществляется газообмен. Таким образом, основными компонентами легких являются воздухоносные пути и кровеносные сосуды. Соединительная ткань объединяет их в парный компактный орган – правое и левое легкое. Легкие расположены в грудной полости и прилегают к ее стенкам. Правое легкое несколько больше левого, т. к. влево смещено сердце, расположенное между легкими.

В норме число вдохов и выдохов (частота дыхательных движений) у здорового скота колеблется в значительных пределах. Эта широта диапазона зависит от ряда факторов. Частота дыхания (дыхательные движения грудной клетки в минуту) зависит от интенсивности обмена веществ в организме, от температуры окружающей среды, от мышечной нагрузки и физиологического состояния животного (табл. 1).

Таблица 1. Частота дыхания у крупного рогатого скота в состоянии покоя

Новорожденные телята – 50–75 (частота дыхания)

Телята в возрасте 2 нед – 45-56

Телята в возрасте 2–3 мес – 35-40

Телки – 27-30

Скот старше 1 года – 18-28

Быки и волы – 10-30

Респираторный отдел. Его структурно-функциональной единицей является ацинус. Ацинус - система легочных пузырьков, который обеспечивают газообмен. Ацинусы крепятся на терминальных бронхиолах. Состав ацинуса: респира торные бронхиолы 1, 2, 3 порядка, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки. Во всех этих образованиях имеются альвеолы, а значит, возможен газообмен. В респираторных бронхиолах участки однослойного кубического немерцательного эпителия чередуются с альвеолами, выстланными однослойным плоским эпителием. В альвеолярных ходах уже много альвеол, в межальвеолярных перегородках видны булавовидные утолщения (мышечные кисточки), содержащие гладкие миоциты. Альвеолярные мешочки образованы множеством альвеол, мышечные элементы в них отсутствуют. В межальвеолярных перегородках, кроме кровеносных капилляров, прилежащих снаружи к базальной мембране эпителия альвеол, имеется сеть эластических волокон, оплетающая альвеолы. Альвеолы тесно прилегают друг к другу, поэтому один капилляр своими сторонами граничит сразу с двумя альвеолами, что обеспечивает максимальные условия для газообмена. Альвеола имеет вид пузырька, выстланного изнутри однослойным плоским эпителием с двумя видами клеток: респираторными и большими гранулярными эпителиоцитами. Респираторные эпителиоциты — клетки 1 типа с мелкими митохондриями и пиноцитозными пузырьками. Через эти клетки происходит газообмен. К безъядерным участкам эпителиоцитов 1 типа прилежат безъядерные участки эндотелия кровеносного капилляра. Разделяющие респираторные эпителиоциты и эндотелиоциты капилляра их базальные мембраны плотно прилежат друг к другу. Перечисленные структуры (респираторные альвеолоциты, базальные мембраны и эндотелий капилляра) составляют аэрогематический барьер между воздухом альвеол и кровью кровеносных капилляров. Он очень тонкий — 0,5 мкм. В состав барьера также входит сурфактантный альвеолярный комплекс, изнутри выстилающий альвеолы и составляющий 2 фазы: мембранную, сходную с биологической мембраной, с белками и фосфолипидами, и жидкую — гипофазу, расположенную глубже и содержащую гликопротеиды. Сурфактант предотвращает спадание альвеол при выдохе, предохраняет от проникновения микробов из воздуха и от транссудации жидкости из капилляров в альвеолы. Вырабатывают сурфактант большие гранулярные эпителиоциты — клетки 2 типа. В них имеются крупные митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть и гранулы сурфактанта. В стенке альвеол встречаются также макрофаги: в них много лизосом и липидов, за счет окисления которых выделяется тепло на обогревание воздуха альвеол.

 

Рис. Грудная полость крупного рогатого скота (правое сечение): 1 — диафрагма: 2 — диафрагмальная доля легкого; 3 — верхушечная доля легкого; 4 — средняя доля легкого; 5 — сердце; 6 — подгрудок

Рис. Грудная полость крупного рогатого скота (левое сечение): 1 — пищевод; 2 — трахея; 3 — вагосимпатический ствол; 4 — левая общая сонная артерия; 5 — наружная грудная артерия; 6 — подмышечная артерия; 7 — наружная яремная вена; 8 — наружная грудная вена; 9— подмышечная вена; 10 — внутренняя грудная артерия; 11 — внутренняя грудная вена; 12 — грудиноголовная мышца; 13 — тимус; 14 — верхушечная доля (краниальная) легкого; 15 — диафрагмальная доля легкого; 16 — диафрагма; 17 — верхушечная доля (каудальная) легкого; 18 — сердце; 19 — правая верхушечная доля легкого

 

 

Рис. Схема бронхиального дерева легкого: 1 — легочная вена; 2 — бронхиальная артерия; 3 — сегментарный бронх; 4 — легочная артерия; 5 — бронх х-порядка;

6 — терминальный бронх; 7 — альвеолярный ход; 8 — альвеолярный  мешок; 9 — респираторный бронх

Процесс дыхания (потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа) состоит из следующих этапов:

внешнее дыхание (обмен газов между внешней средой и легкими — легочная вентиляция);

транспортирование газов кровью;

клеточное дыхание (потребление кислорода клетками и выделение ими углекислоты).

Легочная вентиляция возможна благодаря разности давления в атмосфере и в плевральной полости. Понижение давления в плевральной полости связано с наличием в легких эластических волокон, которые препятствуют растяжению легких атмосферным воздухом. Сила, с которой легкие стремятся вернуться в исходное положение, называется эластической тягой легких. Минутный объем вентиляции равен произведению объема отдельного вдоха на число вдохов в минуту. Общая емкость легких — это сумма жизненной емкости и остаточного воздуха. Сумма объемов дыхательного, дополнительного и резервного воздуха составляет жизненную емкость легкого (1,5—3 л у собак, 26 — 30 л у лошадей, 30— 35 л у крупного рогатого скота).

Дыхательный воздух — объем одного вдоха или выдоха (0,5 л у овец, 5—6 л у лошадей). Дополнительный воздух — объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного вдоха (до 1 л у овец и собак, 10—12 л у лошадей). Резервный воздух — объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (примерно равен дополнительному). Остаточный воздух — объем воздуха, который поступает в легкие при первом вдохе и всегда остается в них (примерно равен дополнительному воздуху).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

 

1. Алкамо Эдуард. Анатомия. Учебное пособие. – М.: АСТ, Астрель, 2002.
2. Анатомия человека. Учебное пособие. – М.: Феникс, 2006.
3. Занимательная анатомия и медицина. – М.: Белый город, 2004.
4. Физиология животных. Кнут Шмидт-Ниельсен Москва. "Мир" 1982.
5. Ноздрачев А.Д. "Большой практикум по физиологии человека и животных. Академия 2007 г.