Фізіологія сільськогосподарських тварин

Рис. 41. Мішок Дугласа (1), з’єднаний з газовим лічильником (2)

Залежно від того, які м’язи беруть більшу участь у диханні — міжреберні чи діафрагмальні, розрізняють три типи дихання: грудний (реберний), діафрагмальний (черевний) і змішаний (реберночеревний), властивий сільськогосподарським тваринам. Деякі автори вважають, що у коня, собаки і людини переважає реберний тип, у жуйних тварин — черевний, у самок у період вагітності — грудний тип, який менше турбує плід з боку діафрагми. Тип дихання змінюється при пошкодженні грудної клітки або органів черевної порожнини. Тугий хомут викликає у коня біль, що призводить до зміни типу дихання на черевний. Тимпанія рубця у жуйних змінює тип дихання на реберний.

ФІЗИКО-ХІМІЧНИЙ ПРОЦЕС ОБМІНУ ГАЗІВ У ЛЕГЕНЯХ

Відомо, що завдяки дихальному повітрю постійно оновлюється альвеолярне. Дихальне — це атмосферне повітря, яке складається переважно з трьох газів: кисню, вуглекислого газу та азоту. Процентне співвідношення цих газів у повітрі характеризує їх парціальний тиск,

102

Розділ 3. Дихання

тобто тиск молекул окремо взятого газу на стінки судин. Встановлено, що азот не бере участі в газообміні, тому його кількість у вдихуваному та видихуваному повітрі майже постійна. Вміст або напруження цього газу в крові змінюється у випадках підвищення чи зниження атмосферного тиску, а разом з тим і його парціального тиску. Що ж до кисню та вуглекислого газу, то їх кількість у вдихуваному та видихуваному повітрі змінюється. З даних таблиці 13 видно, що близько 5% кисню залишається в організмі, а 4,5% двоокису вуглецю виділяється.

При визначенні парціального тиску одного з газів насамперед потрібно відняти від загального тиску парціальний тиск парів води, що знаходяться в повітрі, а також врахувати температуру, оскільки від неї залежить об’єм газу. Для аналізу видихуваного твариною повітря його збирають у мішок Дугласа за допомогою респіраційної маски. Альвеолярне повітря за своїм складом відповідає останнім порціям резервного повітря. Його склад залежить від частоти і глибини дихання та від «мертвого» простору.

Вміст газів у перших порціях видихуваного повітря близький до атмосферного повітря, тому що вони виділяються з «мертвого» простору. Останні порції видихуваного повітря більше подібні до альвеолярного. Незначна зміна парціального тиску азоту у видихуваному та альвеолярному повітрі є відносною (табл. 13). Це зумовлено тим, що водночас поглинається трохи більше кисню (за добу 500 л), ніж виділяється вуглекислого газу (430 л). Об’єм азоту залишається таким же, а відносна пропорція його змінюється.

Таблиця 13

Склад вдихуваного, видихуваного та альвеолярного повітря (тиск парів води — 47 мм рт. ст., температура — 37 °С)

	Кисень		Вуглекислий газ		Азот
Повітря		Парці-		Парці-		Парці-
	Об’єм,	альний	Об’єм,	альний	Об’єм,	альний
	%	тиск, мм	%	тиск, мм	%	тиск, мм
		рт. ст.		рт. ст.		рт. ст.
Вдихуване	20,9	159,1	0,03	0,3	79,04	600,7
Видихуване	16,7	127,1	4,50	32,0	79,03	602,6
Альвеолярне	14,5	103,2	5,50	39,0	74,50	567,0

103

Фізіологія сільськогосподарських тварин

Обмін кисню та вуглекислого газу між альвеолярним повітрям та кров’ю легеневих капілярів відбувається шляхом простої дифузії за рахунок різниці парціальних тисків цих газів по обидва боки альвеолокапілярної перетинки.

Коли йдеться про гази у рідинах (крові), то замість парціального тиску вживають вираз напруження газів. Це сила, з якою молекули розчинного газу намагаються вийти з рідини. Вона вимірюється у міліметрах ртутного стовпа (мм рт. ст.). За звичайних умов парціальний тиск кисню в альвеолярних просторах завжди більший (104 мм рт. ст.), ніж напруження цього газу у венозній крові легень (40 мм рт. ст.), а парціальний тиск вуглекислого газу, навпаки, завжди менший в альвеолярному повітрі (40 мм рт. ст.), ніж його напруження у крові венозних капілярів (46 мм рт. ст.).

Отже, різниця вмісту кисню по обидва боки ендотеліяльноепітеліальної перетинки становить 64 мм рт. ст. Це значення зумовлює швидке проникнення кисню у кров. Незначна різниця вуглекислого газу (6 мм рт. ст.) також достатня, бо завдяки фізичним властивостям цього газу його дифузія відбувається значно легше (у 20–30 разів), ніж дифузія кисню. Швидкість обміну обох газів залежить ще від кровообігу в капілярах легень та тривалості перебування вдихуваного повітря в альвеолах.

ЗВ’ЯЗОК ТА ТРАНСПОРТ ГАЗІВ КРОВ’Ю

Кисень і вуглекислий газ у значній кількості знаходяться у крові у хімічно зв’язаному стані, а незначна частина цих газів перебуває у плазмі крові у розчиненому вигляді. Кількість фізично розчинного газу в рідині можна підрахувати, встановивши його парціальний тиск над рідиною та коефіцієнт розчинності (абсорбції) газу. Парціальний тиск кисню (РО2) в альвеолярному повітрі дорівнює добутку об’єму (V, %) суміші газів та загального тиску газів (з вирахуванням парів води — 47 мм рт. ст.), поділеному на 100:

10 7 мм рт. ст.

104

Розділ 3. Дихання

Коефіцієнт абсорбції газу — це кількість газу (мл), що розчиняється в 1 мл рідини при нормальному атмосферному тиску та певній температурі. В легенях температура дещо нижча від температури тіла і становить близько 35°С. За цих умов коефіцієнт абсорбції (а) для кисню дорівнює 0,0244, а для вуглекислого газу — 0,592.

Тепер можна підрахувати кількість кисню, що розчиняється у плазмі крові за формулою

0 10 B .

Рис. 42. Графік кількості вуглекислого газу, хімічно зв’язаного та фізично розчинного в 100 мл крові, залежно від парціального тиску кисню в альвеолярному повітрі:

1 — вуглекислий газ, хімічно зв’язаний у венозній крові; 2 — вуглекислий газ, хімічно зв’язаний у артеріальній крові; 3 — вуглекислий газ, фізично розчинений у плазмі крові

105