32. Сущность дыхания; характеристика дыхательной системы животных.

Дыхание - совокупность процессов, обеспечивающих потребление кислорода и выделение двуокиси углерода в атмосферу. В основе дыхательной функции лежат тканевые окислительно-восстановительные процессы, обеспечивающие обмен энергии в организме. Сущность дыхания заключается в обеспечении процессов, при помощи которых животные и растительные клетки потребляют кислород, отдают двуокись углерода и переводят энергию в форму, доступную для биологического использования. Поступающий из окружающей среды кислород доставляется к клеткам, где он связывается с углеродом и водородом, которые отщепляются от высокомолекулярных веществ, включенных в цитоплазму. Конечные продукты превращений веществ, удаляемых из организма, двуокись углерода, вода и другие соединения содержат большую часть кислорода, поступающего в организм, остальной кислород входит в состав цитоплазмы. Кислород обеспечивает основные биохимические окислительные процессы, освобождающие энергию, поэтому нормальная жизнь и здоровье животных невозможны при недостаточном снабжении организма кислородом. При прекращении окислительных процессов животные погибают через несколько минут. В процессе дыхания различают: обмен воздуха между внешней средой и альвеолами (внешнее дыхание или вентиляция легких), перенос газов кровью, потребление кислорода клетками и выделение ими двуокиси углерода (клеточное дыхание). Характеристика дыхательной системы животных. Оптимальный для метаболизма газовый состав организма - относительное постоянство диоксида углерода и кислорода в альвеолярном воздухе, крови и тканях - обеспечивает система дыхания. Системой дыхания называют исполнительные органы системы дыхания и механизмы регуляции поддержания оптимального для метаболизма газового состава организма. В процессе метаболизма в клетках тканей постоянно используется кислород и образуется диоксид углерода. Система дыхания обеспечивает снабжение тканей кислородом и удаление диоксида углерода. Исполнительные органы системы дыхания следующие: 1) мышцы инспираторные - диафрагма, наружные косые межреберные мышцы и др.; 2) мышцы экспираторные - внутренние косые межреберные мышцы, мышцы брюшной стенки и др.; 3) грудная клетка; 4) плевра; 5) бронхи и легкие; 6) трахея, гортань, носоглотка, носовые ходы - воздухоносные пути; 7) сердце и сосуды; 8) кровь.

Воздухоносные пути. Обеспечивают прохождение воздуха в легкие из окружающей среды. Проходя через них, вдыхаемый воздух увлажняется, согревается или охлаждается, очищается от пыли и микроорганизмов. Слизистая оболочка стенки воздухоносных путей покрыта слизью; трахею и бронхи выстилает мерцательный эпителий. Поступающий воздух контактирует со слизью, к которой прилипают частицы из воздуха и микроорганизмы; движением мерцательного эпителия слизь продвигается по направлению к носоглотке. Функциональной единицей легких является альвеола - легочный пузырек. Альвеола имеет полушаровидную форму, малую толщину стенки. Внутренняя поверхность альвеолы выстлана эпителием, находящимся на базальной мембране; снаружи она густо оплетена легочными капиллярами. Внутренняя поверхность альвеол покрыта пленкой сурфактанта, которая препятствует слипанию стенок их в период выдоха. Легочные пузырьки расположены на концах разветвленных бронхиол, переходящих в два бронха. Альвеолы образуют губчатую массу легких. Легкие обеспечивают газообмен между воздухом и кровью, т.е. обмен кислорода и диоксида углерода.

У животных различают три типа дыхания: реберный, или грудной, - при вдохе преобладает сокращение наружных межреберных мышц; диафрагмальный, или брюшной - расширение грудной клетки происходит преимущественно за счет сокращения диафрагмы; реберно-брюшной - вдох обеспечивается в равной степени межреберными мышцами, диафрагмой и брюшными мышцами. Последний тип дыхания свойственен сельскохозяйственным животным. Изменение типа дыхания, может свидетельствовать о заболевании органов грудной или брюшной полости. Например, при заболевании органов брюшной полости преобладает реберный тип дыхания, так как животное оберегает больные органы. У низших позвоночных - рыб, амфибий, пресмыкающихся - уже есть специальные органы дыхания, У рыб органами дыхания служат жабры разнообразного строения - жаберное дыхание, у некоторых рыб, кроме жабр, имеется еще кожное и кишечное дыхание, из кишечной трубки образован плавательный пузырь, клетки которого активно поглощают кислород, например, у щуки - 35, у морского окуня - 88 %. У большинства насекомых снабжение организма кислородом осуществляется через тончайшие сети ветвей трахеи. У птиц, как и у рептилий, трахея делится на два бронха, которые, проходя сквозь легкие, открываются в воздушные мешки, Легкие сращены с костальной плеврой. Воздух через легкие поступает через разветвления бронхов и бронхиол в воздухоносные мешки. Наиболее крупные из них расположены в брюшной полости, а более мелкие - в грудной. Все они имеют отростки, проникающие в трубчатые кости конечностей. Диафрагма у птиц, как и у рептилий, отсутствует, Воздухоносные мешки как резервуары воздуха улучшают воздухообмен в легких, поддерживают тело птицы в полете, на воде, способствуют его охлаждению.

33. Внешнее дыхание (вентиляция легких). Легочные объемы. Легочная вентиляция. После спокойного выдоха в легких остается резервный, или остаточный, воздух, называемый также альвеолярным воздухом. Около 70 % вдыхаемого воздуха непосредственно поступает в легкие, остальные 25 - ЗО % участия в газообмене не принимают, так как он остается в верхних дыхательных путях. Объем альвеолярного воздуха у лошадей составляет 22 л. Поскольку при спокойном дыхании лошадь вдыхает 5 л воздуха, из которых в альвеолы поступает только 70 %, или 3,5 л, то при каждом вдохе в альвеолах вентилируется только часть воздуха (3,5:22). Отношение вдыхаемого воздуха к альвеолярному называют коэффициентом легочной вентиляции, а количество воздуха, проходящего через легкие за 1 мин, - минутным объемом легочной вентиляции. Минутный объем - величина переменная, зависимая от частоты дыхания, жизненной емкости легких, интенсивности работы, характера рациона, патологического состояния легких и других факторов.(Кол-во воздуха, проходящего через лёгкие за 1 цикл дыхания - лёгочная вентиляция.) Легочные объемы. В покое выдыхают в среднем 0,З - 0,5, лошади - 5 - 6 л воздуха. Этот объем называют дыхательным воздухом. Сверх данного объёма собаки и овцы могут вдохнуть еще 0,5 - 1, а лошади - 10 - 12 л воздуха. После нормального выдоха животные могут выдохнуть приблизительно такое же количество воздуха. При нормальном, неглубоком дыхании у животных грудная клетка не расширяется до максимального предела, а находится на некотором оптимальном уровне, при необходимости объем ее может увеличиваться за счет максимального сокращения мышц инспираторов. Дыхательный, дополнительный и резервный объемы воздуха составляют жизненную емкость легких. У собак она составляет 1,5 – 3 л, у лошадей 26 - 30, у крупного рогатого скота - 30 - 35 л воздуха. При максимальном выдохе в легких еще остается немного воздуха, этот объем называют остаточным. Жизненная емкость легких и остаточный воздух составляют общую емкость легких. Величина жизненной емкости легких может значительно уменьшиться при некоторых заболеваниях, что приводит к нарушению газообмена. Определение жизненной емкости легких имеет большое значение для выяснения физиологического состояния организма в норме и при патологии. Ее можно определить с помощью специального аппарата, называемого водяным (спирометром). К сожалению, эти способы трудно применимы в производственных условиях. У лабораторных животных жизненную емкость определяют под наркозом, при вдыхании смеси с высоким содержанием СО₂. Величина наибольшего выдоха примерно соответствует жизненной емкости легких. ЖЕ изменяется в зависимости от возраста, продуктивности, породы и других факторов.

34. Газообмен между альвеолами и кровью. Регуляция дыхания. В лёгких газообмен происходит между газами, наход в полости альвеол и газами, наход в крови. Он заключается в том, что из лёгких в кровь поступает О2, а из крови в альвеолы - СО2. Переход газов через дыхат мембрану осущ за счёт разности парциального Р. В альвеол воздухе парциальное Р О2 = 102 мм рт ст, а Р в капиллярах - 40 мм рт ст. Таким образом от > P к <О2 диффундирует через мембрану из полости альвеол в кровь. О2, поступивший в кровь соедин с Нв эритроцитов - оксиНв. Перенос СО2 осущ-ся в виде бикарбонатов. Газообмен между кровью и тканями. В крови Р=40 мм рт ст, тканевой жидкости = 25, а в кл=0. За счёт этой разницы О2 диффундирует из артериальной крови в тканевую жидкость и далее в кл. Диффузия СО2 идёт в обратном направлении, при этом в кл Р = 60 мм рт ст, в тканев жидкости=45, в крови =46, за счёт этого осуществляется диффузия из кл в кровь.

Газы наход в 2-х состояниях: растворённый и связанный. Растворение газов происходит по з-ну Генри - на 1 мм рт ст в 100 мл крови, растворяется 3 тысячных мл О2. Растворённых в крови газов не достаточно для того, чтобы покрыть потребность в О2. Газы диффундируют в плазму крови, а за тем в эритроциты, где вступают в хим связь с Нв. Кислородная ёмкость крови - кол-во О2, которое может быть связано 100 мл крови при полном переходе гемоглобина крови в оксигемоглобин. При присоединении О2 образуется оксигемоглобин - оксигенированная кровь. СО2 хорошо растворяется в крови, легко диффундирует через стенку капилляров в плазму крови. В растворённом состоянии перенос10% СО2, весь остальной СО2 переносится в связанном состоянии. СО2 поступает в эритроциты, там при участии фермента карбоангидразы вступает в р-цию с Н2О и образует Н2СО3, кот легко диссоциирует на Н и НСО3, кот переходят в плазму крови, а в эритроциты в замен их переходят ионы Cl, при этом освобождаются ионы K и Na, кот присоедин к себе НСО3, образуются бикарбонаты NaНСО3 и КНСО3. В капиллярах лёгких происходит обратный процесс. Под влиянием ф-тов из бикарбонатов выдел СО2, кот переходит из крови в полость альвеол. Нервная регуляция. Существует рефлекс вдоха и выдоха. Они поочерёдно сменяют друг друга, причём выдох вызывает возникновение вдоха и наоборот. Таким образом осуществляется саморегуляция дыхания. Рефлекс вдоха. Вдох будет начинаться с раздражен хеморецепторов альвеол лёгких с увеличением концентрации СО2 в конце выдоха. От хеморецепторов по инспереторн волокнам блуждающего нерва возбуждение поступает в инспираторный отдел дыхат центра продолговатого мозга. Оттуда по нисходящ путям спинного мозга возбужден поступ в цент диафрагмального и межрёберного нерва, от кот возбужден идёт к межрёберной мускулатуре. И диафрагма принимает ф-му конуса, рёбра приподнимаются, объём грудной кл ↑, Р в ней ↓ и воздух засасывается в лёгкие. Рефлекс выдоха. Он начин с раздражен механорецепторов альвеол, кот растягиваются в конце вдоха. От них по экспираторным волокнам возбужден поступает в эксператорн отдел дых центра продолговатого мозга. От туда по нисходящим путям спинного мозга импульсация идёт к центру диафрагмального нерва и межрёберного нерва, при этом диафрагма принимает ф-му купола, рёбра опускаются, объём грудной кл ↓, Р в ней ↑, воздух из лёгких выжимается. Если перерезать блуждающий нерв, то дыхан станов более глубок и редким. Гуморальная регуляция. Если в крови увеличивается содержан СО2, то нейроны дых центров возбуждаются и дых учащается и углубляется

35. Общая характеристика ЖВС(желёз внутренней секреции). Методы изучения их функций. ЖВС - железистые органы, кот выделяют биологически активные в-ва непосредственно в кровь и лимфу. Не имеют выводных протоков. Дел на эндокринные (щитов, паращит, мозговой и корковый слой надпочечников), смешанной секреции (семенники, яичники, поджелуд жел). Гормон выделяется в очень малых кол-вах, обладает большой биологич активностью. Быстро разрушается ферментами, инактивируются в печени и выдел с мочой. Являются активаторами и ингибиторами ф-тов. Изменяют проницаемость клеточн мембран. Действуют избирательно на клетки-мишени. По хим природе различ:

1 - контролирующие - обеспечения постоянства показателя.

2. Разрешающая ф-ция по отношен к определ биохим р-циям.

3. Эффекторные гормоны - действуют на органы-мишени.

4. Тройные - стимулир синтез и выделен эффекторн гормонов.

5. регулир синтез и выделен тропных. Механизм действия: стероидные - связываются с цитоплазматич мембраной, образ комплекс, он идёт в ядра клеток, взаимодействует с хроматином и регулирует транскрипцию генов. Нестероидные - сразу связываются с ядерным рецепторами. Пептидный - на наружн мембрану, где активируется аденилатциклаза, кот расщепляет АТФ, образуется цАМФ, кот активир протеинкиназу в клетках. Методы изучения: метод экстирпации - оперативного удаления той или иной эндокринной железы с последующим изучением изменений, которые произойдут в организме в рез-те такой операции. Выжигание эндокринных желёз. Вместо хирургического удаления можно выключить ф-цию желёз с помощью ингибиторов. Метод трансплантации. Пересадку органа, взятого у того же самого жив - аутотрансплантация. Другого жив того же вида - гомотрансплантиция. Жив другого вида - гетеротрансплантиция. Введение экстрактов эндокринных желёз и препаратов гормонов. Химические и биологич методы. Метод радиоактивных изотопов. Химический синтез гормонов, метод радиоавтографии.

36. Характеристика гормонов, механизм их действия. Гормоны – органические сигнальные молекулы, беспроводникового системного действия. Они распознаются рецепторами и влияют на экспрессию генов и активность ферментов в клетках – мишенях на удалении от места своей продукции. Образование и выделение гормонов прямо или опосредованно связано с нервной системой, что привело к представлению об единой системе нейроэндокринной регуляции. Основное назначение гормонов.Гормоны не являются ни катализаторами, ни коферментами, не выполняют пластикоэнергетической роли. Их роль информационная, поскольку в зависимости от своего взаимодействия с рецепторами и от состояния клеток-мишеней они включают и выключают на генетическом уровне определенные клеточные программы, моделируют эффективность их осуществления. В отношении обмена веществ, роста тканей, долговременных адаптивных реакций гормоны служат регуляторами, определяющие направленность и эффективность этих систем.Свойства гормонов.Действие гормонов на органы и ткани характеризуется следующими свойствами:

- синтез и выделение гормонов осуществляется специализированными клетками;

- высокая биологическая активность гормонов выражается в том, что они оказывают физиологическое действие в малых концентрациях;

- специфичность гормонов – каждый гормон характеризуется определенной, присущей только ему химической структурой, местом синтеза, функцией;

- дистантность действия – гормоны переносятся кровью далеко от места их образования;

- способность к быстрому разрушению это обуславливает их постоянную выработку в ЖВС;

- отсутствие у большинства гормонов видовой специфичности. Это дает возможность использовать гормональные препараты, полученные от одних животных другими.

37. Характеристика гипоталамуса и его гормонов. Гипоталамус служит непосредственным регулятором желез, он связан с корой больших полушарий, ретикулярной формацией, таламусом, спинным мозгом. Связь гипотоламуса с гипофизом осущ. посредством нейросекреторных путей. Даная система связана с периферическими железами посредствам обратной связи это способствует удержанию постоянства среды орг-ма. Гипоталамусе вырабатываются высокоактивные в-ва по нейросекреторной связи они поступают в воротную систему кровообращения гипоталамуса и гипофиза. Эти в-ва могут стимулировать (Либерины) или угнетать (Статины) деятельность переферических желез. Специальные клетки гипоталамуса образуют гормоны, кот, потом поступают в аденогипофиз.