Лёгочное дыхание

Лёгочное дыхание включает в себя первые два этапа дыхания: 1) обмен воздуха между внешней средой и лёгкими; 2) обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью. Лёгочное дыхание (называемое ещё внешним) осуществляется за счёт деятельности аппарата внешнего дыхания. К нему относятся воздухоносные пути, лёгкие, скелет и мышцы грудной клетки, диафрагма.

В процессе лёгочного дыхания атмосферный воздух поступает через воздухоносные пути в лёгкие во время вдоха. При выдохе воздух с повышенным содержанием углекислого газа выводится тем же путём в окружающую среду.

В альвеолах происходит диффузия кислорода в кровь и диффузия углекислого газа из крови в альвеолярный воздух.

Механизм лёгочного дыхания. Движение воздуха в лёгкие и из лёгких в окружающую среду обусловлено изменением давления внутри лёгких. Когда лёгкие расширяются, давление в них, становится ниже атмосферного (на 5 – 8 мм. рт. ст.) и воздух насасывается в лёгкие; когда лёгкие спадаются, воздух выжимается, давление в них становится выше атмосферного (на 3 – 4 мм. рт. ст.). Следовательно, лёгкие должны периодически расширяться и спадаться. Однако лёгкие не имеют собственных мышц и не могут расширяться и спадаться активно. Их движения пассивно следуют за движениями грудной клетки при актах вдоха или выдоха.

Во время вдоха (инспирация) размеры грудной клетки увеличиваются, во время выдоха (экспирация) – уменьшаются.

При форсированном дыхании, например во время работы, выдох становится активным; он усиливается за счёт сокращения мышц выдоха, или экспираторных мышц. К ним относятся внутренние межрёберные мышцы и мышцы живота – наружные и внутренние косые, поперечные и прямые брюшные, дорсальный зубчатый выдыхатель и др. Сокращение этих мышц повышает давление в брюшной полости, выталкивает диафрагму в грудную полость, уменьшая её объём. При сокращении внутренних межрёберных мышц ребра опускаются, приближаются друг к другу, в результате ещё больше уменьшается объём грудной клетки.

Вентиляция лёгких. Вентиляцией называют процесс обновления газового состава альвеолярного воздуха при вдохе и выдохе. Интенсивность вентиляции определяется глубиной вдоха и частотой дыхательных движений.

Глубину вдоха определяют по амплитуде движений грудной клетки, а также с помощью специальных методов, позволяющих измерить лёгочные объёмы. Частоту дыхательных движений можно подсчитать по числу экскурсий грудной клетки за определённый промежуток времени. Эта величина в покое характерна для каждого вида животных; она зависит от возраста, физиологического состояния, пола и продуктивности животных.

В среднем за 1 мин частота дыхания составляет:

Лошадь 8-16

Крупный рогатый скот 12-25

Овца 12-16

Свинья 10-18

Собака 14-24

Кролик 15-30

В любом возрасте частота дыхательных движений в 4-5 раз меньше частоты сердечных сокращений.

Обычно при оценке вентиляции лёгких используют такой показатель, как минутный объём дыхания. Его вычисляют путём умножения объёма воздуха, поступившего в лёгкие за один вдох (дыхательного объёма), на число дыхательных движений в минуту. При одинаковом минутном объёме дыхания и прочих равных условиях эффективнее более редкое, но более глубокое дыхание.

В состоянии покоя лошадь вдыхает и выдыхает при каждом дыхательном цикле 5 – 6л воздуха. При частоте дыхания 12 в 1 мин минутный объём будет составлять 60 – 70 л. При лёгкой работе минутный объём возрастает до 150 – 200 л, а при напряжённой работе – до 400 – 500 л. У коров средней продуктивности минутный объём воздуха 25 – 30 л. Иногда лёгочную вентиляцию выражают в л/ч на 100 кг живой массы.

Помимо дыхательного объёма, животное при глубоком вдохе может вдохнуть ещё некоторое количество воздуха. Этот объём воздуха называется дополнительным, или резервным объёмом вдоха. У лошадей он составляет 12 – 15 л, у коров – 5 -7 л.

Обмен газов в лёгких. В альвеолах лёгких кислород и углекислый газ обмениваются между воздухом и венозной кровью, находящейся в капиллярах малого круга.

Выдыхаемый воздух содержит больше кислорода и меньше углекислого газа в сравнении с альвеолярным. Это закономерно, если иметь в виду, что выдыхаемый воздух представляет собой смесь альвеолярного воздуха и воздуха вредного пространства (в соотношении примерно 7:3).

Функции лёгких, не связанные с газообменом. Наряду с основной функцией – обменом газов лёгкие выполняют и другие важные функции. Они участвуют, в частности, в очищении крови от механических примесей. Лёгкие как бы профильтровывают венозную кровь, задерживая механические частицы (деформированные и разрушенные клетки, микрокапли жира) и подвергая их перевариванию собственными ферментами. Противосвёртывающая система лёгких обеспечивает свободное кровообращение в малом круге и поддерживает фибринолитическую активность всей циркулирующей крови.