Дихання та газообмін у тварин

Дихання та газообмін у тварин. Органи дихання. Їх різноманітність. Значення процесів дихання.

Газообмін між організмом тварини і навколишнім середовищем відбувається або у спеціалізованих органах дихання або через поверхню тіла. Кисень, що потрапив в організм, переноситься до тканин і клітин (у більшості тварин цю функцію виконує кров). У мітохондріях клітин відбувається дихання – взаємодія кисню й глюкози, в результаті якої утворюються вода і вуглекислий газ, а також вивільняється енергія, що заряджає молекули. Вуглекислий газ, що утворюється в клітинах, потрапляє в кров і через органи дихання чи поверхню тіла виводиться з організму.

Дихальна система тварин – це система органів, яка забезпечує газообмін організму з навколишнім середовищем (надходження кисню і виведення вуглекислого газу).

Примітивні зябра сформувалися ще у сидячих багатощетинкових червів із щупалець на головному відділі. Зябра більшості водних молюсків – це вирости на стінці мантійної порожнини, що схожі на перо птаха (складаються з опорного тяжа і двох рядів пластинок) . Газообмін з водою відбувається у епітелії пластинок, де кров насичується киснем, що поглинається з води. У головоногих молюсків при основі зябер є два додаткові зяброві серця, скорочення яких пришвидшують рух крові.

Вода надходить до зябер через рот і виходить назовні через зяброві щілини. При цьому вона омиває зяброві пластинки, що пронизані кровоносними судинами, в яких і відбувається газообмін. У кісткових риб на відміну від хрящових, є рухливі зяброві кришки, які покривають зяброві щілини.

Повітряне дихання властиве більшості тварин, які мешкають на суходолі та деяким тваринам, що повернулися до водного способу життя. Органи повітряного газообміну – це легені й трахеї. Найкраще трахейне дихання розвинене в комах. Трахейна система у них складається з великої кількості трахей – розгалужених трубок, які пронизують усе тіло і забезпечують надходження кисню безпосередньо до органів і клітин. Повітря потрапляє в трахеї через дихальні отвори, що на черевці комахи.

У павукоподібних органами дихання є трахеї або легеневі мішки. Наприклад, у кліщів розвинені трахеї, а у скорпіонів – легеневі мішки. Проте у павуків, зокрема у павука-хрестовика, є і трахеї, і легеневі

У черевоногих молюсків, які живуть на суходолі, а також у багатьох прісноводних молюсків (ставковиків) органом дихання є легеня, утворена стінками мантійної порожнини й обплетена кровоносними судинами. Повітря через дихальний отвір надходить у мішкоподібну легеню і кисень потрапляє в кров.

У хордових формуються парні легені, в які повітря надходить через ніздрі та дихальні шляхи. Легені земноводних – це невеликі тонкостінні мішки, пронизані густою сіткою капілярів. Надходження повітря у легені земноводних відбувається завдяки зміні об’єму ротової порожнини, а видих завдяки скороченню стінок легенів. Через низьку ефективність такого способу газообміну та малу площу поверхні легень земноводні разом із легеневим використовують і шкірне дихання.

Легені птахів мало еластичні й мають невеликий об’єм. Проте у птахів з легенями сполучена система з кількох пар повітряних мішків , що містяться серед внутрішніх органів, поміж м’язами та в порожнинах кісток.

У ссавців легені складаються я мільйонів альвеол – міхурців, які густо обплетені капілярами. Тому площа поверхні легенів, що використовується для газообміну, дуже велика, У ссавців вона у десятки разів більша, ніж площа поверхні тіла. Дихальні рухи здійснюються не тільки завдяки скороченням міжреберних м’язів, а й завдяки діафрагмі – особливій м’язовій перегородці, що є тільки у ссавців.

Дихання — це сукупність процесів, унаслідок яких відбувається використання організмом кисню і виділення вуглекислого газу. Дихання людини і тварин (які мають легені) охоплює такі процеси:а) обмін повітря між зовнішнім середовищем і альвеолами легень — вентиляція легень;б) обмін газів між альвеолярним повітрям і кров'ю — дифузія газів у легенях;в) транспорт газів кров'ю;г) обмін газів між кров'ю і тканинами в тканинних капілярах — дифузія газів у тканинах;д) використання кисню клітинами і виділення ними вуглекислого газу.

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Етапи процесу дихання   Зовнішнє ВнутрішнєВентиляція легенів. Дифузія газів у легенях. Транспорт газів кров’ю. Дифузія газів у тканинах. Окисні процеси у клітинах, унаслідок яких виділяється енергія

{69012 ECD-51 FC-41 F1-AA8 D-1 B2483 CD663 E}Дихальна система   Повітроносні шляхи ЛегеніНосова порожнина. Носоглотка. Глотка. Гортань. Трахея. Бронхи. Бронхіоли, що закінчуються альвеолами (легеневими пухирцями), обплетеними капілярами.

Носова порожнина. Поділяється на дві порожнини поділені кістково-хрящовою перегородкою, вкриті слизовою оболонкою з війчастим епітелієм, які затримують і виводять назовні пил і мікроорганізми, які осідають на слизовій оболонці. У лівій і правій частині є звивисті ходи: верхній (запахи), середній і нижній (носослізний канал). Пройшовши через носову порожнину, повітря потрапляє в носоглотку. Носоглотка розташована між носовою порожниною і глоткою.

3 носоглотки повітря потрапляє у глотку У глотці перетинаються дихальні й травні шляхи. Від глотки починаються гортань і стравохід. Вхід до гортані під час ковтання їжі закривається надгортанним хрящем, тому їжа потрапляє у стравохід, а повітря - у гортань. Гортань має лійкоподібну форму. Ззовні частину гортані видно як виступ, який називають кадиком. Гортань утворена кількома хрящами. Найбільший з них - щитовидний хрящ. Гортань переходить у трахею. Трахея - це дихальна трубка завдовжки 10—12 см, яка складається з 16—20 півкілець, що з'єднуються зв'язками. Трахея поділяється на два бронхи: лівий і правий.

Бронхи, як і трахея, складаються з хрящових півкілець. Бронхи входять у праву і ліву легені. Бронх, що входить у праву легеню, поділяється на три гілки відповідно до кількості часток легені. Бронх, що входить у ліву легеню, поділяється на дві гілки. У кожній легені гілки розгалужуються, утворюючи бронхіальне дерево легені. Найтонші бронхи називаються бронхіолами. Вони закінчуються альвеолярними мішечками, стінки яких утворені легеневими пухирцями, або альвеолами. Альвеоли густо обплетені капілярами малого кола кровообігу, де відбувається газообмін. Загальна поверхня всіх легеневих пухирців приблизно в 50 раз більша за поверхню шкіри людини. Тому кров швидко вбирає крізь їхні стінки кисень і віддає вуглекислий газ. Легені — великі парні органи. Права легеня більша і складається з трьох часток, ліва — з двох. Із зовні кожна легеня вкрита тонкою сполучнотканинною оболонкою — легеневою плеврою, а внутрішня поверхня грудної порожнини вкрита зовнішньою плеврою. Між легеневою і зовнішньою плев­рою є щілина — плевральна порожнина, яка заповнена плевральною рі­диною. Рідина зменшує тертя легенів об стінки грудної порожнини.