Повітря | Вміст газів,% | |||
Кисень | Вуглекислий газ | Азот | ||
Вдихуване Видихуване Альвеолярне | 20,94 16,30 14, 20 | 0,03 4,00 5, 20 | 79,03 79,70 80,60 |
Як видно із таблиці склад альвеолярного повітря відрізняється від вдихуваного і видихуваного. Це пояснюється тим, що під час вдиху в альвеоли надходить повітря повітроносних шляхів (тобто видихуване), а при видиху, навпаки, до видихуваного (альвеолярного) домішується атмосферне повітря, яке міститься в тих же повітроносних шляхах (об`єм мертвого простору).
У легенях кисень із альвеолярного повітря переходить у кров, а вуглекислий газ із крові переходить в легені шляхом дифузії через стінки альвеол і кровоносних капілярів. Загальна товщина їх становить близько 0,4 мкм. Напрямок і швидкість дифузії визначається парціальним тиском газу, або його напругою (табл.2).
Таблиця 2. Парціальний тиск кисню і вуглекислого газу у вдихуваному і альвеолярному повітрі та їх напруга у крові.
Газ | Парціальний тиск (напруга), мм. рт. ст. | ||||
Атмосферне повітря | Альвеолярне повітря | Венозна кров (у легенях) | Артеріаль-на кров | ||
Кисень | 159 | 107 | 40 | 102 | |
Вуглекислий газ | 0,2 | 40 | 47 | 40 |
(Парціальний тиск і напруга, по суті, синоніми, але про парціальний тиск кажуть, якщо даний газ перебуває в газовому середовищі, а про напругу - якщо він розчинений в рідині). Парціальним тиском газу називають ту частину загального тиску газів, яка припадає на даний газ.
Як видно із табл.1 різниця між напругою газів у венозній крові і парціальним тиском їх в альвеолярному повітрі становить для кисню близько 70 мм рт. ст., а для вуглекислого газу - 7 мм рт. ст.
Швидкість дифузії вуглекислого газу із крові в 25 разів більша, ніж кисню, тому за рахунок різниці в 7 мм рт. ст. вуглекислий газ встигає виділитися із крові.
Кров транспортує кисень від легень до тканин і вуглекислий газ від тканин до легень. В крові, як і у всякій рідині, гази можуть перебувати у двох станах: фізичного розчину і хімічно зв`язаним. Вуглекислий газ і кисень розчиняються в плазмі крові в невеликій кількості. Основна маса кисню і вуглекислого газу переноситься в хімічно зв`язаному вигляді. Основний переносник кисню - гемоглобін крові, кожний грам якого зв`язує 1, 34 см куб. кисню. Вуглекислий газ переноситься кров`ю в основному у вигляді хімічних сполук - натрію і калію гідрокарбонатів, але частина його переноситься і гемоглобіном (близько 10%).
Збагачена киснем у легенях кров по великому колу розноситься до всіх тканин організму, де відбувається дифузія в тканини, зумовлена різницею напруги в крові і тканинах. У клітинах тканин кисень використовується в біохімічних процесах тканиною (клітинного) дихання - процеси окиснення вуглеводів, жирів, білків.
Кількість використання кисню і виділення вуглекислого газу змінюються в однієї і тієї ж тварини. Залежить це не тільки від стану здоров`я, але й від фізичної активності, харчування, віку, статі, температури середовища, маси і площі поверхні тіла тощо. Наприклад, на холоді газообмін підсилюється, чим підтримується сталість температури тіла.
Рух повітря в дихальних шляхах здійснюється шляхом ритмічних дихальних рухів - вдиху і видиху. Під час вдиху відбувається збільшення грудної клітки завдяки опусканню діафрагми і підніманню ребер. Діафрагма - грудиночеревна перепона - утвір, що відмежовує у собаки грудну порожнину від черевної. Вона має вигляд поперечно розміщеної куполоподібної м`язовосухожильної пластинки, краї якої прикріплені до стінок грудної клітки. Її опускання здійснюється за рахунок скорочення посмугованих м`язових волокон, що робить купол більш плоским. При опусканні діафрагми органи черевної порожнини відсуваються вниз і в боки, що супроводжується рухами стінки живота.
Ребра під час вдиху піднімаються догори, тобто займають більш горизонтальне положення за рахунок вирівнювання лінії зчленування ребра і хряща, що супроводжується збільшенням об`єму грудної порожнини. Ребра піднімаються завдяки скороченню зовнішніх міжреберних м`язів, які прикріплюються косо від ребра до ребра.
Крім діафрагми, зовнішніх міжреберних м`язів у процесі вдиху беруть участь міжхрящові м`язи трахеї, бронхів. Під час глибокого вдиху грудна порожнина розширюється більше, ніж під час спокійного. Глибокий вдих викликається одночасним скороченням міжреберних м`язів, діафрагми, а також деяких (трапецієвидний, ромбовидний, великий і малий грудні тощо) м`язів грудей і плечового пояса, які піднімають ребра вище, ніж під час спокійного вдиху.
Описаний механізм забезпечує збільшення об`єму грудної клітки, що зумовлює відтягування пристінкової плеври. Оскільки у вузькому проміжку між нею і легеневою плеврою тиск нижчий від атмосферного, легенева плевральна оболонка присмоктується до пристінкової і теж розтягується, розтягуючи і пружну легеневу тканину. В результаті відбувається збільшення об`єму легень і наповнення їх повітрям із дихальних шляхів, де тиск вищий. Так здійснюється вдих, при цьому переборюється ряд опорів: еластична тяга легень, опір реберних хрящів, маса грудної клітки, що піднімається вгору, опір черевних органів та стінок живота.
Після закінчення вдиху дихальні м`язи розслаблюються і грудна клітка повертається до вихідного положення (видих). Спокійний видих відбувається пасивно, без участі м`язів. При глибокому видиху до еластичних сил, що стискують грудну клітку, приєднується скорочення внутрішніх міжреберних м`язів і м`язів живота, що з силою відтискують черевні органи і діафрагму вгору. Від цього ребра більше опускаються, купол діафрагми випинається, грудна порожнина зменшується більш, ніж під час спокійного видиху.
Розрізняють три типа дихання: черевної, грудної і реберно-черевної. У собак в спокійному стані тип дихання буває черевним. При глибокому диханні він стає реберно-черевним. Грудної тип дихання буває тільки при задишки. Число дихальних рухів собаки в спокійному стані (за хвилину): Маленької 18 - 26, великої 14 - 22.
Система органів кровообігу і лімфоутворенняСистема органів кровообігу складається із серця, кровоносних судин (артерії, вени, капіляри), кров. Кровотворні органи - селезінка, червоний кістковий мозок, лімфатичні вузли.Кров - рідка сполучна тканина, яка циркулює в судинній системі і складається з рідкої частини - плазми (55-60%) і кров`яних клітин (40-45%). Разом з лімфою і тканинною рідиною кров утворює внутрішнє середовище організму. Перебуваючи в постійному русі, кров постачає всі органи і тканини розчиненими в ній речовинами. Вода і розчинені в ній речовини переходять із крові в тканинну рідину, яка омиває кожну клітину. Це забезпечує постійний обмін речовин між органами. Лімфа утворюється із тканинної рідини в лімфатичних капілярах. Неперервне змішування крові, тканинної рідини і лімфи допомагає підтримувати сталість їхнього складу. Аналізуючи транспортну функцію крові, можна виділити кілька основних напрямів.1. Дихальна функція полягає в перенесенні кисню від легень до тканин і вуглекислого газу в зворотному напрямку.2. Поживна функція здійснюється шляхом перенесення поживних речовин (амінокислот, глюкози, жирних кислот тощо) від органів травлення або від органів, у яких ці речовини депонуються, до тканин, в яких відбувається їхнє подальше перетворення.3. Видільна (екскреторна) функція пов`язана з перенесенням кінцевих продуктів дисиміляції в нирки або інші органи (шкіра, травний апарат, легені), кров також бере участь у процесі утворення сечі.4. Регуляторна функція пов`язана з транспортом гормонів та інших біологічно активних речовин, за допомогою яких здійснюється регуляція функції окремих органів.5. Терморегуляторна функція. Маючи високу теплопровідність і теплоємність кров, циркулюючи у кровоносних судинах, збільшує втрату тепла у випадку перегрівання організму, або навпаки, зберігає його при переохолодженні. Це відбувається внаслідок зміни просвіту кровоносних судин у шкірі, підшкірній клітковині, м`язах і внутрішніх органах.6. Гомеостатична функція (підтримання динамічної стабільності внутрішнього середовища організму) досягається завдяки тому, що кров, омиваючи усі органи і тканини, здатна нормалізувати склад внутрішнього середовища під безпосереднім контролем нервової системи, яка у відповідь на зміни середовища змінює характер діяльності тієї чи іншої системи організму.7. Кров виконує також і захисну функцію, яка здійснюється лейкоцитами, що здатні до фагоцитозу, і речовинами, що забезпечують гуморальний захист організму від шкідливих мікроорганізмів, які потрапили в організм. У крові є антитіла, з якими зв`язаний імунітет. До захисної функції слід також віднести здатність крові до зсідання, внаслідок чого припиняється кровотеча при пораненні.Плазма крові є її рідкою частиною, яка складається із розчинених у воді білків, вуглеводів, солей, біологічно активних речовин (гормонів, ферментів тощо), а також продуктів клітинної дисиміляції, які підлягають виведенню із організму. Плазма крові, проходячи через кровоносні капіляри, безперервно отримує і віддає різні речовини, але її склад залишається відносно стабільним. Плазма містить близько 92% води, 7 - 8 - білків, 0,12 - глюкози, 0,7 - 0,8 - жирів, 0,9% - солей.Білки плазми крові характеризуються різними специфічними функціями і властивостями і діляться на три основні групи: альбуміни - -4,5%; глобуліни - 1,7-3,5 і фібриноген - 0,4%. Фібриноген має значення при зсіданні крові; гамаглобулінова фракція містить антитіла, які забезпечують імунітет до різних інфекційних захворювань; інші види білків відіграють важливу роль в підтриманні колоїдно-осматичного тиску, який регулює вміст води в крові.Глюкоза є основним джерелом енергії для клітин. Зниження кількості глюкози в плазмі крові призводить до різкого підвищення збудливості клітин головного мозку що тягне за собою появу судом. При дальшому зменшенні концентрації глюкози порушуються кровообіг, дихання і настає смерть.До мінеральних речовин плазми відносять солі Nа, Са, К тощо. Співвідношення і концентрація іонів цих елементів відіграють важливу роль у життєдіяльності організму собаки. Стабільність хімічного складу плазми крові підтримується за рахунок нейрогуморальної регуляції організму.Еритроцити, червоні кров`яні тільця, перебувають у плазмі в завислому стані і визначають колір крові. Вони являють собою в нормі без`ядерні двовгнуті клітини округлої форми. До складу еритроцитів входить специфічний пігмент крові - гемоглобін, який являє собою білок, зв`язаний з атомом заліза. Еритроцити утворюються в червоному кістковому мозку, який заповнює порожнини деяких кісток. Живуть вони 3-4 місяці. Щосекунди в селезінці і печінці руйнується близько 2,5 млн еритроцитів і така сама кількість їх утворюється в кістковому мозку.У разі порушення функції червоного кісткового мозку при деяких інфекційних захворюваннях розвивається анемія - зменшення кількості еритроцитів у крові, що призводить до кисневого голодування тканин. Основна функція еритроцитів полягає в транспортуванні кисню від органів дихання до тканин і видалення із тканин оксиду вуглецю (ІІ). Це зв`язано з своєрідною здатністю гемоглобіну утворювати нестійкий хімічний комплекс з киснем; атоми кисню приєднуються до атома заліза, що є в молекулі гемоглобіну. В легенях кисень зв`язується з гемоглобіном (Нb), утворюючи нестійку сполуку - оксигемоглобін (НbO2); Нb + О2 = НbО2. Це оборотна реакція. В умовах низького парціального тиску кисню в капілярах тканин відбувається розщеплення оксигемоглобіну з вивільненням кисню і гемоглобіну. Гемоглобін приєднує близько 10% СО2. Решта вуглекислого газу транспортується плазмою крові у вигляді карбонатних сполук, в утворенні і руйнуванні яких беруть участь ферменти еритроцитів.Лейкоцити, білі кров`яні тільця, на відміну від еритроцитів позбавлені гемоглобіну, мають ядро і здатні до активного амебоїдного руху. Лейкоцитів значно менше, ніж еритроцитів. У крові міститься кілька видів лейкоцитів, які відрізняються між собою за розмірами, формою ядра, наявністю зернистості в цитоплазмі. Процентне співвідношення між окремими видами лейкоцитів називається лейкоцитарною формулою. При ряді захворювань характер лейкоцитарної формули змінюється. Тому підрахунок різних форм лейкоцитів має діагностичне значення. Лейкоцитам властивий амебоїдний рух, завдяки чому вони здатні проникати через стінку капілярів до місць інфекції в тканинах і фагоцитувати мікроорганізми. Стимулом, що спрямовує рух лейкоцитів до місця інфекції, є речовини, які утворюються інфікованими тканинами у відповідь на запалення.Тривалість життя лейкоцитів 3-5 діб. Основна функція їх полягає в захисті організму від збудників захворювань. Вони захоплюють і руйнують бактерії, що проникли в організм. Такий процес називається фагоцитозом.Початок вивчення захисної функції крові поклав своїм вченням про фагоцитоз І.І. Мечников. Він у 1883 р. дійшов висновку, що несприйнятність організму до деяких інфекційних захворювань (імунітет) забезпечується фагоцитарною активністю лейкоцитів.Імунітет (лат. іmmunitas - звільненість) - прояв спрямованих на збереження сталості внутрішнього середовища захисних реакцій організму на генетично чужорідні речовини (антигени). Якщо антигенами є мікроорганізми або токсини, розвивається інфекційний або антитоксичний імунітет; при пересаджуванні чужорідних клітин, тканин і органів - трансплантаційний імунітет; у відповідь на виникнення пухлин - протипухлинний імунітет тощо. Найчастіше поняття “імунітет" означає несприйнятливість до інфекційних хвороб. Розрізняють такі форми імунітету:Природний імунітет - це несприйнятливість до інфекційних захворювань, яка передалась у спадок дитині від матері (природжений) або виникла після перенесення хвороби (набутий).На сьогодні розроблені методи, які дозволяють створювати штучний імунітет. Активний штучний імунітет виникає в результаті введення в організм ослаблених або вбитих збудників інфекції. Це викликає легку форму хвороби, під час якої в організмі утворюються специфічні антитіла і собака стає несприятливим протягом тривалого часу до того захворювання, проти якого було зроблене щеплення. Таке щеплення використовують проти чуми, сказу та ін.Пасивний імунітет створюється введенням в організм лікувальних сироваток, які містять готові антитіла проти збудників хвороб. Цей імунітет зберігається кілька місяців. Лікувальні сироватки отримують із крові тварин (частіше коней), яким вводять поступово зростаючі дози інфекційного матеріалу. В крові тварини поступово нагромаджуються антитіла. Потім у неї періодично беруть кров, з якої дістають лікувальну сироватку.Важливу роль в зсіданні крові відіграють тромбоцити. Тромбоцити, або кров`яні пластинки, являють собою без`ядерні, безбарвні, округлої форми клітини розміром 2 - 4 мкм. Тривалість життя їх близько 4 днів. Утворюються тромбоцити в червоному кістковому мозку. Основним депо тромбоцитів є селезінка, звідки вони у випадку необхідності надходять в кров. Тромбоцити легко руйнуються при пошкодженні кровоносних судин або при зіткненні крові з повітрям.Зсідання крові захищає організм від крововтрати при випадковому пошкодженні судин. Воно зв`язане з перетворенням розчинного білка плазми фібриногену в нерозчинний білок фібрин. Тонкі нитки фібрину утворюють сітку, в якій застряють клітини крові. Утворюється щільний кров`яний згусток, який закупорює пошкоджену судину.Механізм зсідання крові - складний ферментативний процес, в якому можна виділити три основні етапи. Перша реакція пов`язана з руйнуванням тромбоцитів і вивільненням речовини, яку називають тромбопластином. Під час другої реакції фермент тромбопластин каталізує перетворення протромбіну на тромбін. Протромбін - один з білків плазми, для синтезу якого потрібен вітамін К, перетворюється в тромбін лише за наявності іонів Са. Тому якщо хімічно зв`язати кальцій цитратом натрію, введеним у кров, то її зсідання не відбувається. Нарешті, тромбін каталізує перетворення фібриногену у фібрин.Практичне значення має аналіз груп крові у тваринництві для селекційної роботи. Вивчення міжпородних відмінностей за групами крові дає змогу уточнити походження порід і генетичні зв`язки між ними, а також ступінь застосовуваного близькоспорідненого розведення. Перед переливанням крові в тварин потрібно (оскільки немає точних даних про її групу) перевіряти сумісність крові донора і реципієнта.Розрізняють два кола кровообігу - великий і малий. Велике коло кровообігу починається в лівому шлуночку серця. Від лівого шлуночка відходить аорта, яка розгалужується на дві артерії. Одна з них прямує в сторону тулуба і задніх кінцівок, а друга - в сторону голови і передніх кінцівок. Артеріями кров розноситься по всьому організму. Проходячи через капіляри, кров віддає клітинам поживні речовини і кисень і отримує із тканин продукти обміну речовин і вуглекислоту. Після цього кров поступає в вени і повертається до серця, в його праве передсердя. Із правого передсердя кров поступає в правий шлунок, де і закінчується велике коло кровообігу.Скороченням правого шлуночка кров проштовхується в артерію, яка йде до легень і називається легеневою. В легенях ця артерія розгалужується в сіть капілярів, в яких відбувається обмін газів між кров`ю і повітрям, яке знаходиться в альвеолах легень. Тут кров віддає вуглекислоту і збагачується киснем, тобто перетворюється із венозної темно-червоної крові в артеріальну світло-червону. Збираючись із капілярів легень в легеневі вени, кров, збагачується киснем, поступає в ліве передсердя, а із нього - в правий шлунок. Тут закінчується мале коло кровообігу.Кровообіг крові, тобто самий короткий час, на протязі якого кров може пройти по всьому колу кровообігу, займає у собаки 16,7 с. Таким чином, на протязі однієї хвилини кров оббігає все тіло біля 4-х разів.Крім кровоносних судин у собак із замкненою кровоносною системою є ще одна група судин, які утворюють лімфатичну систему. Тканинна рідина з міжклітинних проміжків фільтрується крізь стінку замкнених з одного кінця лімфатичних капілярів і перетворюється на лімфу - прозору, жовтавого кольору рідину, що за хімічним складом близька до плазми крові. В лімфі є лейкоцити, частина яких потрапляє в лімфатичні капіляри із тканинної рідини, а частина утворюється в лімфатичних вузлах. Судини лімфатичної системи утворюють густу сітку в більшості органів і тканин за винятком центральної нервової системи, хрящів, тканин ока, епітелію шкіри та слизових оболонок.
