Дихання – це процес обміну газами між організмом та навколишнім середовищем, необхідний для надходження кисню та видалення вуглекислого газу. Ссавці, включаючи людину, мають складну систему дихання, яка дозволяє їм підтримувати високий рівень ефективності обміну газами.Основний механізм дихання у ссавців базується на вентиляції легень. Під час вентиляції легень відбувається рух повітря, що містить кисень, через дихальні шляхи та повітроводні трубки в легені, де відбувається газообмін.Вентиляцію легень у ссавців забезпечує рух грудної клітини і діафрагми – головних м’язів, що беруть участь у акті дихання. Грудна клітина змінює свою форму завдяки скороченню і розслабленню міжреберних м’язів, що дозволяє змінювати об’єм грудної порожнини та створювати різницю тиску з навколишнім середовищем.під час вдиху грудна клітка розширюється, а діафрагма скорочується, що призводить до зниження тиску в легенях і засмоктування повітря. Під час видиху відбувається зворотний процес – грудна клітка звужується, діафрагма розслаблюється, тиск у легенях підвищується і повітря виходить.Таким чином, основними принципами вентиляції легень у ссавців є зміна обсягу грудної порожнини та створення різниці тисків, що дозволяє забезпечити надходження кисню в організм і видалення вуглекислого газу.Роль вентиляції легень у ссавцівОдним з важливих механізмів дихання у ссавців є діафрагмальне дихання. Діафрагма – це велика плоска м'яз, розташована між грудною та черевною порожнинами. Під час вдиху діафрагма скорочується і опускається, збільшуючи обсяг грудної порожнини. При видиху діафрагма розслаблюється і піднімається, звужуючи грудну порожнину і виштовхуючи повітря.механізмом дихання є реберне дихання. Коли ссавець вдихає, міжреброві м’язи скорочуються, піднімаючи ребра і розширюючи грудну клітку. При видиху ці м’язи розслабляються, ребра опускаються, і грудна порожнина стиснеться.Роль вентиляції легенів у ссавців також включає додаткові адаптації. Наприклад, деякі види ссавців мають повітряні мішки, які дозволяють підвищити ефективність дихання. Крім того, у деяких ссавців спостерігається висока потреба в кисні, що пояснюється особливостями їхнього способу життя.В цілому, вентиляція легенів у ссавців відіграє важливу роль у забезпеченні їхньої життєдіяльності і адаптації до різних умов середовища.Механізми дихання та їхній вплив на організмОсновними органами дихання у ссавців є легені. Вони забезпечують обмін газами між організмом і навколишнім середовищем. Під час дихання повітряпроходить через носові ходи або ротову порожнину, потім спрямовується в гортань і далі в трахею. У трахеї знаходиться голосовий апарат, що відповідає за виробництво звуків.Можна виділити два основних типи дихання у ссавців: грудне і черевне. Грудне дихання характерне для людини і деяких інших видів. При грудному диханні активно беруть участь міжреберні м’язи, піднімаючи і опускаючи ребра, що дозволяє збільшити або зменшити об’єм грудної клітки. Це створює розрідження в легенях, в результаті чого повітря всмоктується в організм. При видиху ребра опускаються, об’єм грудної клітки зменшується, а повітря викидається назовні.Черевне дихання характерне для більшості ссавців і забезпечується діафрагмою – розділяючим м’язом між грудною і черевною порожнинами. При вдиху діафрагма скорочується, опускається вниз і збільшує об’єм черевної порожнини. Це створює розрідження в легенях і дозволяє всмоктати повітря. При Під час видиху діафрагма розслабляється, піднімається вгору, і об'єм черевної порожнини зменшується, що виштовхує повітря з легенів.Механізми дихання не лише забезпечують надходження кисню та видалення вуглекислого газу, але й впливають на організм. Глибоке дихання сприяє поліпшенню кровообігу, знижує рівень стресу, покращує загальне самопочуття. Нестача дихання може призвести до кисневої недостатності та ослаблення організму. Тому правильне та регулярне дихання має велике значення для здоров'я та доброго самопочуття ссавців і людей зокрема.Важливість достатнього надходження киснюВентиляція легень здійснюється шляхом вдиху та видиху. Під час вдиху свіже повітря всмоктується в легені, де воно переходить у кров і надходить до клітин організму. У цей момент рівень вуглекислого газу в легенях підвищується, і при видиху він видаляється з організму.ПроцесОписВдихМ'язи діафрагми скорочуються, забезпечуючи рух вниз і збільшуючи об'єм грудної порожнини. Повітря проникає в легені через ніс і рот.Обмін газамиКисень з повітря проходить через тонку мембрану альвеол у капіляри і зв'язується з гемоглобіном в еритроцитах. Вуглекислий газ, що утворюється як продукт метаболічних процесів, виходить з крові в альвеоли і потім видихається.ВидихМ'язи діафрагми розслабляються, даючи можливість грудній порожнині повернутися до початкового стану. Під час видиху вуглекислий газ залишає легені і потрапляє в повітря.Важливо відзначити, що кожен вид ссавців має свої особливості вентиляції легень, пов'язані з їх анатомічними та фізіологічними особливостями. Однак, незважаючи на ці відмінності, достатнє надходження кисню завжди залишається одним з ключових механізмів,які забезпечують нормальне функціонування організму та підтримання життя ссавців.Адаптивні особливості структури легеньСтруктура легень також адаптована для оптимального використання доступного обсягу повітря. Наприклад, наявність безлічі дрібних повітряних міхурів (альвеол), де відбувається газообмін, дозволяє досягти максимальної поверхні для газообміну при мінімальних розмірах легень.Крім того, у ссавців розвинута складна мережа кровоносних судин, що пронизує легкі. Це забезпечує більш ефективний транспорт газів між легкими та органами, що беруть участь у газообміні, такими як серце та м'язи.Також, ссавці можуть регулювати глибину та частоту дихання залежно від зовнішніх умов та фізіологічних потреб організму. Це дозволяє їм адаптуватися до різних режимів активності та підтримувати необхідний рівень оксигенації тканин.
| Адаптивні особливості структури легень |
|---|
| Велика поверхня легеневої тканини |
| Безліч дрібних альвеол |
| Розвинута мережа кровоносних судин |
| Регулювання глибини та частоти дихання |
Зв'язок ковтання та дихання
Під час ковтання відбувається перенесення їжі з порожнини рота у стравохід. Цей процес вимагає тимчасового припинення дихання, щоб уникнути потрапляння їжі в дихальні шляхи. Коли ми ковтаємо, голосовий апарат закривається, щоб їжа не потрапила в гортань і трахею. У цей час дихальні м'язи розслабляються, і відбувається затримка вдиху.
Після того як їжа пройшла через гортань, м'язи голосового апарату відкриваються, і дихання відновлюється. Це відбувається досить швидко, тому затримка дихання під час ковтання зазвичай непомітна для нас.
Таким чином, ковтання і дихання тісно взаємодіють, забезпечуючи безпечний процес.їжі у стравохід і підтримання постійного надходження кисню в організм.Для ссавців характерно, що ковтання і дихання координуються автоматично. Цей процес контролюється дихальним центром у мозку, який регулює частоту та глибину дихання, а також контролює механізми ковтання.Регуляція дихання: роль нервової системиНервова система відіграє важливу роль у регуляції дихання у ссавців. Вона контролює частоту та глибину дихання, здійснюючи баланс між надходженням кисню в організм і видаленням二оксиду вуглецю.Основний центр регуляції дихання знаходиться в довгастому мозку, у спеціальному відділі - дихальному центрі. Дихальний центр отримує інформацію про стан організму і на основі сигналів, що надходять із дихальних і чутливих органів, координує роботу дихальних м'язів.Дихальний центр включає два основні підрозділи:ініціатор дихання і модулятор дихання. Ініціатор дихання генерує ритміку дихання і створює нейром'язевий імпульс, який викликає скорочення дихальних м'язів. Модулятор дихання регулює частоту і глибину дихання в залежності від зміни зовнішніх і внутрішніх факторів.Робота дихального центру ґрунтується на інформації, що надходить від рецепторів у легенях, крові, грудній клітці та хеморецепторах. Рецептори в легенях реагують на рівень кисню і вуглекислого газу в повітрі, що надходить до легень. Рецептори в крові чутливі до рівня оксигемоглобіну, кисню і вуглекислого газу в крові. Грудні рецептори реагують на ступінь розтягнення легень і діафрагми. Хеморецептори знаходяться в аорті, внутрішній сонній артерії й регулюють дихання, виходячи з тиску кисню і вуглекислого газу в цих судинах.Зниження рівня кисню або підвищення рівня вуглекислого газу в крові викликає активацію дихальногоцентру та збільшення частоти і глибини дихання.Розтягнення легень призводить до збільшення активації гальмівних нейронів у дихальному центрі, що веде до посилення фази видиху та зменшення частоти дихання.Фізична активність та емоційне збудження викликають активацію симпатичної нервової системи, що призводить до підвищення частоти та глибини дихання.Таким чином, нервова система є ключовим регулятором дихання у ссавців, контролюючи його частоту та глибину залежно від зовнішніх та внутрішніх факторів.