Jaká je kapacita plic koně?

PŘEDNÁŠKA č. 15. Fyziologie dýchání. 1. Podstata dýchání. Dýchací orgány. 2. Zevní dýchání (plicní ventilace). 3. Difúze plynů (výměna plynů mezi alveolárním vzduchem a krví v kapilárách plicního oběhu). 4. Transport plynů (O2, CO2) krví. 5. Výměna plynů mezi krví a tkáňovým mokem. Tkáňové dýchání. 6. Regulace dýchání. 1. Podstata dýchání. Dýchací orgány. Dýchání je fyziologická funkce, která zajišťuje výměnu plynů mezi tělem a vnějším prostředím a souborem orgánů zapojených do výměny plynů je dýchací systém.

Doporučené materiály

Pomocné historické disciplíny
Faleristika
Pomocné historické disciplíny
Historická onomastika
Pomocné historické disciplíny
Heraldika
Pomocné historické disciplíny
Možnost 2 – KR
Lékařské a biologické základy bezpečnosti života
Téma: Stanovení obsahu výměnného draslíku v půdě
Biologické základy zemědělství

Evoluce dýchacího systému, 1. U jednobuněčných organismů k dýchání dochází povrchem (membránou) buňky. 2. U nižších mnohobuněčných živočichů k výměně plynů dochází přes celý povrch vnějších a vnitřních (střevních) buněk těla. 3. U hmyzu tělo je pokryto kutikulou a proto vznikají speciální dýchací trubice (trachey), které pronikají celým tělem. 4. V rybách Dýchacím orgánem jsou žábry – četné listy s kapilárami. 5. U obojživelníků vznikají vzduchové vaky (plíce), ve kterých se pomocí dýchacích pohybů obnovuje vzduch. K hlavní výměně plynů však dochází přes povrch kůže a tvoří 2/3 celkového objemu. 6. U plazů, ptáků a savců plíce jsou již dobře vyvinuté a kůže se stává ochranným obalem a výměna plynů přes ni nepřesahuje 1 %. U koní s vysokou fyzickou aktivitou se dýchání kůží zvyšuje na 8 %. Dýchací orgány. Dýchací aparát savců je soubor orgánů, které plní funkce vedení vzduchu a výměny plynů. Horní cesty dýchací: dutina nosní, ústa, nosohltan, hrtan. Dolní dýchací cesty: průdušnice, průdušky, průdušky. Funkce výměny plynu provádí respirační porézní tkání – plicní parenchym. Struktura této tkáně zahrnuje plicní váčky – alveoly. stěna dýchacích cest má chrupavčitá kostra a jejich lumen nikdy nepolevuje. Sliznice dýchací trubice je vystlána řasinkový epitel s řasinkami. Průdušnice před vstupem do plic dichotomicky se dělí na dva hlavní průdušky (levý a pravý), které se dále dělí a tvoří bronchiální strom. Dělení končí konečným (koncové) bronchioly (průměr do 0,5-0,7 mm). Světlo umístěné v hrudní dutině a mají tvar komolého kužele. Základna plic směřuje dozadu a přiléhá k bránici. Vnější strana plic je pokryta serózní membránou – viscerální pleura. Parietální pleura (kost) vystýlá hrudní dutinu a pevně srůstá s žeberní stěnou. Mezi těmito vrstvami pleury je štěrbinovitý prostor (5-10 mikronů) – pleurální dutina naplněné serózní tekutinou. Prostor mezi pravou a levou plící se nazývá mediastinum. Zde se nachází srdce, průdušnice, cévy a nervy. Plíce se dělí na laloky, segmenty a lalůčky. Stupeň závažnosti tohoto rozdělení se u různých zvířat liší. Morfologickou a funkční jednotkou plic je acinus (lat. acinus – hroznová bobule). Acinus zahrnuje respirační (respirační) bronchiole a alveolární vývody, které končí alveolární vaky. Jeden acini obsahuje 400-600 alveolů; 12-20 acini tvoří plicní lalok. Alveoly – Jedná se o vezikuly, jejichž vnitřní povrch je vystlán jednovrstvým dlaždicovým epitelem. Mezi epiteliálními buňkami jsou: alveolocyty 1. řádu, které spolu s endotelem plicních kapilár tvoří vzduch-krevní bariéra и alveocyty 2. řádu vykonávají sekreční funkci a uvolňují biologicky aktivní látku surfaktan. Surfaktan (fosfolipoproteiny – povrchově aktivní látka) vystýlá vnitřní povrch alveol, zvyšuje povrchové napětí a zabraňuje kolapsu alveol. Funkce dýchacích cest. Dýchací cesty (zadržuje se v nich až 30 % vdechovaného vzduchu) se neúčastní výměny plynů a jsou tzv. „škodlivý“ prostor. Horní a dolní cesty dýchací však hrají v životě těla velkou roli. Zde se vdechovaný vzduch ohřívá, zvlhčuje a čistí. To je možné díky dobře vyvinuté sliznici dýchacích cest, která je hojně vaskularizované, obsahuje pohárkové buňky, slizniční žlázy a velké množství řasinek řasinkového epitelu. Kromě toho jsou zde receptory čichového analyzátoru, receptory ochranných reflexů kašle, kýchání, smrkání a dráždivé (dráždivé) receptory. Jsou umístěny v bronchiolech a reagují na prachové částice, hlen a žíravé páry. Při podráždění dráždivých receptorů se objevuje pálení, bolestivost, kašel a zrychluje se dýchání. Výměnu plynů mezi tělem a vnějším prostředím zajišťuje soubor přísně koordinovaných procesů zahrnutých do dýchací struktury vyšších živočichů. 2. Zevní dýchání (plicní ventilace) neustálý proces aktualizace složení plynu alveolárního vzduchu, který se provádí, když nádech a výdech. Plicní tkáň nemá aktivní svalové prvky a proto k jejímu zvětšení či zmenšení objemu dochází pasivně v čase s pohyby hrudníku (nádech, výdech). To je kvůli negativní intrapleurální tlak (pod atmosférou: při vdechování o 15-30 mm Hg. Umění., při výdechu o 4-6 mm Hg. Umění.) v hermeticky uzavřené hrudní dutině. Mechanismus vnějšího dýchání. Akt inhalace (lat. inspirace – inspirace) provádí se zvětšením objemu hrudníku. Na tom se podílejí inspirační svaly (dechy): zevní mezižeberní svaly a bránice. Při nuceném dýchání se aktivují následující svaly: žebra levator, scalene supracostalis, serratus dorsalis. Objem hrudníku se zvětšuje ve třech směrech – vertikálním, sagitálním (předozadním) a frontálním. Akt výdechu (lat. expirace – expirace) ve stavu fyziologického klidu má převážně pasivní povahu. Jakmile se nádechové svaly uvolní, hrudník se svou tíží a elasticitou žeberních chrupavek vrátí do původní polohy. Membrána se uvolní a její kopule se opět stane konvexní. Během nuceného dýchání je akt výdechu usnadněn výdechovými svaly: vnitřní mezižeberní, vnější a vnitřní šikmé, příčné a přímé břišní svaly, hřbetní pilovitý výdech. Typy dýchání. V závislosti na přeměně určitých svalů zapojených do dýchacích pohybů existují tři typy dýchání: 1 – hrudní (kostální) typ dýchání provádí se kontrakcí vnějších mezižeberních svalů a svalů prsního pletence; 2 – břišní (brániční) typ dýchání – převažují kontrakce bránice a břišních svalů; 3 – smíšený (kostoabdominální) typ dýchání nejčastější u hospodářských zvířat. U různých onemocnění se může změnit typ dýchání. U onemocnění hrudních orgánů převládá brániční typ dýchání a u onemocnění břišních orgánů převažuje žeberní typ dýchání. Respirační frekvence. Respirační frekvence se týká počtu dechových cyklů (nádech-výdech) za minutu. Kůň 8 – 12 Pes 10 – 30 Záď. roh. dobytek 10 – 30 Králíci 50 – 60 Ovce 8 – 20 Kuřata 20 – 40 Prase 8 – 18 Kachny 50 – 75 Lidé 10 – 18 Myš 200 Upozorňujeme, že tabulka ukazuje průměrné hodnoty. Frekvence dýchacích pohybů závisí na druhu zvířete, plemeni, užitkovosti, funkčním stavu, denní době, věku, okolní teplotě atd. Objemy plic. Rozlišuje se celková a vitální kapacita plic. Vitální kapacita plic (VC) se skládá ze tří objemů: dýchací a rezervní objemy nádechu a výdechu. 1. Dechový objem – to je objem vzduchu, který lze klidně, bez námahy nadechnout a vydechnout. 2. Inspirační rezervní objem – To je vzduch, který lze po klidném nadechnutí dodatečně vdechnout. 3. Exspirační rezervní objem – to je objem vzduchu, který lze po klidném výdechu maximálně vydechnout. Po plném, maximálně hlubokém výdechu zůstává v plicích trochu vzduchu – zbytkový objem. Součet životně důležité tekutiny a zbytkového objemu vzduchu je celkovou kapacitu plic. Nazývá se součet zbytkového objemu vzduchu a výdechového rezervního objemu alveolární vzduch (funkční zbytková kapacita). Objemy plic (v litrech). Koňský muž 1. Respirační V 5-6 0,5 2. Rezerva V nádech 12 1,5 3. Rezerva V výdech 12 1,5 4. Reziduální V 10 1 Větrání – Jedná se o obnovu složení plynu alveolárního vzduchu při nádechu a výdechu. Při posuzování intenzity plicní ventilace použijte minutový objem dýchání (množství vzduchu procházející plícemi za 1 minutu), které závisí na hloubce a frekvenci dýchacích pohybů. Dechový objem koně v klidu 5-6 litrů, dechová frekvence 12 dechových pohybů za 1 minutu. Proto: 5 l.*12=60 litry minutový objem dýchání. pro lehkou práci se rovná 150-200 litrů, při těžké práci 400-500 litrů. Při dýchání nejsou jednotlivé části plic ventilovány všechny a s různou intenzitou. Proto počítají koeficient alveolární ventilace je poměr vdechovaného vzduchu k alveolárnímu objemu. Je třeba vzít v úvahu, že když kůň vdechne 5 litrů, 30 % vzduchu zůstane ve „škodlivém prostoru“ dýchacích cest. Do alveol se tak dostane 3,5 litru vdechovaného vzduchu (70 % z 5 litrů dechového objemu). Proto je koeficient alveolární ventilace 3,5 l.:22 l. nebo 1:6. To znamená, že s každým tichým nádechem je ventilována 1/6 alveol. 3. Difúze plynů (výměna plynů mezi alveolárním vzduchem a krví kapilár plicního oběhu). K výměně plynů v plicích dochází v důsledku difúze oxid uhličitý (CO₂) z krve do plicních sklípků a kyslíku (O₂) z alveol do žilní krve kapilár plicního oběhu. Bylo spočítáno, že asi 5 % kyslíku ve vdechovaném vzduchu zůstává v těle a asi 4 % oxidu uhličitého se z těla uvolní. Dusík se neúčastní výměny plynu. Pohyb plynů je určen čistě fyzikální zákony (osmóza a difúze), pracující v systému plyn-kapalina oddělené polopropustnou membránou. Tyto zákony jsou založeny na parciálním tlakovém rozdílu nebo parciálním tlakovém gradientu plynů. Parciální tlak (lat. partialis – částečný) je tlak jednoho plynu obsaženého ve směsi plynů. K difúzi plynů dochází z oblasti s vyšším tlakem do oblasti s nižším tlakem. Parciální tlak kyslíku v alveolárním vzduchu 102 mm rt. Art., oxid uhličitý 40 mm Hg. Umění. Napětí v žilní krvi kapilár plic O2 = 40 mm Hg. Art., CO2=46 mm Hg. Umění. Parciální tlakový rozdíl je tedy: kyslík (O2) 102 – 40 = 62 mm Hg. Umění.; oxid uhličitý (CO2) 46 – 40 = 6 mm Hg. Umění. Kyslík rychle vstupuje přes plicní membrány a zcela se spojí s hemoglobinem a krev se stává arteriální. Oxid uhličitý i přes nepatrný rozdíl parciálního tlaku má vyšší rychlost difúze (25krát) z venózní krve do alveol plic. 4. Přeprava plynů (O₂, CO₂) krev. Kyslík, přecházející z plicních sklípků do krve, je ve dvou formách – o 3 % rozpuštěné v plazmě a asi 97 % červených krvinek v kombinaci s hemoglobinem (oxyhemoglobin). Nasycení krve kyslíkem se nazývá okysličení. V jedné molekule hemoglobinu jsou 4 atomy železa, proto 1 molekula hemoglobinu může spojit 4 molekuly kyslíku. NNb + 4 О₂ ↔ NNb(O₂)₄ Oxyhemoglobin (ННb(О₂)₄) – vystavuje nemovitost slabá, snadno disociující kyselina. Množství kyslíku přítomné ve 100 mm krve, když se hemoglobin zcela přemění na oxyhemoglobin, se nazývá kyslíková kapacita krve. Bylo zjištěno, že 1 g hemoglobinu se může v průměru vázat 1,34 mm kyslík. Znalost koncentrace hemoglobinu v krvi a její průměr 15 g. / 100 ml, Můžete vypočítat kyslíkovou kapacitu krve. 15 * 1,34 = 20,4 obj. % (objemových procent). Transport oxidu uhličitého v krvi. Transport oxidu uhličitého v krvi je složitý proces, který zahrnuje červené krvinky (hemoglobin, enzym karboanhydráza) a krevní pufrovací systémy. Oxid uhličitý se v krvi vyskytuje ve třech formách: 5 % – ve fyzikálně rozpuštěné formě; 10% – ve formě karbohemoglobinu; 85 % je ve formě hydrogenuhličitanu draselného v červených krvinkách a hydrogenuhličitanu sodného v plazmě. S₂ Jakmile se z tkáně dostane do krevní plazmy, okamžitě difunduje do červených krvinek, kde dochází k hydratační reakci s tvorbou kyseliny uhličité (H₂S₃) a jeho disociace. Obě reakce jsou katalyzovány enzymem karboanhydráza, který je obsažen v červených krvinkách. Н₂O + CO₂ → N₂S₃ ↑ karboanhydráza ↓ Н₂S₃ → N + + NSO₃ – Se zvyšující se koncentrací hydrogenuhličitanových iontů (NSO₃ —) v červených krvinkách jedna z nich difunduje do krevní plazmy a spojuje se s pufrovacími systémy za vzniku hydrogenuhličitanu sodného (NaHCO₃). Další část NSO₃ – zůstává v červených krvinkách a spojuje se s hemoglobinem (karbohemoglobin) a s kationty draslíku – hydrogenuhličitan draselný (KHCO₃). V kapilárách plicních sklípků se hemoglobin slučuje s kyslíkem (oxyhemoglobin) – jde o silnější kyselinu, která ze všech sloučenin vytlačuje kyselinu uhličitou. Vlivem karboanhydrázy dochází k její dehydrataci. Н₂S₃ → N₂O + CO₂ Oxid uhličitý rozpuštěný a uvolněný během disociace karbohemoglobinu tedy difunduje do alveolárního vzduchu. 5. Výměna plynů mezi krví a tkáňovým mokem. Tkáňové dýchání. Výměna plynů mezi krví a tkáněmi probíhá stejným způsobem v důsledku rozdílu parciálního tlaku plynů (podle zákonů osmózy a difúze). Arteriální krev, která sem vstupuje, je nasycena kyslíkem, její napětí je 100 mm Hg Umění. V tkáňovém moku je napětí kyslíku 20 – 40 mm Hg. Umění., a v buňkách jeho hladina klesá na 0. Podle toho: О₂ 100 – 40 = 60 mm Hg. Umění. 60 – 0 = 60 mm Hg. Umění. Oxyhemoglobin proto odebírá kyslík, který rychle přechází do tkáňového moku a poté do tkáňových buněk. Tkáňové dýchání je proces biologické oxidace v buňkách a tkáních. Kyslík vstupující do tkáně je ovlivněn oxidací tuků, sacharidů a bílkovin. Uvolněná energie se v tomto případě hromadí ve formě makroergické vazby – ATP. Kromě oxidativní fosforylace se využívá i kyslík při mikrozomální oxidaci – v mikrosomech endoplazmatického retikula buněk. V tomto případě se konečnými produkty oxidačních reakcí stávají voda a oxid uhličitý. Oxid uhličitý, rozpouštějící se v tkáňovém moku, tam vytváří napětí 60-70 mm Hg. Umění., která je vyšší než v krvi (40 mmHg). S₂ 70 – 40 = 30 mm Hg. Umění. Vysoký gradient napětí kyslíku a rozdíl v parciálním tlaku oxidu uhličitého v tkáňovém moku a krvi tedy způsobují jeho difúzi z tkáňového moku do krve. 6. Regulace dýchání. Dýchací centrum – jedná se o soubor neuronů umístěných ve všech částech centrálního nervového systému a podílejících se na regulaci dýchání. Hlavní část „jádra“ mislavského dýchacího centra nachází se v prodloužené míše, v oblasti retikulární formace na dně čtvrté mozkové komory. Mezi neurony tohoto centra existuje přísná specializace (rozdělení funkcí). Některé neurony regulují akt nádechu, jiné akt výdechu. Bulbární dýchací cestytra má jedinečnou vlastnost – automatický, který přetrvává i při jeho úplné deaferentaci (po zániku vlivu z různých receptorů a nervů). Přednáška 7 je přednáška, která je mezi těmi, kdo tuto přednášku pořádali, oblíbená. V oblasti pons nachází „pneumotaxické centrum“. Nemá automatiku, ale ovlivňuje aktivitu neuronů Mislavského dýchacího centra, střídavě stimuluje aktivitu neuronů k aktu nádechu a výdechu. Nervové impulsy jdou z dýchacího centra do motorických neuronů jádra torakoventrálního nervu (3-4 krční obratle – centrum bráničních svalů) a na motorické neurony umístěné v postranní rohy hrudní míchy (inervuje vnější a vnitřní mezižeberní svaly). V plicích (mezi hladkými svaly dýchacích cest a kolem kapilár plicního oběhu) existují tři skupiny receptorů: distenze a kolapsy, dráždivé, juxtakapilární. Informace z těchto receptorů o stavu plic (natažení, kolaps), jejich naplnění vzduchem, vstupu dráždivých látek do dýchacích cest (plyn, prach), změnách krevního tlaku v plicních cévách, putují aferentními nervy do dýchací centrum. To ovlivňuje frekvenci a hloubku dýchacích pohybů, projevy ochranných reflexů kašle a kýchání. Velký význam při regulaci dýchání mají humorální faktory. Cévní cévy reagují na změny ve složení krevních plynů reflexogenní zóny karotického sinu, aorty a prodloužené míchy. Zvýšení koncentrace oxidu uhličitého v krvi vede ke stimulaci dýchacího centra. Výsledkem je rychlejší dýchání – dušnost (dušnost). Snížená hladina oxidu uhličitého v krvi zpomaluje rytmus dýchání – apnoe.