ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА у млекопитающих и человека. Какие легкие у млекопитающих

Клетки представляют собой тонкостенные ячейки диаметром 0,2 мм, заполненные воздухом. Альвеолярная стенка образована одним слоем сквамозных клеток, с сетью капилляров, разветвляющихся вдоль наружной поверхности. Поэтому газообмен происходит через очень тонкую мембрану, образованную двумя слоями клеток: стенкой капилляра и стенкой альвеолы.

Легкое

Легкие (лат. Pulmo) — это отдельный или дыхательный орган у позвоночных животных. Они используются для газообмена (дыхания в просторечии). К таким позвоночным относятся амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие, а также двустворчатые моллюски, которые осуществляют газообмен с помощью легочных мешков, образованных плавательным пузырем, деформированным под воздействием неблагоприятных погодных условий.

Во время примитивного развития позвоночных из передней кишки развиваются два отдельных органа дыхания — легкие и жабры. У рыб легкие деградируют (за исключением вышеупомянутых двоякодышащих рыб), а у наземных животных деградируют жабры. В большинстве случаев легкие образуются из гидростатического аппарата, похожего на плавающий мешок рыбы (некоторые говорят, что плавающий мешок рыбы — это дегенерированное легкое). Однако это сомнительно, поскольку плавательные мешочки формируются на задней (спинной) стороне кишечного тракта, а легкие — на передней (брюшной) стороне.

Образование легких было вызвано увеличением потребности наземных животных в кислороде. Их развитие (все более рефлекторное) также тесно связано с энергетическими потребностями организма. Стволовая доля, из которой формируются легкие, — это эндодерма.

Легкие земноводных

Взрослые амфибии имеют эластичные легкие, которые поддерживаются за счет газообмена через кожу и слизистые оболочки рта и горла. У некоторых амфибий легкие гладкие, но у большинства они имеют складки, которые выступают внутрь и перекрывают друг друга, увеличивая поверхность газообмена. Земноводные вентилируют свои легкие, ритмично двигая ротовой полостью вверх и вниз (без грудной клетки). У некоторых земноводных (например, саламандры) нет легких, и газообмен происходит по всей поверхности тела.

Легкие рептилий разделены на несколько камер и имеют губчатую структуру (так называемые губчатые легкие). Легкие рептилий имеют более мощное строение, чем легкие амфибий, и вентилируются межреберными мышцами грудной клетки.

Легкие птиц

Легкие птиц — одни из самых сложных органов дыхания среди животных. Они содержат в своей структуре миллионы тонких трубок, известных как парабронхи. Они имеют пористую структуру, которая позволяет воздуху проходить через капилляры и достигать соседних кровеносных сосудов (капилляров). Поддерживающим органом легких является воздушный мешок, который обеспечивает непрерывный поток воздуха через легкие и предотвращает смешивание свежего воздуха с отработанным. В легких птиц существует два типа вентиляции — разная в полете и при ходьбе. В полете грудная клетка закрывается (межреберные мышцы отказывают), и воздух выходит под давлением крыльев подушки безопасности. Во время покоя вентиляция происходит за счет мышц грудной клетки и брюшного пресса. Эти легкие имеют сетчатую или, реже, трубчатую форму.

Наиболее развитые клеточные структуры с большими легкими встречаются у млекопитающих. Увеличение дыхательной поверхности (в 40 раз больше у млекопитающих, чем у амфибий) стало возможным благодаря образованию клеток. Легкие вентилируются межреберными мышцами и диафрагмой. Диафрагма и межреберные мышцы сокращаются, оказывая отрицательное давление на легкие для всасывания воздуха.

Структура легкого, а точнее, его деление на доли, варьируется от вида к виду. Левое легкое делится на краниальную долю, которая далее делится на краниальную долю, хвостовую долю и каудальную долю левого легкого. У лошадей нет вторичного деления черепной доли. Правое легкое делится на краниальную долю, центральную долю, вспомогательную долю и каудальную долю правого легкого. Антимины, а иногда и свиньи, делят черепную долю на краниальную и каудальную. Правое легкое лошади не имеет средней доли1.

Легкое человека

Строение легких человека1. трекер2. легочная артерия3. легочная вена4. ресурсы квипсерида5. клетки6. сердце (введение) надрез. Гортань.

Легкие взрослого человека вмещают до 5 литров воздуха. Взрослые дышат 16-24 вдоха в минуту. Газообмен происходит в легких. Воздух поступает в легкие через дыхательные пути и бронхиальное дерево, которое имеет 16 створок. От трахеи отходят главные бронхи, затем (в легких) доля, партия, подотдел, доля. Затем трахея и конечные бронхи проводят воздух в дыхательное дерево. Дыхательные пути состоят из 17-23 поколений, заканчивающихся клетками, которые обмениваются кислородом и углекислым газом с кровью. Все легкое покрыто плеврой — тонкой покровной тканью. В человеческом организме есть правое и левое легкое. Правый имеет три штриха, а левый — двусторонний. Это связано с большой разницей в положении левой и правой сторон грудной клетки. Сердце находится с левой стороны, и третья доля не определяется. Увула левого легкого — это тип доли, похожий на среднюю долю левого легкого, но относящийся к верхней доле. Легкие — один из самых важных органов человеческого тела. Они обеспечивают кислородом гемоглобин, который передает его каждой клетке человеческого организма, обеспечивая клеточное дыхание. Эффективность дыхания зависит от жизненной емкости легких, окраски воздушных каналов, количества кислорода в воздухе, артериального давления и количества эритроцитов в крови. Благодаря своей ячеистой структуре, поверхность обоих легких человека составляет примерно 100 м².

Каждое легкое защищено снаружи плеврой. Это специальная двухслойная мембрана между легочной тканью и грудиной. Плевра содержит жидкость.

Содержание

У простейших и универсумов дыхательные органы не дифференцированы, и дыхание газов происходит по всему телу (диффузное дыхание). Усложнение метаболических процессов и повышенное напряжение в многоклеточных организмах приводят к появлению органов дыхания различной сложности. В зависимости от образа жизни животного, обитающего в водной или воздушной среде, специализированные органы внешнего дыхания: для водной среды — жабры, для воздушной среды — трахея и легкие.

В нижних рабдомерах и позвонках жабры тесно связаны с передней частью кишечного тракта, так называемой цефалической кишкой, которая сообщается с окружающей средой через жаберные щели. У рыб имеется от пяти до 14 пар щелей. Многочисленные листки жабры, представляющие собой выступы слизистой оболочки, имеют большую поверхность в контакте с водной средой и расположены на концах жаберных щелей в жаберной перегородке. Весь жаберный аппарат имеет общую жаберную полость, защищенную жаберными крышками. Парные артерии в жабрах (ветви брюшной аорты), несущие венозную кровь, подходят к жабрам. Они разветвляются в жаберной доле густой сетью капилляров, через стенки которых происходит обмен газов в крови, а жаберные артерии, выходя из их слияния, впадают в дорсальную аорту.

У наземных позвоночных и человека жаберные щели и остатки свода присутствуют только в эмбриональном состоянии, после чего они частично редуцируются, а составляющие их ткани идут на построение других органов в случае эмбриогенеза (см. Эмбриогенез) ) различных основных патологий (например, бранхиальных кист). У земноводных неполная дыхательная система, дополненная жабрами для дыхания в воде. Кожа, снабжаемая венозной кровью из легочной артерии, и складчатая слизистая оболочка ротовой полости играют важную роль в дыхательной функции амфибий. Дальнейшие осложнения Д.с. органов. Встречается у рептилий и затрагивает хрящевой скелет гортани, трахеи, главных бронхов и в некоторых случаях вторичных бронхов. Среди рептилий самые развитые легкие у крокодилов и черепах. У птиц структура внутрилегочных дыхательных путей более сложная. За расширенной основной петлей следует вторичная желудочковая петля и дорсальная петля, которая продолжает разветвляться на третичные петли. Это значительное количество мелких бронхов с клеточными стенками. У млекопитающих это дальнейшее осложнение структуры легких и дыхательных путей, когда воздух достигает легочных пузырьков (лучей), которые являются местами газообмена. Газообмен через кожу и желчные протоки не имеет большого значения и составляет всего 1-2% от общего газообмена.

Онтогенез

В развитии Д.с. млекопитающих и человека роднит дифференциация передней части пищеварительного тракта. Эта взаимосвязь отражена в соединении, которое существует между дыхательной системой и начальной частью пищеварительной системы (глоткой). Носовая полость образуется, когда первичная ротовая полость разделяется нёбным отростком. Гортань, трахея, бронхи и легкие образуются из непарных выступов брюшной стенки передней кишки, немного заднее жаберной кишки. Ларинготрахеальный отросток, образующий основу гортани, трахеи и легких, формируется на четвертой неделе внутриутробного роста и образует хвост с пищеводом, который развивается в рыхлую мезенхиму.

Трахея изначально представляет собой эпителиальную трубку, окруженную мезенхимой, с появлением хондроцитов на 9 неделе, которые позже образуют хрящевой полукруг. На четвертом месяце внутриутробного развития плода трахеальные железы развиваются в результате проникновения в толщу слизистого слоя.

На пятой неделе внутриутробного развития плода на каудальном конце ларинготрахеального отростка образуется пенистое утолщение. Это бронхиальное дерево и почки легких, легочные почки. В процессе развития они делятся на три, левая делится на две первичные петли. Затем к шестому месяцу роста эндометрия в бронхиальном дереве образуется до 17 классов ветвления в виде все большего количества мелких ветвей. Мезенхима образует пластинки, соединительную ткань, мышцы и хрящевые пластинки бронхов. Весь порядок легких смещается в хвост по мере дифференцировки.

Возрастные особенности

Когда люди и млекопитающие рождаются, легкие имеют все структуры, характерные для всех бронхов и лучей. Морфофункциональное формирование легких продолжается еще долго после рождения, в том числе и в подростковом возрасте. В этот период завершается формирование регуляторной нервной системы на различных уровнях грудной клетки, дыхательных путей, легочной ткани и структур нервной системы. У новорожденных детей относительно слабо развиты синусы, гортань выше, короче и шире, чем у взрослых, трахея плоская и легко сжимается, бронхи узкие, хрящи мягкие, слизистая тонкая и неразвитая с небольшим количеством мата в слизистой. Легкие новорожденного ребенка весят около 50 граммов. К первому году их вес увеличивается в три раза, к 12 годам — в десять раз, а у взрослых — в 20 раз. К 6-7 годам строение акрополя приближается к строению взрослого человека. У детей вокруг альвеол еще есть немного эластичной ткани, но межклеточная соединительная ткань хорошо развита, а кровеносные и лимфатические сосуды многочисленны. Деление бронхиального дерева на отделы соответствует таковому у взрослого человека. В подростковом возрасте интенсивно развиваются мышцы и эластичная ткань стенки бронхов. С 7-8 до 30 лет диапазон дыхательных движений грудной клетки увеличивается. В пожилом возрасте диапазон дыхательных движений грудной клетки сужается. С возрастом дыхательная функция снижается частично из-за атрофии легочной ткани, снижения силы дыхательных мышц и уменьшения подвижности грудной клетки. У пожилых и старых людей дыхание увеличивается и, желательно, экспираторный резерв уменьшается из-за снижения легочной вентиляции, бронхиальной проходимости и уменьшения легочного и бронхиального объемов. Резервный объем дыхания. Это направлено на поддержание оптимального соотношения между вентиляционным и инспираторным объемами. В третьей возрастной группе наблюдаются деформации грудной клетки, снижение эластичности хрящей и сухожилий, развитие фиброза и частичная атрофия дыхательной мышечной системы, эмфизема диффузионных поверхностей и снижение за счет диффузионного резерва емкости легких. Все это приводит к значительному ослаблению кислородного обмена.

Условно выделяют верхний воздуховод, который включает нижние дыхательные пути, в том числе наружные носовые, синусовые и глоточные носовые ходы, гортань, трахею и бронхи. 54% от общего сопротивления воздушного потока в Д. С. Он относится к верхнему воздушному каналу, который содержит 47% носового сопротивления. При оральном дыхании уменьшается сопротивление воздушному потоку и положительное и отрицательное торможение грудной и брюшной полостей, что важно для оптимального функционирования торакальной системы. Возрастные изменения в носовой полости приводят к изменению воздушного потока в ней, вызывая завихрения, которые в сочетании с сокращением дыхательных мышц у пожилых людей иногда приводят к переходу на ротовое дыхание. Это увеличивает нагрузку на сердце.

Характерной особенностью строения нижних дыхательных путей является наличие хряща в стенках. Поэтому, когда организм переставляет или перемещает органы, стенки разрушаются и не закрывают просвет дыхательных путей. Стенки бронхов также содержат гладкомышечные клетки. Гладкомышечные клетки вызывают изменения в их просвете и таким образом регулируют поступление воздуха в легочные клетки. Слизистая оболочка дыхательных путей покрыта отдельными эпителиями. Движение эпителиальных ресничек помогает удалять из дыхательных путей частицы пыли, микроорганизмы и слизь. Слизистые оболочки, особенно железы, расположенные в полости носа, выделяют слизь, которая увлажняет вдыхаемый воздух, а сильно развитая венозная сеть в подслизистой оболочке полости носа обеспечивает согревание.

Две почки ботвы (открытые воронки в полости тела) → мочеточник → нить → мочевой пузырь → нить. Основной продукт азотного обмена — мочевина, хорошо растворимая в воде.

Морские обитатели

Дыхательная система морских млекопитающих состоит из тех же органов, что и у сухопутных млекопитающих, но имеет уникальные особенности. Киты могут заполнять свои легкие объемом более 3000 литров кислородом на 90%. Природа наделила морских млекопитающих огромными дыхательными мышцами и упругой грудью. Это позволяет им оставаться под водой около 40 минут, а кашалотам — до двух часов.

С каждым вдохом киты получают большое количество кислорода. Это в четыре раза больше, чем количество кислорода, которым дышит человек. Объем легких у всех животных разный, поскольку зависит от их активности, места обитания и роли в природной экосистеме. У каких животных самые большие легкие? Этот рекорд был отмечен самым крупным млекопитающим на Земле — синим китом. В этой таблице приведены распространенные виды легочных мешочков и соответствующих опухолей.

Морские млекопитающие дышат, как и любые другие животные, но при каждом вдохе и выдохе им необходимо появляться на свет. После погружения на несколько часов для получения кислорода сперматозоиды поднимаются на поверхность. Они делают 60-70 вдохов, обогащая свой организм большим количеством воздуха. Кроме того, в голове кита содержится жир, сперма и мозг, а также пространство, предназначенное для хранения дополнительного кислорода.

У всех водных млекопитающих также повышена кислородная емкость крови. Пигмент в красных кровяных тельцах переносит кислород по всему организму. Гемоглобин проходит через легкие, поддается воздействию кислорода и распространяется по всем кровеносным сосудам.

У морских животных процесс соединения двух элементов (гемоглобина и кислорода) происходит быстрее, чем у человека, поэтому скорость насыщения кислородом всего организма гораздо выше.

Значение аппарата дыхания

Органы дыхания влияют на нервную и жидкостную регуляцию. Альвеолы в легких животных растягиваются во время дыхательных движений, вырабатывая нервные импульсы, которые ведут к продолговатому мозгу. Это помогает увеличить силу скелетных мышц и активность дыхательного центра. В результате увеличивается вентиляция легких и повышается устойчивость организма к физическим нагрузкам. Функции дыхательной системы животных следующие

• Обогащение организма источником восстановительных и окислительных процессов — кислородом.
• Осуществляет распад соединений, который приводит к выделению энергии и обеспечению жизнедеятельности.
• Из организма выводятся ненужные газы (например, углекислый).
• Конечные продукты обмена веществ удаляются из тела животного или человека.

Несомненно, дыхательная система играет очень важную роль в жизни всех живых организмов.

Поглощая кислород, люди и животные получают энергию для поддержания жизненных процессов.