ОСОБЕННОСТИ ДЫХАНИЯ У ПТИЦ

Особенности дыхания у птиц обусловлены их образом жизни — полетом и своеобразием анатомического строения дыхательных путей. Эти особенности свойственны всему классу птиц — как ле­тающих, так и нелетающих.

У птиц сильно развита грудная клетка, большая грудная кость, вместо реберных хрящей грудные костные ребра подвижно соеди­нены с позвоночными ребрами. Диафрагма у птиц редуцирована, поэтому не имеет большого значения в дыхании. Наружная поверх­ность легких вдавлена между ребрами и прочно срастается с ними. Свободная поверхность легких гладкая, покрыта плеврой.

Трахея входит в легкие, разветвляется на бронхи и бронхиолы. В бронхиолах происходит обмен газов с притекающей сюда веноз­ной кровью. Часть бронхов выходит из легких и заканчивается воздухоносными мешками —это тонкостенные образования, за­полненные воздухом (рис. 7.11). Они расположены между органа­ми, соединяются с бронхами, а некоторые из них тонкими трубоч­ками соединяются с воздушными полостями костей. При перело­мах таких костей (ребра, позвонки, грудная кость и др.) птица может дышать через выступающий обломок кости, если у нее по-

вреждена гортань или трахея. У птиц четыре парных воздухонос­ных мешка (шейные, грудные передние, грудные задние, брюш­ные) и один непарный (ключичный), которые снаружи покрыты серозной оболочкой, внутри — слизистой. Газообмен в воздухо­носных мешках не происходит.

Физиологические особенности дыхания у птиц присущи только механизмам внешнего дыхания. Процессы газообмена между возду­хом, содержащимся в бронхиолах, кровью и тканями осуществля­ются, как и у млекопитающих, исключительно по законам диффу­зии газов через полупроницаемые мембраны. Не обнаружено суще­ственных отличий у птиц и млекопитающих и в нейрогуморальных регуляторных механизмах внешнего дыхания.

Во время вдоха сокращаются инспираторные мышцы, отчего грудная клетка расширяется и в ней создается отрицательное дав­ление, распространяющееся на легкие и воздухоносные мешки. Вследствие разницы давления атмосферный воздух засасывается через ноздри в носовую полость, гортань, трахею, бронхи, брон­хиолы и воздухоносные мешки.

При выдохе грудная полость сжимается, объем грудной клет­ки уменьшается. Под воздействием грудных и брюшных мышц сжимаются воздухоносные мешки и воздух из них проходит в бронхиолы, бронхи, трахею, гортань, носовую полость и выхо­дит наружу.

Во время прохождения из воздухоносных мешков в бронхиолы из воздуха еще раз усваивается кислород. Таким образом, во время дыхательного цикла (вдох-выдох) происходит двукратное извле­чение из воздуха кислорода и отдача диоксида углерода, что обес­печивает более интенсивный газообмен.

В состоянии покоя и при оптимальном газовом режиме в поме­щении частота дыхания постоянна для каждого вида птиц. Коли­чество дыхательных движений в 1 мин у кур составляет 25...45, у гусей и уток — 20...40, у индеек — 15...20. У крупных птиц дыхание реже (у пеликана всего 4 дыхательных цикла в 1 мин), а у мелких птиц оно чаще (у канареек 90... 120).

Частота дыхания зависит от возраста птицы. У молодняка ды­хание более частое. Во время сна дыхание замедляется. При высо­кой температуре воздуха оно учащается. Так, при температуре воз­духа 37 "С у кур частота дыхания доходит до 120... 150, при этом они дышат не только через ноздри, но и через открытый клюв (лабиальное дыхание). Учащенное дыхание также наблюдается при высокой концентрации диоксида углерода в воздухе в плохо вен­тилируемом помещении.

Воздухоносные мешки вмещают большой объем воздуха, превышающий в 10 раз емкость легких. Этот воздух дваж­ды, как сказано ранее, проходит через легкие, где совершается газо­обмен. Это имеет существенное значение во время полета, а также у водоплавающих птиц во время пребывания под водой.

Воздухоносные мешки облегчают массу тела птиц, помогают сохранять равновесие в воздухе и под водой. Они способствуют поддержанию постоянной температуры тела, предотвращая пере­гревание или переохлаждение. Давление, создаваемое воздухом в воздухоносных мешках, улучшает прохождение кишечного содер­жимого и выделение помета.

Кислородная емкость крови у кур от 12 до 21 об.%, у уток 16... 17, у гусей 21...22об.%. Значения этой величины близки к кислородной емкости крови у млекопитающих, так как уровень содержания гемоглобина у них хотя и отличается, но несущест­венно. Способность гемоглобина связывать кислород у них также одинакова. Но у птиц большое значение имеет миоглобин, находя­щийся в мышцах. В отличие от гемоглобина крови миоглобин мо­жет отдавать до 70 % кислорода даже при таких низких напряжени­ях кислорода в крови, при которых гемоглобин уже не отщепляет кислород (ниже 10 мм. рт. ст.). Особенно это важно для ныряющих птиц, пребывающих под водой длительное время.

Механизм дыхания во время полета птицы изучен недостаточ­но. Во время полета грудная кость малоподвижна, частые дыха­тельные движения ее невозможны, так как она является опорой для летательного аппарата. Считают, что во время полета дыха­тельные движения редкие, но при каждом вдохе птица забирает максимальное количество воздуха в воздухоносные мешки, при­чем некоторые мешки заполняются воздухом во время вдоха, а другие — во время выдоха. Птица как бы «врезается» в воздух, и он сильной струей устремляется по воздухоносным путям. Птицы свободно переносят разреженный воздух во время полета. Некото­рые виды птиц совершают длительные перелеты на высоте около 6 км, но для отдыха они спускаются на меньшую высоту.

Глава 8 ФИЗИОЛОГИЯ ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Выделение — заключительный этап обмена веществ, обес­печивающий поддержание необходимого, оптимального состава среды организма за счет удаления во внешнюю среду соедине­ний, которые не могут подвергаться дальнейшим метаболичес­ким превращениям (конечные продукты обмена), а также чуже­родных и излишних веществ. Функции выделения осуществля­ются системой выделительных органов, включающих почки, же­лудочно-кишечный тракт, легкие, кожу и слизистые оболочки. За исключением диоксида углерода, являющегося конечным про­дуктом всех видов обмена и удаляемого легкими, все остальные выделяемые вещества являются водорастворимыми, и поэтому вода составляет основную массу выделений. При нарушении процессов выделения гибель организма наступает значительно быстрее, чем при отсутствии поступления питательных веществ: полное голодание при доступе к воде, которая является необхо­димым компонентом выделительных процессов, может продол­жаться достаточно долго, но прекращение водного обмена при­водит к гибели за несколько дней или часов в результате накоп­ления токсических веществ.

Конечные продукты обмена, выделяемые из организма, назы­ваются экскретами, а органы, их удаляющие, называются экскре­торными или выделительными.

Экскреты — это вещества, выделяемые из организма в процессе жизнедеятельности.

К ним относятся:

диоксид углерода, выделяемый в основном через легкие;

конечные продукты белкового обмена — мочевина, мочевая кислота, креатинин и другие азотсодержащие соединения, выде­ляемые в основном почками, в меньшей степени желудочно-кишечным трактом и кожей;

продукты неполного окисления органических веществ — мо­лочная кислота, ацетоновые и кетоновые тела и др., удаляемые посредством почек, легких и желудочно-кишечного тракта;

неорганические вещества — соли, выделяемые непрерывно, вы­водятся почками, желудочно-кишечным трактом, кожей даже при отсутствии их поступления извне;

21—3389

чужеродные вещества, поступающие с пищей и не участвую­щие в обмене веществ, удаляемые желудочно-кишечным трактом в составе пищеварительных соков;

излишние вещества —при значительном повышении концен­трации в крови и возможном нарушении гомеостаза удаляемые поч­ками и желудочно-кишечным трактом, например глюкоза;

вода удаляется всеми выделительными органами: почками, лег­кими, пищеварительной системой и кожей.

Таким образом, выделительная система животных включает поч­ки, потовые железы, легкие, желудочно-кишечный тракт. У птиц и рыб в выделении участвуют носовые и ректальные солевые железы, а у рыб еще и жабры. Через почки удаляются вода, продукты азотис­того обмена (мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак и др.). Потовые и сальные железы кожи служат для выделения воды, про­дуктов белкового обмена, летучих жирных кислот, витаминов и ми­неральных веществ. Через легкие выводятся из организма углекис­лота, вода и некоторые летучие вещества. Кишечник участвует в выведении из организма воды, минеральных веществ, кислых и ще­лочных продуктов, желчных кислот, пигментов, холестерина, ле­карственных веществ и солей тяжелых металлов.

Значение органов выделения не сводится только к удалению конечных продуктов обмена. Они участвуют в процессах осморе-гуляции; регулируют постоянство ионного состава внутренней среды организма, а также рН крови и тканевых жидкостей.

Поскольку при испарении воды с поверхности кожи и альвеол легких понижается температура тела, то потовые железы и легкие участвуют и в процессах терморегуляции.