Дыхание

Дыхание — это процесс расщепления органических веществ с целью получения энергии, необходимой для жизнедеятельности. Дыхание делится на анаэробное и аэро­бное.

С усложнением организации и увеличением размеров тела развиваются специальные структуры или органы, при­нимающие на себя дыхательные функции, а также система кровообращения, в которой циркулирует кровь или гемо­лимфа, способные связывать и переносить 0₂ и С0₂. У позвоночных животных и человека процесс дыхания вклю­чает внешнее дыхание, обеспечивающее обмен газов между внешней средой и кровью в органах дыхания. Легочное дыхание, обеспечивающее наибольшую активность газооб­мена, развивается у земноводных (сочетается с кожным дыханием), но доминирующее значение приобретает у птиц (у них есть воздушные мешки). У млекопитающих дыхание обеспечивается ритмической работой дыхательных, межре­берных мышц и диафрагмы. У млекопитающих и человека газообмен происходит в основном в альвеолах легких и лишь 2% 0₂ поступает в кровь через кожу.

Переход 0₂ в ткани происходит при разнице давления его в артериальной крови, равном 100 мм рт. ст., а в тканях — 0-40 мм рт. ст. С0₂ переходит из тканей в кровь и из крови в альвеолы также благодаря перепадам его давления: в тканях — 60, в венозной крови — 47, в альвеолах 35 мм рт. ст. Потребление 0₂ клетками и тканями лежит в основе тканево­го дыхания, представля­ющего собой совокуп­ность окислительно-восстановительных процессов и приводя­щего к распаду различ­ных органических со­единений с образова­нием конечных продук­тов обмена веществ и высвобождением энер­гии, используемой орга­низмом для осуществления физиологических функций.

Регуляция осуществляется центральной нервной сис­темой (ЦНС). Рефлекторные сокращения дыхательной мускулатуры обеспечиваются двигательными нервами, ядра которых расположены в сером веществе спинного мозга Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге. Дыхательный центр не только регулирует ритмич­ное чередование вдоха и выдоха, но и способен изменять глубину и частоту дыхательных движений, приспосабливая легочную вентиляцию к потребностям организма, обеспе­чивая оптимальное содержание газов в крови.

Нервные механизмы саморегуляции дыхания проявля­ются в том, что вдох рефлекторно вызывает выдох, в выдох — вдох. Это происходит потому, что во время вдоха при растяжении легочной ткани в нервных рецепторах, находящихся в ней, возникает возбуждение, которое пере­дается продолговатому мозгу и вызывает активацию центра выдоха и торможение центра вдоха, образующие дыхатель­ный центр. Сокращение дыхательных мышц прекращается,, они расслабляются, и происходит выдох. При выдохе поток импульсов от рецепторов прекращается, центр выдоха перестает активизироваться, центр вдоха растормаживает­ся, активизируется — и наступает вдох.

Гуморальная регуляция дыхания состоит в том, что повышение концентрации углекислого газа в крови воз­буждает дыхательный центр — частота и глубина дыхания увеличиваются. Уменьшение содержания С0₂ в крови по­нижает возбудимость дыхательного центра — частота и глубина дыхания уменьшаются.

Дыхание растений присуще всем органам, тканям и клеткам. Интенсивность дыхания, определяемая по коли­честву поглощенного 0₂ и выделенного С0₂, у разных частей растений неодинакова. Самой высокой интенсив­ностью дыхания отличаются молодые, быстро растущие органы и ткани.

У целого растения наиболее активно дышат листья, стебли, корни. Повышенная интенсивность дыхания при­суща светолюбивым растениям, а также высокогорным растениям, адаптированным к пониженному давлению 0₂. Дыхание усиливается с повышением температуры окру­жающей среды, возрастая в 2—3 раза при потеплении на каждые 10°. Однако, достигнув определенного максимума, дыхание начинает ослабевать и при температуре 45° прак­тически прекращается. При низких значениях температуры дыхание растений резко снижается, но в тканях их зимую­щих органов (почки) происходит слабое дыхание. Слабое дыхание наблюдается в семенах, а при прорастании увели­чивается в сотни раз.