Физиология вегетативной нервной системы

Симпатический ее отдел, более распространенный в организме, действует как еди­ное целое и вызывает одновременные изменения в иннерви-руемых органах разных частей тела. Парасимпатические ганглии, расположенные вблизи органов, обеспечивают более избиратель­ное воздействие на них, без влияния на другие части тела.

Деятельность симпатической нервной системы направлена в основном на энергетическое обеспечение организма (усиление работы сердца, перераспределение кровотока, стимуляцию обменных процессов, мобилизацию сахара и т. п.), а деятельность парасимпатической — в целом на сохранение энергетических ре­сурсов организма (тормозящее влияние на сердце, нормализа­цию моторики желудочно-кишечного тракта и т. п.). Эти функ­ции регулируются в основном верхней частью парасимпатиче­ской нервной системы. Нижняя (крестцовая) часть регулирует функции выделения и размножения.

Антагонизм (противоположное влияние на органы) симпати­ческой и парасимпатической систем имеет относительный харак­тер. Правильнее говорить о согласованности, диалектическом единстве их функций.

Возбуждение по вегетативным нервам проводится со ско­ростью 3 — 18 м в 1 с. Регулируемые вегетативной нервной систе­мой процессы непроизвольны. Деятельность ее контролируется высшими вегетативными центрами гипоталамуса (промежу­точный мозг) и корой головного мозга.

Физиология крови и кровообращения

СИСТЕМА КРОВИ И КРОВООБРАЩЕНИЯ

Кровь и органы, в которых происходит образование и разру­шение кровяных клеток (костный мозг, селезенка, лимфатические узлы), объединяют в единую систему крови. В организме кровь движется по замкнутой системе кровеносных сосудов. Это дви­жение обусловлено работой сердца. Сердце и кровеносные со­суды составляют систему органов кровообращения.

Кровь

Кровь — жидкая соединительная ткань. Состоит она из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов — эритроци­тов, лейкоцитов и тромбоцитов. Плазма занимает по объему 55-60 % крови, форменные элементы — 35 —40 %.

В состав плазмы входят белки, небелковые азотистые про­дукты, глюкоза, липиды, минеральные вещества, различные био­логически активные продукты (гормоны, витамины, ферменты), защитные вещества. Из белков крови следует отметить фибрино­ген, способствующий свертыванию крови. В нормальных физио­логических условиях состав плазмы относительно постоянен.

Форменные элементы. Эритроциты — красные кро­вяные тельца составляют основную массу форменных элементов. В 1 мм³ крови их содержится в среднем 6,5 — 9 млн. (у птицы -2,5 — 4 млн.). Эритроциты млекопитающих безъядерны, что способствует выполнению их основной функции — переносу га­зов. Основная масса сухого вещества эритроцитов представлена дыхательным пигментом — гемоглобином (железосодержащий бе­лок). Он выполняет функцию связывания и переноса кислорода. В капиллярах легких гемоглобин насыщается кислородом, в капиллярах тканей — его отдает. Количество гемоглобина в крови характеризует уровень окислительных процессов в организме. В мышцах содержится белок миоглобин, также связывающий кислород.

Лейкоциты — белые (бесцветные) кровяные тельца, содержа­щие ядро и протоплазму. По величине они крупнее эритроцитов. В 1 мм³ крови содержится в среднем 6—10 тыс. лейкоцитов (у птицы —25 —35 тыс.). В организме они выполняют защитную функцию. Одни виды лейкоцитов (нейтрофилы, моноциты) обла­дают способностью к фагоцитозу, т. е. поглощению и перевари­ванию микробов и распадающихся клеток, другие (эозинофилы и базофилы) обезвреживают бактериальные токсины, третьи (лимфоциты) участвуют в процессах гуморального и клеточного иммунитета.

Тромбоциты, или кровяные пластинки, — безъядерные тельца. В 1 мм³ крови их содержится 300 — 500 тыс. Выделяя при разру­шении фермент протромбопластин и сосудосуживающее веще­ство серотонин, кровяные пластинки участвуют в процессе свертывания крови.

Образование крови (кроветворение). Форменные элементы крови недолговечны. Продолжительность жизни эритроцитов со­ставляет 90—120 дней, лейкоцитов — 3 — 4 дня (при неблаго­приятных условиях эозинофилы и лимфоциты существуют лишь несколько часов), тромбоцитов — 8 —10 дней. Поэтому в орга­низме животного постоянно совершаются процессы кроветворе­ния и кроворазрушения. За сутки образуются миллиарды эритро­цитов и миллионы лейкоцитов. Эритроциты, зернистые лейко­циты (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) и тромбоциты у полновозрастных животных образуются в красном костном мозге, лимфоциты — в селезенке, лимфатических узлах (особых образованиях, где обезвреживается тканевая жидкость — лимфа) и тимусе (у молодых животных), моноциты — в соединительной ткани печени. Белки плазмы крови образуются в основном в пе­чени. Разрушение форменных элементов крови происходит в се­лезенке и печени.

Количество крови. На долю крови у сельскохозяйственных животных приходится в среднем 8 —10 % массы тела. Часть этой крови (55 — 60 %> циркулирует в кровяном русле, другая часть (40 — 45 %) находится в селезенке, печени, подкожной клетчатке. При интенсивной мышечной работе, кровопотерях, сильных эмо­циях находящаяся здесь кровь переходит в общий поток.

Основные функции крови. 1. Вместе с тканевой жидкостью кровь является внутренней средой организма. Сохраняя относи­тельное постоянство своего состава, она обеспечивает условия для нормальной жизнедеятельности клеток и тканей организма.

2. Кровь принимает участие в процессах обмена веществ. Хо­тя она нигде непосредственно не соприкасается с клетками тела, питательные вещества переходят из нее к клеткам тела через тка­невую жидкость, заполняющую межклеточное пространство. Из тканевой жидкости в кровь поступают продукты обмена; основная часть их переносится кровью к органам выделения.

3. Кровь участвует в дыхательных процессах. Она осущест­
вляет перенос кислорода от легких к тканям, углекислого га­
за - в обратном направлении. В переносе кислорода основную
роль выполняет гемоглобин, в переносе углекислого газа — соли,
растворенные в плазме крови.

4. Кровь выполняет функцию теплорегуляции. Она аккумули­
рует тепло и равномерно распределяет его по органам. При из­
бытке тепла в организме кровь через периферические сосуды от­
дает часть его в окружающую среду.

5. Кровь выполняет защитную функцию, предохраняя орга­
низм от действия микробов, вирусов и их токсинов, а также кле­
ток с генетически чужеродными признаками. Эта функция крови
слагается из фагоцитарной деятельности лейкоцитов и им­
мунных свойств лимфоцитов.

6. Через кровь осуществляется гуморальная регуляция дея­
тельности органов и систем организма. Гуморальными агентами
служат поступающие в кровь гормоны, электролиты, медиаторы
и другие вещества.

Свертывание крови. Это защитная реакция, предохраняющая организм животного от значительной кровопотери. Выделяю­щаяся из организма кровь свертывается в течение 3—10 мин (у птицы — в течение 1 — 1,5 мин). Свертывание крови — фермента­тивный процесс, в котором принимает участие около 15 раз­личных компонентов плазмы, тромбоцитов и тканей. При этом белок фибриноген выпадает в осадок в виде фибрина, нити кото­рого увлекают форменные элементы и формируют кровяной сгу­сток.. Последний уплотняется и выделяет жидкость — сыворотку (плазму, лишенную фибриногена).

Кровь можно предохранить от свертывания добавлением к ней одного из противосвертывающих веществ.

Группы крови — индивидуальные наследственные особенности биохимических свойств крови, определяющие «совместимость» или «несовместимость» ее с кровью других индивидуумов. При­надлежность крови животного к той или иной группе крови определяется наличием или отсутствием специфических гликоли-пидов — агглютиногенов в эритроцитах и белков — агглютининов в плазме. Одновременное присутствие в крови равнозначных аг­глютининов и агглютиногенов исключено. Если же такая ситуа­ция возникает искусственно, то может произойти склеивание - агглютинация эритроцитов.

В медицинской и ветеринарной практике групповые факторы учитывают при переливании крови. В зоотехнической практике группы крови используют в селекционно-генетической работе: при определении происхождения животных, контроле родо­словных, выведении новых линий, устойчивых к тем или иным заболеваниям. Группы крови определяют с помощью специаль­но приготовленных иммунных сывороток.

Кровообращение

Основным фактором, обеспечивающим движение крови про сосудам, является работа сердца. Отделы сердца работают в строгой последовательности, обеспечивая его безостановочную ритмичную деятельность, состоящую из трех фаз:

1.Сокращение (систола) обоих предсердий. Кровь при этом стекает в правый и левый расслабленные желудочки (створки клапанов опущены)

2. Сокращение, (систола) обоих желудочков, во время которого кровь проталкивается в аорту и легочную артерию. Створчатые клапаны при этом захлропнуты, полулунные открыты, предсердия раслаблены.

3. Общая пауза, или диастола желудочков, совпадающая с диастолой предсердий. При этом кровь из вен свободно изли­вается в предсердия и частично поступает в желудочки.

Перечисленные три фазы составляют один сердечный цикл, который соответствует одному сердечному толчку (одному пуль­совому удару). При 75 сердечных сокращениях в 1 мин продол­жительность одного цикла составляет 0,8 с, из которых 0,1 с занимает систола предсердий, 0,35 с — систола желудочков и 0,35 с — общая пауза. При более редких или более частых серд­цебиениях величина цикла уменьшается или возрастает главным образом за счет изменения продолжительности диастолы. В нор­ме частота сердечных сокращений в 1 мин составляет: у лоша­дей — 35 — 45, у коров, овец, свиней —60 — 70, у домашней птицы -150-200.

Последовательная ритмичная работа отделов сердца и нали­чие клапанов обеспечивают движение крови только в одном на­правлении: из вен через предсердия и желудочки в аорту и легоч­ную артерию.

Регулярные сокращения сердца обусловлены морфологиче­скими и физиологическими особенностями сердечной мышцы — миокарда. Сердечная мышца обладает «автоматией», т. е. спо­собностью возбуждаться под влиянием импульсов, зарождаю­щихся в ней самой.

Автоматизм свойствен волокнам атипической мускулатуры, образующей в сердце так называемую проводящую систему, состоящую из двух узлов (си­нусного и предсердно-желудочкового) и пучка Гиса с концевыми волокнами. Возбуждение возникает в синусном узле, называемом «водителем сердечного ритма». В этом узле находятся клетки, в которых периодически возникают по­тенциалы действия, распространяющиеся по мускулатуре предсердий; последняя быстро охватывается возбуждением и сокращается. От мышечных волокон предсердий возбуждение переходит к клеткам предсердно-желудочкового узла. Здесь оно несколько задерживается, а затем распространяется по пучку Гиса и миокарду желудочков от верхушки к основанию. Происходит сокращение желудочков.

При проведении возбуждения по проводящей системе и миокарду электриче­ские силовые линии распространяются по всему телу. С помощью прибора элек­трокардиографа можно зарегистрировать кривую колебаний потенциалов, назы­ваемую электрокардиограммой. Электрокардиография используется как диагно­стический прием при нарушениях сердечной деятельности.

Движение крови по сосудам. Объем крови, проходящий за еди­ницу времени по большому и малому кругам кровообращения, одинаков, однако общее сечение сосудов по ходу кровеносного русла различно. Сумма просветов артериальных сосудов в не­сколько десятков раз, а общая сумма просветов капилляров в 600 — 800 раз больше просвета аорты. Следовательно, макси­мальная скорость течения крови будет в аорте (в среднем 0,5 м в 1 с), а минимальная — в капиллярах (0,5 мм в 1 с). При слия­нии вен кровяное русло суживается и скорость кровотока снова возрастает. Движению крови по венам способствуют наличие клапанов и сокращение скелетных мышц.

Кровь из сердца в сосуды подается порциями, а движется по ним непрерывной струей, хотя в период диастолы это движение

замедленно. Непрерывность тока крови обеспечивается упру­гостью стенок крупных артериальных сосудов.

Кровь в сосудах движется под давлением, величина которого в разных отделах сосудистой системы неодинакова: она выше в артериальном отделе и наиболее низка в венах. Давление кро­ви зависит от фазы деятельности сердца: при систоле желудоч­ков давление в крупных сосудах (систолическое) выше, чем при диастоле (диастолическое). Давление зависит и от величины про­света сосудов, регулируемой сосудодвигательными нервами.

Подный кругооборот крови у животных при 60 — 70 сокраще­ниях сердца в 1 мин составляет 23 — 27 с.

 

Физиология дыхания

 

У высших животных дыхание включает обмен газов между легкими и окружающей средой (внешнее дыхание), перенос газов кровью (транспорт газов) и обмен газов между кровью и клетка­ми тканей (тканевое дыхание).

Роль воздухоносных путей. В воздухоносных путях происхо­дит согревание поступающего извне воздуха, его увлажнение

и очищение. Железистые клетки слизистой выделяют слизь, ко­торая улавливает взвешенные в воздухе мелкие частицы (пыль, микробы и пр.). Движениями ресничек мерцательного эпителия задержанные частицы со слизью передвигаются к наружным ды­хательным отверстиям и выводятся из организма. Находящийся в задневерхнем отделе носовой полости обонятельный эпителий осуществляет качественную (запаховую) характеристику воздуха. Благодаря многочисленным рецепторам в воздухоносных путях осуществляются дыхательные рефлексы (кашель, чихание и т. п.), а также рефлекторные влияния на другие органы и системы.

Обмен газов в легких. Воздух, вдыхаемый животным, по со­держанию кислорода и углекислого газа существенно отличается от воздуха, находящегося в легких (альвеолярного) и выдыхае­мого. Кислорода в первом содержится в среднем 20,9%, во втором — 14,2 °/_№ в третьем — 16,3 %; углекислого газа — соот­ветственно 0,03; 4,0 и 5,2 %. Различия в составе вдыхаемого и выдыхаемого воздуха обусловлены происходящим в легких га­зообменом между воздухом и венозной кровью капилляров малого круга. Различия между альвеолярным и выдыхаемым воздухом обусловлены тем, что последний представляет собой смесь альвеолярного воздуха и воздуха воздухоносных путей.

Основным фактором, способствующим диффузии кислорода из венозной крови в полость альвеол и углекислого газа в обрат^" ном направлении, является разница в парциальном давлении (на­пряжении) газов. Диффузия газов происходит из области боль­шего парциального давления в область меньшего. Поэтому в легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в веноз­ную кровь, а углекислый газ — из крови в альвеолы. В тканях движение газов происходит в обратном направлении. Интенсив­ному газообмену в легких способствуют огромная поверхность альвеол, хорошо развитая капиллярная сеть и малая толщина перепонок, отделяющих газ от крови.

Перенос газов кровью. Кислород находится в крови в раство­ренном состоянии (1,5 %) и связанном виде (98,5 %). Основным веществом, связывающим и переносящим кислород, является ге­моглобин (1 г гемоглобина связывает 1,34 г кислорода). Освобо­ждению кислорода в тканях способствует более низкое парциаль­ное давление углекислого газа в тканевой жидкости по сравнению с кровью.

Углекислый газ также находится в крови в растворенном (6 %) и связанном (94 %) состоянии. Основная его часть связана в виде щелочных солей — бикарбонатов натрия и калия в плазме крови. В легких из бикарбонатов вытесняется угольная кислота, которая при участии фермента карбоангидразы расщепляется на углекислый газ и воду. В переносе углекислого газа прямое и косвенное участие принимает также гемоглобин.

Регуляция дыхания. Внешним проявлением дыхания служат движения грудной клетки, обусловленные сокращением дыха­тельных мышц. Частота дыхательных движений в 1 мин колеблется у крупного рогатого скота от 10 до 30, свиней — от 15 до 20, лошадей — от 8 до 16, овец и коз — от 16 до 30, сельскохозяй­ственной птицы — от 15 до 40.

У животных происходит рефлекторная саморегуляция дыха­ния. Нейроны, участвующие в регуляции дыхания, находятся в основном в продолговатом мозге. Отсюда посылаются ритми­ческие импульсы к мотонейронам спинного мозга и к двигатель­ной мускулатуре, вызывая ее согласованные сокращения. Объем грудной клетки при этом увеличивается. Пассивно увеличивается также объем легких, и воздух как бы засасывается в них: проис­ходит вдох. При выдохе объем грудной клетки уменьшается и легочная ткань сжимается.

Возбудимость дыхательного центра поддерживается гумо­ральными факторами (избыток углекислоты, изменение рН крови).

Физиология пищеварения

Нормальная деятельность организма животного возможна лишь при постоянном потреблении корма. В состав корма вхо­дят питательные вещества — белки, жиры, углеводы, вода, мине­ральные соли и витамины.

Большинство питательных веществ (кроме воды, простых Са­харов, некоторых минеральных солей и витаминов) в том виде, в каком они поступают с кормом, не могут быть использованы организмом и должны подвергнуться предварительной обработ­ке. Процесс переработки питательных веществ корма до ус­вояемых продуктов носит название пищеварения, а органы, в ко­торых этот процесс совершается, составляют систему органов пищеварения, или пищеварительный тракт.

 

Сущность пищеварения. В ходе пищеварения основные пита-
тельные вещества (белки, жиры и углеводы) расщепляются, а ми-
неральные вещества и витамины из труднодоступных для орга-
низма соединений переходят в доступную для усвоения форму.
Расщеплению питательных веществ предшествует или сопут-
ствует механическая переработка корма. Она осуществляется пу-
тем пережевывания, перемешивания корма и смачивания его пи-
щеварительными соками. В результате этих процессов корм
приобретает удобную для переваривания форму. В превращениях
питательных веществ корма основную роль играет ферментная
система желудочно-кишечного тракта, включающая ферменты
пищеварительных соков, ферменты микроорганизмов и фер­
менты, содержащиеся в самих кормах. Ферменты пищевари-
тельных соков делятся на пептидазы (гидролизуют пептидные
связи), эстеразы (гидролизуют эфирные связи) и карбогидразы
(гидролизуют глюкозидные связи).

Продукты переваривания корма подвергаются всасыванию, которое протекает параллельно с расщеплением. Неперева- ренные остатки принятого корма, а также некоторые вещества, Iэкскретированные (выделенные из крови) в просвет пищевари- тельного тракта, выводятся наружу в процессе дефекации.