Коэффициент вентиляции легких.

Коэффициент вентиляции легких – это показатель легочной вентиляции: отношение объема воздуха, попадающего в альвеолы при спокойном вдохе, к общему объему альвеолярного воздуха.

При вдохе воздух по дыхательным путям проходит в альвеолы; при выдохе часть альвеолярного воздуха по тому же пути выходит наружу. Эта циркуляция воздуха называется легочной вентиляцией. Чем чаще дышит животное, тем при прочих разных условиях больше циркуляция воздуха. Она зависит от величины дыхательного воздуха и количества дыханий в минуту и определяется умножением объема дыхательного воздуха на количество дыханий. Минутный объем легких — количество воздуха, которое проходит через легкие в минуту. У лошади минутный объем при покое составляет 40 – 60 л, а при движении – 100 –120 л. и может дойти до 500 л при очень напряженной работе.

Не весь дыхательный воздух попадает в легочные альвеолы. Около 1/3 вдыхаемого воздуха остается в ротовой полости, носоглотке, в гортани, трахее и бронхах, т. е. в дыхательных путях, не участвующих в газообмене. Этот участок называют «вредным» пространством. Здесь воздух нагревается до температуры тела, очищается от пыли и т. д. Этому способствует то, что слизистая оболочка дыхательных путей выстлана мерцательным эпителием, а секреторные клетки образуют слизь и серозную жидкость. У коровы в альвеолы легких попадает только 2000 – 2300 мл воздуха, т. е. 2/3 от 3100 – 3500 мл; это альвеолярный воздух. Он и приходит в легких в соприкосновение с кровью. Во время вдоха и выдоха альвеолы, как всегда, заполнены воздухом. Кровь, непрерывно протекающая через легочные капилляры, непрерывно же обменивается газами с альвеолярным воздухом: в альвеолы проникает кислород, а в кровь переходит углекислый газ. Это постоянный процесс. Таким образом, альвеолярный воздух  служит дыхательной средой животному, так как кровь не приходит в соприкосновение с атмосферным воздухом.

Выдыхаемый воздух отличается от вдыхаемого, прежде всего тем, что в нем меньше кислорода, который используется в организме на окислительные цели, и больше углекислого газа. Кроме того, воздух, выдыхаемый жвачными животными, содержит значительное количество метана, образующегося в преджелудках. В пищеварительном тракте высокопродуктивной коровы может образоваться за сутки до 300 л этого газа. Часть метана выделяется при отрыгивании газов. Выдыхаемый воздух отличается и от воздуха легочных альвеол, в котором еще больше углекислого газа и соответственно меньше кислорода. В альвеолах воздух обогащается углекислым газом, а содержание кислорода в нем падает.

Если потребность в кислороде возрастает, вентиляция дыхательных органов должна быть соответственно увеличена. Аналогичным образом, если концентрация кислорода в среде падает, это должно быть скомпенсировано усилением вентиляции, увеличением количества кислорода, извлекаемого из воздуха, или обоими этими способами.

У теплокровных позвоночных – млекопитающих и птиц – вентиляция легких очень точно регулируется в соответствии с потребностью в кислороде; при этом интересно, что главным фактором, ответственным за регуляцию, служит концентрация двуокиси углерода в легочном воздухе. Это легко продемонстрировать, добавляя СО2 к вдыхаемому воздуху: вентиляция легких быстро усиливается. В норме атмосферный воздух практически не содержит двуокиси углерода (0,03%), и если к вдыхаемому воздуху добавить 2,5% СО2, вентилирующий объем примерно удваивается. У млекопитающих и птиц эти эффекты сходны.

В действительности 2,5% СО2 — это не так уж много, поскольку легочный воздух у млекопитающих уже содержит около 5% СО2. Если концентрацию двуокиси углерода во вдыхаемом воздухе повысить до той, которая в норме имеется в легких, вентиляция увеличится в 7 раз. При существенно больших концентрациях СО2 действует как наркотик и поэтому вызывает аномальные реакции.

Кислород гораздо меньше влияет на вентиляцию. Если мы снизим концентрацию кислорода во вдыхаемом воздухе на 2,5% (с 21 до 18,5%), практически никаких изменений дыхания не последует.

Животные могут приспосабливаться к пониженному атмосферному давлению (например, в горах).  Вентиляция воздуха при этом – увеличивается учащается и углубляется дыхание. Насыщение крови кислородом вследствие этого улучшается. Кроме того, из кровяного депо переходит кровь с повышенным содержанием кислорода. У крупного рогатого скота, выращенного и содержащегося в горах, легочное дыхание интенсивнее и газообмен выше, чем у скота на равнине, даже после приспособления его к горным условиям.

При погружении в воду па каждые 10 м давление повышается на одну атмосферу, Это приводит к растворению в крови большого количества прежде всего азота воздуха. При быстром подъеме из глубины азот не успевает выделяться через легкие и переходит в газообразное состоянии («кровь закипает»). Пузырьки газа могут закупорить сосуды, причиняя боль в суставах, или вызвать более опасные последствия. Поэтому из глубины на поверхность водолазов поднимают очень медленно.

У новорожденных животных, как правило, дыхание более частое, но с возрастом частота дыхания постепенно уменьшается. Так, у поросят в первые недели жизни частота дыхания уменьшается с 42 до 31 дыхательного движения, у верблюжат — с 20—22 до 10—12 (к третьему месяцу), у телят — с 67 при рождении до 22 к 11-му месяцу.

У высокопродуктивных коров частота дыхания равна 30, а у среднепродуктивных— 15—20 дыхательных движений в минуту. У коров- рекордисток частота дыхания,

особенно в напряженный период лактации, значительно возрастает, что указывает на приспособление организма к высокому уровню обменных процессов, особенно при высококон-центратном кормлении.