ДЫХАНИЕ

ДЫХАНИЕ, один из основных жизненных процессов обмена веществ, при к-ром живой организм поглощает из окружающей среды кислород, обеспечивающий нормальное течение всех окислительных процессов, и выделяет во внешнюю среду углекислоту. С прекращением доступа кислорода и с остановкой процессов Д. организм погибает. Через Д. поддерживается обмен газов между живым организмом и внешней средой (воздух, вода), в к-рой этот организм живёт.

Механизм дыхания ж-ного тем проще, чем менее сложно строение его организма. Д. простейших организмов, у к-рых все клетки непосредственно соприкасаются с окружающей внешней средой, происходит путём прямого прохождения газов (диффузия) через поверхность клеток. В организмах более сложных, с тонкими внешними покровами (большинство червей), обмен газов осуществляется непосредственно через кожу (кожное Д.). С усложнением организмов обмен газов происходит через тканевую жидкость, а у наиболее сложных - через кровь.

Различают внутреннее и внешнее дыхание.

Кровь, насыщаясь в дыхательных органах кислородом, переносит его к тканевым клеткам, к-рые и поглощают кислород, окисляющий в тканях органические вещества с образованием углекислоты. Последняя переходит в кровь и с нею приносится к дыхательным органам. Обмен газов между кровью и тканями тела называется тканевым или внутренним Д. Пополнение крови кислородом из внешней среды и отдача во внешнюю среду углекислоты составляют внешнее Д., к-рое происходит также путём диффузии, но в особых органах Д.: у рыб в жабрах (жаберное Д.), а у высших позвоночных в лёгких (лёгочное Д.) (см. Дыхательный аппарат).

Лёгочное Д. протекает путём ритмически совершающихся дыхательных движений (вдох и выдох). При вдыхании грудная клетка под действием мышц расширяется, диафрагма отходит назад, вследствие чего грудная полость увеличивается, лёгкие расширяются, и воздух поступает в них из внешней среды (вдох). При выдыхании грудная клетка спадает, диафрагма выдвигается вперёд, вследствие чего грудная полость уменьшается, лёгкие сдавливаются и происходит выдох. Ж-ные дышат преимущественно носом, но могут дышать и ртом. В носовой полости воздух согревается, очищается от пыли и насыщается водяными парами.

Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха

Дыхательные движения совершаются под непосредственным контролем нервной системы. Дыхательный центр (в продолговатом мозгу) находится в постоянном тоническом возбуждении, к-рое поддерживается реакцией крови. Кроме того, в регуляции дыхательных движений участвуют чувствительные нервы в альвеолах лёгких, передающие свои возбуждения по блуждающему нерву в центр дыхания. Это позволяет дыхательному аппарату легко приспособляться ко всем изменениям внешней среды или обмена веществ в организме. Количество Д. у ж-ных зависит от возраста, породы, внешних условий (темп-pa) и пр. В ср. в условиях покоя число Д. в 1 мин. составляет: у лошадей 8 - 16, у кр. рог. ск. 10 - 30, у овец и коз 12 - 20, у свиней 8 - 18, у собак 10 - 30. При работе, а также в помещениях с непроветренным воздухом и при начинающемся болезненном процессе ритм Д. учащается, удлиняется вдох и укорачивается выдох.

У птиц Д. совершается иначе. Вдыхаемый воздух проходит через небольшие и неподвижные лёгкие в воздухоносные мешки, откуда, при выдохе, он протекает через лёгкие вторично. Это приводит к более полному поглощению кислорода кровью и выделению из неё углекислоты.

Патологическое (болезненное) нарушение Д. вызывается, гл. обр., след. причинами: 1) расстройством деятельности дыхательных органов при их болезнях (воспаление гортани, бронхов и лёгких, эмфизема и отёк лёгких и др.); 2) нарушением лёгочного кровообращения при болезненном ослаблении деятельности сердца; 3) резко выраженной анемией (см.); 4) изменением нормального состава вдыхаемого воздуха (напр., при т. н. горной болезни, сопровождающейся одышкой и наблюдающейся при подъёме в верхние слои атмосферы, где содержание кислорода в воздухе уменьшается). См. также Асфиксия.

Нарушение нормального Д. проявляется след. признаками: 1) учащением или замедлением Д.; 2) одышкой, т. е. затруднением и удлинением фазы вдоха или выдоха или же (чаще) обеих фаз; 3) нарушением типа Д. (рёберный тип Д. при воспалении брюшины, брюшной тип Д. при плеврите, переломе рёбер); 4) нарушением ритма Д. (напр., прерывистое Д., когда вдох и выдох производятся в неск. коротких приёмов).

И. Троицкий

Литература: Викторов К., ФИЗИОЛОГИЯ домашних животных, 4 изд., М., 1948; Павленко С., Патологическая физиология, М., 1948; Синев А., Клиническая диагностика внутренних болезней домашних животных, 2 изд., М., 1946; Шохор Н., Патологическая физиология, 3 изд., М., 1947.

Дыхание у растений, как и у ж-ных, процесс потребления кислорода и выделения углекислого газа, теснейшим образом связанный со всей их жизнедеятельностью. В зависимости от характера сопровождающих Д. окислительных процессов и от подвергающихся окислению веществ, дыхательный коэф-т (объёмное отношение освобождающегося углекислого газа к потреблённому кислороду) может колебаться в широких пределах. У р-ний дыхательный коэф-т обычно приближается к единице, т. к. у них в большинстве случаев материалом для Д. служат углеводы, окисление к-рых происходит до конца. Процесс Д. у р-ний, как и у ж-ных, сопровождается освобождением потенциальной энергии, заключающейся в окисляемых при Д. органических веществах. Большая часть этой энергии переходит в тепловую энергию, и лишь частично она потребляется живыми клетками, к-рые используют её в различных эндотермических процессах и переводят вновь в потенциальную форму. У р-ний образование тепла при Д. является побочным процессом и не играет такой роли, как у теплокровных животных.

Интенсивность Д. (выделяемый в единицу времени на единицу веса углекислый газ или поглощаемый кислород) изменяется в зависимости от вида р-ния, того или иного органа р-ния, а также от возраста. Прорастающие семена не уступают по интенсивности Д. ж-ным, а микроорганизмы нередко даже значительно превосходят их. Интенсивное окисление органических веществ микроорганизмами, при затруднённой потере тепла, приводит к разогреванию разлагающихся веществ, как это наблюдается, напр., в перепревающем навозе, мусоре. Теплота, развиваемая разлагающимися веществами, нередко используется в практических целях при парниковой культуре, при содержании скота на навозе и в др. случаях. Разогревание, происходящее в различных растительных объектах за счёт их собственного Д., также находит практическое использование, напр., при приготовлении сладкого силоса или при сушке травы.

При значительном уменьшении содержания кислорода в окружающей среде нормальное Д. подавляется, и вместо него обнаруживается только выделение углекислого газа и образование спирта. Этот процесс называется анаэробным, или интрамолекулярным Д., и по своему химизму близок к спиртовому брожению (см.), вызываемому дрожжами. Однако анаэробное Д. не может долго поддерживать нормальную жизнедеятельность р-ния; при недостатке кислорода оно задыхается и отмирает. Это явление наблюдается, напр., у корней р-ний при длительном затоплении (заболачивании) или при чрезмерном уплотнении почвы (см. Вымочка). Явления задыхания корней р-ний устраняются осушением заболоченных почв, спуском застоявшихся талых вод, рыхлениями поверхности почвы (напр., в плодовых садах).

Представляя собой окисление органических веществ в теле р-ния, Д. сопровождается тратой их и нередко вызывает значительные потери ценных питательных веществ, напр., при хранении овощей, картофеля, сахарной свёклы и т. п. Поэтому хранить их следует при пониженной темп-ре, т. к. на холоду Д. значительно снижается. Однако необходимо избегать и чрезмерного понижения темп-ры, вызывающего замерзание и повреждение тканей р-ний. Необходимо также обеспечить достаточную вентиляцию хранилищ, иначе происходит задыхание и отмирание хранящихся р-ний, после чего они легко загнивают. При хранении зерна большое значение имеет его влажность. Чем суше зерно, тем слабее Д. и тем лучше зерно хранится. При хранении слишком влажного зерна происходит не только чрезмерная потеря содержащихся в нём веществ, но и значительное самонагревание, к-рое может привести к потере всхожести и загниванию. Поэтому на элеваторы принимают только зерно с кондиционной влажностью.

У большей части р-ний, как и у ж-ных, материалом для Д. служат органические вещества, но существуют бактерии, использующие в качестве материала для Д. минеральные соединения; таковы нитрифицирующие бактерии, серобактерии, железобактерии. Эти организмы способны, кроме того, ассимилировать углекислоту за счёт энергии, освобождающейся в процессах окисления минеральных соединений.

В. Буткевич, Н. Максимов

Литература: Иванов Л., Физиология растений, Л.. 1936; Костычев С., Физиология растений, т. I, 3 изд., М.-Л. 1937; Максимов Н., Краткий курс физиологии растений, 8 изд., М., 1948; Тимирязев К., Жизнь растения, Сочинения, т. IV, М., 1938.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 1 (А - Е)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1949, с. 620