Malformácie arteriálnych vetvových oblúkov u ľudí. Dýchacia sústava rýb Čo sú žiabrové oblúky

Hlavnou časťou dýchacieho systému rýb sú žiabre. Je to vďaka nim, že väčšina kyslíka vstupuje do krvi a oxid uhličitý sa uvoľňuje z krvi. Výmena plynov v rybách však prebieha nielen cez žiabre. U všetkých druhov sa koža podieľa na dýchaní. Zároveň je však u druhov žijúcich vo vodných útvaroch s vysokým obsahom kyslíka dýchanie cez kožu zanedbateľné. A u rýb, ktoré žijú v podmienkach nedostatku kyslíka (sumec, kapry, úhory), môže výmena kožných plynov zaberať významnú časť dýchania. Taktiež u kostnatých rýb dochádza k malej výmene plynov v plávacom mechúre. U pľúcnikov sa dokonca zmenil plávací mechúr na bunkové pľúca, takže môžu dýchať nielen vodu, ale aj vzduch.

Pri popise dýchacieho systému rýb zvyčajne uvažujeme o štruktúre ich žiabrového aparátu, ktorý sa nachádza v oblasti hltana. Žiabre sú tvorené z žiabrové štrbiny podporovať ich žiabrové oblúky, žiabrové vlákna A žiabrovky. U kostnatých rýb je povinná štruktúra dýchacieho systému tiež pár žiabrové kryty. Chránia žiabre pred vniknutím cudzích častíc. Hrable na žiabre plnia aj ochrannú funkciu. Sú otočené k hltanu a chránia tenké a jemné žiabrové vlákna pred časticami, ktoré sa do nich dostanú z hltana. Výmena plynu prebieha v žiabrových vláknach. Preto ich možno považovať za najdôležitejšiu súčasť dýchacieho systému rýb. U mnohých evolučne vysoko vyvinutých rýb sa žiabrové vlákna akoby rozvetvujú (na primárnych žiabrových vláknach sú kolmo umiestnené sekundárne žiabrové doštičky). Zvyšuje sa spoločný povrch okvetné lístky, a teda oblasť tela ryby, na ktorej dochádza k výmene plynov.

Dýchací systém rýb zahŕňa aj sieť krvných ciev, ktoré privádzajú venóznu krv do žiabrov a odvádzajú arteriálnu krv zo žiabrov. V žiabrových vláknach sa krvné cievy rozpadajú na sieť malých kapilár umiestnených blízko povrchu. Tu dochádza k výmene plynov (kyslík vstupuje do krvi z vody a oxid uhličitý sa uvoľňuje z krvi do vody).

Mechanizmus dýchania u kostnatých rýb je nasledujúci. Pri nádychu (ryba zároveň nadvihne žiabrové kryty) sa voda dostane do úst, následne sa dostane do hltana a pri výdychu, ktorý sa vykonáva stiahnutím svalov hltana a pritlačením žiabrových krytov k telu, sa pretlačí cez žiabrové štrbiny, čím sa premývajú žiabrové vlákna. Pri rýchlom pohybe kostnaté ryby dýchajú pasívne (rovnako ako chrupavé ryby) bez pohybu žiabrových krytov a svalového napätia: voda jednoducho vtečie do úst a vyteká žiabrovými štrbinami.

Kostnaté ryby nemajú žiabrové priehradky, ktoré majú chrupavé ryby. Preto sa u kostnatých rýb žiabrové vlákna nachádzajú priamo na žiabrových oblúkoch a sú umývané vodou zo všetkých strán.

Dýchací systém kostnaté ryby sú veľmi účinné v tom, že absorbujú najviac kyslík z vody prechádzajúcej cez ich žiabre. Je to dôležité, pretože voda obsahuje menej kyslíka ako vzduch.

Evolúcia srdca.

Srdce sa vyvíja z mezodermu. V najnižšom štádiu vývoja obehového systému srdce chýba a jeho funkciu vykonávajú veľké cievy. V lancelete, v uzavretom obehovom systéme, plní funkciu srdca brušná aorta. U vodných stavovcov sa objavuje srdce, ktoré má jednu predsieň a jednu komoru. Do srdca prúdi len venózna krv. U suchozemských zvierat srdce dostáva venóznu a arteriálnu krv. Objaví sa oddiel. Srdce sa najskôr stáva trojkomorovým (u obojživelníkov a plazov) a potom štvorkomorovým. Septum nie je úplne vyvinuté. U vyšších suchozemských stavovcov je srdce rozdelené na štyri komory – dve predsiene a dve komory. Arteriálna a venózna krv sa nemiešajú.

Evolúcia arteriálnych vetvových oblúkov

Vzhľadom na to, že hlavné arteriálne cievy u cicavcov a človeka vznikajú na základe analáže žiabrových artérií, ich vývoj budeme sledovať vo fylogenetickom rade stavovcov. V embryogenéze veľkej väčšiny stavovcov sa vytvorí šesť párov arteriálnych žiabrových oblúkov, ktoré zodpovedajú šiestim párom viscerálnych oblúkov lebky. Vzhľadom na skutočnosť, že prvé dva páry viscerálnych oblúkov sú zahrnuté v tvárovej lebke, prvé dva arteriálne vetvové oblúky sú rýchlo zmenšené. Zostávajúce štyri páry fungujú ako žiabrové tepny u rýb. U suchozemských stavovcov stráca 3. pár vetvových tepien spojenie s koreňmi dorzálnej aorty a vedie krv do hlavy, čím sa stávajú krčné tepny. Cievy 4. páru dosahujú najväčší rozvoj a spolu s koreňovým úsekom dorzálnej aorty sa v dospelosti stávajú aortálnymi oblúkmi - hlavnými cievami systémového obehu.

U obojživelníkov a plazov sú obe cievy vyvinuté a podieľajú sa na krvnom obehu. U cicavcov sa vytvoria aj obe cievy 4. páru a neskôr sa zmenší pravý oblúk aorty tak, že z neho zostane len malý rudiment - brachiocefalický kmeň. Piaty pár arteriálnych oblúkov, vzhľadom na to, že funkčne duplikuje štvrtý, je redukovaný u všetkých suchozemských stavovcov, okrem chvostových obojživelníkov. Šiesty pár, ktorý okrem žiabrov zásobuje plavecký mechúr žilovou krvou, sa stáva pľúcnou tepnou u lalokovitých rýb.

V ľudskej embryogenéze sa rekapitulácie arteriálnych vetvových oblúkov vyskytujú so zvláštnosťami: všetkých šesť párov oblúkov nikdy neexistuje súčasne. V čase, keď sú položené prvé dva oblúky a následne prestavané, sa ešte nezačali vytvárať posledné dvojice nádob. Okrem toho je piaty arteriálny oblúk už vytvorený vo forme rudimentárnej cievy, zvyčajne pripojenej k 4. páru, a veľmi rýchlo sa redukuje.

Obehové systémy

Základ pre ďalší vývoj krvi. systém, ktorý je charakteristický pre strunatce, je úkryt. sis. Bez lebky - Lancelet.

Lancelet má najjednoduchší obehový systém.Je uzavretý. Existuje jeden kruh krvného obehu. Funkciu srdca vykonáva brušná aorta. Cez brušnú aortu sa venózna krv dostáva do aferentných vetvových tepien, ktoré počtom zodpovedajú počtu medziodvetvových sept (až 150 párov), kde je obohatená kyslíkom.

Cez eferentné branchiálne tepny prúdi krv ku koreňom dorzálnej aorty, umiestnenej symetricky na oboch stranách tela. Pokračujú tak dopredu, nesúc arteriálnu krv do mozgu, aj dozadu. Predné vetvy týchto dvoch ciev sú krčné tepny. Na úrovni zadného konca hltana tvoria zadné vetvy dorzálnu aortu, ktorá sa rozvetvuje na početné tepny vedúce k orgánom a rozpadajúce sa na kapiláry.

Po výmene plynov v tkanivách krv vstupuje do párových predných alebo zadných kardinálnych žíl, umiestnených symetricky. Predné a zadné kardinálne žily na každej strane ústia do Cuvierovho kanálika. Oba Cuvierove vývody prúdia z oboch strán do brušnej aorty. Zo stien zažívacie ústrojenstvo venózna krv prúdi cez črevnú žilu do bránový systém pečeň a pečeňová žila, ktorými krv vstupuje do brušnej aorty.

Takže, napriek jednoduchosti obehového systému ako celku, lancelet už má hlavné tepny charakteristické pre stavovce vrátane človeka: ide o brušnú aortu, ktorá sa neskôr premení na srdce, vzostupnú časť oblúka aorty a koreň pľúcnej tepny; dorzálna aorta, ktorá sa neskôr stáva vlastnou aortou, a krčných tepien. Hlavné žily prítomné v lancelete sú zachované aj u viac organizovaných zvierat.

Aktívnejší životný štýl rýb znamená intenzívnejší metabolizmus. V tomto ohľade na pozadí oligomerizácie ich arteriálnych žiabrových oblúkov v množstve až štyroch párov, vysoký stupeň diferenciácia: vetvové tepny sa rozdelia na kapiláry v žiabrach. V procese zintenzívnenia kontraktilnej funkcie brušnej aorty sa jej časť premenila na dvojkomorové srdce pozostávajúce z predsiene a komory, venózny sínus a conus arteriosus. Inak obehový systém rýb zodpovedá jej štruktúre v lancelete.

V súvislosti s objavením sa obojživelníkov na súši a objavením sa pľúcneho dýchania sa u nich vyvinú dva kruhy krvného obehu. V súlade s tým sa v štruktúre srdca a tepien objavujú zariadenia zamerané na oddelenie arteriálnych a žilovej krvi. Pohyb obojživelníkov hlavne v dôsledku párových končatín, a nie chvosta, spôsobuje zmeny v žilovom systéme zadnej časti tela.

Srdce obojživelníkov je umiestnené viac kaudálne ako srdce rýb, vedľa pľúc; je trojkomorová, ale rovnako ako u rýb začína jedna cieva z pravej polovice jedinej komory - arteriálneho kužeľa, ktorý sa postupne rozvetvuje do troch párov ciev: pľúcne kožné tepny, oblúk aorty a krčné tepny . Ako vo všetkých vyššie organizovaných triedach, systémové žily, nesúce venóznu krv, prúdia do pravej predsiene a malý kruh s arteriálnou krvou prúdi do ľavej predsiene. Pri kontrakcii predsiení obe časti krvi súčasne vstupujú do komory, ktorej vnútorná stena je vybavená veľkým počtom svalových priečnikov. K ich úplnému premiešaniu nedochádza kvôli zvláštnej štruktúre steny komôr, a preto, keď sa zmršťuje, prvá časť venóznej krvi vstupuje do arteriálneho kužeľa a pomocou tam umiestnenej špirálovej chlopne smeruje do kožných pľúc. tepny. Zmiešaná krv zo stredu komory vstupuje rovnakým spôsobom do aortálnych oblúkov a zvyšné malé množstvo arteriálnej krvi, ktorá ako posledná vstupuje do conus arteriosus, sa posiela do krčných tepien.

Dva oblúky aorty nesúce zmiešanú krv sa zozadu ohýbajú okolo srdca a pažeráka a vytvárajú dorzálnu aortu, ktorá zásobuje celé telo okrem hlavy zmiešanou krvou. Zadné hlavné žily sú značne znížené a zbierajú krv iba z bočných povrchov tela. Funkčne ich nahrádza novovzniknutá zadná dutá žila, ktorá zbiera krv najmä zo zadných končatín. Nachádza sa vedľa dorzálnej aorty a keďže je za pečeňou, absorbuje pečeňovú žilu, ktorá u rýb prúdila priamo do venózneho sínusu srdca. Predné hlavné žily, zabezpečujúce odtok krvi z hlavy, sa dnes nazývajú jugulárne žily a Cuvierove prúdy, do ktorých ústia spolu s podkľúčovými žilami, sa nazývajú predná dutá žila.

V obehovom systéme plazov sa vyskytujú nasledujúce progresívne zmeny: v komore ich srdca je neúplná priehradka, čo sťažuje miešanie krvi; Zo srdca odchádzajú nie jedna, ale tri cievy, ktoré vznikli v dôsledku rozdelenia arteriálneho kmeňa. Pravý oblúk aorty, nesúci arteriálnu krv, začína z ľavej polovice komory a z pravej -pľúcna tepna s venóznou krvou. Od stredu komory, v oblasti neúplného septa, začína ľavý aortálny oblúk so zmiešanou krvou. Oba oblúky aorty, tak ako u ich predkov, splývajú za srdcom, priedušnicou a pažerákom do dorzálnej aorty, v ktorej je krv zmiešaná, ale bohatšia na kyslík ako u obojživelníkov, pretože pred splynutím ciev , zmiešaná krv tečie len po ľavom oblúku. Okrem toho krčné a podkľúčové tepny na oboch stranách vychádzajú z pravého oblúka aorty, v dôsledku čoho sú nielen hlava, ale aj predné končatiny zásobované arteriálnou krvou. Vzhľadom na vzhľad krku je srdce umiestnené ešte viac kaudálne ako u obojživelníkov. Venózny systém plazy sa zásadne nelíšia od žilového systému obojživelníkov.

Cicavce.

Progresívne zmeny v obehovom systéme cicavcov obmedzujú až úplné oddelenie venóznych a arteriálnych krvných tokov. Dosahuje sa to jednak kompletným štvorkomorovým srdcom a jednak redukciou pravého aortálneho oblúka a zachovaním len ľavého, vychádzajúc z ľavej komory. Výsledkom je, že všetky orgány cicavcov sú zásobované arteriálnou krvou. Zmeny sa nachádzajú aj v žilách systémového obehu: zostáva iba jedna predná dutá žila, umiestnená vpravo.

V embryonálnom vývoji cicavcov a ľudí sa rekapituluje anláž srdca a hlavných krvných ciev rodových tried.Srdce sa formuje v prvých štádiách vývoja vo forme nediferencovanej brušnej aorty, ktorá sa v dôsledku ohybu a vzhľad sept a chlopní v lúmene sa postupne stáva dvoj-, troj- a štvorkomorovým. Rekapitulácie sú tu však neúplné, pretože medzikomorová priehradka cicavcov je v porovnaní s plazmi vytvorená inak a z iného materiálu. Preto môžeme predpokladať, že štvorkomorové srdce cicavcov je tvorené na základe trojkomorového srdca a medzikomorové septum je novotvar, a nie výsledok predvývoja septa plazov. Vo fylogenéze srdca stavovcov sa teda prejavuje odchýlka: pri morfogenéze tohto orgánu u cicavcov sa rekapitulujú skoré fylogenetické štádiá a potom sa jeho vývoj uberá iným smerom, charakteristickým len pre túto triedu.

Zaujímavosťou je, že pôvod a postavenie srdca vo fylogenetickom rade stavovcov je kompletne rekapitulovaný u cicavcov a ľudí. K tvorbe srdca u ľudí teda dochádza na 20. deň embryogenézy, ako u všetkých stavovcov, za hlavou. Neskôr v dôsledku zmien telesných proporcií, vzhľadu krčnej oblasti, posunu pľúc v hrudnej dutiny Srdce je tiež presunuté do predného mediastína. Poruchy vo vývoji srdca môžu byť vyjadrené tak výskytom anomálií v štruktúre, ako aj umiestnením jeho polohy. V čase narodenia je možné zachovať dvojkomorové srdce. Táto neresť je úplne nezlučiteľná so životom.

Malformácie arteriálnych vetvových oblúkov u ľudí.

Z atavistických cievnych malformácií: s frekvenciou 1 prípad na 200 pitiev detí, ktoré zomreli na vrodené chyby srdca, dochádza k pretrvávaniu oboch aortálnych oblúkov 4. páru. V tomto prípade sa oba oblúky, rovnako ako u obojživelníkov alebo plazov, spájajú za pažerákom a priedušnicou a tvoria zostupnú časť dorzálnej aorty. Vada sa prejavuje sťaženým prehĺtaním a dusením. O niečo častejšie (2,8 prípadov na 200 pitiev) dochádza k porušeniu redukcie pravého aortálneho oblúka s redukciou ľavého. Táto anomália často nie je klinicky zjavná.

Najčastejším defektom (0,5-1,2 prípadu na 1000 novorodencov) je perzistencia ductus arteriosus alebo ductus arteriosus, ktorý je súčasťou koreňa dorzálnej aorty medzi 4. a 6. párom tepien vľavo. Prejavuje sa odtokom arteriálnej krvi zo systémového obehu do pľúcneho obehu. Veľmi závažnou malformáciou je pretrvávanie primárneho embryonálneho kmeňa, v dôsledku čoho zo srdca vychádza len jedna cieva, ktorá sa zvyčajne nachádza nad defektom v medzikomorová priehradka. Zvyčajne to končí smrťou dieťaťa. Zhoršená diferenciácia primárneho embryonálneho kmeňa môže viesť k vývojovej chybe, akou je cievna transpozícia - aorta vychádza z pravej komory a pľúcny kmeň z ľavej, ktorá sa vyskytuje v 1 prípade na 2500 novorodencov. Táto neresť je zvyčajne nezlučiteľná so životom.

Rekapitulácie sa prejavujú aj v embryonálnom vývoji veľkých ľudských žíl. V tomto prípade je možný vznik atavistických vývojových chýb. Z malformácií venózneho riečiska poukazujeme na možnosť perzistencie dvoch horných dutých žíl. Ak obe zatečú do pravej predsiene, anomália sa klinicky neprejaví. Keď ľavá vena cava prúdi do ľavej predsiene, venózna krv sa vypúšťa do systémového obehu. Niekedy oboje vena cava prúdiť do ľavej predsiene. Takáto neresť je nezlučiteľná so životom. Tieto anomálie sa vyskytujú s frekvenciou 1 % všetkých vrodených malformácií kardiovaskulárneho systému.

Veľmi ojedinelý vrodená anomália- nedostatočný rozvoj dolnej dutej žily. K odtoku krvi z dolnej časti tela a nôh dochádza v tomto prípade cez kolaterály azygových a semigypsových žíl, ktoré sú základmi zadných hlavných žíl.

Dýchacie záhyby zasa siahajú od žiabrových vlákien. Práve v nich je krv obohatená kyslíkom. Voda umýva dýchacie záhyby, ako je znázornené veľkými šípkami na obrázku. Malé šípky ukazujú smer pohybu krvi v krvných cievach žiabrových vlákien a dýchacích záhybov.

Teraz sa pozrime na to, čo je možné vidieť na fotografii z článku o.

Fotografia 1.Šípky označujú detaily, ktorým je potrebné venovať pozornosť. Na fotografii sú viditeľné štyri žiabrové vlákna. Základ žiabrových vlákien tvoria chrupavé žiabrové lúče (Šípky s modrým lemovaním). Umožňujú nám posúdiť umiestnenie žiabrových vlákien. Početné dýchacie záhyby (šípky s červenými okrajmi) sa rozprestierajú v ostrom uhle od žiabrových lúčov. Je ťažké ich vidieť, pretože všetko je pokryté silnou vrstvou hlienu.

Hlien bráni vode obmývať dýchacie záhyby, takže výmena plynov medzi vodou a krvou je veľmi sťažená a ryba sa dusí.

Boli použité kresby z učebníc: N.V. Puchkov „Fyziológia rýb“, Moskva 1954 a L.I. Grishchenko a kol.,,Chorenia rýb a základy chovu rýb“, Moskva, 1999.
Foto V. Kovalev.

Ryby majú dva typy dýchania: vzduch a voda. Tieto rozdiely vznikli a zdokonaľovali sa v procese evolúcie pod vplyvom rôznych vonkajšie faktory. Ak majú ryby iba vodný typ dýchania, potom sa tento proces vykonáva pomocou kože a žiabier. U rýb vzduchového typu sa dýchací proces uskutočňuje pomocou epibranchiálnych orgánov, močového mechúra, čriev a cez kožu. Hlavné sú, samozrejme, žiabre a ostatné sú pomocné. Pomocné alebo prídavné orgány však nehrajú vždy druhoradú úlohu, najčastejšie sú najdôležitejšie.

Druhy dýchania rýb

Sú chrupavkovité a majú inú štruktúru žiabrových krytov. Prvý z nich má teda v žiabrových štrbinách priečky, čo zaisťuje, že sa žiabre otvárajú oddelenými otvormi smerom von. Tieto priečky sú pokryté žiabrovými vláknami, ktoré sú zase pokryté sieťou krvných ciev. Táto štruktúra žiabrových krytov je jasne viditeľná na príklade rejnokov a žralokov.

Zároveň u druhov teleost sú tieto prepážky redukované ako zbytočné, keďže žiabrové kryty sú samy osebe pohyblivé. Žiabrové oblúky rýb slúžia ako podpery, na ktorých sú umiestnené žiabrové vlákna.

Funkcie žiabier. Žiabrové oblúky

Najdôležitejšou funkciou žiabrov je samozrejme výmena plynov. S ich pomocou sa z vody absorbuje kyslík a do nej sa uvoľňuje oxid uhličitý (oxid uhličitý). Málokto však vie, že žiabre pomáhajú aj pri výmene látok voda-soľ. Takže po spracovaní sa močovina a amoniak uvoľňujú do životného prostredia, dochádza k výmene soli medzi vodou a telom rýb, a to predovšetkým sodíkovými iónmi.

V procese evolúcie a modifikácie podskupín rýb sa menil aj žiabrový aparát. U kostnatých rýb teda žiabre vyzerajú ako hrebenatky, u chrupavčitých rýb pozostávajú z plátov a cyklostómy majú vačkovité žiabre. V závislosti od štruktúry dýchacieho aparátu sa štruktúra a funkcie žiabrového oblúka rýb líšia.

Štruktúra

Žiabre sú umiestnené po stranách zodpovedajúcich dutín kostnatých rýb a sú chránené krytmi. Každá žiabra pozostáva z piatich oblúkov. Štyri žiabrové oblúky sú úplne vytvorené a jeden je základný. Na vonkajšej strane je žiabrový oblúk vypuklejší, do strán oblúkov vybiehajú žiabrové vlákna, založené na chrupkových lúčoch. Žiabrové oblúky slúžia ako podpora na pripevnenie okvetných lístkov, ktoré sú na nich držané ich základňou, a voľné okraje sa rozchádzajú dovnútra a von v ostrom uhle. Na samotných žiabrových vláknach sú takzvané sekundárne doštičky, ktoré sú umiestnené naprieč okvetným lístkom (alebo okvetnými lístkami, ako sa tiež nazývajú). Na žiabrách je veľké množstvo okvetných lístkov, u rôznych rýb ich môže byť od 14 do 35 na milimeter, s výškou nie väčšou ako 200 mikrónov. Sú tak malé, že ich šírka nedosahuje ani 20 mikrónov.

Hlavná funkcia žiabrových oblúkov

Žiabrové oblúky stavovcov plnia funkciu filtračného mechanizmu pomocou žiabrových hrablí umiestnených na oblúku, ktorý smeruje k ústna dutina ryby To umožňuje zadržiavať v ústach suspenzie nachádzajúce sa vo vodnom stĺpci a rôzne výživné mikroorganizmy.

V závislosti od toho, čo ryby jedia, sa menia aj žubrienky; sú založené na kostných platniach. Ak je teda ryba dravec, potom sú jej hrabáče umiestnené menej často a sú umiestnené nižšie a u rýb, ktoré sa živia výlučne planktónom žijúcim vo vodnom stĺpci, sú žiabre vysoké a hustejšie. V tých rybách, ktoré sú všežravcami, majú tyčinky prechodnú polohu medzi predátormi a planktívmi.

Obehový systém pľúcneho obehu

Žiabre rýb sú jasne ružovej farby kvôli veľká kvantita krv obohatená kyslíkom. Je to spôsobené intenzívnym procesom krvného obehu. Krv, ktorú je potrebné obohatiť kyslíkom (venózna), sa odoberá z celého tela ryby a cez brušnú aortu sa dostáva do žiabrových oblúkov. Brušná aorta sa rozvetvuje na dve bronchiálne tepny, po ktorých nasleduje vetvový arteriálny oblúk, ktorý je zase rozdelený na veľké množstvo okvetných artérií, ktoré obklopujú vetvové vlákna, ktoré sa nachádzajú pozdĺž vnútorného okraja chrupavkových lúčov. Ale to nie je limit. Samotné okvetné tepny sú rozdelené do obrovského počtu kapilár, ktoré obaľujú vnútornú a vonkajšiu časť okvetných lístkov hustou sieťkou. Priemer kapilár je taký malý, že sa rovná veľkosti samotnej červenej krvinky, ktorá prenáša kyslík krvou. Žiabrové oblúky teda slúžia ako opora pre hrable, ktoré zabezpečujú výmenu plynov.

Na druhej strane okvetných lístkov sa všetky okrajové arterioly spájajú do jednej cievy, ktorá prúdi do žily nesúcej krv, ktorá zase prechádza do bronchiálnej a potom do dorzálnej aorty.

Ak sa podrobnejšie pozrieme na žiabrové oblúky rýb a vedieme ich, je najlepšie študovať pozdĺžny rez. Takto budú viditeľné nielen tyčinky a okvetné lístky, ale aj dýchacie záhyby, ktoré sú bariérou medzi vodným prostredím a krvou.

Tieto záhyby sú lemované len jednou vrstvou epitelu a vnútri - kapilárami podporovanými pilárnymi bunkami (podpornými bunkami). Bariéra kapilár a dýchacie bunky veľmi náchylné na vplyv vonkajšie prostredie. Ak sú vo vode nečistoty toxické látky tieto steny napučiavajú, dochádza k odlupovaniu a hrubnú. To je plné vážnych následkov, pretože proces výmeny plynov v krvi je brzdený, čo v konečnom dôsledku vedie k hypoxii.

Výmena plynov v rybách

Ryby získavajú kyslík pasívnou výmenou plynov. Hlavnou podmienkou obohacovania krvi kyslíkom je neustály prietok vody v žiabrách, a preto je potrebné, aby si žiabrový oblúk a celý aparát zachovali svoju štruktúru, potom nebude narušená funkcia žiabrových oblúkov u rýb. . Difúzny povrch si tiež musí zachovať svoju integritu pre správne okysličenie hemoglobínu.

Na uskutočnenie pasívnej výmeny plynov sa krv v kapilárach rýb pohybuje opačným smerom ako prietok krvi v žiabrách. Táto funkcia podporuje takmer úplnú extrakciu kyslíka z vody a obohacuje ním krv. U niektorých jedincov je rýchlosť obohatenia krvi v pomere k zloženiu kyslíka vo vode 80%. Prúdenie vody cez žiabre nastáva v dôsledku jej čerpania cez žiabrovú dutinu, pričom hlavnú funkciu plní pohyb ústočiek, ako aj žiabrových krytov.

Čo určuje rýchlosť dýchania rýb?

Vďaka charakteristické znaky môžete vypočítať rýchlosť dýchania rýb, ktorá závisí od pohybu žiabrových krytov. Koncentrácia kyslíka vo vode a obsah oxidu uhličitého v krvi ovplyvňujú rýchlosť dýchania rýb. Okrem toho sú tieto vodné živočíchy citlivejšie na nízke koncentrácie kyslíka ako na veľké množstvo oxidu uhličitého v krvi. Rýchlosť dýchania ovplyvňuje aj teplota vody, pH a mnoho ďalších faktorov.

Ryby majú špecifickú schopnosť extrahovať cudzorodé látky z povrchu žiabrových oblúkov a z ich dutín. Táto schopnosť sa nazýva kašeľ. Kryty žiabrov sa pravidelne uzatvárajú a pomocou spätného pohybu vody sa všetky suspenzie nachádzajúce sa na žiabrách odplavia prúdom vody. Tento prejav u rýb sa najčastejšie pozoruje, ak je voda kontaminovaná suspendovanými látkami alebo toxickými látkami.

Ďalšie funkcie žiabrov

Okrem hlavnej, dýchacej, žiabre vykonávajú osmoregulačné a vylučovacie funkcie. Ryby sú amoniotelické organizmy, vlastne ako všetky živočíchy, ktoré žijú vo vode. To znamená, že konečným produktom rozkladu dusíka obsiahnutého v tele je amoniak. Práve vďaka žiabrám sa uvoľňuje z tela rýb vo forme amónnych iónov, pričom telo čistí. Cez žiabre sa v dôsledku pasívnej difúzie dostávajú do krvi okrem kyslíka aj soli, zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou, ako aj veľké množstvo anorganických iónov nachádzajúcich sa vo vodnom stĺpci. Okrem žiabier sa absorpcia týchto látok uskutočňuje pomocou špeciálnych štruktúr.

Toto číslo zahŕňa špecifické chloridové bunky, ktoré vykonávajú osmoregulačnú funkciu. Sú schopné premiestňovať ióny chlóru a sodíka, pričom sa pohybujú v smere opačnom k ​​veľkému difúznemu gradientu.

Pohyb chlórových iónov závisí od biotopu rýb. U sladkovodných jedincov sa teda jednomocné ióny prenášajú chloridovými bunkami z vody do krvi a nahrádzajú tie, ktoré sa stratili v dôsledku fungovania vylučovacieho systému rýb. Ale u morských rýb proces prebieha opačným smerom: dochádza k uvoľňovaniu z krvi do životného prostredia.

Ak je koncentrácia škodlivých látok vo vode výrazne zvýšená chemické prvky, potom môže byť narušená pomocná osmoregulačná funkcia žiabier. V dôsledku toho sa do krvi nedostáva potrebné množstvo látok, ale v oveľa vyšších koncentráciách, čo môže mať škodlivý vplyv na stav zvierat. Toto špecifikum nie je vždy negatívne. Takže, keď poznáte túto vlastnosť žiabrov, môžete bojovať proti mnohým chorobám rýb zavedením liečivých liekov a vakcín priamo do vody.

Kožné dýchanie rôznych rýb

Absolútne všetky ryby majú schopnosť kožného dýchania. Ale rozsah, v akom sa vyvíja, závisí od veľkého počtu faktorov: veku a podmienok životné prostredie, a veľa ďalších. Ak teda ryba žije v čistej tečúcej vode, potom je percento kožného dýchania nevýznamné a predstavuje iba 2-10%, zatiaľ čo respiračná funkcia embrya sa vykonáva výlučne cez kožu, ako aj cievny systémžlčníkový vak.

Črevné dýchanie

V závislosti od biotopu sa mení spôsob dýchania rýb. Tropické sumce a loach ryby teda aktívne dýchajú pomocou svojich čriev. Pri prehĺtaní tam vstupuje vzduch a pomocou hustej siete krvných ciev preniká do krvi. Táto metóda sa začala rozvíjať u rýb v dôsledku špecifických podmienok prostredia. Voda v ich nádržiach, kvôli vysoké teploty, má nízku koncentráciu kyslíka, čo zhoršuje zákal a nedostatok prietoku. V dôsledku evolučných premien sa ryby v takýchto nádržiach naučili prežiť pomocou kyslíka zo vzduchu.

Doplnková funkcia plávacieho mechúra

Plavecký mechúr je určený na hydrostatickú reguláciu. Toto je jeho hlavná funkcia. U niektorých druhov rýb je však plavecký mechúr prispôsobený na dýchanie. Používa sa ako zásobník vzduchu.

Typy štruktúry plaveckého mechúra

Záležiac ​​na anatomická štruktúra všetky druhy rýb sa delia na:

• otvorený pľuzgier;
• uzavretá vezikulárna.

Prvá skupina je najpočetnejšia a je hlavná, zatiaľ čo skupina uzavreto-vezikálnych rýb je veľmi nevýznamná. Patria sem ostriež, parmica, treska, lipkavec atď. U rýb s otvoreným mechúrom, ako už názov napovedá, je plavecký mechúr otvorený pre komunikáciu s hlavným črevným tokom, zatiaľ čo u rýb s uzavretým mechúrom tomu tak nie je.

Cyprinidy majú tiež špecifickú štruktúru plaveckého mechúra. Je rozdelená na zadnú a prednú komoru, ktoré sú spojené úzkym a krátkym kanálom. Steny prednej komory močového mechúra pozostávajú z dvoch membrán, vonkajšej a vnútornej, zatiaľ čo zadná komora nemá vonkajšiu.

Plavecký mechúr je vystlaný jedným radom dlaždicového epitelu, za ktorým je rad uvoľneného spojivového, svalového a cievneho tkaniva. Plavecký mechúr má jedinečný perleťový lesk, ktorý je zabezpečený špeciálnou hustotou spojivové tkanivo majúce vláknitú štruktúru. Na zabezpečenie pevnosti močového mechúra sú obe komory z vonkajšej strany pokryté elastickou seróznou membránou.

Labyrintový orgán

U malého počtu tropických rýb sa vyvinuli také špecifické orgány, ako je labyrint a epibranchiál. Tento druh zahŕňa makropody, gurami, kohúty a hady. Útvary možno pozorovať vo forme zmien na hltane, ktorý sa premieňa na epibranchiálny orgán, alebo vystupuje žiabrová dutina (tzv. labyrintový orgán). Ich hlavným účelom je schopnosť získavať kyslík zo vzduchu.