马的呼吸器官包括(马的呼吸系统组成及功能)
呼吸系统
THE RESPIRATORY SYSTEM
呼吸是指呼出和吸入空气的动作。氧气(oxygen)对于生命至关重要,细胞需要持续不断的氧气使它们能够释放食物中的能量。想要马获得持久的运动表现,血液需要从肺(lungs)获得氧气,然后将氧气高效地运送至肌肉。就管理,塑造,训练马而言,这是一个非常重要的考量因素。基本上,这个过程效率越高,马的耐力就会越好,警觉性越高。
呼吸系统包括:
- 上呼吸道:鼻孔(nostrils)、鼻道(nasal passages)、鼻窦(sinuses)和喉(larynx)
- 下呼吸道:气管(trachea)、肺(lungs)、支气管(bronchi)、细支气管(bronchioles)和膈(diaphragm)
呼吸系统的主要功能有:
- 将氧气带进肺,氧气进入血液,随血液循环分散到身体各处
- 交换氧气和二氧化碳,二氧化碳是一种有毒的细胞产物,产生后需要立即排出体外
- 调节呼吸,控制体内二氧化碳水平
- 在呼气时,通过排出身体多余的水分,来调节水合作用(hydration)
- 通过呼出热气,吸入冷气,来协助体温调节(thermoregulation)
- 促进嗅觉
- 使马能够通过嘶鸣等声音交流。
上呼吸道
THE UPPER RESPIRATORY TRACT
鼻孔和鼻道
Nostrils and Nasal Passages
马无法用嘴呼吸,空气从鼻孔被吸入鼻腔(nasal cavity)。硬颚(hard palate)为骨性结构,作为鼻腔的底壁和口腔的顶壁将两个腔分开。鼻腔中湿润的黏膜和微小纤毛(cilia)会过滤并清洁通过鼻腔的空气。这些纤毛的运动类似“人浪”,将灰尘,细菌,碎屑推至咽(pharynx),被推走的物质会从鼻孔排出,咽下,或咳出。
嗅觉
The Sense of Smell
马的嗅觉灵敏。马的鼻孔可以扩张吸入更多的空气,使马能够收集更多的气味。马的嗅觉感受器(olfactory receptor)由一组数百万个专一的,加长的神经细胞(nerve cells)组成,这些神经细胞被称作梨鼻器(vomeronasal organ),位于上鼻道黏膜,分析气味的化学成分。马通过气味了解自己的周边环境,也用气味识别朋友和敌人。马能够闻到同伴或骑手在恐惧时分泌的信息素(pheromones),从而识别危险。
当一匹马抬起头,翻起上唇时,它是在闭合鼻孔,来收集和记忆强烈或不熟悉的气味。这就是所谓的裂唇嗅反应(flehmen response)。繁育季节,公马在探究母马的生理状态时,常表现出这一动作。
马的记忆力非常好,能够记住人和物的气味。例如,一旦马记住了自己的食物里的某种味道,无论你伪装得多好,再想骗它吃下去是几乎不可能的。当你把药混在马粮里喂的时候,这是一个很重要的考虑因素。
咽
The Pharynx
咽位于喉咙(throat),连通鼻道和咽。软腭(soft palate)是硬颚后缘向咽腔延伸的肌性黏膜瓣,把将食物送至胃的食管和将空气送至气管的喉分隔开。
喉
Larynx
喉被舌骨(hyoid apparatus)悬于颅骨底部,前端与咽相通,后端与气管连接。喉在呼吸时控制进入肺的气流量,并且受软骨环的保护。附着在软骨环上的肌肉控制会厌(epiglottis)的开合,像个盖子一样使马能够吞咽,并且防止异物进入气管。舌将食物送至口腔后方,刺激会厌闭合,吞咽。如果马戴着水勒时,把舌头伸出来,这可能会限制它的呼吸,甚至闭合喉。舌也连接舌骨和一些延伸至颈底部的颈屈肌。因此,舌的拉紧,限制,或特殊动作会对肌肉有影响。
喉内还有声带(vocal chords),声带在空气通过时产生振动,使马能够发出嘶鸣等声音。
下呼吸道
THE LOWER RESPIRATORY TRACT
气管和支气管
Trachea and Bronchi
气管是喉的延续,直径为5cm,。成年马的气管最长可达1m,延伸至第4枚胸椎。气管由50-60个嵌入管壁的马蹄形气管软骨环构成,每个环的背侧不完全闭合,由结缔组织和平滑肌连接。气管和脊柱被软骨环开口一侧的食管分隔开。气管在心脏上方分成左右两个支气管(bronchi)。
肺——主要的呼吸器官
The Lungs - The Main Organ of Respiration
每个支气管都会进入肺,左边的肺要比右边的肺小一点,给心脏腾地方。肺由表面积巨大的海绵样弹性组织构成,能够在马呼吸时扩张和收缩。胸腔(chest cavity)内表面和肺的外表面之间有一层滑润的浆膜,叫做胸膜(pleura)。这个空间充满了叫做胸膜液(pleural fluid)的润滑液,可避免肺在扩张和收缩时受到伤害。在肺内,支气管分支(细支气管)再分支(终末细支气管),像树枝一样。细支气管最小的分支和头发差不多,末端是数百万微小的气囊,叫作肺泡(alveoli)。
来自全身的缺氧血(静脉血)汇入心脏右侧,然后进入肺动脉(pulmonary artery),通过肺泡壁的毛细血管(capillaries)。随后,二氧化碳(carbon dioxide)就被从血液中剔除,作为废物被呼出体外。吸气带进新鲜,干燥,富含氧的空气,氧气在肺泡内被红细胞的血红蛋白(haemoglobin)吸收,跟随血液经过肺静脉(pulmonary vein)达到心脏。然后,氧气被心脏泵到身体各处,被肌肉和细胞利用。这个复杂的过程叫作气体交换(gaseous exchange)。
Facts and Figures
事实 & 数字
- 马在休息的每分钟呼吸数(bpm)为10-18,在剧烈运动时,呼吸数可升至240bpm。除了运动,体温升高,疼痛,肾上腺素(adrenalin)和逃跑反应也会导致呼吸数增加。
- 休息时,一匹健康成年马的呼吸数约为心率的一半。所以,如果一匹马的心率为32下每分钟,那它的呼吸数应该在16bpm左右。
- 人类的肺有300,000,000个肺泡。这些肺泡的表面积有160m2,大概是一个网球场的大小,是我们皮肤面积的80倍!
- 马的肺泡数量大概是人类的2.5倍,750,000,000个肺泡,表面积有一个足球场那么大!
- 如果马的上呼吸道无限制的话,马在快跑时,每分钟能吸入至多1,800L的气体。
- 马在快跑时,300L的血液被高压泵出,通过被10,000,000肺泡围绕的毛细血管,每分钟为正在工作的肌肉输送70多升氧气。
参考资料
Higgins G. 2012. Horse Anatomy for Performance: A Practical Guide to Training, Riding and Horse Care. David&Charles
陈耀星. 2010. 畜禽解剖学. 3rd Ed. 中国农业大学出版社
百度词条 - 水合作用
https://baike.baidu.com/item/水合作用/863858?fr=aladdin
Wikipedia - Wave
https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_(audience)
Wikipedia - Vomeronasal organ
https://en.wikipedia.org/wiki/Vomeronasal_organ
Wikipedia - Pulmonary pleura
https://en.wikipedia.org/wiki/Pulmonary_pleurae
Wikipedia - Gas exchange
https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_exchange
Wikipedia - Flehmen response
https://en.wikipedia.org/wiki/Flehmen_response
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