Чим небезпечна брахицефалия терморегуляція і дихання - навіщо людині собака
Досить важко оцінити наслідки, які можуть створити зміни в структурі для функції, якщо ви не розумієте особливості «оригінального дизайну». Давайте розглянемо два аспекти собачої анатомії, які змінилися у брахіцефаліческого порід: вузькі ніздрі і укорочена морда.
Першим етапом в цій послідовності вдихання повітря є ніздрі. Отвори ніздрів повинні бути досить великими, щоб дозволити проходити повітрю з мінімальним опором.
Що станеться, якщо просвіт ніздрі зменшиться, як у собак з вузькими ніздрями?
Повітря по ряду властивостей схожий з рідиною. Одним з таких властивостей є опір потоку при русі по трубі внаслідок тертя. Щоб повітря потрапило в легені, негативний тиск, що створюється діафрагмою, має бути достатньо великим, щоб подолати опір дихальних шляхів потоку повітря від ніздрів до легким. На фото вище можна бачити безліч варіацій в розмірах і формі ніздрів у собак. Деякі з них круглі і широкі, в той час як інші виглядають як щілини і практично закриті. Ці відмінності в будові впливають на зусилля, необхідне для вдиху.
Опір потоку безпосередньо залежить від діаметру трубки, по якій повинен пройти повітря. Тому що опір (R) обернено пропорційно радіусу трубки (r), зведеному в 4 ступінь. Це означає, що навіть відносно невелика зміна радіуса може привести до великої зміни опору: мінімальне збільшення радіусу трубки може істотно знизити опір потоку, а незначне зменшення може значно його збільшити.
Цей пункт є ключовим, давайте подивимося на графік. На осі абсцис (X) ми приймемо за 100% радіус типовою широко відкритої ніздрі і позначимо опір потоку (R на осі ординат (Y)) дорівнює 1 в 100%.
Тепер, що станеться з опором потоку повітря, якщо ми зменшимо радіус ніздрі.
На цьому графіку радіус зменшується з кроком від 1% між 100% і 90% і ви можете побачити, як зростає опір на осі Y. Щодо невелике зменшення діаметра ніздрів всього на 10% (до 90%) призводить до збільшення опору повітряному потоку 150% (R = 1,5).
(Відзначимо тут, що ми розглядаємо тут відкриті ніздрі, як ніби це просто кругла трубка, коли насправді, її форма і будова набагато складніше, але принципи залишаються ті ж.)
Якщо ми продовжимо зменшувати радіус ніздрі, ви можете побачити, що, коли радіус зменшиться до 80% від нормального, опір зросте більш, ніж в 2 рази (R близько 2,3) і на 70% воно буде в 4 рази (!) Вище звичайного.
Чи справді це так важливо? Чи можете ви помітити різницю в 10% в розмірах ніздрів між двома собаками?
Проведіть експеримент. Зовсім злегка стисніть ніздрі рукою в верхній частині ніздрів (не у носогубного трикутника). Вдихніть і видихніть. Тепер уявіть, як це вплине на вас, якщо вам буде потрібно виконання легкої фізичного навантаження. Ви б помітили різницю? Спробуйте затиснути трохи більше і продовжувати дихати. У якийсь момент вам буде потрібно відкрити рот, щоб дихати. Відчуття, що вам не вистачає повітря називається задишкою, і воно викликано підвищенням рівня вуглекислого газу в крові (ціаноз).
Причиною цього дискомфорту є необхідність долати більший опір, викликане звуженням просвіту ніздрів, що вимагає створення більшого негативного тиску в вашої грудної порожнини. Це вимагає великих зусиль і не є тим, з чим би ви хотіли жити постійно (пам'ятаєте ваш останній нежить?)
Проблеми дихання, які викликає брахицефалия, порівняно легко зрозуміти. Ми можемо уявити собі ті проблеми, які можуть виникнути в результаті здавлювання м'яких тканин в зменшеному просторі морди. І ми можемо зрозуміти, як це може бути незручно. Знову ж згадайте про вашу останню застуді.
Але є ще одне, можливо, набагато більш серйозне, наслідок укороченою морди у брахіцефаліческого порід.
Коли собака вдихає, це приносить прохолодний зовнішнє повітря в морду, де він нагрівається, проходячи по дихальних шляхах і вирівнюється з температурою тіла в той короткий час, що він проводить в легких.
При видиху повітря проходить назад цим же шляхом, і, як і тканини, поступово охолоджується, проходячи по всій довжині морди, тепло поглинається назад в тіло, так, що повітря, що видихається має нижчу температуру, ніж в легенях.
Це називається протиточний теплообмінник, і це допомагає собакам зберегти тепло тіла. Чим довше морда собаки, тим більше вона ефективна. Собаки, як і інші ссавці, підтримують постійну температуру тіла, створюючи метаболічну тепло, що вимагає витрат енергії. Мінімізація втрат тепла при диханні знижує енергетичні витрати собаки.
На малюнку нижче зображено система збереження тепла собаки, коли рот закритий. (Тут температура тіла собаки 38 ° С і зовнішнє повітря 22 ° С). Холодний зовнішнє повітря нагрівається, коли він проходить через повітроносні шляхи морди, коли собака вдихає, а повітря з легенів нагріває тканини, через які він проходить під час видиху.
Коли собака перегрівається, як наприклад, при фізичному навантаженні, у неї буде задишка. Повітря вдихається як і раніше, гріючись по шляху в легені, але тепер він видихається через рот. Тепло повітря не повертається до тканин носа, а скидається при видиху. З кожним актом дихання собака вдихає холодне повітря і видихає повітря рівний температурі тіла. Коли повітря проходить через вологі тканини порожнини рота і мови (який в такій ситуації зазвичай висунутий), відбувається випаровування і охолодження цих поверхонь, що також допомагає знизити температуру тіла.
Але що відбувається, коли на вулиці спекотно?
Ця система прекрасно працює, коли на вулиці холодно, але це не так зручно при спеці, коли собаці необхідно скинути температуру, а не зберегти її. Ви, напевно, чули, що морда собаки важлива для охолодження. Ми тільки що описали механізм роботи цієї системи для збереження тепла.
Тепле повітря має більш високу температуру насичення, ніж холодний, а це означає, що він може мати велику вологість. Якщо тепло, сухий вохдух проходить через вологу поверхню, збираючи вологість і стаючи більш насиченим. У той же час поврхностная волога випаровується і відбувається охолодження.
Ось такий критичний сценарій, коли на вулиці спекотно. Теплий зовнішнє повітря вбирає воду з вологих мембран носових раковин під час вдиху, що охолоджує тканини, і, отже, кров капілярах, а то в свою чергу допомагає знизити температуру мозку і тіла.
Для роботи цієї системи охолодження випаровування вологи в носових раковинах має важливе значення!
Так в чому ж проблема брахіцефаліческого порід? Як для збереження тепла, так і для охолодження довжина морди має вирішальне значення.
Під час спеки великі, вологі поверхні раковин мають вирішальне значення для випарного охолодження, що зменшує температуру крові, перш, ніж вона надходить в мозок. Якщо функція раковин порушена через вузькість проходів, собака не має ніякої можливості, щоб запобігти підвищенню температури тіла. В результаті відбувається перегрів або навіть тепловий удар, що може привести до смерті.
Проблема в тому, що ми вели відбір по косметичним властивостям, які, до того ж, мають значні наслідки для здоров'я і благополуччя собак. Багато з брахіцефаліческого порід були створені як собаки-компаньйони, і їх дуже люблять за чудовий характер, чарівні лічносі і миле вираз. Але посилений відбір за скороченою морді, яка надає їм дитячий вираз, призводить не тільки до страждань тварин, але і до витрат на ветеринарне обслуговування для полегшення їх стану.
Ще кілька десятиліть тому ми не розуміли всіх наслідків Брахіцефалія, і, можливо, ще багато чого нам належить дізнатися, але навіть зараз ми знаємо досить, щоб сказати, що це серйозна проблема, яку необхідно вирішувати. Стандарти порід повинні бути змінені, щоб описати череп, який буде враховувати нормальні і необхідні функції собаки, і заводчики повинні будуть взяти на себе зобов'язання прагнути до цього при розведенні так само, як і до інших породним ознаками. Рано чи пізно це повинно статися.
Дивіться також:
- Еволюційні зміни домашніх собак
- Особливості брахіцефаліческого порід і виразка рогівки у собак
- Переваги та ризики кастрації собак і кішок
- Як перемогти спадкові захворювання у породистих собак?
- Мікробіота шлунково-кишкового тракту собак і її модифікація про-, пре- і синбіотики
- Популяційна генетика чистокровних собак
