Het ademhalingsapparaat heeft een drietal functies, gas uitwisseling (zuurstof en koolstofdioxide), temperatuurregeling zuur-basis balans. Een paard dat zware arbeid levert heeft een zuurstofopname wat 35 keer meer is dan de rust opname. Dit is extreem in vergelijking met andere diersoorten zoals bijvoorbeeld de mens.
Anatomie van het ademhalingsapparaat
Een paard kan alleen door de neus ademen, dit in tegenstelling tot andere diersoorten die zowel door de mond als door de neus kunnen ademen. Anatomisch is de long te verdelen in de voorste luchtwegen en de achterste luchtwegen (zie figuur 10). De voorste luchtwegen, neusgangen, keel strottenhoofd, luchtpijp zijn verantwoordelijk voor de temperatuur regulatie en de vochtigheid van de ingeademde lucht. Daarnaast heft het ook een belangrijk functie voor de bescherming tegen ziektekiemen e.d.
Tijdens inademen gaat de lucht door de neus naar binnen en via de neusholte, de keel en de luchtpijp naar de longen. In de voorste luchtwegen wordt de lucht opgewarmd en bevochtigd. In de longen komt de lucht via de kleinere vertakkingen van de luchtpijpjes naar de longblaasjes (fig. 7). Hier is slechts een heel dunne scheidingswand tussen de lucht in de longblaasjes en de rode bloedcellen in de capillairen (zie ook hart en bloedsomloop). De zuurstof gaat van de longblaasjes naar de rode bloedcellen en het koolzuurgas gaat van het bloed naar de longblaasjes. Tijdens de uitademing komt de nu zuurstofarme en koolzuurrijke lucht weer naar buiten.
Bij het inademen wordt de lucht naar binnen gezogen door dat er in de borstkas een onderdruk optreedt. Deze onderdruk komt tot stand doordat het middenrif samentrekt en minder "uitbolt" in de borstkas. De tussenribspieren trekken ook samen waardoor de ribben wat naar buiten worden getrokken. Op deze manier wordt de inhoud van de borstkas groter en ontstaat er dus een onderdruk waardoor lucht van buiten wordt aangezogen.
De uitademing is veel passiever en komt tot stand doordat de middenrif- en tussenrib-spieren weer ontspannen waardoor de inhoud van de borstholte kleiner wordt. Ook de elasticiteit van de longen die uitgerekt zijn bij het inademen helpt mee om de lucht bij uitademen weer naar buiten te drijven. De grootste weerstand voor de luchtstroom wordt gevormd door de neusvleugels en het strottenhoofd in de keel.
Ademfrequentie
In rust is het aantal ademhalingen 8-14 per minuut. De rustwaarde kan verhoogd zijn door verschillende factoren zoals opwinding en een toegenomen lichaamstemperatuur. Tijdens arbeid neemt de ademfrequentie toe. In stap en draf neemt de frequentie zover toe als nodig. In galop is de ademfrequentie doorgaans gekoppeld aan de pasfrequentie, tijdens iedere pas vindt eenmaal in- en uitademen plaats. Na arbeid behoort de ademfrequentie weer snel te dalen, tenzij de lichaamstemperatuur nog te hoog is. Met de uitgeademde lucht wordt namelijk ook warmte afgegeven en door een snellere ademfrequentie wordt meer warmte afgegeven (te vergelijken met de hond die met de tong uit de bek staat te hijgen).
Het effect van training op de anatomie van het ademhalingsapparaat is niet erg groot. De spieren die dienen om de neusvleugels en het strottenhoofd open te sperren worden wat verder ontwikkeld. In de longen worden eigenlijk geen meetbare veranderingen gevonden. Bij een goed getraind paard zal de adem frequentie na een bepaalde hoeveelheid arbeid lager zijn dan voor de training, maar dit wordt voornamelijk bewerkstelligd doordat andere processen in het lichaam beter ("zuiniger") functioneren.
Warmteregulatie en warmteproductie
Tijdens arbeid is energieproductie nodig. Warmte is een bijproduct van de energieproductie en moet worden afgevoerd. Een kleine stijging in de lichaamstemperatuur tijdens arbeid van 1 à 2 graden is goed voor de spierkracht en voor het soepeler maken van spieren, pezen en banden. Een grotere stijging van de lichaamstemperatuur is echter nadelig omdat dan de energieproductie afneemt, de prestaties verminderen en er zelfs een levensbedreigende situatie kan ontstaan.
De verbranding in spieren is geen "energiezuinig" proces. Ongeveer 20% van de grondstoffen van de verbranding in een spier wordt omgezet in bruikbare energie waardoor de spieren kunnen samentrekken. De resterende 80% wordt omgezet in warmte die moet worden afgevoerd.
Warmteafvoer
Het lichaam heeft verschillende mogelijkheden om zich van overtollige warmte te ontdoen:
- via straling en geleiding aan de omgeving
- via verdampen van zweet
- via de uitgeademde lucht ("panting")
Voor de eerste vorm van warmteafgifte is het lichaamsoppervlak van groot belang. "Zware" paarden met veel spieren hebben een kleiner lichaamsoppervlak per kilogram lichaamsgewicht dan "slanke" paarden die minder bespierd zijn. Deze laatste categorie paarden is dan ook beter in staat om warmte kwijt te raken. Ook de dikte van de huid en de beharing is van belang. Hoe dikker de huid en hoe zwaarder de beharing des te minder mogelijkheden het paard heeft om door straling en geleiding warmte kwijt te raken. Hoe dunner de huid en de beharing en hoe dichter de bloedvaten onder het oppervlak des te makkelijker warmte kan worden afgegeven.
Ook de omgeving speelt een belangrijke rol bij de mogelijkheden om warmte kwijt te raken. Hoe warmer en vochtiger de omgeving, des te moeilijker de warmteafgifte is. Ook het wel of niet aanwezig zijn van wind speelt hierbij een rol.
Zweten treedt het eerste op op die plaatsen waar het paard warmte moeilijker kan afgeven via straling en geleiding, zoals onder het zadel/tuig en onder de staart tussen de achterbenen. Paarden hebben zweetklieren over het hele lichaam. Bij zweten verliest het paard veel water en zouten.
Een andere manier om warmte kwijt te raken is "panting". "Panting" is een snelle oppervlakkige ademhaling, waarbij vooral veel lucht heen en weer over het neusslijmvlies gaat. Onder dit dunne slijmvlies liggen veel bloedvaten via welke warmte kan worden afgegeven aan de lucht.
Naar mate een paard beter is getraind zal een bepaalde hoeveelheid arbeid minder energie kosten en dus minder "restwarmte" opleveren. Paarden die goed in conditie zijn zullen dus ook minder snel zweten.