СИСТЕМА ДЫХАНИЯ

1.У двух спортсменов при беге на тренажере (дистанция 1000 м) с помощью спирографии определили минутный объем воздуха (МОВ), который у обоих спортсменов составил по 30 л/мин. Частота дыхания (ЧД) у спортсмена А.составила 30 в 1 мин., а у спортсмена Б -40 в 1 мин. Исходя из полученных результатов, укажите, у какого спортсмена вентиляция легких является более эффективной и почему?

ОТВЕТ.У спортсмена А, поскольку у него больше минутный объем альвеолярной вентиляции (МОАВ) - показатель, определяющий эффективность вентиляции легких. Этот показатель рассчитывается по формуле: МОАВ = (ДО - ВП) х ЧД, где ДО – дыхательный объем, ВП – объем воздухоносных путей, в норме равный 150 мл. У спортсмена А ДО = 30: 30 = 1 л, а у спортсмена Б ДО = 30:40 =3/4 л (0,75 л). Следовательно, у спортсмена А МОАВ = (1000мл – 150мл) х 30 = 25,5 л/мин, а у спортсмена Б МОАВ = (750 – 150) х 40 = 24 л/мин.

2.В больницу поступил больной без сознания, спасенный во время пожара. Был поставлен диагноз: тяжелое отравление угарным газом. Чем опасно это отравление для кислородтранспортирующей функции крови? Какой метод лечения может устранить влияние угарного газа на транспорт кислорода кровью? Обоснуйте ответ.

ОТВЕТ. При отравлении человека угарным газом происходит снижение кислородной емкости крови (КЕК), т.е. уменьшается максимальное количество кислорода, которое может перенести данная кровь. Это связано с тем, что гемоглобин имеет высокое сродство к угарному газу (в 200 раз больше, чем к кислороду), и даже при небольших концентрациях СО в воздухе формируется плохо диссоциирующее соединение карбоксигемоглобин, в результате чего уменьшается возможность образования оксигемоглобина. При легком отравлении достаточно вывести пострадавшего на свежий воздух, но гораздо эффективнее дыхание чистым кислородом. При тяжелом отравлении может помочь только гипербарическая оксигенация (дыхание в барокамере чистым кислородом под давлением 3-4 атм). В этих условиях кислород ускоряет диссоциацию HbСО, количество HbСО уменьшается, а HbО₂ возрастает, вплоть до восстановления нормальной КЕК. Кроме того (вначале это главное), увеличивается количество физически растворенного О₂

3.При отравлении СО первой помощью для пострадавшего является дыхание чистым О₂ (давление 1 атм.) или гипербарическая оксигенация (дыхание чистым О₂ под давлением до 3 атм.). Рассчитайте, сколько физически растворенного О₂ будет в этих условиях в крови пострадавшего.

ОТВЕТ.Коэффициент растворимости О₂ в плазме крови при 37˚С составляет 0,03 мл О₂/л/мм рт.ст. Следовательно, при нормальном парциальном давлении О₂ 100 мм рт.ст в артериальной крови содержится 3 мл О₂/л , при парциальном давлении О₂ 760 мм рт.ст. (1 атм), кислорода в 7,6 раз больше, т.е. 3×7,6 ≈23 мл О₂/л. При гипербарической оксигенации - в 3-4 раза больше (23×3= 69 мл/л), что соответствует стандартному потреблению кислорода организмом в покое - его артериовенозной разнице по кислороду (в покое – около 50 мл О₂/л).

4.В течение ограниченного времени человек может произвольно изменять объем вентиляции легких, усиливая или тормозя дыхание, вплоть до его остановки. 1) Чем объясняется возможность произвольного управления вентиляцией лёгких? 2) Как изменяется непроизвольное дыхание после гипервентиляции? 3) Что ограничивает длительность произвольной остановки дыхания?

ОТВЕТ. 1).Дыхание осуществляетсяза счет работы дыхательных мышц, являющихся скелетными мышцами, управление которыми осуществляется произвольно. 2). Гипервентиляция (произвольное усиление дыхания, не связанное с метаболическими потребностями) сопровождается вымыванием СО₂, что ведет к кратковременной остановке непроизвольного дыхания в связи с прекращением работы дыхательного центра. 3). Произвольная остановка дыхания способствует накоплению СО₂ и уменьшению О₂ в артериальной крови, что усиливает активность дыхательного центра, заставляя человека вдохнуть.

5.К врачу обратилась пожилая женщина с жалобами на появление одышки (частое, поверхностное, затрудненное дыхание) при физической нагрузке. Обследование выявило у больной ослабление насосной функции левого желудочка (левожелудочковую недостаточность). В связи с этим кровь застаивается в сосудах малого круга, и развивается интерстициальный отек легких (увеличение объема жидкости в интерстициальном пространстве). Рефлекторная реакция с каких рецепторов легких способствует появлению одышки при этом?

ОТВЕТ.С J-рецепторов, расположенных в альвеолярных перегородках вблизи легочных капилляров. Они особенно чувствительны к интерстициальному отеку и повышению давления в сосудах малого круга. В результате их возбуждения рефлекторно возникает одышка.

6.В клинической практике с целью реанимации больному дают дышать газовой смесью, обогащенной кислородом с добавлением 5% углекислого газа (такая смесь называется карбоген). С какой целью к кислороду добавляют углекислый газ? Объясните механизм.

ОТВЕТ. Для увеличения парциального давления СО₂ в артериальной крови. Углекислый газ – главный стимулятор деятельности дыхательного центра.

7.Два спортсмена с одинаковыми антропометрическими данными и параметрами внешнего дыхания решили устроить соревнование на длительность пребывания под водой. Один из них нырнул под воду после предварительной произвольной гипервентиляции, второй нырнул под воду, сделав глубокий вдох. Кто из них более продолжительное время пробудет под водой? Почему?

ОТВЕТ.Спортсмен после произвольной гипервентиляции, т.к. в его крови снизится парциальное давление СО₂ – главный стимулятор дыхательного центра.

8.Один студент утверждает, что легкие расширяются потому, что при расширении грудной клетки увеличивается отрицательное давление в плевральной щели. Другой студент считает, что легкие расширяются вследствие одностороннего атмосферного давления на легкие через воздухоносные пути, увеличение же отрицательного давления в плевральной щели не причина, а следствие расширения легких. Кто из них прав? Обоснуйте ответ.

ОТВЕТ.Прав второй студент, поскольку легкие и на вдохе, и на выдохе прижаты к грудной клетке атмосферным давлением около 760 мм рт.ст. Увеличение же отрицательного давления в плевральной щели является следствием расширения легких и увеличения их эластической тяги, стремящейся сжать легкие.

9.Известно, что потребности работающих мышц в кислороде гораздо выше, чем в покое. Объясните, какие свойства гемоглобина позволяют увеличить поступление кислорода в клетки работающих скелетных мышц?

ОТВЕТ. В работающей мышце снижается сродство гемоглобина к кислороду, больше свободного кислорода выходит из эритроцита в плазму и затем в ткани. Это происходит в связи с тем, что в работающей мышце снижается РО₂, а также возрастает РСО_2, снижается рН и повышается температура, т.е. действуют факторы, усиливающие диссоциацию оксигемоглобина (кривая диссоциации сдвигается вправо).

10.Больная, принявшая большую дозу снотворных (барбитуратов), поступила в клинику в состоянии резко угнетенного дыхания. Известно, что барбитураты снижают чувствительность нейронов дыхательного центра к углекислому газу. Врач решил назначить больной дыхание чистым кислородом. 1) Объясните, правильное ли решение принял врач в данном случае. 2) Что следует предпринять, чтобы избежать нежелательных последствий?

ОТВЕТ. 1) Неправильное – врач ухудшил ситуацию. Факторами, возбуждающими дыхательный центр, являются избыток СО₂ и недостаток кислорода. Дыхание чистым кислородом в этих условиях может привести к прекращению возбуждения дыхательного центра и остановке дыхания. 2) Для увеличения парциального давления СО₂ в артериальной крови необходимо к О₂ добавить СО₂ – главный стимулятор деятельности дыхательного центра.

11.Чемпионы по нырянию погружаются на глубину до 100 м без акваланга и возвращаются на поверхность через 4-5 минут. Почему у них не возникает кессонная болезнь?

ОТВЕТ.Кессонная болезнь возникает у водолазов, которые под водой дышат воздухом под большим давлением. Азот, который составляет основную часть воздуха, плохо растворяется в крови и в тканях, но при повышении давления количество растворенного азота резко повышается, и при быстром подъеме на поверхность азот бурно переходит из растворенного в газообразное состояние, формируя в крови пузырьки (кровь как бы «закипает»). Ныряльщики же во время погружения вообще не дышат, поэтому явления кессонной болезни у них не возникают.

12.При подготовке к ответственным соревнованиям спортсмены тренируются в условиях высокогорья (примерно на высоте 2-3 км над уровнем моря). Что дают тренировки в таких условиях?

ОТВЕТ. Тренировки в горах повышают кислородную емкость крови за счет увеличения количества эритроцитов и гемоглобина в крови. Это связано с тем, что в условиях высокогорья развивается гипоксия вследствие снижения парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе при дыхании в условиях пониженного атмосферного давления. При этом усиливается секреция эритропоэтина, который стимулирует эритропоэз.

13.В эксперименте на животном исследовали роль блуждающих нервов в регуляции дыхания. 1) Какие изменения дыхания наблюдаются после перерезки блуждающих нервов и почему? 2) Какой отрезок блуждающего нерва (центральный или периферический) надо раздражать, чтобы выявить его участие в регуляции дыхания? 3). Нарисуйте схему рефлекторной дуги.

ОТВЕТ. 1) Афферентные волокна блуждающего нерва передают импульсы от рецепторов растяжения легких в дыхательный центр (продолговатый мозг). При вдохе они передают импульсы, тормозящие вдох, тем самым принимая участие в механизме смены вдоха на выдох (рефлекс Геринга-Брейера). После перерезки блуждающих нервов дыхание становится более редким и глубоким с задержкой на вдохе 2). Центральный (содержащий чувствительные волокна) отрезок перерезанного блуждающего нерва. 3). Рис. 33 .

Рис. 33 . Схема рефлекторной дуги рефлекса Геринга-Брейера   И – совокупность инспираторных нейронов, обеспечивающих вдох; Ип – инспираторные поздние нейроны, прерывающие вдох; нейроны: светлые – возбуждающие, темный – тормозящий, a – мотонейроны спинного мозга.

14.В эксперименте двум теплокровным животным сделали операцию. У первого животного перевязали правый бронх и левую легочную артерию. У второго животного перевязали левый бронх и левую легочную артерию. После операции первое животное очень быстро погибло, а второе осталось живым. 1) Почему погибло первое животное? 2) Какие изменения внешнего дыхания возможны у выжившего животного?

ОТВЕТ. 1) Первое животное погибло от острой гипоксии. В правом легком из-за перевязки бронха прекратилась вентиляция, а в левом легком из-за перевязки легочной артерии прекратился кровоток. Таким образом, нормальный газообмен не мог происходить ни в правом, ни в левом легком, в связи с чем обеспечение организма кислородом стало невозможным. 2) У второго, выжившего животного правое легкое функционировало нормально, и удовлетворительно обеспечивало газообмен в организме в покое. Однако, поскольку площадь диффузионной поверхности резко уменьшилась, может развиваться компенсаторное усиление дыхания.

15.В опыте Холдейна изучалось влияние на дыхание человека изменений РСО₂ и РО₂ во вдыхаемом воздухе. В исследовании участвовали два испытуемых. Один из них дышал через короткую трубку, соединенную с мешком Дугласа, который исходно был заполнен атмосферным воздухом. Следовательно, постепенно в мешке количество СО₂ возрастало, а количество О₂ падало. Второй испытуемый также дышал через короткую трубку, соединенную с мешком Дугласа, но выдыхаемый им воздух проходил через поглотитель углекислого газа и не попадал в мешок. Следовательно, количество О₂ в мешке в этом случае также падало, но количество СО₂ не возрастало. У обоих испытуемых регистрировалась пневмограмма. Исследование прекращалось при появлении одышки. У какого из испытуемых одышка возникнет раньше? Что доказывают результаты этого эксперимента?

ОТВЕТ.Увеличение частоты и глубины дыхания (одышка) у 1-го испытуемого развивалось быстро, как только СО₂ начинал накапливаться в мешке Дугласа. У 2-го испытуемого, при дыхании которого накопления СО₂ в мешке Дугласа не происходило, одышка развивалась гораздо позже. Это доказывает, что главным стимулятором дыхания является именно РСО₂ в артериальной крови, а недостаток кислорода стимулирует дыхание только при выраженной гипоксии.

16.У человека, заболевшего гриппом, повышается температуры тела. Как и почему изменятся при этом 1) параметры дыхания и 2) скорость диссоциации оксигемоглобина?

ОТВЕТ. 1) Дыхание учащается в результате увеличения автоматической активности нейронов дыхательного центра из-за ускорения биохимических реакций при повышении температуры. 2) Увеличивается, вследствие снижения сродства гемоглобина к кислороду.

17.Кровь, оттекающая от лёгких, особенно в жаркую сухую погоду, оказывается меньшей температуры, чем кровь, притекающая к легким. Каковы причина и значение этого факта?

ОТВЕТ.Это связано с тем, что с огромной (80 - 100 м²) площади альвеолярной поверхности легких происходит отдача тепла путем испарения жидкости. Участие в терморегуляции – одна из недыхательных функций легких.

18.Известно, что висцеральный и париетальный листки плевры, смазанные синовиальной жидкостью, прилежат друг к другу. Площадь контакта между ними, условно называют плевральной щелью, где давление ниже атмосферного («отрицательное»). 1) Что является причиной формирования отрицательного внутриплеврального давления? 2) При каком условии оно возникает? 3) Какова роль серозной жидкости, выстилающей листки плевры?

ОТВЕТ. 1) Причина – растянутое состояние легких и на вдохе, и на выдохе, вследствие чего возникает эластическая тяга легких, которая стремится их сжать. 2) Условие – герметичность плевральной щели. 3) Серозная жидкость обеспечивает свободное скольжение листков плевры друг относительно друга при дыхании.

19.Среди клинических проблем, возникающих у новорожденных, особо выделяют респираторный дистрессиндром недоношенных, связанный с недостатком выработки сурфактанта, покрывающего внутреннюю поверхность легочных альвеол. Что собой представляет сурфактант? Какова его основная роль в физиологии дыхания?

ОТВЕТ.Это смесь фосфолипидов и гликопротеидов, снижающих поверхностное натяжение пленки жидкости, выстилающей альвеолы. Сурфактант уменьшает эластическую тягу легких, способствуя увеличению растяжимости альвеол при вдохе и препятствуя их спадению при выдохе.

20.При спирографии у мужчины (возраст 30 лет, рост 180 см) резервный объем вдоха (РО вдоха) составил 5 л; дыхательный объем (ДО) - 0, 5 л; резервный объем выдоха (РО выдоха) - 1,5 л. Чему равна жизненная емкость легких (ЖЕЛ)? Укажите формулу расчета. Соответствует ли этот показатель норме?

ОТВЕТ.7 л, выше нормы.ЖЕЛ= РО вдоха + ДО + РО выдоха.

21.У человека повреждена грудная клетка, воздух входит в плевральную щель (развивается пневмоторакс). 1) Как и почему изменится объем легких и грудной клетки? 2) О чем свидетельствуют эти изменения? 3) Нарисуйте схему, отражающую эти изменения.

ОТВЕТ. 1). Объем легких уменьшится (легкие спадаются под действием их эластической тяги, направленной к корню легких). 2). Это свидетельствует о том, что в норме легкие растянуты. Грудная клетка расширяется, что свидетельствует о постоянном сжатом состоянии грудной клетки в норме под действием эластической тяги легких. 3). Рис. 34

22.Вследствие пневмоторакса состояние легких и грудной клетки существенно изменяется. Нарисуйте схему, отражающую состояние легких и грудной клетки после спокойного выдоха и после пневмоторакса. Укажите величину давления воздуха в легких и в плевральной щели.

ОТВЕТ. Рис. 34

Рис. 34. Схема, отражающая состояние легких и грудной клетки после спокойного выдоха (А) и после пневмоторакса (Б). 1 — легкие; 2 — грудная клетка; ЭТЛ — эластическая тяга легких.

23.Одним из частых заболеваний органов дыхания является эмфизема легких (ЭЛ). Больные с ЭЛ жалуются на затруднение дыхания, особенно при выдохе. При осмотре таких больных. наблюдается характерный для ЭЛ симптом - увеличение объема грудной клетки (бочкообразная грудная клетка). Объясните происхождение этого симптома.

ОТВЕТ.Это связано с резким снижением эластической тяги легких, в норме поддерживающей грудную клетку на вдохе и выдохе в сжатом состоянии. При уменьшении эластической тяги легких грудная клетка расширяется.

24.Механизм транспорта О₂ и СО₂ через альвеолярно-капиллярную мембрану - простая диффузия, которая осуществляется в соответствии с разностью парциальных давлений этих газов по обе стороны мембраны. Какие условия газообмена в легких способствуют быстрому установлению равновесия между парциальным давлением газов в альвеолярной смеси газов и в крови?

ОТВЕТ. Тонкая альвеолярно-капиллярная мембрана (2-4 µ), очень большая площадь газообменной поверхности (80-100 кв.м), высокая растворимость диффундирующих газов в структурах альвеолярно-капиллярной мембраны (особенно для СО₂).

25.В середине XIX века И.М. Сеченов обнаружил, что плазма крови связывает гораздо меньше СО₂, чем цельная кровь. Что доказывает этот факт, если учесть, что основная часть СО₂ транспортируется плазмой крови в виде бикарбоната натрия.

ОТВЕТ. В транспорте СО₂ участвует не только плазма крови, но и форменные элементы крови (было доказано, что таковыми являются эритроциты).

26.У человека в конце выдоха, непосредственно перед вдохом, альвеолярное давление (РА) равно атмосферному, а внутриплевральное давление (Р_пл) на 5 мм рт. ст. ниже атмосферного. Какими будут эти показатели в конце вдоха у данного человека при открытой голосовой щели? Почему?

ОТВЕТ.Альвеолярное давление равно атмосферному, а внутриплевральное на 8 мм рт. ст. ниже, т.е. оно увеличится, поскольку увеличится эластическая тяга растянутых легких. Они будут сильнее стремиться к сжатию, как растянутая пружина.

27.При разных видах патологии системы дыхания нарушается артериализация крови в связи с увеличением неравномерности вентиляционно-перфузионного соотношения. 1). Что называют вентиляционно-перфузионным соотношением? 2). Чему равен этот показатель в норме? 3). Каковы значение и механизм этой регуляции?

ОТВЕТ. 1) Соотношение между объемом вентиляции и легочным кровотоком в каждом участке легкого. 2) 0,8-0,9. 3) Способствует нормализации газового состава артериальной крови. Увеличение РО₂ в альвеолах с усиленной вентиляцией ведет к расширению их артериол, благодаря чему лучше кровоснабжается та часть легких, которая лучше вентилируется. Падение РО₂ в альвеолах со сниженной вентиляцией ведет к сужению их артериол, вследствие чего кровоснабжение хуже вентилируемой части легких, падает.

28.На высоте 3000 м барометрическое давление составляет 523 мм рт.ст.. Рассчитайте парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе (РА_О2) у здорового человека на этой высоте по сравнению с предполагаемым РА_О2 на уровне моря (если фракция кислорода в альвеолярном воздухе в обоих случаях равна 15%)?

ОТВЕТ. Снизится до величины 71,4 мм рт.ст.: (523 мм рт.ст – 47 мм рт.ст) х 0,15 = 71,4 мм рт.ст. На уровне моря (барометрическое давление 760 мм рт.ст.): (760-47)х 0,15 = 107 мм рт.ст.

29.У человека условия газообмена в легких позволяют достичь равновесия между парциальным давлением О₂ в крови легочных капилляров и в альвеолярной смеси газов в течение менее 0,3 секунды. (кровь находится в капиллярах легких в среднем около 1 сек) Тем не менее, парциальное давлением О₂ в артериальной крови (РаО₂) всегда немного меньше, чем в альвеолярном воздухе (РАО₂). Объясните причину различия.

ОТВЕТ. Это связано с тем, что в артериальную кровь попадает венозная кровь от бронхиального дерева и небольшая часть венозной крови от миокарда левого желудочка.

30.Известно, что гемоглобин – жизненно необходимый дыхательный пигмент, спо­соб­ный в за­ви­симо­сти от ус­ло­вий свя­зы­вать или осво­бож­дать мо­ле­ку­ляр­ный кис­ло­род, участвующий в процес­сах тка­не­вого ды­ха­ния. 1). Нарисуйте кривую насыщения-диссоциации оксигемоглобина. 2). Какую зависимость она отражает? 3). В каком направлении сдвинется эта кривая при снижении рН, увеличении температуры, увеличении РСО₂? 4). Какое изменение свойств гемоглобина отражает этот сдвиг? 5). Какое биологическое значение имеет такое изменение свойств гемоглобина в этих условиях?

ОТВЕТ.1). Рис. 35

Кри­вая об­ра­зо­ва­ния и дис­со­циа­ции ок­си­ге­мог­ло­би­на при напряжении РСО2 40 мм рт. ст.     .

2). Зависимость степени насыщения гемоглобина кислородом (%HbO₂) от уровня парциального давления кислорода (РО₂). 3). Вправо. 4). Снижения сродства гемоглобина к кислороду, что облегчает отдачу кислорода. 5). Это биологически целесообразно, поскольку все указанные изменения внутренней среды возникают при более активной деятельности органа, когда ему необходимо больше кислорода.

31.В настоящее время существуют различные виды дыхательных упражнений, широко используемые в качестве общеукрепляющих процедур. В основе многих из этих упражнений лежит произвольное снижение глубины дыхания – гиповентиляция. К каким изменениям рН крови и мочи и почему может привести гиповентиляция у здорового человека?

ОТВЕТ. Отмечается тенденция к снижению рН плазмы и мочи (закислению) в связи с увеличением РСО₂, и, следовательно, угольной кислоты в артериальной крови, что частично компенсируется выделением кислых продуктов с мочой, в основном, в виде Н₂РО₄¯ и NН₄Cl¯.

32.У людей, живущих в горах, и у горных животных, постоянно живущих в условиях пониженного парциального давления кислорода в атмосфере, снижена реакция на гипоксию. У жителей равнин реакция на гипоксию также исчезает после продолжительного (не менее 3-4 лет) их проживания в горах. За счет чего это осуществляется?

ОТВЕТ. 1). Снижение чувствительности периферических хеморецепторов к гипоксии. 2). Разрастание капилляров. 3). Увеличение кислородной емкости крови за счет роста числа эритроцитов и концентрации гемоглобина. 4). Усиление процесса образования в эритроцитах метаболита глюкозы - 2,3 дифосфоглицерата, который снижает сродство гемоглобина к кислороду,чтопозволяет в условиях гипоксии повысить доставку кислорода тканям.

33.Известно, что в случае необходимости всплывать с большой глубины без акваланга, морякам рекомендуется во время всплытия кричать во всю «Ивановскую». Объясните, почему?

ОТВЕТ.При всплытии с глубины давление воды на грудную клетку снижается, объем грудной клетки и легких увеличивается, вплоть до резкого перерастяжения легких. Это может сопровождаться баротравмой легких - разрывом легочной ткани и сосудов легкихс последующей газовой эмболией (при проникновении пузырьков газа в кровь). Крик - это форсированный непрерывный выдох, во время которого объем легких и грудной клетки уменьшается, что предотвращает баротравму.

34.При нормальном дыхании в легких постоянно находится объем воздуха, называемый функциональной остаточной емкостью (ФОЕ). Как и почему изменяется величина ФОЕ с возрастом?

ОТВЕТ.Возрастает, так как с возрастом уменьшается эластическая тяга легких (ЭТЛ), что сопровождается увеличением объема грудной клетки, эластическая тяга которой противоположно направлена.

35.Главной дыхательной мышцей является диафрагма. Нарисуйте схему, отражающую положение диафрагмы при вдохе и выдохе.

ОТВЕТ.Рис. 36

Рис. 36. Положение диафрагмы (заштрихована) при вдохе и выдохе.

36.У человека тяжелое отравление угарным газом. Известно, что снабжение тканей кислородом в этих случаях резко ограничено в связи с нарушением транспорта кислорода кровью. 1). Какие основные показатели артериальной крови, связанные с транспортом кислорода, вам известны? 2). Какой из них изменится при отравлении угарным газом, как и почему?

ОТВЕТ.1). Содержание кислорода и парциальное давление кислорода. 2). Снижается содержание кислорода в крови (кислородная емкость крови), т.к. угарный газ уменьшает количество химически связанного кислорода из-за высокого сродства гемоглобина к угарному газу. Парциальное давление кислорода в артериальной крови зависит от давления кислорода в альвеолярном воздухе, поэтому оно не изменится.

37.У человека тяжелое отравление угарным газом. Предложите возможные способы спасения его жизни.

ОТВЕТ.1). Немедленно исключить контакт пострадавшего с угарным газом. 2). Переливание эритроцитарной массы для увеличения кислородной емкости крови (так как собственный гемоглобин связан с угарным газом). 3). Дыхание чистым кислородом под давлением 3-4 атм в условиях барокамеры, что позволит увеличить количество растворенного кислорода в плазме крови до достаточного для удовлетворительного метаболизма уровня.

38.Вы направляете больного на исследование функции внешнего дыхания методом спирометрии. Какие из 1) легочных объемов и 2) емкостей можно измерить данным методом? Обоснуйте ответ.

ОТВЕТ. 1). Все, кроме остаточного объема (ОО), поскольку его нельзя выдохнуть (этот объем воздуха остается в легких после максимального выдоха). 2) Жизненную емкость и емкость вдоха. Общую емкость легких и функциональную остаточную емкость измерить нельзя, поскольку они включают ОО.

39.Больному проводят искусственную вентиляцию легких (ИВЛ). Объем воздухоносных путей (ОВП), включая объем аппарата, равен 200 мл. Какой следует установить дыхательный объем (ДО, объем вдуваемого воздуха), чтобы при частоте вдуваний 10/мин альвеолярная вентиляция составляла 4 л/мин? ОАВ = объем альвеолярного воздуха.

ОТВЕТ. 600 мл, поскольку ДО = ОВП + ОАВ = 200мл + (4000мл/10) = 200 мл + 400 мл = 600 мл.

40.У больного (с жалобами на одышку, утомляемость, слабость, непереносимость физической нагрузки) при обследовании получены следующие данные: парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе (p_AO₂) = 100 мм рт. ст., парциальное давление кислорода в артериальной крови (p_aO₂) = 96 мм рт. ст., содержание кислорода в артериальной крови (c_aO₂) = 100 мл/л. 1). Какой из показателей значительно изменен по сравнению с нормой? 2). С чем это может быть связано? Обоснуйте ответ.

ОТВЕТ. 1).c_aO₂ (норма – около 200 мл/л). 2). Нормальное p_aO₂ свидетельствует о нормальной функции внешнего дыхания, поскольку нарушения легочной вентиляции, диффузии или легочного кровотока приводят к изменениям, главным образом, парциального давления газов в артериальной крови, но не содержания их, которое зависит, в основном, от количества и состояния гемоглобина в крови.

41.При сокращении межреберных мышц грудная клетка расширяется. 1). По­че­му при со­кра­ще­нии на­руж­ных меж­ре­бер­ных мышц реб­ра под­ни­ма­ют­ся, не­смот­ря на то, что ка­ж­дая меж­ре­бер­ная мыш­ца ниж­нее реб­ро тя­нет квер­ху, а верх­нее – кни­зу с оди­на­ко­вой си­лой? 2). На­пи­ши­те со­от­вет­ст­вую­щую фор­му­лу. 3). На­ри­суй­те схе­му, ил­лю­ст­ри­рую­щую этот ме­ха­низм.

ОТВЕТ. 1). По­то­му, что мо­мент си­лы, под­ни­маю­щей реб­ра вверх, боль­ше мо­мен­та си­лы, опус­каю­щей реб­ра вниз. 2). F₂×L₂ > F₁×L₁, т. к. L₂ > L₁, а F₂ = F₁, где F – действующие силы, L – плечи рычагов (расстояние от точки вращения ребра у позвоночника до места прикрепления к нему межреберной мышцы). 3). Рис. 37

Рис. 37. Схема, объясняющая механизм расширения грудной клетки при сокращении на­руж­ных меж­ре­бер­ных мышц.   М – наружная межреберная мышца;

42.При расширении грудной клетки воздух поступает в легкие, при сжатии он изгоняется из легких. На­ри­суй­те спи­ро­грам­му, за­пи­сан­ную с це­лью оп­ре­де­ле­ния ле­гоч­ных объ­е­мов. Назовите их, укажите их параметры.

ОТВЕТ.Рис. 38.

Спирограмма.   1 – дыхательный объем (0,5 л.); 2 – резервный объем выдоха (1,0 – 1,5 л.); 3 – резервный объем вдоха (1,5 – 2,5 л.).

43.При прохождении крови по капиллярам легких происходит газообмен между кровью и альвеолами.. Нарисуйте схему, отражающую эти процессы.

ОТВЕТ.Рис. 39.

Схема газообмена между кровью организма и альвеолярной смесью газов.   КА – карбоангидраза.

44.При прохождении крови по тканевым капиллярам происходит газообмен между кровью и клетками тканей организма. Нарисуйте схему, отражающую эти процессы.

ОТВЕТ.Рис. 40.

Схема газообмена между кровью и клетками тканей организма.   КА – карбоангидраза.

45.Органом «внешнего дыхания» плода является плацента. Чем объясняется тот факт, что между кровью плода и матери не происходит выравнивания напряжения кислорода и углекислого газа как при лёгочном дыхании между альвеолярным воздухом и кровью?

ОТВЕТ. Толщиной газообменной мембраны плаценты - в 5-10 раз больше альвеолярно-капиллярной мембраны в легких.

46.У плода существуют дыхательные движения. 1). На каком сроке внутриутробной жизни они появляются и какова их частота? 2). Почему околоплодная жидкость не попадает в дыхательные пути плода?

ОТВЕТ. 1). Примерно на 11 неделе, их частота 40-70 в минуту. 2) Потому что они осуществляются при закрытой голосовой щели.

47.Условия жизни плода по уровню парциального давления кислорода в его крови (20-50 мм рт.ст.) можно сравнить с условиями жизни взрослого на высоте Эвереста. Известно, что взрослый для выживания на этой высоте должен пользоваться кислородной маской. Какая особенность гемоглобина плода позволяет ему не только выживать, но и активно развиваться в утробе матери, при очень низком напряжении кислорода в крови? Сравните с гемоглобином взрослого.

ОТВЕТ.Гемоглобин плода (НbF) имеет гораздо более высокое сродство ккислороду, чем гемоглобин взрослого (НbА). В связи с этим при РО2 20-50 мм рт.ст. гемоглобина плода достаточно хорошо насыщается кислородом (на 70-80%). В этих условиях процент насыщения кислородом гемоглобина взрослого гораздо ниже.

48.При первом вдохе объем выдыхаемого воздуха в 2-3 раза меньше, чем объем вдыхаемого. Объясните, почему?

ОТВЕТ. Не весь воздух выдыхается, потому что формируется функциональная остаточная ёмкость лёгких.

49.Известно, что во внутриутробном периоде дыхательные пути плода заполнены жидкостью, которая секретируется путем активного транспорта.Жидкость, заполняющая альвеолы плода, удаляется в течение 2-4 часов после рождения. Какими путями?

ОТВЕТ. С выдыхаемым воздухом, а также путем всасывания в кровь и лимфу.

50.В альвеолярном воздухе новорожденного значительно больше 0₂ (17%), чем у взрослого (14%)и значительно меньше СО₂ (3,2%), чем у взрослого (5,5%), 1). С чем это связано? 2). Как это влияет на парциальное давление этих газов в артериальной крови новорожденного?

ОТВЕТ. 1) Большая частота дыхательных движений; газообмен осуществ­ляется не только в альвеолах, но и в дыхательных путях, что увеличивает диффузионную поверхность; кровоток в малом круге кровообращения от­носительно больше, чем у взрослого. 2) Увеличивает напряжение О₂ (120 мм рт.ст), и снижает напряжение СО₂ (23 мм рт.ст.) по сравнению с взрослым человеком.

51.С началом лёгочного дыхания у новорожденного насыщение гемоглобина кислородом быстро возрастает. Уже через час после рождения % HBO₂ достига­ет 90%, к концу первых суток этот показатель возрастает до 98%. Чем это объясняется? ОТВЕТ. 1) Резким увеличением парциального давления кислорода в артериальной крови после перехода на легочное дыхание. 2) Высоким сродством к кислороду фетального гемоглобина (HbF), который в первые сутки после рождения составляет до 80% всего гемоглобина.

52.К концу первого месяца жизни новорожденного кислородная ёмкость крови уменьшается до 140-150 мл/л? Развивается гипоксия, но организм ребёнка от нее не страдает. Объясните, почему?

ОТВЕТ. Более высокой устойчивостью тканей новорожденного к гипоксии, чем у взрослых.

53.Новорожденные могут выживать в гипоксических условиях, смертель­ных для взрослых, и долго находиться под водой. Объясните, почему?

ОТВЕТ. Дыхательный центр новорождённого в продолговатом мозгу, как и все ткани, отличаются высокой ус­тойчивостью к недостатку О₂ (существенную роль играют анаэробные процессы) и слабой чувствительностью к гиперкапнии.

54.Энергия, затрачиваемая на вентиляцию легких, у детей
значительно выше, чем у взрослых (в 8 лет на каждый литр воздуха, проходящий через легкие, энергии затрачивается приблизительно в 2-5 ра­з больше)
Объясните, почему?

ОТВЕТ.1) Высокое сопротивления очень узких воздухоносных путей у детей. 2) Низкая растяжимость легких (мало эластиновых волокон и функционирующих альвеол). 3) Большая частота дыха­тельных движений.

55.У детей увеличение лёгочной вентиляции происходит в основном за счёт частоты дыхания, а не глубины. Объясните, почему?

ОТВЕТ.Особенности строения грудной клетки (ребра от позвоночника отходят почти под прямым углом) ограничивают экскурсию грудной клетки и изменение объема легких. Поскольку в связи с этим у детей дыхание неглубокое (поверхностное), для достижения нужного объема вентиляции оно должно быть очень частым.