В атмосферном, выдыхаемом и альвеолярном воздухе

 

Согласно закону Дальтона, парциальное давление каждого газа в смеси пропорционально его объемному содержанию. Атмосферный и альвеолярный воздух содержит О₂, СО₂, N₂ и инертные газы, а также водяные пары. Так как содержание газов рассчитано для «сухой» газовой смеси, при применении закона Дальтона следует из общего давления вычитать давление водяных паров рН₂О.

При температуре 22° С парциальное давление паров в воздухе достигает 20 мм рт. ст.; на остальные газы приходится давление 760 – 20 = 740 мм рт. ст. Их парциальные давления составляют: N₂ – 577,8; О₂ – 155,1; СО₂ – 0,2; инертных газов – 6,9 мм рт. ст. При изменениях атмосферного давления, например при подъеме на высоту, состав воздуха не изменяется, но парциальные давления всех его газов уменьшаются во столько раз, во сколько снизилось общее атмосферное давление.

Газ, который соприкасается с жидкостью, растворяется в ней до насыщения. Когда жидкость уравновешена с газом (насыщена им), парциальное напряжение газа в жидкости и его парциальное давление над ней одинаковы. В свою очередь, газ, который находится над жидкостью, насыщается ее парами. Так, парциальное давление водяного пара, уравновешенного в легких с кровью при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. и температуре тела 37° С, составляет 47 мм рт. ст.

Для работы необходимы: газоанализатор Орса–Фишера, барометр-анероид, пробы атмосферного, выдыхаемого и альвеолярного воздуха.

Проведение работы. Анализируют процентный состав проб атмосферного, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Учитывая показания барометра, рассчитывают парциальное давление р_х по процентному содержанию атмосферного, выдыхаемого и альвеолярного воздуха:

 

р_х = ,

 

где р_х – парциальное давление исследуемого газа, мм рт. ст.;

р₆ – барометрическое давление, мм рт. ст.;

рН₂О – парциальное давление водяных паров (для атмосферного и выдыхаемого воздуха давление водяных паров мало и им можно пренебречь);

х – содержание исследуемого газа в газовой смеси, %.

Результаты работы и их оформление. Результаты работы запишите в таблицу. Объясните, почему парциальное давление уменьшается в горах и увеличивается при подводных погружениях.

 

 

Р а б о т а 9

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗИИ СО₂

В ЛЕГКИХ

 

Проницаемость легочной мембраны для газа выражают величиной диффузионной способности легких. Это – количество газа, проникающего через легочную мембрану за 1 мин при перепаде давления, равном 1 мм рт. ст. В норме диффузионная способность легких для О₂ составляет около 25 мл/(мин мм рт. ст.^-1). Для СО₂ вследствие высокой растворимости этого газа в легочной мембране диффузионная способность в 24 раза выше, чем для О₂. Времени протекания крови через капилляры малого круга (в среднем 6 с) достаточно для практически полного выравнивания парциального давления и напряжения газов: О₂ растворяется в крови и связывается гемоглобином, а СО₂ переходит в альвеолярный воздух. Переход СО₂ в альвеолярный воздух при относительно небольшой разнице давлений объясняется высокой диффузионной способностью легких для этого газа.

Для работы необходимы: аппарат Киппа с соответствующими реактивами для получения СО₂, стеклянная емкость, резиновая пробка соответствующего диаметра с тремя отверстиями, резиновая трубка, зажимы Мора–Диффенбаха, набор хирургических (препаровальных) инструментов.

Объект исследования – лягушка.

Проведение работы. У лягушки разрушают спинной и головной мозг препаровальной иглой; прикрепляют ее к пробковой пластинке спиной вниз. Отрезают нижнюю челюсть. Прошивают лигатурой один из краев голосовой щели; подтягивают его за эту лигатуру и вводят канюлю в трахею. С помощью хирургической иглы обводят лигатуру вокруг трахеи (вкалывая кривую иглу в ткани, окружающие трахею) и закрепляют трахею на канюле, плотно завязав нитку хирургическим узлом. Раздув слегка через канюлю легкие, зажимают зажимом короткую резиновую трубку, надетую на свободный конец канюли. Вскрывают грудную полость лягушки, осторожно отделяют легкие от тела, приподнимая их за канюлю и стараясь не прикасаться к ним ножницами. Легкие слегка раздувают в стеклянную емкость, сквозь которую пропускают СО₂ из аппарата Киппа (рис. 62).

Теперь внутри легких находится воздух, мало отличающийся по составу от атмосферного, снаружи – СО₂. Газы диффундируют сквозь стенку легкого в сторону меньшего парциального давления. Находящиеся внутри легкого N₂ и О₂ диффундируют в стеклянную емкость, а СО₂ из стеклянной емкости – внутрь легкого. Диффузия СО₂ значительно выше других газов, поэтому легкие увеличиваются в объеме, раздуваются.

Результаты работы и их оформление. Запишите в тетрадь протокол опыта, зарисуйте схему установки. Объясните наблюдаемые явления.

 

Рис. 62. Диффузия углекислого газа через альвеолы легких

(пояснения см. в тексте)

 

 

Р а б о т а 10

НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ДВИЖЕНИЕМ

МЕРЦАТЕЛЬНОГО ЭПИТЕЛИЯ

 

Мерцательный эпителий, выстилающий слизистую оболочку верхних дыхательных путей, способствует очищению вдыхаемого воздуха от примесей (частиц пыли, микробов и др.) и удалению их из организма. Наблюдение за движением ресничек удобно производить на эпителии, выстилающем глотку и пищевод лягушки.

Для работы необходимы: микроскоп, осветитель, предметные и покровные стекла, препаровальная доска, набор препаровальных инструментов, стеклянная пластинка, угольный порошок или мелкие кусочки пробки, булавки, полоска миллиметровой бумаги, раствор Рингера.

Объект исследования – лягушка.

Проведение работы. Обездвижить лягушку, разрушив головной и спинной мозг препаровальной иглой. Вскрыть брюшную полость, вырезать пищевод вместе с желудком, разрезать их и прикрепить на пробковой пластинке с помощью булавок. На слизистую оболочку пищевода (в верхней части) поместить кусочки пробки. Проследить за их передвижением. С помощью миллиметровой бумаги определить скорость передвижения кусочка пробки. Скальпелем срезать маленький кусочек слизистой оболочки пищевода, поместить его на предметное стекло в каплю физиологического раствора и накрыть покровным стеклом. Рассмотреть препарат под микроскопом сначала при малом, а затем при большом увеличении.

Результаты работы и их оформление. Опишите полученные результаты. Сделайте заключение о функции мерцательного эпителия.

 

 

Р а б о т а 11