Тема 19. Исследование газообмена в легких.

Мотивационная характеристика темы. Знание механизмов газообмена необходимо для понимания процессов метаболизма в тканях при различных функциональных состояниях и, в случае необходимости, целенаправленно влиять на их работу.

Цели занятия: знать – 1) механизмы газообмена в легких; 2) газовый состав крови при различных функциональных состояниях.

ВОПРОСЫ ДЛЯ УСТНОГО И ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ:

1. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха.

2. Парциальное давление и напряжение кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе, в венозной и артериальной крови.

3. Газообмен в легких, механизм газообмена.

4. Газообмен в тканях, механизмы газообмена.

5. Диффузионная способность легких, факторы, влияющие на его величину.

6. Артерио-венозная разница по кислороду.

7. Анатомическое и физиологическое мертвое пространство.

8. Коэффициент утилизации кислорода, метод определения.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПИСЬМЕННОГО ОТВЕТА:

1. Напишите состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха.

2. Рассчитайте парциальное давление кислорода в атмосферном и альвеолярном воздухе.

3. Рассчитайте парциальное давление углекислого газа в атмосферном и альвеолярном воздухе.

4. Опишите механизм газообмена в легких и тканях, нарисуйте схему.

ПРОГРАММА ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ НА ЗАНЯТИИ.

Определение кислородной емкости крови непрямым методом.

Расчет степени насыщения крови кислородом непрямым методом.

Определение парциального давления кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ УРОВНЯ знаний:

1. Каково содержание растворенного кислорода в нормальной артериальной крови?

A. 0.9-1,4 об%

B. 1.5-1,6 об%

C. 18-22 об%

D. *0.25-0.3 об%

E. 8-14об%

 

2. В нормальных условиях насыщение венозной крови кислородом составляет примерно…

A. 92-97%

B. 95-100%

C. *60- 70%

D. 25-30%

E. 15-25%

 

3. В норме содержание кислорода в одном литре артериальной крови составляет примерно…

A. *180-220 мл

B. 300-320 мл

C. 90-120 мл

D. 120-130 мл

E. 70-80 мл

 

4. Коэффициент утилизации кислорода в организме человека при умеренной физической нагрузке возрастает до…

A. 20-40%

B. *50-60%

C. 90-100%

D. 75-85%

E. 40-60%

 

5. Как называется состояние при котором напряжение двуокиси углерода в артериальной крови составляет 60 и более мм рт. ст.?

A. нормокапния

B. гипокапния

C. гипоксемия

D. асфиксия

E. *гиперкапния

 

6. Как называется состояние, при котором напряжение кислорода в артериальной крови составляет 60 и менее мм рт. ст.?

A. гиперкапния

B. асфиксия

C. *гипоксемия

D. гипероксия

E. нормокапния

 

7. В каком из приведенных ниже ответов напряжение кислорода и углекислого газа в артериальной крови соответствует нормальным величинам (в мм рт. ст.)?

A. рО2 = 120, рСО2 = 60

B. рО2 = 90, рСО2 = 25

C. *рО2 = 98, рСО2 = 40

D. рО2 = 55, рСО2 = 30

E. ни один ответов направильный

 

8. Газообмен в альвеолах происходит…

A. *непрерывно при вдохе и выдохе

B. только на высоте вдоха

C. только во время выдоха

D. только в начале фазы выдоха

E. во время фазы выдоха

 

9. Какой состав характерен для выдыхаемого воздуха?

A. О₂18,3%,СО₂ 0,03%, N₂ 79,0%, пары Н₂О 2,67%

B. O₂ 10,0%, CO₂ 5,5%, N₂ 78,0%, пары Н₂О 6,5%

C. O₂ 13,5%, CO₂ 5,3%, N₂ 74,9%, пары Н₂О 6,3%

D. *О₂ 16,1%, CO₂ 3,9%, N₂75,1%, пары Н₂О 6,0%

E. О₂20,85%, СО₂ 0,03%, N₂78,62%,парыН₂О 0,5%

 

10. Состояние, при котором гиперкапния и гипоксия возникают в организме одновременно, называется…

A. гипероксией

B. *асфиксией

C. гипокапнией

D. гипоксемия

E. нет правильного ответа

 

Ответы: 1-D. 2-C. 3-A. 4-B. 5-E. 6-C. 7-C. 8-A. 9-D. 10-B.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ УРОВНЯ знаний по программе «Крок»

1. Какой объем воздуха, непосредственно участвует в легочном газообмене

A. ЖЕЛ

B. общая емкость легких

C. ФОЕ

D. остаточный объем

E. дыхательный объем

 

2. Основными механизмами, обеспечивающими легочной газообмен являются

A. вентиляция и перфузия

B. диффузия и перфузия

C. активный транспорт

D. вентиляция и диффузия

E. диффузия, вентиляция и перфузия

 

3. Какой фактор является определяющим в осуществлении нормального газообмена в легких

A. правильное соотношение альвеолярной вентиляции и кровотока

B. нормальный кровоток в легких

C. нормальная вентиляция легких

D. нормальные размеры дыхательной поверхности легких

E. нормальная глубина и частота дыхания

 

4. Слои, через которые осуществляется газообмен в легких

A. альвеолярный и цилиндрический эпителий

B. альвеолярно-капиллярная мембрана

C. однорядный эпителий и бабаловидные клетки

D. однорядный эпителий и рестничатые клетки

E. слой соединительной ткани и цилиндрический эпителий

 

5. Эффективный альвеолярный объем:

A. часть альвеол, которые перфузируются, но не вентилируются

B. часть альвеол, которые не перфузируются, но вентилируются

C. часть альвеол, которые не перфузируются и не вентилируются

D. часть альвеол, которые перфузируются и вентилируются

E. часть альвеол, которые перфузируются

 

6. Парциальное давление О2 и СО2 в альвеолярном воздухе:

A. А.О2 –110 мм рт ст,СО2 -36 мм рт ст

B. В.О2 - 105 мм рт ст, СО2 – 38 мм рт ст

C. С.О2 - 102 мм рт ст, СО2 - 40 мм рт ст

D. D.О2 – 100 мм рт ст, СО2 - 44 мм рт ст

E. E.О2 – 98 мм рт ст, СО2 – 47 мм рт ст

 

7. Главным проявлением гиповентиляции является

A. цианоз

B. тахипноэ

C. диспноэ

D. гиперкапния

E. гипокапния

 

8. Объективным показателем оценки газообмена является определение

A. альвеолярно-артериальной разницы по кислороду

B. артерио-венозной разницей по кислороду

C. напряжения кислорода в крови

D. степени насыщения гемоглобина кислородом

E. напряжения СO2 в крови

 

9. Кислородная емкость крови зависит от

A. количества эритроцитов

B. количества гемоглобина

C. содержания О2 в артериальной крови

D. парциального давления СО2

E. времени насыщения крови О2

 

10. Снижение напряжения О2 в артериальной крови является типичным для

A. отравления угарным газом

B. уменьшения количества эритроцитов

C. физического напряжения

D. отравления цианидами

E. гиповентиляции

 

Ответы: 1-C. 2-E. 3-A. 4-B. 5-D. 6-C. 7-D. 8-A. 9-B. 10-E.

 

Ситуационные задачи:

1. Существуют заболевания, связанные с нарушением диффузии кислорода через альвеолярно-капиллярную мембрану. Однако по отношению к диффузии углекислого газа такие заболевания неизвестны. Объясните, в чем возможная причина этого?

2. Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе составляет 170 мм рт. ст. Рассчитайте, какое количество кислорода при этом ус­певает раствориться в 100 мл крови?

3. Рассчитайте артериовенозную разницу по кислороду, ес­ли коэффициент утилизации кислорода тканями при работе возрас­тает на 20 %. В покое артерио-венозная разница находилась в пре­делах нормы.

4. Рассчитайте, какой объем кислорода поглощает и какой объем углеки­слоты выделяет взрослый человек в состоянии покоя в процессе одного дыхательного движения, если ДО равен 500 мл?

5. Рассчитайте, каково парциальное давление газа в газовой смеси, если его содержание в газовой смеси составляет 14 % при общем давле­нии 760 мм рт. ст.

6. Объясните, чем отличается от взрослых состав выдыхаемого возду­ха у детей раннего возраста?

7. Объясните, почему у детей в альвеолярном и выдыхаемом воздухе больше кислорода и меньше углекислоты, чем у взрослых?

8. Какой особенностью отличается состав альвеолярного воздуха у детей раннего возраста?

9. При анализе выдыхаемого воздуха в первом случае об­наружено 4 % СО₂ и 16,4 % О₂; во втором случае 2% СО₂ и 18,4% О₂. Объясните, какой из этих анализов сделан у ребенка?

10. Рассчитайте парциальное давление О₂ в альвеолярном воздухе ребенка в возрасте 1 мес, если его процентное содержание соответствует норме, а атмосферное давление равно 760 мм рт. ст.

11. Рассчитайте парциальное давление О₂ в альвеолярном воздухе ребенка 1 года, если его процентное содержание соответствует возрастной норме, а атмосферное давление равно 760 мм рт. ст.

12. Как изменится разница в процентном составе выдыхаемо­го и альвеолярного воздуха, если человек будет дышать в противо­газе?

13. У двух людей легкие хорошо вентилируются, однако интенсивность газообмена различна. Объясните возможную причину.

14. На газообмен в легких и тканях влияют пять факторов: градиент напряжения газов в крови и тканях, коэффициент диффузии, состояние мембран, через которые проходят газы, площадь диффузии, расстояние, которое должны пройти молекулы газов в ходе диффузии. Объясните, какой из этих факторов играет ведущую роль при изменениях газообмена, происходящих в следующих ситуациях: 1) увеличение количества действующих капилляров; 2) дыхание гипероксической смесью; 3) отек легких; 4) изменение свойств молекул газа; 5) заболевание бериллиозом (оно сопровождается значительным загрублением ткани альвеол).

15. Чемпионы по нырянию погружаются на глубину до 100 м без акваланга и возвращаются на поверхность за 4-5 минут. Объясните, почему у них не возникает кессонная болезнь?

16. Какой состав газовой смеси нужно подавать водолазу на глубину 30 м для того, чтобы парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе осталось нормальным? Водолаз работает без жесткого скафандра._.

17. У каждой из двух собак перевязали по одному бронху и по одной ветви легочной артерии. Одна собака быстро погибла, другая осталась жива. Объясните возможную причину.

 

ответы к Ситуационным задачам:

1. Углекислый газ значительно лучше, чем кислород, растворяется в липидах, которые составляют значительную часть мембраны. Поэтому молекулы углекислого газа диффундируют через мембрану в 20-25 раз быстрее, чем молекулы кислорода. Некоторое замедление диффузии углекислого газа не приводит к патологическим изменениям в организме в отличие от сдвигов значительно более медленной диффузии кислорода.

2. Количество растворенного в жидкости газа определяется по формуле: О₂ = (р х 0,021 x V): 760, где р - парциальное давление газа, 0,021 - коэффициент растворения, V - объем растворителя. Следовательно, в 100 мл крови при парциальном давлении ки­слорода над кровью 170 мл растворится 0,57 мл газа.

3. В норме в артериальной крови содержится 20 объемных процентов кислорода (20 мл в 100 мл крови), в венозной - 12 об%. Артериовенозная кислородная разница равна 8 мл (8 об%). При физической работе она на 1/5 больше, т. е. равна 9,6 об%.

4. В покое из ДО поглощается 4 % кислорода и примерно столько же выделяется углекислого газа. При ДО, равном 500 мл, - по 20 мл.

5. Парциальное давление газа равно 106,4 мм рт.ст.

6. Выдыхаемый воздух у детей содержит меньше углеки­слого газа и больше кислорода, чем у взрослых.

7. Вследствие поверхностного дыхания вентиляция лег­ких менее эффективна, кроме того, относительный объем мертвого пространства у детей больше, чем у взрослых.

8. Альвеолярный воздух детей содержит меньше углеки­слого газа и больше кислорода, чем у взрослых.

9. Первый анализ сделан у взрослого, второй — у ребенка раннего возраста. У ребенка дыхание частое и поверхностное, по­этому коэффициент легочной вентиляции ниже.

10. Так как у ребенка в этом возрасте содержание кислоро­да в альвеолярном воздухе 17,3 %, парциальное давление кислоро­да равно 123 мм рт. ст.

11. Содержание углекислого газа в альвеолярном воздухе 3%, значит парциальное давление его равно 21 мм рт.ст.

12. Главная особенность дыхания в противогазе - увеличе­ние мертвого пространства. Воздух в нем по составу равен атмо­сферному, поэтому разница процентных соотношений газов вды­хаемого и выдыхаемого воздуха уменьшится.

13. Для эффективного газообмена необходимо определенное соотношение между вентиляцией и кровотоком в сосудах легких. Следовательно, у этих людей имелись различия в величинах кровотока.

14. 1 - увеличение площади диффузии, 2 – увеличение градиента напряжения газов между кровью и тканями, 3 – увеличение расстояния, которое молекулы должны пройти в ходе диффузии, 4 – изменение коэффициента диффузии, 5 – изменение состояния мембран.

15. Водолаз на большой глубине дышит воздухом под высоким давлением. Поэтому растворимость газов в крови значительно возрастает. Азот в организме не потребляется. Поэтому при быстром поднятии его повышенное давление быстро снижается, и он бурно выделяется из крови в виде пузырьков, что приводит к эмболии. Ныряльщик же во время погружения вообще не дышит. При быстром поднятии ничего не происходит.

16. Нормальное парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 102 мм рт. ст. Если общее давление равно 4 атм. (1 атм. в воздухе и 3 атм. в воде, по 2 атм. на каждые 10 м), или 3040 мм рт.ст., то для того, чтобы парциальное давление кислорода сохранить на уровне 102 мм, его должно находиться в альвеолярном воздухе 3,36 %. Поскольку содержание кислорода в альвеолярном воздухе примерно на 1/4 меньше, чем во вдыхаемом, в газовой смеси должно быть 4,2 % О_2.

17. У первой собаки перевязку произвели с одной и той же стороны. В результате одно легкое полностью перестало функционировать, но зато другое сохранило свою функцию. У второй собаки перевязки выполнили с разных сторон. Поэтому одно легкое перестало вентилироваться, а в другое не поступала кровь. Газообмен прекратился, что и привело к быстрой гибели.