Новорожденные – до 220 г/л, К году – снижение до 120 г/л.

 

Занятие 2-е.

ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ. РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ

 

1. В каких состояниях находятся газы в крови? От чего зависит количество растворенного О₂ и СО₂ в артериальной и венозной крови?

В состоянии физического растворения и в виде химических соединений. От напряжения О₂ и СО₂ в артериальной и венозной крови и коэффициента их растворимости в данной жидкости.

2. Как называется соединение кислорода с гемоглобином? Что такое диссоциация оксигемоглобина, в каких условиях она происходит? Что называют восстановленным гемоглобином?

Оксигемоглобин. Отдача оксигемоглобином кислорода при понижении его парциального давления. Гемоглобин без связанного с ним О₂.

3. Нарисуйте кривую образования и диссоциации оксигемоглобина при напряжении Рсо₂ 40 мм рт. ст. Верхняя или нижняя часть кривой отражает процессы образования оксигемоглобина в легких и диссоциацию его в тканях?

Оба процесса отражает верхняя часть кривой, но они идут в противоположных направлениях: в тканях – диссоциация оксигемоглобина, в легких – образование его.

4. Какие факторы способствуют насыщению гемоглобина кислородом в легких?

Увеличение напряжения О₂ в крови, падение напряжения СО₂, увеличение рН, понижение температуры.

5. Какие факторы способствуют диссоциации оксигемоглобина при протекании крови через ткани? В чем биологический смысл большой скорости диссоциации оксигемоглобина при низких напряжениях О₂?

Падение напряжения О₂ в крови, увеличение напряжения СО₂, снижение рН, повышение температуры. В более быстрой отдаче О₂ тканям.

6. В чем биологический смысл малой зависимости насыщения гемоглобина кислородом при уменьшении напряжения кислорода в крови от 100 до 60 мм рт. ст.? Какова связь этого факта с изменениями внешней среды?

В том, что насыщение гемоглобина кислородом в легком будет достаточным для организма даже при значительном (до 60 мм рт. ст.) падении парциального давления О₂ во внешней среде, а значит – в альвеолярном воздухе.

7. Каким методом можно определить степень насыщения гемоглобина кислородом? Каков максимальный процент насыщения гемоглобина кислородом? Что называют кислородной емкостью крови?

Оксигемометрией. 96 – 98%. Максимальное количество кислорода (в мл), которое могут связать 100 мл крови в условиях 100% насыщения гемоглобина кислородом.

8. Сколько кислорода (в об% и мл/л) содержится в артериальной и венозной крови? Рассчитайте артериовенозную разницу содержания кислорода в покое.

В артериальной – 19 – 20 об% (190 – 200 мл/л), в венозной – 14,5 – 15,5 об% (145 – 155 мл/л). Разница 4,5 об % (45 мл/л).

9. Сколько физически растворенного и химически связанного кислорода содержится в артериальной крови при общем содержании его 20 об% (200 мл/л)?

Физически растворенного 0, 3 об% (3 мл/л), химически связанного – 19, 7 об% (197 мл/л).

10. Что называют коэффициентом утилизации кислорода? Чему он равен в покое и при мышечной работе?

Процент кислорода, поглощаемого тканями из артериальной крови. В покое – 22 – 25%, при работе – до 50 – 60% кислорода, содержащегося в артериальной крови.

11. Сколько кислорода потребляет человек за 1 мин в покое, при быстрой ходьбе и при тяжелой мышечной работе?

В покое – около 250 мл/мин, при быстрой ходьбе 2, 5 л/мин, при тяжелой мышечной работе – до 4 л/мин.

12. Как называется соединение гемоглобина с угарным газом? В чем его особенность?

Карбоксигемоглобин. Это стойкое, медленно диссоциирующее соединение, в 150 – 300 раз более прочное, чем соединение гемоглобина с О₂.

13. В виде каких химических соединений транспортируется кровью СО₂?

В виде бикарбоната натрия и калия, угольной кислоты и ее ионов, в виде соединений с гемоглобином (карбогемоглобин) и белками плазмы крови (карбаминовые соединения).

14. Как называют соединение гемоглобина с СО₂? Какими особенностями оно характеризуется?

Карбогемоглобин. Легко диссоциирует при понижении напряжения СО₂ в крови и вновь образуется при повышении напряжения СО₂ в крови.

15. Назовите последовательность процессов превращения СО₂ в бикарбонат в крови капилляров тканей. Укажите, в эритроцитах или плазме они осуществляются.

В эритроцитах: 1) гидратация СО₂, т.е. образование угольной кислоты; 2) диссоциация угольной кислоты на ионы Н⁺ и НСО₃^–; 3) образование бикарбоната КНСО₃. В плазме: образование NaНСО₃ после диффузии НСО₃ из эритроцита.

16. В венозной или артериальной крови объем эритроцитов больше? Чем это объясняется?

В венозной. Это объясняется поступлением воды в эритроциты вследствие накопления ионов внутри эритроцитов и повышения в них осмотического давления.

17. С помощью какого фермента, в плазме крови или эритроцитах, происходит гидратация СО₂и дегидратация угольной кислоты? Какой микроэлемент входит в состав этого фермента?

С помощью карбоангидразы, в эритроцитах. Цинк.

18. С какими катионами связываются анионы НСО₃^- в эритроцитах и в плазме крови? Как называются эти соединения?

С катионом К⁺ в эритроцитах, с катионом Na⁺ в плазме. Бикарбонаты.

19. Какими методами можно извлечь газы из крови? Назовите авторов, предложивших эти методы.

Метод физического извлечения газов с помощью создания торичеллевой пустоты, т. е. вакуума (метод Сеченова), вытеснение газов из крови химическим путем (метод Баркрофта), комбинацией этих методов (метод Ван-Слайка).

20. Сколько СО₂ содержится в смешанной венозной крови физически растворенного и химически связанного?

Физически растворено около 4,5 об% (45 мл/л), химически связанного – примерно 53,5 об% (535 мл/л).

21. Нарисуйте схему функциональной системы, поддерживающей оптимальную для метаболизма активную реакцию крови (рН).

(По К. В. Судакову с изменениями)

 

22. В каких отделах ствола мозга находятся группы нейронов дыхательного центра? Где расположена главная часть дыхательного центра?

В мосту и продолговатом мозгу. В продолговатом мозгу.

23. К каким нейронам спинного мозга посылает импульсы дыхательный центр, в каких отделах они расположены?

К мотонейронам дыхательных мышц, расположенным в передних рогах спинного мозга (шейный и грудной отделы).

24. Что произойдет с дыханием после перерезки спинного мозга в эксперименте непосредственно под продолговатым мозгом, после разрушения продолговатого мозга?

Дыхание прекратится в обоих слу-

чаях.

25. Как изменится дыхание после перерезки спинного мозга между шейными и грудными сегментами и после отделения моста от продолговатого мозга?

В первом случае дыхание будет продолжаться только за счет сокращения диафрагмы; во втором нарушится ритм и частота дыхания: удлиненный вдох и короткий выдох.

26. По какому электрофизиологическому признаку нейроны дыхательного центра делят на инспираторные и экспираторные?

По совпадающей импульсной активности дыхательных нейронов с соответствующими фазами дыхательного цикла.

27. Перечислите факторы, обеспечивающие и поддерживающие автоматию дыхательного центра?

Спонтанная активность нейронов дыхательного центра, гуморальные влияния на центр, афферентная импульсация от хемо- и механорецепторов, взаимодействие между возбуждающими и тормозными нейронами дыхательного центра.

28. Куда посылают импульсы ранние и поздние инспираторные нейроны, каков результат их взаимодействия?

Ранние инспираторные нейроны посылают импульсы к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим мышцы вдоха, и к поздним инспираторным нейронам. Последние посылают импульсы к ранним инспираторным нейронам и тормозят их, обеспечивая тем самым смену вдоха на выдох.

29. Какие факторы вызывают возбуждение инспираторных нейронов?

Увеличение Рсо₂, снижение рН (через возбуждение периферических артериальных и центральных хеморецепторов), снижение Ро₂ (только через возбуждение артериальных хеморецепторов), нисходящие влияния нейронов моста.

30. Импульсы от каких источников вызывают торможение инспираторных нейронов? Какие принципы структурно-функциональной связи лежат в основе реализации тормозных влияний?

Афферентные импульсы от рецепторов растяжения легких по принципу обратной связи, а также – от поздних инспираторных нейронов по принципу реципрокной связи, нисходящие влияния нейронов моста по принципу прямой связи.

31. От каких нервных элементов поступают импульсы к нейронам дыхательного центра, прерывающих вдох? С помощью каких принципов связи это осуществляется?

От нейронов моста – прямая связь; от рецепторов растяжения легких – обратная связь; от инспираторных нейронов – реципрокная связь.

32. Какую функцию в регуляции дыхания выполняют дыхательные нейроны моста?

Оказывают тоническое возбуждающее влияние на полные, ранние и поздние инспираторные нейроны продолговатого мозга.

33. Какую роль играет гипоталамус в регуляции дыхания? Приведите примеры.

Обеспечивает усиление дыхания при различных видах деятельности и состояниях организма, требующих увеличения метаболической активности (например, при общей защитной реакции, во время физической работы, при эмоциональном возбуждении, при повышении температуры тела).

34. Какова роль больших полушарий в регуляции дыхания?

Приспособление дыхания к изменяющимся условиям внешней среды; произвольное управлением дыханием.

35. Как и почему изменится дыхание после перерезки: 1) задних корешков спинного мозга в грудном отделе или 2) блуждающих нервов?

1) Дыхание станет поверхностным (неглубоким) или 2) редким и глубоким. Из-за отсутствия афферентных импульсов от механорецепторов дыхательных мышц или от проприорецепторов легких, соответственно.

36. Нарисуйте схему, отражающую основные процессы саморегуляции вдоха и выдоха при спокойном дыхании.

И – совокупность инспираторных нейронов, обеспечивающих вдох;

И_п – поздние инспираторные нейроны, прерывающие вдох;

– -мотонейроны спинного мозга;

37. Что называют рефлексами Геринга – Брейера, каково их значение в саморегуляции дыхания?

Рефлексы, возникающие с механорецепторов легких во время вдоха и выдоха, и осуществляемые через афферентные волокна блуждающих нервов; способствуют ритмической смене вдоха и выдоха.

38. Назовите основные периферические и центральные хеморецептивные зоны, какова их роль в регуляции дыхания?

Периферические: дуга аорты, каротидный синус; центральные – основание продолговатого мозга. Воспринимают изменения рН, напряжения СО₂ и О₂ в крови и путем регуляции активности дыхательного центра приспосабливают интенсивность дыхания к потребностям организма.

39. Какое влияние на центральные и периферические (артериальные) хеморецепторы оказывают снижение рН, уменьшение напряжения О₂ и увеличение напряжения СО₂ в крови?

Снижение рН и увеличение Рсо₂ возбуждают и те и другие рецепторы; уменьшение Ро₂ возбуждает только артериальные рецепторы.

40. Где располагаются ирритантные рецепторы, каковы их функциональные особенности?

В эпителии и субэпителиальном слое всех дыхательных путей; обладают свойствами механо- и хеморецепоров.

41. Какие раздражители возбуждают ирритантные рецепторы дыхательных путей и легких? Какие реакции возникают при этом?

Пылевые частицы, пары едких веществ (эфир, аммиак), резкое ускорение потока воздуха через дыхательные пути, патологические процессы в дыхательных путях и легких. Кашель, першение, жжение, одышка.

42. Опишите кратко опыт Фредерика (подготовительную его часть – операцию), доказывающий значение газового состава крови в регуляции деятельности дыхательного центра.

Опыт выполнен на двух собаках с "перекрестным" кровообращением: голова каждой собаки снабжается кровью от туловища другой ("перекрест" сонных артерий и яремных вен, соответственно).

43. Как и почему изменится активность дыхательного центра собаки с пережатой трахеей в опыте Фредерика?

Затормозится вследствие поступления в ее голову обедненной углекислым газом крови от собаки с непережатой трахеей.

44. Как и почему изменится активность дыхательного центра собаки, у которой не пережата трахея в опыте Фредерика?

Резко усиливается вследствие поступления в ее голову крови, обогащенной углекислым газом и обедненной кислородом от собаки с пережатой трахеей.

45. Что доказывает опыт Фредерика с перекрестным кровообращением?

Наличие гуморальной регуляции дыхания, осуществляемой при действии на дыхательный центр крови с измененным газовым составом (Рсо₂, Ро₂, рН).

46. Опишите опыт Холдена, доказывающий, что главным стимулятором дыхания является углекислый газ.

При дыхании воздухом в замкнутом пространстве (содержание О₂ падает, а СО₂ возрастает) наблюдается усиление дыхания – гиперпноэ; при таком же дыхании, но в условиях низкого содержания СО₂, гиперпноэ не развивается.

47. Что произойдет с дыханием после интенсивной гипервентиляции легких? Почему?

Кратковременная остановка дыхания (апноэ) в связи с резким уменьшением напряжения СО₂ крови.

48. Что произойдет с насыщением гемоглобина кислородом после гипервентиляции легких? Почему?

Не изменится, т. к. гемоглобин максимально насыщен кислородом у здорового человека и при спокойном дыхании.

49. Что произойдет с дыханием после произвольной задержки дыхания, почему?

Гиперпноэ, т. е. учащение и увеличение глубины дыхания в результате накопления СО₂ в крови.

50. Почему произвольная задержка дыхания не может быть продолжительной? Как ее можно удлинить?

Накапливающийся в крови СО₂ возбуждает инспираторные нейроны дыхательного центра, в результате чего возникает непреодолимое желание вдохнуть. Предварительной гипервентиляцией или специальной тренировкой.

51. В чем заключается принцип отрицательной обратной связи в регуляции дыхания при изменении напряжения СО₂ в крови? К чему это ведет?

Гиперкапния вызывает усиление активности дыхательного центра, увеличение вентиляции легких и, как следствие, уменьшение содержания СО₂ в крови. Гипокапния вызывает противоположные эффекты. В результате напряжение СО₂ в крови поддерживается на постоянном уровне.

52. Что раздражает хеморецепторы каротидного синуса: уменьшение общего количества кислорода или падение его напряжения?

Только уменьшение напряжения О₂ (т. е. количество физически растворенного в крови кислорода)

53. Какое влияние на дыхание оказывают артериальные барорецепторы, реагирующие на изменения артериального давления?

При повышении артериального давления усиление активности барорецепторов сопровождается уменьшением вентиляции легких, при снижении артериального давления вентиляция легких увеличивается.

54. Подъем человека на какую высоту может привести к возникновению горной болезни? Каковы проявления этой болезни?

На высоту 3 – 4 км над уровнем моря и выше. Слабость, головная боль, цианоз (синюшная окраска кожи), уменьшение глубины дыхания, снижение частоты сердечных сокращений и артериального давления.

55. Перечислите приспособительные изменения, отмечаемые в крови при акклиматизации к кислородному голоданию.

1) Увеличение количества эритроцитов в крови; 2) увеличение содержания гемоглобина в эритроцитах; 3) ускорение диссоциации оксигемоглобина в тканевых капиллярах за счет увеличения содержания 2,3-дифосфоглицерата в эритроцитах.

56. Какие изменения наблюдаются в организме (помимо изменений в крови) при акклиматизации к кислородному голоданию?

1) Увеличение вентиляции легких; 2) повышение плотности кровеносных капилляров в тканях; 3) повышение устойчивости клеток, особенно нервных, к гипоксии.

57. При каких условиях возникает кессонная болезнь? В чем ее сущность и опасность?

При быстром переходе из условий высокого давления (в барокамере, под водой) к нормальному. В крови появляются пузырьки газа (азота), которые могут вызвать газовую эмболию (закупорку мелких сосудов).

58. С какой целью используют гипербарическую оксигенацию? Каков механизм этого явления?

Для повышения доставки кислорода к тканям. В крови возрастает количество физически растворенного кислорода, что существенно улучшает снабжение организма кислородом.

59. Какие силы необходимо преодолеть при спокойном вдохе? Какая сила (без непосредственной затраты энергии АТФ) способствует расширению грудной клетки при вдохе?

Эластическую тягу легкого и стенки живота. Сила упругости грудной клетки (при глубине вдоха до 60% жизненной емкости легких).

60. Каков механизм передачи эластической тяги легких на грудную клетку, обеспечивающий уменьшение ее объема при выдохе?

Градиент атмосферного давления – на грудную клетку снаружи оно больше, чем изнутри (действующее через воздухоносные пути) на величину эластической тяги легких, т.е. на величину отрицательного давления в плевральной щели.

1. Укажите содержание О₂ в артериальной крови плода (пупочная вена) и в артериальной крови взрослого, объясните причину различий.

У плода – 9 – 14 об% (90 – 140 мл/л), у взрослого 19 – 20 об% (190 – 200 мл/л). Объясняется низким напряжением Ро₂ в крови плода (20 – 50 мм рт. ст.)