Расчет кислородной емкости крови

Необходимо: результаты определения количества гемоглобина в крови.

Учебно-исследовательская цель работы: вычислить кислородную емкость крови.

Ход работы

Возможность крови как переносчика О₂ характеризуется величиной ее кислородной емкости. Кислородная емкость крови – это максимальное количество кислорода, которое может содержаться в 100 мл крови при полном переходе гемоглобина в оксигемоглобин, то есть при полном насыщении его кислородом. Транспорт О₂ кровью зависит от кислородной емкости крови (КЕК). КЕК выражается в миллилитрах (мл) или в объемных процентах (% об.), зависит от концентрации в крови гемоглобина.

Каждая молекула Hb может присоединить четыре молекулы О₂, в пересчете получается, что 1 г Hb связывает 1,34 мл О2 (константа Гюфнера). Зная количество гемоглобина в крови, можно определить кислородную емкость крови:

КЕК = Hb × 1,34

Пример. Если в 100 мл крови содержится 15 г гемоглобина, то кислорода – 15 × 1,34 = 20 мл (20% об.).

Определение КЕК важно для характеристики дыхательной функции крови. Средняя КЕК у здорового человека – около 1820 мл. Кислородная емкость крови у мужчин в покое в среднем равна 19–20 мл, у женщин – 17–19 мл. При интенсивной физической работе КЕК может возрастать до 21–22 мл и более.

 

РАБОТА № 6

Расчет коэффициента использования кислорода тканями организма

Необходимы: результаты одновременного определения концентрации кислорода в артериальной и венозной крови обследуемого.

Учебно-исследовательская цель работы: ознакомление со способом вычисления коэффициента использования кислорода тканями организма.

Ход работы

Для вычисления количества потребленного кислорода тканями организма требуется одновременное определение величины насыщения кислородом артериальной и смешанной венозной крови. Коэффициент использования (утилизации) кислорода (КиO₂) – это отношение доли кислорода (%), используемой тканями (разности концентрации кислорода в артериальной и венозной крови), к общему содержанию его в артериальной крови, представлен формулой:

,

где С_артО₂ – концентрация кислорода в артериальной крови, С_венО₂ – концентрация кислорода в венозной крови.

Пример. При обычных состояниях С_артО₂ = 20%, С_венО₂ = 12%. Подставляя эти значения в формулу, получаем КиО₂ = 40%, то есть тканями здорового человека поглощается от 30–40% доставляемого им кислорода. При тяжелой мышечной работе КиО₂ способен повышаться до 60–80%. Оценка КиО₂ дает возможность произвести своевременную коррекцию параметров кислородного статуса организма. При недостаточности кровообращения наблюдается усиление потребления тканями кислорода, что проявляется в увеличении по сравнению с нормой артерио-венозной разницы насыщения крови кислородом.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Дыхательный центр.

2. В каких отделах ЦНС имеет представительство дыхательный центр?

3. В каком отделе ЦНС расположен основной центр дыхания, какими нейронами он представлен?

4. Какова роль промежуточного мозга и коры больших полушарий в регуляции дыхания?

5. Что происходит при раздражении инспираторного отдела дыхательного центра, какие нейроны дыхательного центра при этом возбуждаются?

6. Что происходит при раздражении экспираторного отдела дыхательного центра, какие нейроны при этом тормозятся?

7. Что понимается под автоматией дыхательного центра, кем она была доказана?

8. Что представляет собой и что доказывает опыт Фредерика с перекрестным кровообращением?

9. В каком отделе ЦНС находятся мотонейроны, аксоны которых иннервируют межреберные мышцы?

10. В каком отделе ЦНС находятся мотонейроны, аксоны которых иннервируют диафрагму?

11. Куда посылает свои импульсы центр вдоха продолговатого мозга?

12. Как можно доказать роль коры больших полушарий в регуляции дыхания?

13. Каковы механизмы регуляции дыхания?

14. Основные гуморальные регуляторы дыхания.

15. Где расположены центральные и периферические сосудистые хеморецепторы?

16. Что такое гипоксия, гипероксия, гипокапния, гиперкапния?

17. Как гипоксия и гипероксия влияют на каротидные и аортальные хеморецепторы?

18. Как влияют гипо- и гиперкапния на хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон?

19. Почему нельзя дышать чистым кислородом?

20. Одинакова ли чувствительность дыхательного центра к угольной кислоте и другим кислотам?

21. Рефлекторная дуга рефлекса Геринга-Брейера.

22. Где расположены ирритантные рецепторы, какова их роль?

23. Где расположены J-рецепторы, что является их основным раздражителем?

24. В составе какого нерва проходят афферентные волокна, несущие импульсы от механорецепторов легких в дыхательный центр?

25. Что такое высотная болезнь? При каких условиях она возникает?

26. Кессонная болезнь. При каких условиях возникает кессонная болезнь? Лечение кессонной болезни.

27. Какими факторами обусловлена адаптация к кислородному голоданию в условиях высокогорья?

28. Виды гипоксии.

29. Что такое мышечная гипоксия, при каких условиях она возникает?

30. Какой вид гипоксии возникает при высотной болезни?

31. Механизм вентиляции легких при мышечной работе.

32. Механизм дыхания при повышении температуры тела.

33. Функциональная    система, поддерживающая гомеостаз газового состава крови.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

Выберите один или несколько правильных ответов.

1. ВНЕЗАПНОЕ ПОВЫШЕНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

1) вызовет прекращение дыхания

2) приведет к снижению частоты дыхания

3) вызовет учащение дыхания

4) не повлияет на дыхание

2. ВЕДУЩИЙ ОТДЕЛ ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА ЛОКАЛИЗОВАН В

1) варолиевом мосте

2) продолговатом мозге

3) таламусе

4) гипоталамусе

3. ДЫХАНИЕ ОТЧАСТИ ПОДДАЕТСЯ ПРОИЗВОЛЬНОМУ КОНТРОЛЮ. СТИМУЛОМ, ОГРАНИЧИВАЮЩИМ ПРОИЗВОЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ, ЯВЛЯЕТСЯ

1) уровень О₂ крови

2) стимуляция блуждающего нерва

3) уровень СО₂ крови

4) растяжение диафрагмы

4. РЕФЛЕКСЫ ГЕРИНГА-БРЕЙЕРА ВЫЗЫВАЮТСЯ СТИМУЛЯЦИЕЙ

1) механорецепторов легких

2) аортальных хеморецепторов

3) каротидных хеморецепторов

4) центральных хеморецепторов

5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ У ДЕТЕЙ ЗАВИСИТ ОТ

1) степени выраженности гипоксии

2) глубины дыхания

3) частоты дыхания

4) глубины и частоты дыхания

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ

Задача № 1. У пловца после двухминутного плавания под водой произошло увеличение частоты и глубины дыхания.

1. Определить, как изменится минутный объем дыхания (МОД) у пловца сразу после прекращения плавания?

2. Объяснить механизм изменения МОД у пловца с позиции регуляции дыхания.

Задача № 2. Во врачебной реанимационной практике для улучшения кислородного обеспечения тканей организма человека используют для дыхания газовую смесь, состоящую из 96% кислорода и 4% углекислого газа.

1. Указать, с какой целью используют смесь с высоким содержанием кислорода?

2. Обосновать целесообразность добавления в смесь углекислого газа с позиции регуляции дыхания.

Задача № 3. «Поверхностное дыхание» (произвольное увеличение частоты дыхания без увеличения его глубины), является эффективным приемом снижения заложенности носовых ходов при насморке.

1. Объянить, почему при таком дыхании уменьшается отек слизистой верхних дыхательных путей?

2. Указать, чем объясняется невозможность осуществления «поверхностного дыхания» в течение длительного времени?

Задача № 4. Под влиянием анестезирующих средств (наркоз) могут иметь место нарушения проходимости дыхательных путей. При анестезии слизистой ротовой полости увеличивается опасность аспирации (попадания в дыхательные пути) слюны.

Объяснить эту опасную ситуацию.

Задача № 5. При восхождении в горах у альпинистов может развиться «горная болезнь»: одышка, головная боль, головокружение, галлюцинации. Местные жители высокогорья не страдают ею.

Объяснить механизм развития симптомов «горной болезни» и компенсаторные механизмы, формирующиеся у жителей высокогорья.

ЗАНЯТИЕ № 3

Итоговое занятие по разделу

«Физиология дыхательной системы»

 

Учебно-исследовательская цель занятия: контроль знаний по разделу «Физиология дыхательной системы».

Контрольные вопросы для устного собеседования на итоговом занятии

1. Значение дыхания для организма. Функциональная система дыхания. Анализ ее центральных и периферических компонентов.

2. Воздухоносные пути, их значение в дыхании и для организма в целом.

3. Метаболические и неметаболические функции легких.

4. Основные этапы дыхания, их краткая характеристика. Типы дыхания.

5. Давление в плевральной полости, его происхождение, величина и значение для дыхания и кровообращения организма. Пневмоторакс и его виды.

6. Дыхательная мускулатура. Механизм вдоха и выдоха.

7. Внешнее дыхание. Легочная вентиляция и ее роль в поддержании газовых констант крови. Типы вентиляции легких (нормо-, гипер-, гипо-, эу-, тахи-, бради-, а-, дис-, ортопноэ и асфиксия).

8. Легочные объемы и емкости, их величина, физическое значение и методы определения.

9. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Значение и объем мертвого пространства. Относительное постоянство газового состава альвеолярного воздуха.

10. Газообмен в легких, факторы, его определяющие. Перфузионно-диффузионное отношение в разных отделах легкого.

11. Транспорт газов кровью. Роль гемоглобина в транспорте кислорода, кривая диссоциации оксигемоглобина, ее характеристика. Факторы, влияющие на образование и диссоциацию гемоглобина. Кислородная емкость крови и коэффициент утилизации кислорода в различных условиях.

12. Формы транспорта углекислого газа. Роль карбоангидразы.

13. Газообмен между кровью и тканями, факторы, его определяющие.

14. Регуляция дыхания. Дыхательный центр (Легаллуа, Флуранс, Н.А. Миславский). Современные представления о локализации и строении дыхательного центра.

15. Нервно-рефлекторный механизм регуляции дыхания. Роль центральных и периферических рецепторов в регуляции дыхания (Гейманс). Значение афферентной импульсации от механорецепторов легких в саморегуляции дыхания (рефлексы Геринга-Брейера).

16. Гуморальный механизм регуляции дыхания. Влияние на дыхательный центр газового состава крови (опыт Фредерика), рН, некоторых электролитов и биологически активных веществ. Механизм первого вдоха новорожденного.

17. Участие гипоталамуса и коры больших полушарий в регуляции дыхания.

18. Дыхание при повышенном и пониженном атмосферном давлении. Горная и кессонная болезнь. Особенности дыхания в противогазе.

19. Возрастные особенности дыхания у детей.

20. Понятие об асфиксии, гипоксемии, гиперкапнии и гипоксии. Виды гипоксии.

ПРИЛОЖЕНИЕ