2. 2. Система дыхания

(два занятия)

 

Занятие 1-е

ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ

 

1. Что называют дыханием?

Совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа в окружающую среду. 

2. Совокупность каких органов представляет собой система дыхания?

Легкие с воздухоносными путями,  грудная клетка с мышцами,  приводящими ее в движение,  кровь,  сердечно-сосудистая система и органеллы клеток, реализующие тканевое дыхание. 

3. Перечислите 5 этапов дыхательного процесса у человека. 

1) газообмен между атмосферным и альвеолярным воздухом (вентиляция легких); 2) газообмен между легкими и кровью; 3) транспорт газов кровью; 4) газообмен между кровью и тканями; 5) тканевое дыхание. 

4. Что называют внешним дыханием? Какие этапы процесса дыхания оно включает?

Газообмен между кровью организма и окружающей средой; включает вентиляцию легких и газообмен между легкими и кровью. 

5. Совокупность каких органов называют органами внешнего дыхания? Назовите главную функцию легких. 

Грудная клетка с мышцами, приводящими ее в движение, и легкие с воздухоносными путями.  Обеспечение газообмена между кровью организма и окружающей средой.

6. Каково значение (1) внешнего и (2) внутреннего дыхания?

1) Обеспечение газообмена между кровью организма и окружающей средой. 2) Освобождение энергии,  необходимой для жизнедеятельности организма. 

7. Перечислите негазообменные функции легких. 

1) Выделение воды и чужеродных летучих веществ, например, лекарственных; 2) выработка биологически активных веществ (гепарин, гистамин, простагландины, тромбопластин, серотонин, ангиотензин превращающий фактор); 3) защитный барьер от окружающей среды; 4) участие в терморегуляции; 5) депо крови; 6)резервуар воздуха для голосообразования. 

8. Что называют воздухоносными путями? Перечислите составные элементы, укажите основные функции. 

Пространство, в котором не происходит непосредственного газообмена между воздухом и кровью. Носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы (до 16-ой генерации включительно).  Функции: 1) доставка воздуха в область газообмена; 2) очищение воздуха; 3) обогрев воздуха; 4) увлажнение воздуха, поступающего в легкие. 

9. Какова роль грудной клетки в процессах дыхания?

1) Обеспечивает защиту легких и других расположенных в ней органов от механических воздействий и высыхания; 2) обеспечивает вентиляцию легких – газообмен между легким и окружающей средой.

10. Что называют плевральной полостью и отрицательным давлением в ней? Чему оно равно?

Капиллярную щель между висцеральным и париетальным листками плевры, покрытыми тонким слоем серозной жидкости. Отрицательным давлением в плевральной щели условно называют величину давления, на которую оно ниже атмосферного; -8 мм рт. ст.  на вдохе и -4 мм рт. ст.  на выдохе. 

11. Что является причиной отрицательного давления в плевральной щели? В каких условиях оно возникает? Какова роль серозной жидкости, выстилающей листки плевры?

Причина – эластическая тяга легких, которая возникает при их растяжении.  Условие – герметичность плевральной щели.  Серозная жидкость обеспечивает свободное скольжение листков плевры друг относительно друга.  

12. Что называют эластической тягой легкого? Чему она равна при вдохе и выдохе?

Сила, с которой растянутые легкие стремятся к спадению. При вдохе – 8 мм рт. ст., при выдохе – 4 мм рт. ст. 

13. Назовите компоненты, составляющие эластическую тягу легкого. 

Эластиновые и коллагеновые волокна, гладкомышечные элементы сосудов,  бронхов и бронхиол, поверхностное натяжение пленки жидкости, выстилающей внутреннюю поверхность альвеол. 

14.Какую роль играет сурфактант, выстилающий внутреннюю поверхность альвеол?

Снижает поверхностное натяжение пленки жидкости, выстилающей альвеолы, уменьшая эластическую тягу легких, что способствует стабилизации размеров альвеол и предотвращает спадение альвеол при выдохе; улучшает растяжимость легких, что облегчает вдох; обладает бактериостатической активностью. 

15. Почему легкие не спадаются, несмотря на наличие эластической тяги, стремящейся их сжать?

Этому препятствует атмосферное давление, действующее на легкие только через воздухоносные пути и прижимающее легкие к внутренней поверхности грудной клетки, и силы сцепления между висцеральным и париетальным листками плевры. 

16. Что такое пневмоторакс? О чем свидетельствует спадение легких при пневмотораксе?

Поступление атмосферного воздуха в плевральную щель при нарушении ее герметичности. О том, что легкие всегда находятся в растянутом состоянии и о наличии силы, стремящейся вызвать спадение легких. 

17. Какую роль в процессах вдоха и выдоха играет отрицательное давление в плевральной полости?

Обеспечивает: 1) уменьшение объема (сжатие) грудной клетки при выдохе; 2) куполообразное расположение диафрагмы (куполом вверх), что дает возможность смещаться диафрагме вниз при вдохе; 3) поддерживает бронхи и бронхиолы в растянутом состоянии, уменьшая их сопротивление воздушным потокам. 

18. Перечислите последовательно процессы, обеспечивающие вдох.  Пассивным или активным (с затратой энергии АТФ) он является?

Сокращение мышц вдоха,  увеличение объема грудной клетки – расширение легких и уменьшение давления в них – поступление воздуха в легкие. Активным. 

19. Сколько процентов расходуемой энергии организм затрачивает на работу дыхательных мышц в покое и при интенсивной физической работе (форсированное дыхание)? Назовите главную причину увеличения этой доли, следствием чего она является?

В покое 2-3%,  при интенсивной работе – до 20%.  Усиление деятельности дыхательных мышц вследствие резкого возрастания неэластического сопротивления органов внешнего дыхания. 

20. Перечислите компоненты неэластического сопротивления органов внешнего дыхания. 

Аэродинамическое сопротивление воздухоносных путей, вязкое сопротивление тканей органов внешнего дыхания и их инерционное сопротивление. 

21. Какие мышцы осуществляют акт вдоха при спокойном и форсированном дыхании?

При спокойном дыхании – диафрагма, наружные межреберные и межхрящевые мышцы; при форсированном – дополнительно включаются мышцы плечевого пояса,  шеи,  спины,  мышцы живота,  грудные мышцы. 

22. 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? Нарисуйте схему, иллюстрирующую этот механизм. Напишите соответствующую формулу. 

Потому что момент силы, поднимающей ребра вверх, больше момента силы, опускающей ребра вниз.  F₂L₂ > F₁L₁,  т. к. L₂ > L₁, а F₂ = F₁.

23. Какие основные силы необходимо преодолеть при спокойном вдохе? Какая сила способствует расширению грудной клетки при вдохе?

Силы эластической тяги легких и стенки живота. Сила упругости грудной клетки. 

24. Каково происхождение силы упругости грудной клетки, обеспечивающей расширение грудной клетки до 60% объема жизненной емкости легких при вдохе?

После расслабления дыхательных мышц грудная клетка уменьшается в объеме (сжимается) за счет эластической тяги легких,  при этом возрастают силы упругости грудной клетки,  стремящиеся ее расширить (равновесное состояние грудной клетки достигается при объеме,  равном 60% жизненной емкости легких). 

25. Назовите силы, обеспечивающие расширение легких вместе с расширением грудной клетки при вдохе. 

Одностороннее атмосферное давление, действующее на легкие через воздухоносные пути и прижимающее их к внутренней поверхности грудной клетки и сила сцепления между висцеральным и париетальным листками плевры.

26. Перечислите последовательно процессы,  в результате которых осуществляется спокойный выдох. 

Прекращение импульсации по диафрагмальным и межреберным нервам, расслабление дыхательных мышц, уменьшение объема грудной клетки и объема легких, повышение давления в легких и изгнание воздуха из легких в атмосферу.

27. За счет каких сил уменьшается объем грудной клетки при спокойном выдохе?

За счет потенциальной энергии эластической тяги легких и эластической тяги стенки живота, веса грудной клетки (силы гравитации). 

28. Каков механизм передачи силы эластической тяги легких на грудную клетку, сжимающей ее и обеспечивающей выдох? 

Создание градиента 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.

29. Сокращение каких мышц при форсированном дыхании обеспечивает активный выдох? Почему сокращение внутренних межреберных мышц ведет к опусканию грудной клетки?

Брюшного пресса и внутренних межреберных мышц. Потому, что момент силы, опускающей ребра вниз, больше момента силы, поднимающей их вверх. 

30. Способствует или препятствует эластическая тяга легких вдоху и выдоху? Почему при сокращении мышц диафрагмы во время вдоха купол ее смещается вниз?

Вдоху препятствует, выдоху способствует. Потому, что точки прикрепления диафрагмы к грудной клетке находятся ниже ее купола. 

31. Назовите типы дыхания, в чем их отличия, какие факторы определяют тип дыхания, какой преимущественно тип дыхания у мужчин и у женщин?

Грудной и брюшной.  При грудном типе дыхания расширение грудной полости происходит преимущественно за счет сокращения грудных мышц, при брюшном – преимущественно за счет диафрагмы. Пол и вид труда.  У мужчин преимущественно брюшной тип дыхания, у женщин – грудной. 

32. Перечислите легочные объемы. Что называют легочными емкостями? Какие различают легочные емкости?

Дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха, остаточный объем. Легочные емкости – совокупность двух или более легочных объемов: общая емкость легких, жизненная емкость легких, функциональная остаточная емкость, емкость вдоха. 

33. Что называют дыхательным объемом воздуха? Чему он равен? Какая его часть (в мл) находится в воздухоносных путях?

Объем воздуха, вдыхаемый или выдыхаемый при спокойном дыхании.  400 – 500 мл.  Около 150 мл (емкость воздухоносного пути).

34. Что называют резервным объемом вдоха? Какова его величина?

Максимальный объем воздуха, который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха.  1500 – 2500 мл. 

35. Что называют резервным объемом выдоха? Какова его величина?

Максимальный объем воздуха, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. 1000 – 1500 мл. 

36. Что называют остаточным объемом (ОО)? Какова его величина?

Объем воздуха, который остается в легких после максимально глубокого выдоха. 1000 – 1500 мл. 

37. Что называют жизненной емкостью легких (ЖЕЛ)? Каков ее объем у мужчин и женщин?

Максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимально глубокого вдоха.  У мужчин 3500 – 4500 мл,  у женщин – 3000 – 4000 мл. 

38. Что называют общей емкостью легких (ОЕЛ)? Какова ее величина?

Объем воздуха, который находится в легких после максимально глубокого вдоха.  Около 4000 –6000 мл. 

39. Что называют функциональной остаточной емкостью легких (ФОЕ)? Из каких объемов она состоит,  чему равна ее величина?

Объем воздуха, который остается в легких после спокойного выдоха. Включает резервный объем выдоха и остаточный объем; 2000 – 3000 мл. 

40. Нарисуйте спирограмму, записанную с целью определения легочных объемов. Назовите их, укажите их параметры. 

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

3 – резервный объем вдоха (1,5 – 2,5 л.).

41. Что называют минутным объемом воздуха (МОВ), чему он равен в покое? Поступает ли конвективным способом воздух в альвеолы при спокойном вдохе?

Объем воздуха, проходящий через легкие за одну минуту равен 6 – 9 л. Путем конвекции не поступает. 

42.  Укажите число дыхательных движений в минуту в покое. Что означают термины "гипервентиляция" и "гиперпное"?

12 – 18 в одну минуту. Гипервентиляция произвольное усиление дыхания, не соответствующее метаболическим потребностям организма. Гиперпное непроизвольное усиление дыхания в связи с реальными потребностями организма. 

43. Укажите непосредственную причину поступления воздуха в легкие при вдохе, следствием чего она является? Что называют вентиляцией легких? Какой показатель характеризует ее интенсивность?

Уменьшение давления в легких вследствие их расширения. Газообмен между атмосферным и легочным воздухом.  Минутный объем. 

44. Что называют максимальной вентиляцией легких (МВЛ), чему она равна у тренированного и нетренированного человека?

Максимальный объем воздуха,  который проходит через легкие при максимальном форсировании дыхания (максимальная частота и глубина дыханий). 120 – 150л и 70 – 100л,  соответственно. 

45. Назовите основные методы искусственного дыхания. 

Ритмическое нагнетание воздуха в легкие через дыхательные пути, искусственное ритмическое расширение или сдавление грудной клетки, ритмическая стимуляция дыхательной мускулатуры. 

46. Каков состав атмосферного воздуха?

Кислород – 20, 93%,  углекислый газ – 0, 04%,  азот – 78%

47. Каков состав выдыхаемого воздуха?

Кислород – 16, 0%,  углекислый газ – 4, 0 %,  азот – 74 %

48. Каков состав альвеолярного воздуха?

Кислород – 14, 0 %, углекислый газ – 5, 5 %,  азот – 75 %

49. Почему состав альвеолярного воздуха при спокойном дыхании относительно постоянен?

Потому что вдыхается небольшой объем свежего воздуха (350 мл), и вдыхаемый воздух конвективным путем в альвеолы не поступает, их вентиляция осуществляется диффузионным способом непрерывно в фазу вдоха и выдоха. 

50. Назовите движущую силу, обеспечивающую переход СО₂ из венозной крови, поступающей в легкое, в альвеолярную смесь газов. Рассчитайте ее величину. 

Разность между напряжением СО₂ в венозной крови (46 мм рт. ст.) и парциальным давлением его в альвеолярном воздухе (40 мм рт. ст. ), т. е.  Рсо₂ = 46 – 40 = 6 мм рт. ст. 

51. Назовите движущую силу, обеспечивающую переход О₂ из альвеолярной смеси газов в венозную кровь (оксигенация крови); рассчитайте ее величину. 

Разность между парциальным давлением О₂ в альвеолярной смеси газов (100 мм рт. ст.) и напряжением его в венозной крови (40 мм рт. ст.), т. е.  Ро₂ = 100 – 40 = 60 мм рт. ст. 

52. Что называют парциальным давлением газа? Какие показатели необходимо знать для его расчета?

Часть давления газовой смеси, приходящаяся на долю данного газа. Общее давление газовой смеси и процентное содержание данного газа в этой смеси. 

53. Рассчитайте парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе. 

760 мм рт. ст.  100%

Х 21%

54. Рассчитайте парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе. 

(760ммрт. ст. – 47мм рт. ст.)100%

Х 14%

47 мм рт. ст. – парциальное давление водяных паров в альвеолярном воздухе.

55. Каково парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе и его напряжение в артериальной и венозной крови и в клетках?

В альвеолярном воздухе и артериальной крови – 100 мм рт. ст., в венозной крови – 40 мм рт. ст., в клетках –

1 – 10 мм рт. ст. 

56. Каково парциальное давление СО₂ в альвеолярном воздухе и его напряжение в артериальной и венозной крови и в клетках тканей?

В альвеолярном воздухе и в артериальной крови 40 мм рт. ст., в венозной крови 46 мм рт. ст., в клетках – 60 – 70 мм рт. ст. 

57. Перечислите факторы, способствующие газообмену между альвеолярным воздухом и кровью организма. 

1) Большая поверхность альвеол и легочных капилляров,  2) большая скорость диффузии газов через тонкую легочную мембрану, 3) интенсивность кровообращения и вентиляции легких, 4) корреляция между интенсивностью кровотока и вентиляцией легких. 

58. Каково соотношение между минутным объемом альвеолярной вентиляции (МОАВ) и минутным объемом крови (МОК) в малом круге кровообращения? Укажите примерное количество О₂, потребляемое человеком за 1 мин в покое. 

Примерно 0, 8 (МОАВ несколько меньше МОК в малом круге кровообращения).  Около 250 мл. 

59. Объясните механизм корреляции между интенсивностью кровообращения в легких и их вентиляцией. 

При недостатке кислорода в альвеолах сосуды  в их стенках суживаются, обеспечивая уменьшение кровотока через плохо вентилируемый участок легкого. В хорошо вентилируемых альвеолах сосуды расширены,  и кровоток полноценный. 

60. Как называют барьер, через который происходит газообмен между кровью и альвеолярной смесью газов? Назовите его структурные элементы.  Укажите его толщину. 

Легочная мембрана: слой эндотелиальных клеток, две основные мембраны, слой плоского альвеолярного эпителия, слой сурфактанта. Около 1-2 мкм. 

1. Что является органом внешнего дыхания у плода? Имеются ли у плода дыхательные движения?

Плацента. Имеются. 

2. С какой недели внутриутробного развития у плода появляются периодические дыхательные движения? Каково их значение? Какие факторы их усиливают?

С 11 недели. Способствуют развитию легких и кровообращению плода за счет возникновения отрицательного давления в грудной полости (присасывающее действие). Гипоксия, гиперкапния, ацидоз. 

3. Какова частота периодических дыхательных движений плода, расправляются ли легкие при этом, попадает ли амниотическая жидкость в дыхательные пути и легкие?

40 – 70 в минуту,  легкие частично расправляются,  жидкость в дыхательные пути и легкие попадает. 

4. Грудной или брюшной (диафрагмальный) тип дыхания у грудного ребенка? Почему?

Диафрагмальный из-за горизонтального положения ребер. 

5. Чем объясняется небольшая глубина дыхания у грудного ребенка?

Относительно большая печень ребенка затрудняет движения диафрагмы вниз, а горизонтальное положение ребер – их поднятие. 

6. Какова частота дыханий у новорожденного? Сравните с нормой взрослого. 

30 – 40 в мин (у взрослого 12 – 16 в мин). 

7. Чему равен дыхательный объем у новорожденного ребенка, в возрасте 1 года,  5 лет и у взрослого человека?

20 – 60 – 240 мл соответственно (у взрослого 500 мл). 

8. Какова величина жизненной емкости легких (ЖЕЛ) у детей

5-, 10- и 15-летнего возраста?

800 – 1500 – 2500 мл соответственно. 

9. Чему равен минутный объем воздуха у детей в возрасте 1 года, 5 лет, 10 лет и у взрослого человека?

У детей: 2, 7 л,  3, 3 л,  5 л соответственно. У взрослого человека 6 – 9 л. 

10. За счет роста частоты или глубины дыхания увеличивается минутный объем воздуха (МОВ) у детей грудного возраста? Почему?

За счет роста частоты дыханий,  т. к.  увеличение глубины дыхания у детей грудного возраста практически невозможно из-за горизонтального положения ребер, ограничивающего их поднятие,  и большой печени, препятствующей смещению диафрагмы вниз при вдохе. 

11. У детей или у взрослых работа, затрачиваемая на вентиляцию легких (относительно) больше? Почему?

Больше у детей из-за высокой частоты дыхания (большое неэластическое сопротивление) и меньшей растяжимости легкого (т. к. в ткани легких коллагеновых волокон значительно больше, а эластиновых волокон меньше, чем у взрослого). 

12. Как изменяется процентное содержание углекислого газа и кислорода в альвеолярной смеси газов с возрастом? Чему равны эти показатели у новорожденного ребенка и взрослого человека?

Содержание углекислого газа постепенно повышается от 2, 8% до 5, 5% (норма взрослого). Содержание кислорода постепенно снижается от 17, 8% до 14, 0% (норма взрослого). 

13. Укажите основное отличие гемоглобина плода от гемоглобина взрослого? Какое функциональное значение это имеет?

Большее сродство к кислороду; это помогает плоду нормально развиваться в условиях гипоксемии. 

14. Каково процентное соотношение фетального гемоглобина и гемоглобина взрослого у новорожденного ребенка? В каком периоде постнатального развития наблюдается наиболее интенсивный процесс замены фетального гемоглобина гемоглобином взрослого? Когда практически завершается этот процесс?

60 – 80% HbF и 40 – 20% НbА. В период новорожденности; заканчивается к 5 – 6 месяцам жизни. 

15. Какое количество гемоглобина содержится в крови новорожденного ребенка, как меняется этот показатель к концу 1-го года жизни? (Укажите цифры). 

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.)

2. Почему в крови плода напряжения кислорода меньше, чем в крови матери?

Потому что диффузия газов через достаточно толстую плацентарную мембрану (она в 5 – 10 раз толще легочной) существенно затруднена и ограничены запасы кислорода в крови матери. 

3. Почему, несмотря на сниженное содержание кислорода в крови плода, его ткани получают достаточное количество кислорода для нормального развития?

Потому, что окислительные процессы в тканях плода снижены, а гликолиз (анаэробный процесс) протекает интенсивно; затраты энергии у плода малы; кровоток через ткани плода на единицу массы тела в два раза больше, чем у взрослого человека. 

4. Что является стимулом, обеспечивающим возникновение дыхательных движений плода? Почему?

Недостаток кислорода, потому что у плода, в отличие от взрослого, недостаток кислорода возбуждает дыхательный центр, а к избытку СО₂ он мало чувствителен. 

5. Перечислите факторы, стимулирующие первый вдох новорожденного. 

Накопление в крови углекислого газа и уменьшение содержания кислорода вследствие пережатия пуповины, что ведет к возбуждению дыхательного центра,  а также поток афферентных импульсов в ЦНС от экстеро-, проприо- и вестибулорецепторов. 

6. Какие факторы обеспечивают более быструю диффузию газов в легком у детей?

Относительно большая, чем у взрослых, поверхность легких, большая объемная скорость кровотока в легком, более широкая сеть капилляров в легких. 

7. Какова степень возбудимости дыхательного центра у новорожденного и от чего она зависит?

Низкая, что обусловлено незрелостью клеток дыхательного центра и хеморецепторов. 

8. Дети первых лет жизни или взрослые легче переносят кислородное голодание? Почему?

Дети, потому что у них больший удельный вес анаэробных процессов (гликолиз), более низкая возбудимость дыхательного центра, поэтому он менее чувствителен к афферентной импульсации от сосудистых рефлексогенных зон. 

9. Каковы особенности чувствительности дыхательного центра у детей грудного возраста к недостатку кислорода и избытку углекислого газа, в каком возрасте она становится как у взрослого?

Дыхательный центр возбуждается недостатком О₂ больше нежели избытком СО₂.  К школьному возрасту становится как у взрослых. 

10. В каком возрасте появляется произвольная регуляция дыхания,  с чем это связано? В каком возрасте она достаточно хорошо развита?

К 2-3 годам.  С появлением речи.  В 4-6 лет. 

11. Чем объясняется небольшая глубина дыхания у грудного ребенка?

Относительно большая печень ребенка затрудняет движения диафрагмы вниз, а горизонтальное положение ребер – поднятие их. 

12. Какова частота дыхания у новорожденного? Сравните ее с нормой взрослого. 

30 – 40 в мин (у взрослого 12 – 16 в мин). 

13. Сколько эритроцитов содержится в 1л крови у новорожденных(сравнительно с нормой взрослого)? Как меняется этот показатель на протяжении первого года жизни?

6, 110¹²/л (выше, чем у взрослых).  В течение первых месяцев жизни этот показатель снижается (до 4, 110¹²/л к 5 – 6 месяцам) и остается низким до 1 года (физиологическая анемия). 

14. Опишите последовательную смену разных форм гемоглобина в эритроцитах плода. 

До 2 – 3 месяцев внутриутробной жизни- эмбриональный гемоглобин (НbР), с 3 месяца – преобладает фетальный гемоглобин (НbF), с 4 месяца – появляется гемоглобин взрослого (НbА). 

15. Что является органом внешнего дыхания у плода? Имеются ли у плода дыхательные движения?

Плацента. Имеются.