Жизнь. ответы к экзамену по физиологии. Экзаменационные вопросыответы по нормальной физиологии для студентов 2 курса педиатрического факультета
 Скачать 368.46 Kb.
|
|
99. Дыхание, его основные этапы. Механизм внешнего дыхания. Дыханием называется комплекс физиологических процессов, обеспечивающих обмен О2 и СО2 газа между клетками организма и внешней средой. Оно включает следующие этапы:1.Внешнее дыхание или вентиляция.2.Диффузия газов в легких. 3.Транспорт газов кровью.4.Диффузия газов в тканях. Обмен газов между кровью капилляров и внутриклеточной жидкостью.5.Клеточное дыхание. Поглощение О2 и образование СО2 в клетках. Внешнее дыхание осущ. в результате ритмических движений грудной клетки. Дыхательный цикл состоит из фаз вдоха (inspiratio) и выдоха (exspiratio), между которыми отсутствует пауза. В покое у взрослого человека ЧДД 16-20 в минуту. Вдох это активный процесс. При спокойном вдохе сокращаются наружные межреберные и межхрящевые мышцы. Они приподнимают ребра, а грудина отодвигается вперед. Сокращаются мышцы диафрагмы. Ее купол опускается, и органы брюшной полости сдвигаются вниз, в стороны и вперед. За счет этого грудная полость увеличивается и в вертикальном направлении. После окончания вдоха дыхательные мышцы расслабляются. Начинается выдох. Спокойный выдох пассивный процесс. Во время него происходит возвращение грудной клетки в исходное состояние. Это происходит под действием ее собственного веса, натянутого связочного аппарата и давления на диафрагму органов брюшной полости. При физической нагрузке, патологических состояниях, сопровожд. одышкой (туберкулез легких.) возникает форсированное дыхание. В акт вдоха и выдоха вовлекаются вспомогательные мышцы. Они способствуют дополнит. поднятию ребер. Различают грудной и брюшной тип дыхания. При грудном, дыхание в основном осуществляется за счет межреберных мышц, при брюшном за счет мышц диафрагмы. Грудной или реберный тип дыхания характерен для женщин. Брюшной для мужчин. Физиологически более выгоден брюшной тип, так как он осуществляется с меньшей затратой энергии. Иногда встречается смешанный тип дыхания. 100. Давление в плевральной полости, его происхождение, изменение при дыхании и роль в механизме внешнего дыхания. Несмотря на то, что легкие не сращены с грудной стенкой, они повторяют ее дви-жения. Это объясняется тем, что между ними имеется замкнутая плевральная щель. Изнутри стенка грудной полости покрыта париетальным листком плевры, а легкие ее висцеральным листком. В межплевральной щели находится небольшое количество серозной жидкости. При вдохе объем грудной полости возрастает. А так как плевральная изолирована от атмосферы, то давление в ней понижается. Легкие расширяются, давление в альвеолах становится ниже атмосферного. Воздух через трахею и бронхи поступает в альвеолы. Во время выдоха объем грудной клетки уменьшается. Давление в плевральной щели возрастает, воздух выходит из альвеол. Движения или экскурсии легких объясняются колебаниями отрицательного межплеврального давления. После спокойного выдоха оно ниже атмосферного на 4-6 мм.рт.ст. На высоте спокойного вдоха на 8-9 мм.рт.ст. После форсированного выдоха оно ниже на 1-3 мм.рт.ст., а форсированного вдоха на 10-15 мм. рт. ст. Наличие отрицательного межплеврального давления объясняется эластической тягой легких. Это сила, с которой легкие стремятся сжаться к корням, противодействуя атмосферному давлению. Она обусловлена упругостью легочной ткани, которая содержит много эластических волокон. Кроме того, эластическую тягу увеличивает поверхностное натяжение альвеол. Изнутри они покрыты пленкой сурфактанта. Он препятствует спадению альвеол, т.е. возникновению ателектаза. При генетической патологии, у некоторых новорожденных нарушается выработка сурфактанта. Возникает ателектаз и ребенок гибнет. В старости, а также при некоторых хронических заболеваниях легких, количество эластических волокон возрастает. Это явление называется пневмофиброзом. Дыхательные экскурсии затрудняются. При попадании воздуха в плевральную полость возникает пневмоторакс. Различают его следующие виды: По механизму возникновения: патологический (рак легких, абсцесс, проникающее ранение грудной клетки) и искусственный (лечение туберкулеза). В зависимости от того, какой листок плевры поврежден выделяют наружный и внутренний пневмоторакс. По степени сообщения с атмосферой различают открытый пневмоторакс. Закрытый Клапанный, В зависимости от стороны поражения - односторонний (правосторонний, левосторонний), двусторонний. Особенно опасен клапанный пневмоторакс. 101. Показатели легочной вентиляции. Суммарное количество воздуха, которое вмещают легкие после максимального вдоха, называется общей емкостью легких (ОЕЛ). Она включает дыхательный V, резервный V вдоха, резервный V выдоха и остаточный V. Дыхательный V (ДО) - это количество воздуха поступающего в легкие во время спокойного вдоха Его величина 300-800 мл. У мужчин в среднем 600-700 мл, у женщин 300-500 мл. Резервный V вдоха (РОвдоха). Количество воздуха, которое можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха. Он составляет 2000-3000 мл. Резервный V выдоха (РОвыдоха). Это V воздуха, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. Он равен 1000-1500 мл. Остаточный V (ОО). Это V воздуха остающегося в легких после максимального выдоха. Его величина 1200-1500 мл. Функциональный остаточная емкость (ФОБ)- это количество воздуха, остающегося в легких после спокойного выдоха. Т.е. это сумма остаточного V-ма и резервного V-ма выдоха С помощью ФОЭ выравниваются колебания концентрации O2 и CO2 в альвеолярном воздухе в фазы вдоха и выдоха В молодом возрасте она около 2500 мл., старческом 3500 (пневмофиброз, эмфизема).Сумма дыхательного V-ма, резервного V-ма вдоха и резервного Vа выдоха составляет жизненную емкость легких (ЖЕЛ). У мужчин она составляет 3500-4500 мл, в среднем 4000 мл. У женщин 3000-3500 мл. Величину жизненной емкости легких и составляющих ее V-мов можно измерить с помощью сухого и водяного спирометров, а также спирографа. Для газообмена в легких имеет большое значение вентиляция альвеол. Ее количественным показателем является минутный V дыхания (МОД). Это произведение дыхательного V на частоту дыханий в минуту. В покое МОД составляет 6-8 литров. Максимальной V вентиляции - это V воздуха проходящего через легкие при наибольшей глубине и частоте дыхания в минуту.Нормальное дыхание - эйпное, учащенное - тахипное, его урежение брадипное, одышка -диспное, остановка дыхания - апное. 102. Газообмен в легких. Парциальное давление газов (О2, СО2) в альвеолярном воздухе и напряжение газов в крови. В состав атмосферного воздуха входит 20,93% кислорода, 0,03% углекислого газа, 79,03% азота. В альвеолярном воздухе содержится 14% кислорода, 5,5% углекислого газа и около 80% азота. При выдохе альвеолярный воздух смешивается с воздухом мертвого пространства, состав которого соответствует атмосферному. Поэтому в выдыхаемом воздухе 16% кислорода, 4,5% углекислого газа и 79,4% азота. Дыхательные газы обмениваются в легких через альвеоло - капиллярную мембрану. Переход газов через мембрану происходит по законам диффузии. Скорость диффузии прямо пропорциональна разнице парциального давления газов. Согласно закону Дальтона, парциальное давление каждого газа в их смеси, прямо пропорционально его содержанию в ней. Поэтому парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 100 мм.рт.ст., а углекислого газа 40 мм.рт.ст. Напряжение (термин применяемый для газов растворенных в жидкостях) кислорода в венозной крови капилляров легких 40 мм.рт.ст., а углекислого газа - 46 мм.рт.ст. Поэтому градиент давления по кислороду направлен из альвеол в капилляры, а для углекислого газа в обратную сторону. Кроме того скорость диффузии зависит от площади газообмена, толщины мембраны и коэффициента растворимости газа в тканях. Общая поверхность альвеол составляет 50-80 м2, а толщина альвеоло –капиллярной мембраны всего 1 мкм. Это обеспечивает высокую эффективность газообмена. Показателем проницаемости мембраны является коэффициент диффузии Крога. Для углекислого газа он в 25 раз больше, чем для кислорода. Т.е. он диффундирует в 25 раз быстрее. Высокая скорость диффузии компенсирует более низкий градиент давления углекислого газа. Диффузионная способность легких для газа (л) характеризуется его количеством, которое обменивается за 1 минуту на 1 мм.рт.ст. градиента давления. Для кислорода в норме она равна 30 мл*мин-1*мм.рт.ст.-1 При нарушениях газообмена в альвеолах в крови повышается напряжение углекислого газа и снижается кислорода (пневмония, туберкулез, пневмосклероз). 103. Транспорт кислорода кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобина, ее характеристика. Кислородная емкость крови. Транспорт углекислого газа. Значение карбоангидразы. Напряжение O2 в артериальной крови 95 мм.рт.ст. В растворенном состоянии кровью переносится всего 0,3 об.% О2. Основная его часть транспортируется в виде HbO2. Максимальное количество O2, которое может связать гемоглобин при его полном насыщении, называется кислородной емкостью крови: В норме она составляет 18-24 об.% Образование HbO2 в легких и его распад в капиллярах тканей в основном обусловлены изменениями напряжения O2. В капиллярах легких, где напряжение его велико, происходит его образование. В тканях напряжение O2 падает. Поэтому там HbO2 диссоциирует на восстановленный гемоглобин и O2. В норме связывание Hb с O2 определяется его парциальным давлением в альвеолярном воздухе, а следовательно напряжением в крови легочных капилляров. Зависимость концентраций HbO2 от напряжения O2 в крови называется кривой диссоциации HbO2а. Она не является прямо пропорциональной. При низком напряжении O2 рост концентрации HbO2 замедлен. При напряжении от 10 до 40 мм.рт.ст. он практически прямо пропорционален. А выше снова замедляется. Поэтому кривая имеет S-образную форму. Напряжение CO2 газа в венозной крови 46 мм. рт. ст. Его перенос от тканей к легким также происходит несколькими путями. Всего в крови находится около 50 об% CO2. В плазме растворяется 2,5 об.%. В виде карбгемоглобина, в соединении с глобином, переносится около 5 об%. Остальное количество транспортируется в виде гидрокарбонатов, находящихся в плазме и эритроцитах. В капиллярах тканей СО2 поступает в эритроциты. Там под влиянием фермента карбоангидразы он соединяется с катионами водорода и превращается в угольную кислоту. Она диссоциирует и большая часть гидрокарбонат анионов выходит в плазму. Там они образуют с катионами натрия гидрокарбонат натрия. Меньшая их часть соединяется в эритроцитах с катионами калия, образуя гидрокарбонат калия. В капиллярах легких напряжение СО2 ↓, а напряжение O2а ↑. Образ. в эритроцитах HbO2 является более сильной кислотой, чем .угольная. Поэтому он вытесняет из гидрокарбоната калия анионы угольной кислоты и образует с калием калиевую соль HbO2. Освобождающиеся анионы угольной кислоты соединяются с катионами водорода Синтезируется свободная угольная кислота. При низком напряжении углекислого газа, карбоангидраза действует противоположным образом, т.е. расщепляет ее на СО2 и Н2О, которые выдыхаются. Одновременно из плазмы в эритроциты поступают анионы угольной кислоты, образующиеся в ходе диссоциации гидрокарбоната натрия. Они также образуют с катионами водорода угольную кислоту, которая расщепляется карбоангидразой на углекислый газ и воду. При дыхании из организма выводится около 200 мл углекислого газа в минуту. Это важный механизм поддержания кислотно-щелочного равновесия крови. 104. Газообмен в тканях. Парциальное напряжение О2 и СО2 в тканевой жидкости и клетках. Обмен газов в капиллярах тканей происходит путем диффузии. В артериальной крови напряжение О2 - 96 мм.рт.ст., в тканевой жидкости около 20 мм.рт.ст., а работающих мышечных клетках близко к 0. Поэтому О2 диффундирует из капилляров в межклеточное пространство, а затем клетки. Для нормального протекания окислительно-восстановительных процессов в митохондриях необходимо, чтобы напряжение О2 в клетках было не менее 1 мм.рт.ст. Эта величина называется критическим напряжением О2 в митохондриях. Ниже ее развивается кислородное голодание тканей. В скелетных мышцах кислород накапливает белок миоглобин, по строению близкий к гемоглобину. Напряжение СО2 в артериал. крови 40 мм.рт.ст., в межклеточной жидкости 46 мм.рт.ст., в цитоплазме 60 мм.рт.ст. Поэтому он выходит в кровь. Количество О2, которое используется тканями называется коэффициентом его утилизации. В состоянии покоя ткани используют около 40% кислорода или 8-10 об. % 105. Функции воздухоносных путей. Мертвое пространство. Воздухоносные пути делятся на верхние и нижние. К верхним относятся носовые ходы, носоглотка, к нижним гортань, трахея, бронхи. Трахея, бронхи и бронхиолы являются проводящей зоной легких. Конечные бронхиолы называются переходной зоной. На них имеется небольшое количество альвеол, которые вносят небольшой вклад в газообмен. Альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки относятся к обменной зоне. Физиологичным является носовое дыхание. При вдыхании холодного воздуха происходит рефлекторное расширение сосудов слизистой носа и сужение носовых ходов. Это способствует лучшему прогреванию воздуха Его увлажнение происходит за счет влаги, -секретируемой железистыми клетками слизистой, а также слезной влаги и воды, фильтрующейся через стенку капилляров. Очищение воздуха в носовых ходах происходит благодаря оседанию частиц пыли на слизистой. В воздухоносных путях возникают защитные дыхательные рефлексы. При вдыхании воздуха, содержащего раздражающие вещества, возникает рефлекторное урежение и уменьшение глубины дыхания. Одновременно суживается голосовая щель и сокращается гладкая мускулатура бронхов. Затем мышцы гортани сокращаются и голосовая щель смыкается. Начинается выдох. А так как голосовая щель сомкнута, давление в легких нарастает, голосовая щель открывается и воздух с большой скоростью выходит из легких. Возникает кашель. Все эти процессы координируется центром кашля продолговатого мозга. При воздействии пылевых частиц и раздражающих веществ на чувствительные окончания тройничного нерва возникает чихание. Различают анатомическое, функциональное и альвеолярное мертвое пространство. Анатомическим называется объем воздухоносных путей. В нем не происходит газообмена. К альвеолярному мертвому пространству относят объем альвеол которые не вентилируются или в их капиллярах нет кровотока. Функциональным мертвым пространством является сумма анатомического и альвеолярного. У здорового человека объем альвеолярного мертвого пространства очень небольшой в среднем 140 мл. Анатомическое мертвое пространство играет важную роль в процессах дыхания. Воздух в нем согревается, увлажняется, очищается от пыли и микроорганизмов. Здесь формируются дыхательные защитные рефлексы - кашель, чихание. В нем происходит восприятие запахов и образуются звуки. 106. Дыхательный центр (Н.А. Миславский). Современное представление о его структуре и локализации. Автоматия дыхательного центра. Миславский обнаружил, что в продолговатом мозге находится центр обеспечивающий смену фаз дыхания. Этот бульбарный дыхательный центр расположен в медиальной часта ретикулярной формации продолговатого мозга. Его верхняя граница находится ниже ядра лицевого нерва, а нижняя выше писчего пера. Этот центр состоит из инспираторных и экспираторных нейронов. Нервные импульсы начинают генерироваться незадолго до вдоха и продолжаются в течение всего вдоха. Несколько ниже расположенные экспираторные нейроны. Они возбуждаются к концу вдоха и находятся в возбужденном состоянии в течение всего выдоха. Кроме того, нейронам бульбарного дыхательного центра свойственно явление автоматии. Это их способность даже в отсутствии нервных импульсов от периферических рецепторов генерировать ритмические разряды биопотенциалов. Благодаря автоматии дыхательного центра происходит самопроизвольная смена фаз дыхания. Автоматия нейронов объясняется ритмическими колебаниями обменных процессов в них, а также воздействием на них СО2. Эфферентные пути от бульбарного центра идут к мотонейронам дыхательных межреберных и диафрагмальных мышц. В передней части Варолиева моста также имеются группы нейронов участвующих в регуляции дыхания. Эти нейроны имеют восходящие и нисходящие связи с нейронами бульбарного центра. К ним идут импульсы от его инспираторных нейронов, а от них к экспираторным. За счет этого обеспечивается плавный переход от вдоха к выдоху, а также координация длительности фаз дыхания. Кроме этих отделов ЦНС в регуляции дыхания участвуют гипоталамус, лимбическая система, кора больших полушарий. Они осуществляют более тонкую регуляцию дыхания. 107. Рефлекторная саморегуляция дыхания. Основная роль в рефлекторной саморегуляции дыхания принадлежит механорецепторам легких. В зависимости от локализации и характера чувствительности выделяют три их вида: 1.Рецепторы растяжения. Находятся преимущественно в гладких мышцах трахеи и бронхов. Возбуждаются при растяжении их стенок. Обеспечивают смену фаз дыхания. 2.Ирритантные рецепторы. Расположены в эпителии слизистой трахеи и бронхов. Они реагируют на раздражающие вещества и пылевые частицы. Обеспечивают защитные дыхательные рефлексы. 3.Юкстакапиллярные рецепторы. Находятся в интерстициальной ткани альвеол и бронхов. Возбуждаются при ↑ давления в малом круге кровообращения, а также ↑ объема интерстициальной жидкости. Важнейшим для дыхания является рефлекс Геринга-Брейера, При вдохе легкие растягиваются и возбуждаются рецепторы растяжения. Импульсы от них по афферентным волокнам блуждающих нервов поступают в бульбарный дыхательный центр. Они идут к β-респираторным нейронам, которые в свою очередь тормозят сс-респираторные. Вдох прекращается и начинается выдох. Данный рефлекс обеспечивает нормальную частоту и глубину дыхания, а также препятствует перерастяжению легких. Определенное значение в рефлекторной регуляции дыхания имеют проприорецепторы дыхательных мышц. При сокращении мышц импульсы от их проприорецепторов поступают к соответствующим мотонейронам дыхательных мышц. За счет этого регулируется сила сокращений мышц при каком-либо сопротивлении дыхательным движениям. 108. Гуморальная регуляция дыхания. Роль углекислоты и рН крови. Механизм первого вдоха новорожденного ребенка. В гуморальной регуляции дыхания принимают участие хеморецепторы, расположенные в сосудах и продолговатом мозге. Периферические хеморецепторы находятся в стенке дуги аорты и каротидных синусов. Они реагируют на напряжение углекислого газа и кислорода в крови. Повышение напряжения углекислого газа называется гиперкапнией, понижение гипокапнией. Даже при нормальном напряжении углекислого газа рецепторы находятся в возбужденном состоянии. При гиперкапнии частота нервных импульсов идущих от них к бульбарному центру возрастает. Частота и глубина дыхания увеличиваются. При снижении напряжения кислорода в крови хеморецепторы также возбуждаются и дыхание усиливается. Причем периферические хеморецепторы более чувствительны к недостатку кислорода, чем избытку углекислоты. Центральные или медуллярные хеморецепторные нейроны располагаются на переднебоковых поверхностях продолговатого мозга. От них идут волокна к нейронам дыхательного центра. Эти рецепторные нейроны чувствительны к катионам водорода. Гематоэнцефалический барьер хорошо проницаем для углекислого газа и лишь незначительно для протонов. Поэтому рецепторы реагируют на протоны, которые накапливаются в межклеточной и спинномозговой жидкости. Под влиянием катионов водорода на центральные хеморецепторы резко усиливается биоэлектрическая активность инспираторных и экспираторных нейронов. Дыхание учащается и углубляется. Медуллярные рецепторные нейроны более чувствительны к повышению напряжения углекислого газа. Механизм активации инспираторных нейронов дыхательного центра лежит в основе первого вдоха новорожденного. После перевязки пуповины в его крови накапливается углекислый газ и снижается содержание кислорода. Возбуждаются хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, активируются инспираторные нейроны, сокращаются инспираторные мышцы, происходит вдох. |