Материал: Физиология методички

крові СО2 після гіпервентиляції та фізичного на-

2. Методики дослідження функціональних

вантаження настільки велика, що цей фактор у

станів системи дихання та їх клінічне викорис-

багато разів перекриває відмінності після вдиху

тання.

і видиху. Тому після гіпервентиляції тривалість

Перелік практичних навичок з фізіології систе-

затримки значно збільшується, а те, що вона про-

ми дихання:

водилася на вдиху або на видиху, за даних

1. Оцінювати стан кожного з етапів дихання

умов неістотно.

і механізми регуляції на основі аналізу пара-

12. За умов активізації обміну речовин у крові

метрів, які характеризують функції етапів дихан-

збільшується вміст СО і знижується вміст О

, що

ня.

2

2

є причиною рефлекторного збудження дихально-

го центру через хеморецептори судин або хемо-

2. Оцінювати стан організму за показниками

спірометрії.

чутливі зони мозку.

3. Оцінювати стан організму за показниками

13. Дихання слабшає, оскільки після гіпервен-

спірографії.

тиляції розвивається гіпокапнія і подразнення

4. Оцінювати стан організму за показниками

хеморецепторів рефлексогенних зон вуглекислим

пневмотахометрії.

газом зменшується.

14. Підвищення парціального напруження

СО2 в крові зрушує криву дисоціації HbO2 впра-

Тестові завдання до самоконтролю

во і прискорює процес його розпаду.

рівня знань

15. У результаті затримки дихання в крові на-

громаджується СО2, який подразнює хеморецеп-

1. Яка кількість повітря називається функціо-

тори рефлексогенних зон і викликає почастішан-

нальною залишковою ємністю?

ня і поглиблення дихання.

A. Кількість повітря, що залишається в леге-

16. Легенева вентиляція і ХОД у дітей зроста-

нях після спокійного видиху

ють переважно за рахунок зміни ЧД.

B. Кількість повітря, що залишається в леге-

17. 1) Перетискання трахеї у першого собаки

нях після форсованого видиху

викликає гіпоксію в його організмі, тобто зни-

C. Сума об’ємів спокійного і резервного ви-

ження вмісту О2 і збільшення напруження СО2 в

диху

крові. Ця кров надходить у голову другого со-

D. Кількість повітря, яку можна вдихнути

баки і омиває структури дихального центру,

після спокійного вдиху

пневмотаксичний відділ дихального центру сти-

E. Об’єм анатомічного мертвого простору

мулює роботу інспіраторного відділу, що супро-

воджується гіперпное у другого собаки. Гіпер-

2. Як називається об’єм повітря, що являє

пное призводить до підвищення вмісту О2

і зни-

суму дихального об’єму, резервного об’єму вдиху

ження рівня СО2 в крові другої тварини. Ця кров

і резервного об’єму видиху?

омиває структури дихального центру першого

A. Форсована ЖЄЛ

собаки і викликає у нього апное.

B. Об’єм анатомічного і функціонального

2) У цьому досліді вперше був доведений гу-

мертвого простору

моральний механізм регуляції дихання.

C. ФЗЄ

3) Автором даного експерименту є італійсь-

D. ЖЄЛ

кий фізіолог Фрідерік (1890).

E. ХОД

18. 1) Симптоми, що з’явилися у потерпілого

під час легкого отруєння СО, викликані нарос-

3. Які показники зовнішнього дихання збіль-

танням гіпоксії, оскільки Hb почав сполучатися

шуються за умов регулярних занять спортом?

з чадним газом і перестав транспортувати O2.

A. ЖЄЛ

2) Спорідненість Hb до чадного газу в 200

B. ФЖЄЛ

разів більша, ніж до O2, тому киснева ємність

C. ОФВ1

крові падає.

D. ДО

3) При легкому отруєнні досить винести по-

E. Усі вищеперелічені

терпілого на свіже повітря.

13. Проведено дослідження з вивчення впливу

поліпное у собаки збігається з власною резонанс-

на організм людини дихання в замкнутому про-

ною частотою грудної клітки — 350–400 за 1 хв,

сторі (мішок Дугласа). Проаналізовано два ва-

що приводить до найменших витрат енергії на

ріанти: а) випробовуваний здійснює вдих і ви-

подолання сил опору й ефективного фізіологіч-

дих через дуже коротку трубку, сполучену зі

ного механізму віддачі тепла.

спеціальним мішком Дугласа, заповненим атмо-

4. 1) Перша тварина загинула від різкої гіпо-

сферним повітрям; водночас реєструються пнев-

ксії.

мограма, вміст HbO2 в крові та ЧСС (досліджен-

2) У правій легені було порушення на першо-

ня припиняється за умов виникнення задишки);

му етапі дихання: через перев’язаний правий

б) випробовуваний також дихає через коротку

бронх повітря не надходило в праву легеню. У

трубку, сполучену з мішком Дугласа, але по-

лівій легені після перев’язування лівої легеневої

вітря, що за цих умов видихається, проходить

артерії припинився кровотік, тому другий етап

через поглинач СО2; також реєструються пневмо-

дихання — газообмін між альвеолярним повітрям

грама, вміст HbO2 і ЧСС (дослідження припи-

і кров’ю — відсутній. Таким чином, ні крізь пра-

няється за умов виникнення задишки). Поясніть,

ву, ні крізь ліву легеню організм не отримував О2

яке дослідження продовжувалося довше — пер-

і не видаляв СО2.

ше (а) або друге (б). Які зміни реєстрованих по-

3) У першому експерименті спостерігалося ко-

казників спостерігаються у першому і другому

роткочасне судомне дихання, потім зупинка ди-

варіантах дослідження і чому? У якого випробо-

хання. Це було викликано різкою зміною рН

вуваного вони раніше почнуться? Зміни яких го-

крові (нагромадження СО2) і зниженням рівня О2,

меостатичних параметрів в організмі призводять

що призвело до гіпоксії мозку і швидкої загибелі

до задишки?

тварини. У другому експерименті, для підтримки

14. Поясніть механізм почастішання дихання

О2/СО2 в крові на оптимальному для метаболіз-

під час бігу.

му рівні, за рахунок саморегуляції сталося ком-

15. Навіть дуже тренована людина не може

пенсаторне збільшення глибини і частоти дихан-

пробути під водою довше 5–6 хв. СО2, що нагро-

ня, оскільки ліва легеня в диханні не брала

маджується у надлишку через затримку дихан-

участі, а весь газообмін організму забезпечував-

ня, подразнює дихальний центр і, врешті-решт,

ся лише правою легенею.

відбувається вдих. Поясніть, як же в такому разі

5. 1) Водолаз при зануренні під воду дихає

деякі пірнаючі тварини можуть залишатися під

повітрям, що подається з поверхні під великим

водою достатньо довго, інколи до години (кити),

тиском. За цих умов парціальний тиск кожного

і за цих умов не дихати.

газу в цьому повітрі збільшений (занурення на

16. У погано провітрюваній кімнаті вміст СО2

кожних 10 м дає збільшення тиску приблизно на

більше норми і недостатня кількість О2. Поясніть,

1 атм). Що більший тиск газу, то більше він роз-

хто у цій ситуації раніше відчує задуху в при-

чиняється в рідині. У даному випадку це відбу-

міщенні — діти або дорослі.

вається в крові й інших рідких середовищах

організму. У крові з’являється велика кількість

Відповіді до ситуаційних завдань

розчинених газів: кисню, вуглекислого газу і

азоту.

1. Для вимірювання ДО необхідно зробити

2) За умов підйому на поверхню тиск падає,

нормальний спокійний видих у спірометр після

і пропорційно швидкості підйому розчинені гази

спокійного вдиху. Краще зробити за умов підня-

переходять у газоподібний стан, що супрово-

того ковпака спірометра кілька спокійних вдихів

джується появою газових бульбашок у крові.

і видихів, не виймаючи трубки з рота, і взяти се-

Особливо небезпечні бульбашки азоту: інертний

реднє значення. Для визначення РОвд необхідно

газ не вступає в хімічні сполучення, на відміну

попросити випробовуваного зробити після нор-

від О2 і СО2, і його бульбашки можуть закупо-

мального вдиху з атмосфери додатковий макси-

рити кровоносні судини, що спричинить пору-

мально можливий вдих з-під піднятого ковпака

шення метаболізму у відповідних тканинах і

спірометра. Для визначення РОвид треба зробити

органах, тобто кесонну хворобу. Під час по-

після спокійного видиху в атмосферу максималь-

вільного підйому на поверхню азот може посту-

но можливий видих у спірометр.

пово виводитися з організму без утворення вели-

2. Під час вдиху за рахунок зниження тиску

кої кількості бульбашок, а О2 і СО2 вступатимуть

в грудній порожнині розширюються кровоносні

у хімічні сполучення. Для профілактики кесонної

судини середостіння. За цих умов венозний при-

хвороби під час підводних робіт у дихальній

плив до легенів і передсердя зростає. Це приво-

суміші азот заміщується на інший інертний газ,

дить до рефлекторного почастішання серцебиття

який має меншу розчинність, ніж азот.

(дихальна аритмія) і зміни АТ (дихальні хвилі на

3) Нирці знаходяться під водою протягом де-

кривій АТ).

кількох хвилин, перед пірнанням вони вдихнули

3. Терморегуляторне поліпное у собак вини-

повітря за нормального атмосферного тиску,

кає як компенсаторний механізм віддачі тепла

тому розчинність газів у крові збільшилася. Та-

через відсутність потових залоз. За цих умов у

ким чином, передумов для розвитку кесонної хво-

собаки основне навантаження для дихальних

роби немає.

м’язів створюють переміщення грудної клітки під

4) Для збільшення терміну перебування під

час дихання. Частота дихальних рухів за умов

водою без дихальної апаратури необхідні три-

валі тренування, які розширюють функціо-

поезу, який стимулюється еритропоетином. Про-

нальні можливості організму. Досягається це за

дукція еритропоетину посилюється за умов

рахунок механізмів саморегуляції, які дозволя-

гіпоксії ниркової тканини. Гіпоксія всіх тканин,

ють збільшити кисневу ємність крові: викид

і ниркової в тому числі, розвивається в резуль-

крові з депо, стимуляція еритропоезу, збільшен-

таті зміни газообміну між альвеолярним повітрям

ня спорідненості Hb до O2; крім того, змінюєть-

і кров’ю (зниження рО2 і рСО2 в альвеолярному

ся робота серця.

повітрі під час дихання за умов зниженого атмо-

6. 1) Збільшення фізичного навантаження (біг)

сферного тиску).

супроводжується стимуляцією інтенсивності ме-

2) Тепло, продуковане при скороченні скелет-

таболізму, це потребує підвищеного кисневого

них м’язів, посилює дисоціацію HbO2 для кращо-

забезпечення і виведення з організму надлишку

го забезпечення м’язів киснем. Спортсмени нама-

СО2. Ось чому в обох студентів спостерігається

гаються довше зберегти тепло за допомогою теп-

гіпервентиляція.

лого одягу, аби поліпшити оксигенацію м’язів.

2) Коефіцієнт легеневої вентиляції (КЛВ) до-

3) Йдеться про еритропоетин, який підсилює

рівнює відношенню різниці ДО й об’єму мертво-

еритропоез у червоному кістковому мозку для

го простору до суми залишкового об’єму і РОвид.

збільшення кисневої ємності легенів.

Таким чином, у першого студента КЛВ = (500 –

4) Збільшення кількості формених елементів у

– 150) : (1000 + 1500) = 0,14; у другого студента

крові, у даному випадку збільшення вмісту Ер,

КЛВ = (1200 – 150) : (1000 + 1500) = 0,42.

підвищує в’язкість крові, що негативно позна-

3) Ефективніше дихання у другого студента.

чається на гемодинаміці.

7. Черевний тип дихання може бути для жінок

13. 1) Друге дослідження (б) тривало довше,

ускладнений під час вагітності.

оскільки випробовуваний вдихав із мішка по-

8. За допомогою номограм, а точніше, вико-

вітря з нормальним вмістом СО2, тимчасом як у

ристовуючи таблицю Клеменса, треба знайти

першому дослідженні (а) вміст СО2 швидко

належні величини ЖЄЛ та індексу Тіффно з ура-

збільшувався за рахунок повітря, що надходить.

хуванням статі, віку і зросту випробовуваного

2) У першого випробовуваного швидше

та порівняти їх з отриманими результатами об-

збільшуються частота і глибина дихання, зрос-

стеження; об’єм анатомічного мертвого простору

тають вміст HbO2 (на початку дослідження) і

у дорослої людини в нормі приймається за 120–

ЧСС. У другого випробовуваного ці зміни бу-

150 мл. Очевидним виявиться зменшення індексу

дуть виражені набагато слабкіше і розпоч-

Тіффно (норма 70–85 %). Ці результати говорять

нуться пізніше. Для підтримки газового скла-

про деяке обструктивне звуження дихальних

ду крові на оптимальному для метаболізму

шляхів.

рівні включаються механізми саморегуляції,

З проведеного обстеження ясно, що звуження

які працюють у кількох напрямках: зміна зов-

дихальних шляхів не пов’язане з нагромаджен-

нішнього дихання (збільшення частоти і гли-

ням слизу (функція мукоцитів нормальна), чу-

бини) за рахунок збільшення вмісту СO2 в

жорідні тіла і пухлини шляхів відсутні. Ймовір-

організмі, який гуморальнo стимулює дихан-

на причина — підвищений тонус гладких м’язів

ня. У першому дослідженні це відбувається

у стінці бронхів. Отже, має бути призначений

набагато швидше, оскільки випробовуваний

препарат, який через β2-адренорецептори викли-

вдихає повітря зі все зростаючим вмістом СО2,

че розширення бронхів.

а в другому цього не відбувається. На хемо-

9. Можливо, причина в особливій структурі

рецептори дихального центру діє не СО2, а

системи трахейного дихання. Повітря надходить

іони Н+, вміст яких у крові збільшується про-

у клітини крізь величезну кількість найдрібніших

порційно концентрації СО2. Зовнішнє дихан-

трубочок — трахей. Ця система недостатньо

ня залежить також від вмісту О2 в організмі —

ефективна за умов великих розмірів організму,

збільшення кисневої ємності крові за рахунок

оскільки трахеями повітря не може проникати на

викиду крові в депо, що призводить, зокрема,

великі відстані.

до підвищення вмісту HbO2 — збільшення час-

10. Загальна поверхня шкіри у людини дорів-

тоти і сили скорочення серця за умов підви-

нює 1,5–2,0 м2, а якщо розвернути всі сотні мільйо-

щення швидкості кровотоку з метою швидшо-

нів альвеол легенів, то сумарна їх поверхня, че-

го газообміну.

рез яку відбувається газообмін, виявиться при-

3) До задишки призводить гіпоксія організму

близно в 50 разів більшою — 90–100 м2. Саме у

(тканин), спричинена збільшенням вмісту СО2

дуже великій дихальній поверхні і полягає пере-

(розвиток ацидозу) і зниженням рівня О2.

вага легеневого дихання.

14. За умов фізичного навантаження утво-

11. У плоских черв’яків немає спеціалізованих

рюється надлишкова кількість СО2, який є спе-

органів, які забезпечують газообмін. Дихання

цифічним подразником дихального центру.

відбувається всією поверхнею тіла. Тому лише за

15. Якщо СО2 нагромаджується, а дихальний

сплюснутої форми тіла дифузія може забезпечи-

центр не збуджується, отже, його збудливість під

ти доставку О2 у тканини завдяки тому, що

час пірнання різко знижується.

вони знаходяться не дуже далеко від поверхні.

16. У першу чергу відчуття духоти з’явиться

Проведіть аналогію з формою еритроцита.

у дорослих, оскільки у дітей знижена чутливість

12. 1) Тренування у горах підвищують кисне-

дихального центру до нестачі кисню і надлиш-

ву ємність крові за рахунок посилення еритро-

ку вуглекислоти.