114. Показатели и регуляция вентиляции легких в условиях измененной газовой среды (недостаток о2, избыток со2, измененное атомосферное давление) и при физической нагрузке.

Дыхание при повышении атмосферного давления (например, при погружении в воду). 10 м + 1 атм

Дыхание при физической нагрузке (возрастание метаболических процессов – повышение требования О2, увеличение содержания СО2. В покое 250 мл/м – бег – 4 л/м). 3 фазы:

1. Начальная фаза – регуляция проприоцептивными сенсорными нейронами работающих мышц. Вентиляция повышается сразу после начала нагрузки. Транспорт СО2 несколько отстает от центральной стимуляции вентиляционного процесса – временное снижение рСО2 в альвеолах

2. Изокапническая (через минуту после начала) – метаболизм аэробный, метаболический ацидоз отсутствует, гиперкапния – стимул, вызывающий прирост вентиляции. КОС не отклоняется, так же и газовый состав

3. Анаэробная фаза – транспорт газов не удовлетворяет тканевый метаболизм – метаболический ацидоз – дополнительный фактор, стимулирующий вентиляцию

При высоком атмосферном давлении погружение под воду 10 м – 1 атм – плотность газов увеличивается – увеличение дыхания – задержка СО2 в организме (возможна декомпрессионная болезнь) – азот в крови, накапливается в тканях. Быстрый подъем – закупорка N-микрососудов (Кессонная болезнь).

Помощь – барокамера, кислородно-гелевая смесь.

При низком давлении – понижается рО2, гипервентиляция – адаптация.

3 фазы адаптации:

1. Острый ответ на гипоксию (до нескольких часов)

2. Вентиляционная акклиматизация – несколько часов, несколько дней

3. Деакклиматизация – при восстановлении нормОКСИИ.

Подъем на 2 тыс метров - нет измениения рО2, 3 тыс – немного возрастает объем дыхания (60 мм рт ст – рО2 в альвеолах), больше 3 тыс м – гипоксемия, горная болезнь.

115. Особенности первого начала термодинамики в биологических системах. Виды полезной работы организма, их коэфиценты полезного действия. Первичные и вторичные типы.

Термодинамика – раздел физики, изучающий обмен энергии между системами

Термодинамика биологических систем – раздел биофизики, изучающий превращение энергии и ее трансформацию в живом организме (открытые системы).

Первый закон термодинамики (Ломоносов, Джоуль, Гельмгольц, Майер) – закон сохранения энергии – кол-во теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии системы и совершение системой работы.

Дельта U= U2 – U1 – конечное и начальное состояние внутренней энергии

Q= дельта U+А

Внутренняя энергия – сумма кинетической и потенциальной энергии частиц.

Q – Теплота, U – внутренняя энергия, А – работа

Работа и тепло – два способа превращения энергии. В живом организме работа совершается за счет измениения внутренней энергии при биохимических реакциях (живой организм не работают по принципу тепловой машины)

Тепловыделение – при окислении других конечных продуктов образуется энергия, переходящая в работу на жизнедеятельность и синтетические процессы (первичное тепло)

50% энергии при окислении – запасается в АТФ, а при разрыве связей АТФ – расходуется на выполнение работы, которая переходит в тепло (вторичная теплота)

Работа – мера превращения энергии из одной формы в другую (химическая, механическая, осмотическая, электрическая)

Химическая работа – при синтезе высокомолекулярных веществ из низкомолекулярных, а также протекание химических реакций

Механическая – перемещение частей и органов тела против механических сил

Осмотическая работа – перенос веществ через мембрану из области низких концентраций в область с высоких концентраций

Электрическая работа – перенос заряженных частиц в электрическом поле