Работа № 3 Особенности дыхания в условиях пониженного и повышенного атмосферного давлений, физиологический механизм адаптации к условиям гор.
Цель работы: Выяснить особенности дыхания в условиях пониженного и повышенного атмосферного давлений и физиологический механизм адаптации к условиям гор.
В области высоких давлений О2 (выше 90 мм Hg), т. е. в тех условиях, которые имеются в альвеолах, небольшие колебания парциального давления кислорода не оказывают значительного влияния на связывание его гемоглобином. В этих случаях 90 - 95% гемоглобина всей крови превращается в оксигемоглобин. Однако при низких парциальных давлениях О2, т. е. при давлениях, наблюдающихся в тканях, даже незначительное понижение давления сопровождается распадом оксигемоглобина, освобождением кислорода и переходом его в ткани. На присоединение О2 гемоглобином оказывает влияние присутствие СО2. При одном и том же парциальном давлении О2 в присутствии СО2 связывается меньше О2 и вся кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается вправо. Поэтому поступление в кровь СО2 из тканей облегчает освобождение О2 из оксигемоглобина и переход его в ткани. Выделение из крови СО2 в легких, наоборот, облегчает связывание О2 гемоглобином. При повышении температуры тела усиливается диссоциация оксигемоглобина.
Одно из главных свойств живых организмов – способность адаптации к конкретным условиям существования во внешней среде. Изменение условий среды вызывает функциональные сдвиги в организме, которые при определенных условиях могут переходить в состояние болезни.
Приспособление животных к разреженной газовой среде связано с перестройкой функций многих органов и систем. В условиях пониженного атмосферного давления вследствие недостаточного снабжения кислородом через дыхательные органы возникает гипоксия (недостаток кислорода в отдельных тканях или в целом в организме), которая приводит к изменению многих функций.
Приспособление животных к горным условиям показало, что реакция организма может иметь двоякую направленность:
1. включение физиологических механизмов, увеличивающих доставку кислорода к тканям путем поддержания гомеостаза газовой среды в альвеолах легких;
2. приспособление самих тканей к существованию в бедной кислородом среде и ограничение кислородного запроса путем снижения жизнедеятельности организма или отдельных систем.
В первые дни адаптации к горным условиям животные затрачивают большое количество энергии на приспособление. В первые 15 дней среднесуточный прирост массы тела телят составил 100 г, а через месяц он достигает 900-1000 г. Адаптация в горах за счет изменений в функциональных системах продолжается 20-30 дней, после чего наступает тканевая адаптация, характеризующаяся понижением потребления кислорода.
Виды гипоксии: дыхательная, циркуляторная и другие виды.
Физиологический механизм адаптации к условиям гор обусловлен:
1. увеличением числа эритроцитов в крови и следовательно, повышением кислородной емкости крови;
2. усилением легочной вентиляции;
3. понижением чувствительности тканей организма, в частности центральной нервной системы, к недостаточному снабжению кислородом.
Когда животные дышат воздухом под давлением 5-6 атм., т.е. в условиях высокого давления, количество всех растворенных газов в крови резко увеличивается. Этот процесс сам по себе не оказывает влияния при постепенной декомпрессии, азот по мере падения давления выделяется с выдыхаемым воздухом и организму опасность не угрожает. При слишком быстрой декомпрессии, например, при быстром подъеме водолаза со дна моря, азот не успевает выделиться из организма. В этом случае растворимость азота понижается, в крови появляются газовые пузырьки, которые могут привести к эмболии сосудов.
Задание: Изучить особенности дыхания в условиях пониженного и повышенного атмосферного давлений и физиологический механизм адаптации к условиям гор (А.Н. голиков, 1991; В.Г. Скопичев и др., 2004).
Контрольные вопросы:
1. Дыхание при пониженном атмосферном давлении.
2. Какие приспособительные изменения происходят в организме при длительном пребывании в условиях гор.
3. Гипоксия и ее виды.
4. Гипокапния.
5. Дыхание при повышенном атмосферном давлении. Кесонная болезнь и механизм ее возникновения.