תרגול 2 מערכת הנשימה

תוכן העניינים:

1. מכניקת מערכת הנשימה
2. חילוף גזים והובלת גזים
3. תרגול 3 - פעפוע גזים ויחס אוורור-זילוח
4. יחס אוורור-זילוח
5. נפחי ריאה, ספירומטריה ומכניקה נשימתית
6. יחס אוורור-זילוח ודיפוזיה
7. הובלת גזים, A-a gradient וגובה רב
8. תרגול 4: השפעת אוורור על הגזים בנאדיות ושינוע גזים בדם
9. השפעת אוורור על גזים בנאדיות
10. שינוע חמצן בדם ותכולת חמצן
11. שינוע פחמן דו־חמצני בדם
12. יחס צריכת חמצן, ייצור פד״ח ואספקת חמצן

מכניקת מערכת הנשימה

• לחץ תוך־פלאורלי
• לחץ טרנספולמונרי
• $\mathrm{Palv}$ / $\mathrm{Ppl}$ / $\mathrm{Ptp}$
• שאיפה ונשיפה במחזור נשימתי
• Pneumothorax
• Equal Pressure Point
• Emphysema / מחלות חסימתיות

לפני השאלות: הכוחות והלחצים במערכת הנשימה

לפני שניגשים לשאלות, כדאי לסדר את הרעיון המכני שעליו נשען התרגול.

יש כוח אחד עיקרי שמושך או מתנגד לקריסה כלפי חוץ: האלסטיות של בית החזה. כלוב הצלעות לא “רוצה” לקרוס פנימה, ולכן הוא מתנגד לכוחות שמנסים למשוך את מערכת הנשימה פנימה:

1. מתח פנים בנאדיות - אינטראקציה בין שכבת הנוזל הדקה בנאדית לבין האוויר, שיוצרת נטייה של הנאדית להיסגר.
2. האלסטיות של הריאה עצמה - הריאה נוטה לחזור פנימה ולהתרוקן מאוויר.
3. כוח הכבידה - בעמידה, הריאה נמשכת כלפי מטה, ולכן הלחץ והנפח אינם אחידים לגמרי בין אזורי הריאה השונים.

שני מושגים חשובים כאן הם אלסטיות ו־Compliance:

אלסטיות מתארת את ההתנגדות של כלי או איבר להתרחבות.

Compliance הוא המושג ההפוך: עד כמה קל להרחיב את האיבר עבור שינוי נתון בלחץ.

בתרגול עובדים בעיקר עם לחצים יחסיים לאטמוספירה. לכן:

• לחץ אטמוספרי בגובה פני הים הוא בערך $760\, \text{mmHg}$.
• כאשר אומרים $\mathrm{Palv} = 0$, הכוונה היא שהלחץ בנאדית שווה ללחץ האטמוספרי.
• כאשר אומרים $\mathrm{Ppl} = -5$, הכוונה היא שהלחץ הפלאורלי נמוך ב־$5\, \text{mmHg}$ או $5\,\ce{cmH_2O}$ מן האטמוספירה, לפי יחידות ההקשר.

לדוגמה, אם עובדים ביחס ל־$760\, \text{mmHg}$:

הגרדיאנט שמכניס אוויר או מוציא אוויר תלוי בהפרש בין הלחץ בנאדיות לבין הלחץ האטמוספרי:

• אם $\mathrm{Palv} < \mathrm{Patm}$ - אוויר נכנס פנימה.
• אם $\mathrm{Palv} > \mathrm{Patm}$ - אוויר יוצא החוצה.
• אם $\mathrm{Palv} = \mathrm{Patm}$ - אין זרימת אוויר נטו.

שאלה 1: לחץ טרנספולמונרי

ההפרש, כלומר מפל הלחצים, בין הלחץ התוך־נאדיתי $\mathrm{Palv}$ לבין הלחץ התוך־פלאורלי $\mathrm{Ppl}$ מגדיר את מה?

1. היענות הריאה
2. היסטרזיס
3. מתח פנים
4. סורפקטנט
5. לחץ טרנספולמונרי

שאלה 2: לחץ תוך־פלאורלי באמצע שאיפה

הלחץ בחלל הפלאורלי $\mathrm{Ppl}$ של אישה בריאה בת 56, במצב מנוחה מיד לפני שאיפה, כלומר בקיבולת תפקודית שיורית (Functional Residual Capacity), שווה בערך:

מה יכול להיות הלחץ התוך־פלאורלי $\mathrm{Ppl}$ באמצע שאיפה?

1. $+1$
2. $+4$
3. $0$
4. $-3$
5. $-6.5$

שאלה 3: שינוי בלחץ הפלאורלי מול שינוי בלחץ הנאדיתי

מדוע האיורים מראים שינוי בלחץ הפלאורלי ($\mathrm{Ppl}$) של כ־$1.5-2 \, \mathrm{cmH_2O}$, אך רק שינוי של $1 \, \mathrm{cmH_2O}$ בלחץ בתוך הנאדית ($\mathrm{Palv}$)? (תסתכלו למשל על השינוי בין D ל־A בתמונה למעלה)

1. משום שהיענות הריאה (Compliance) גבוהה יותר מהיענות בית החזה.
2. משום שהנאדיות פתוחות לזרימת אוויר, והתנועה של האוויר “מפרקת” חלק ממפל הלחצים שנוצר.
3. משום שהסורפקטנט מקטין את מתח הפנים ובכך מונע מהלחץ הנאדיתי להשתוות ללחץ הפלאורלי.
4. מדובר בטעות במדידה; בנשימה תקינה השינוי ב־$\mathrm{Palv}$ חייב להיות זהה לשינוי ב־$\mathrm{Ppl}$.
5. הלחץ הפלאורלי תמיד גבוה יותר מהלחץ הנאדיתי בגלל חוק בויל.

מחזור נשימתי: מה קורה לאורך שאיפה ונשיפה?

בסוף נשיפה נינוחה, כלומר בתחילת מחזור נשימה חדש, אין תנועה נטו של אוויר:

כאשר מתחילה שאיפה, נפח בית החזה גדל. לפי הקשר בין לחץ לנפח, הגדלת הנפח מורידה את הלחץ בנאדיות:

כעת יש מפל לחצים מן האטמוספירה אל הנאדיות, ולכן אוויר נכנס פנימה. במקביל, הלחץ הפלאורלי נעשה שלילי יותר, למשל:

ולכן הלחץ הטרנספולמונרי באמצע שאיפה יכול להיות:

בסוף שאיפה, האוויר כבר נכנס והלחץ הנאדיתי חוזר ל־0, ולכן הזרימה נעצרת.

בנשיפה נינוחה קורה התהליך ההפוך: השרירים ששימשו לשאיפה עוברים הרפיה, נפח בית החזה קטן, הלחץ בנאדיות עולה לערך חיובי קטן, ואוויר יוצא החוצה עד שהלחץ בנאדיות חוזר שוב ל־0.

נקודה חשובה מהתרגול: בגרף זרימת אוויר, הזרימה עולה לפיק ואז יורדת. הסיבה היא שלאורך השאיפה והנשיפה משתנים גם מפל הלחצים וגם התכונות המכניות של הריאה ובית החזה. ככל שהריאה מתמלאת יותר, ההתנגדות שלה להמשך התרחבות גדלה, ולכן הזרימה אינה נשארת קבועה.

שאלות 7-4: חזה אוויר טראומטי

שירן וחבר שלה היו בדרך למסיבה כאשר רכב פגע בהם פגיעה חזיתית. שירן לא הייתה חגורה ונזרקה מהרכב. כשהגיע צוות ההצלה היה ברור שיש לה פגיעה רב־מערכתית, כולל פגיעה חודרת לבית החזה עם חזה אוויר - Pneumothorax. היא חשה קוצר נשימה, וסטורציה הראתה ריווי חמצן של 85%. בחדר הלם בוצע צילום חזה שאישר תמט של הריאה השמאלית, ונקז חזה הוכנס לחלל החזה.

שאלה 4: לחץ פלאורלי בחזה אוויר

לאחר חזה אוויר טראומטי, הלחץ בחלל הפלאורלי משתווה ללחץ האטמוספרי:

מהו הלחץ התקין בחלל הפלאורלי בסוף נשיפה נינוחה (FRC), ומה המשמעות של לחץ פלאורלי השווה לאפס ($\mathrm{Ppl} = 0$)?

1. תקין: $+5 \, \mathrm{cmH_2O}$. משמעות ה־0: לחץ שלילי קיצוני שגורם לניפוח יתר.
2. תקין: $0 \, \mathrm{cmH_2O}$. משמעות ה־0: מצב פיזיולוגי תקין במנוחה.
3. תקין: $-5 \, \mathrm{cmH_2O}$. משמעות ה־0: אובדן מפל הלחצים שמחזיק את הריאה פתוחה מול הנטייה האלסטית שלה להתכווץ.
4. תקין: $-5 \, \mathrm{cmH_2O}$. משמעות ה־0: עלייה בהיענות הריאה שגורמת לכניסת אוויר מוגברת.

שאלה 5: תמט ריאתי בחזה אוויר

מהו המנגנון העיקרי שגורם לתמט (Atelectasis) של הריאה בזמן חזה אוויר?

1. כניסת אוויר לחלל הפלאורלי שיוצרת לחץ חיובי, מה שמאפשר לנטייה האלסטית של הריאה למשוך אותה החוצה.
2. כניסת אוויר לחלל הפלאורלי המבטלת את הלחץ השלילי, מה שמאפשר לנטייה האלסטית של הריאה למשוך אותה פנימה.
3. כניסת אוויר לחלל הפלאורלי שיוצרת לחץ שלילי, מה שמאפשר לנטייה האלסטית של הריאה למשוך אותה פנימה.
4. כניסת אוויר לחלל הפלאורלי המבטלת את הלחץ החיובי, מה שמאפשר לנטייה האלסטית של הריאה למשוך אותה החוצה.

שאלה 6: התרחבות בית החזה בחזה אוויר

מדוע בחזה אוויר בצד הפגוע, בית החזה נוטה דווקא להתרחב החוצה?

1. בגלל הלחץ החיובי של האוויר שנכנס מהאטמוספירה ודוחף את הצלעות.
2. כתגובה רפלקסיבית של שרירי בין־צלעיים (Intercostals) המנסים לפצות על אובדן החמצן.
3. בגלל אובדן המשיכה פנימה שהפעילה הריאה; לבית החזה יש נטייה אלסטית טבעית להתרחב החוצה.
4. כתוצאה מהצטברות נוזל פלאורלי (Hydrothorax) שדוחף את בית החזה.

שאלה 7: מטרת הוואקום בחזה אוויר

מהו התפקיד הפיזיולוגי של הפעלת וואקום (לחץ שלילי) דרך נקז החזה?

1. הקטנת ה־FiO2 בתוך הריאה הפגועה באופן אקטיבי.
2. הגדלת ה־FiO2 בתוך הריאה הפגועה באופן אקטיבי.
3. פינוי האוויר הכלוא ושחזור הלחץ החיובי כדי להצמיד מחדש את הפלאורה הוויצרלית לפריאטלית.
4. פינוי האוויר הכלוא ושחזור הלחץ השלילי כדי להצמיד מחדש את הפלאורה הוויצרלית לפריאטלית.

שאלות 9-8: Equal Pressure Point

כדי שתהיה זרימת אוויר, צריך מפל לחצים מן הנאדיות, לאורך נתיבי האוויר, ועד ללחץ האטמוספרי מחוץ לפה.

בשאיפה, הלחץ הכי שלילי נמצא באזור הנאדיות, ונעשה פחות שלילי ככל שמתקרבים לפה. לכן אוויר זורם פנימה.

בנשיפה, הלחץ הכי חיובי נמצא באזור הנאדיות, ונעשה פחות חיובי ככל שמתקרבים לפה. לכן אוויר זורם החוצה.

לאורך נתיבי האוויר יש ירידת לחץ הדרגתית. ה־Equal Pressure Point היא הנקודה שבה הלחץ בתוך נתיב האוויר משתווה ללחץ שמחוץ לו, כלומר ללחץ הפלאורלי.

שאיפה ונשיפה מאומצת

עד עכשיו דובר בעיקר על שאיפה ונשיפה נינוחות. בנשימה מאומצת מופעלים שרירים נוספים ונוצרים לחצים גדולים בהרבה.

בשאיפה מאומצת עובדים, בין היתר:

• הסרעפת.
• השרירים הבין־צלעיים החיצוניים.
• שרירי עזר כמו Scalene ו־Sternocleidomastoid.

בנשיפה מאומצת עובדים, בין היתר:

• שרירי הבטן.
• השרירים הבין־צלעיים הפנימיים.

במהלך נשיפה מאומצת הלחץ הפלאורלי יכול להפוך לחיובי מאוד. כל עוד הלחץ בתוך נתיב האוויר גבוה יותר מהלחץ הפלאורלי, נתיב האוויר נשאר פתוח. אבל ככל שמתקדמים לכיוון הפה, הלחץ בתוך נתיב האוויר יורד.

לדוגמה:

אם באזור מסוים בנתיב האוויר:

אז:

כלומר נתיב האוויר עדיין פתוח.

אבל אם בהמשך הדרך הלחץ בתוך נתיב האוויר יורד ל־$+15$:

כאן הלחץ מבחוץ גדול מהלחץ מבפנים, ולכן יש נטייה לקריסה של נתיב האוויר.

שאלה 8: Equal Pressure Point

מה מתרחש בנתיבי האוויר בנקודת השתוות הלחצים (EPP) בזמן נשיפה מאומצת?

1. הלחץ בתוך נתיב האוויר שווה ללחץ הפלאורלי, והכוח שמחזיק את נתיב האוויר פתוח מתאפס.
2. הלחץ בתוך נתיב האוויר שווה ללחץ האטמוספרי, מה שגורם לזרימה מקסימלית.
3. הלחץ בתוך הנאדיות משתווה ללחץ בקנה הנשימה, וזרימת האוויר נעצרת.
4. הלחץ בתוך נתיב האוויר שווה ללחץ האטמוספרי, והכוח שמחזיק את נתיב האוויר פתוח מתאפס.

שאלה 9: EPP במחלות חסימתיות

כיצד משתנה הדינמיקה של ה־EPP בחולה עם אמפיזמה (נפחת) בזמן נשיפה?

1. ה־EPP זזה לכיוון הפה, מה שמקל על הוצאת האוויר.
2. ה־EPP אינה משתנה, אך התנגדות נתיבי האוויר יורדת בגלל אובדן סחוס.
3. ה־EPP זזה לכיוון הנאדיות (לנתיבי אוויר קטנים ללא סחוס), מה שמוביל לקריסת נתיבי אוויר ולכידת אוויר (Air Trapping).
4. הלחץ הפלאורלי נשאר שלילי יותר, ולכן ה־EPP לעולם לא נוצרת.

חילוף גזים והובלת גזים

• FiO₂
• לחץ חלקי של חמצן
• חוק דלתון
• אוויר יבש מול אוויר מלוחח
• משוואת הגזים האלוואולרית
• RQ
• מון בלאן / גובה רב

לפני השאלות: אחוז חמצן לעומת לחץ חלקי

אחד הדגשים המרכזיים בתרגול הוא ההבדל בין האחוז היחסי של החמצן באוויר לבין הלחץ החלקי של החמצן.

האחוז היחסי של החמצן באוויר רגיל הוא בערך:

אבל הלחץ החלקי של החמצן תלוי גם בלחץ הכולל של תערובת הגזים:

בגובה פני הים, באוויר יבש:

כאשר האוויר נכנס לדרכי הנשימה, הוא עובר לחלוח (הוספת לחות). בטמפרטורת גוף, לחץ אדי המים הוא בערך:

לכן, באוויר מלוחח, הלחץ הזמין לשאר הגזים אינו $760$, אלא:

זה הבסיס לכל השאלות הבאות.

שאלה 1: Fraction of Inspired Oxygen

נתון לחץ אטמוספרי רגיל בגובה פני הים, $760\, \text{mmHg}$, ואדם השואף אוויר רגיל. מהו ה־Fraction of Inspired Oxygen (FiO₂) של אוויר רגיל הנשאף לתוך הריאות?

1. 0.12
2. 0.21
3. 0.47
4. 0.79

שאלה 2: לחץ חלקי של חמצן באוויר יבש ובאוויר מלוחח

נתון לחץ אטמוספרי רגיל בגובה פני הים, $760\, \text{mmHg}$, ואוויר רגיל המורכב מ־21% חמצן ו־79% חנקן.

מהו הלחץ החלקי של החמצן באוויר יבש, ומהו הלחץ החלקי של החמצן באוויר מלוחח בתוך קנה הנשימה בטמפרטורת גוף?

1. באוויר יבש: 160 ממ”כ; באוויר מלוחח: 150 ממ”כ
2. באוויר יבש: 150 ממ”כ; באוויר מלוחח: 160 ממ”כ
3. באוויר יבש: 100 ממ”כ; באוויר מלוחח: 150 ממ”כ
4. באוויר יבש: 47 ממ”כ; באוויר מלוחח: 713 ממ”כ

שאלה 3: מסכת חמצן בריכוז 80%

אדם נושם דרך מסכה המחוברת לבלון חמצן. המסכה מספקת חמצן בריכוז 80%. מהם ה־FiO₂, ה־FiN₂, והלחץ החלקי של החמצן הנשאף באוויר יבש בגובה פני הים?

1. FiO₂ = 0.21, FiN₂ = 0.79, PiO₂ = 160 ממ”כ
2. FiO₂ = 0.80, FiN₂ = 0.20, PiO₂ = 608 ממ”כ
3. FiO₂ = 0.50, FiN₂ = 0.50, PiO₂ = 380 ממ”כ
4. FiO₂ = 0.80, FiN₂ = 0.20, PiO₂ = 150 ממ”כ

שאלה 4: משוואת הגזים האלוואולרית

אישה עם ריאות תקינות בגובה פני הים מונשמת עם חמצן בריכוז 50%. רמת הפד”ח בדם העורקי היא:

מהו הלחץ החלקי של החמצן בנאדיות, PAO₂, אם נתון ש־RQ = 0.8?

1. כ־100 ממ”כ
2. כ־150 ממ”כ
3. כ־306 ממ”כ
4. כ־608 ממ”כ

שאלה 5: Respiratory Quotient

סטודנט לרפואה אוכל דיאטה רגילה ולכן יש לו:

איזה יחס בין צריכת חמצן לייצור פחמן דו־חמצני מתאים ל־RQ הנתון?

1. O₂ = 4, CO₂ = 4
2. O₂ = 5, CO₂ = 3
3. O₂ = 5, CO₂ = 4
4. O₂ = 5, CO₂ = 5
5. O₂ = 6, CO₂ = 3
6. O₂ = 6, CO₂ = 4

שאלה 6: חמצן בגובה רב - מון בלאן

הר מון בלאן, הפסגה הגבוהה ביותר באלפים הצרפתיים, נמצא בגובה של 15,771 רגל מעל פני הים. הלחץ הברומטרי שם הוא כ־420 ממ”כ.

מהו ה־FiO₂ באוויר האטמוספרי על הר מון בלאן, מהו הלחץ החלקי של החמצן באוויר מלוחח, וכיצד ערך זה משתווה לאוויר מלוחח בגובה פני הים?

1. FiO₂ = 0.21; $\mathrm{P}\ce{O2}$ באוויר מלוחח ≈ 78 ממ”כ; נמוך משמעותית מגובה פני הים
2. FiO₂ = 0.12; $\mathrm{P}\ce{O2}$ באוויר מלוחח ≈ 78 ממ”כ; דומה לגובה פני הים
3. FiO₂ = 0.21; $\mathrm{P}\ce{O2}$ באוויר מלוחח ≈ 150 ממ”כ; זהה לגובה פני הים
4. FiO₂ = 0.79; $\mathrm{P}\ce{O2}$ באוויר מלוחח ≈ 331 ממ”כ; גבוה מגובה פני הים

שאלה 7: מסכת חמצן על המון בלאן

אדם המטפס על הר מון בלאן חש בקוצר נשימה כי גופו לא מקבל מספיק חמצן. האם חיבור למסכה המספקת חמצן בריכוז של FiO₂ = 80% יספק לו פחות, יותר או אותה כמות חמצן כמו שאיפת אוויר רגיל בגובה פני הים?

1. פחות חמצן מאוויר רגיל בגובה פני הים
2. אותה כמות חמצן כמו אוויר רגיל בגובה פני הים
3. יותר חמצן מאוויר רגיל בגובה פני הים
4. אי אפשר לדעת בלי לדעת את קצב הנשימה

תרגול 3 - פעפוע גזים ויחס אוורור-זילוח

פעפוע גזים:

• חוק Fick
• מפל לחצים חלקיים
• שטח פנים של ממברנה
• עובי/מרחק דיפוזיה
• מסיסות ומשקל מולקולרי
• חוק Henry
• גזים diffusion-limited מול perfusion-limited
• מעבר חמצן בזמן מאמץ

שאלה 1: גורמים המשפיעים על פעפוע גז

קצב הפעפוע של גז דרך ממברנה ביולוגית תלוי במפל הלחצים החלקיים $\Delta P$, בשטח הפנים $A$, במסיסות הגז $S$, במרחק הדיפוזיה $d$, ובמשקל המולקולרי של הגז $MW$.

איזה שינוי יגדיל את קצב הפעפוע של הגז דרך הממברנה?

1. $\Delta P \uparrow$, $A \uparrow$, $S \uparrow$, $d \uparrow$, $MW \uparrow$
2. $\Delta P \uparrow$, $A \uparrow$, $S \uparrow$, $d \uparrow$, $MW \downarrow$
3. $\Delta P \uparrow$, $A \downarrow$, $S \uparrow$, $d \downarrow$, $MW \downarrow$
4. $\Delta P \uparrow$, $A \uparrow$, $S \uparrow$, $d \downarrow$, $MW \uparrow$
5. $\Delta P \uparrow$, $A \uparrow$, $S \uparrow$, $d \downarrow$, $MW \downarrow$

שאלה 2: נוסחת Fick בסימון נוסף

אפשר לנסח את אותו עיקרון גם כך:

מה מתארת הנוסחה?

1. נפח האוויר שנכנס לריאות בדקה אחת.
2. קצב מעבר גז דרך הממברנה האלוואולרית-קפילרית, כתלות במפל לחצים, שטח פנים, מקדם פעפוע ועובי הממברנה.
3. היחס בין אוורור לזילוח באזורי West.
4. ריכוז החמצן הקשור להמוגלובין.
5. לחץ החמצן באוויר יבש לפי חוק דלתון.

שאלה 3: חוק Henry וחמצן מומס בדם

נתון:

מקדם המסיסות של חמצן בדם הוא:

מהו ריכוז החמצן המומס בדם?

1. $0.003 \, \mathrm{mL\, \ce{O2}}/100 \, \mathrm{mL\, blood}$
2. $0.03 \, \mathrm{mL\, \ce{O2}}/100 \, \mathrm{mL\, blood}$
3. $0.3 \, \mathrm{mL\, \ce{O2}}/100 \, \mathrm{mL\, blood}$
4. $3 \, \mathrm{mL\, \ce{O2}}/100 \, \mathrm{mL\, blood}$
5. $30 \, \mathrm{mL\, \ce{O2}}/100 \, \mathrm{mL\, blood}$

הערת ביניים: חוק Henry ובקבוק קולה

חוק Henry אומר שככל שהלחץ החלקי של גז מעל נוזל גבוה יותר, כך יותר גז יתמוסס בנוזל.

זו הסיבה שבבקבוק קולה סגור יש הרבה $\ce{CO2}$ מומס: הלחץ של הגז מעל הנוזל גבוה. כאשר פותחים את הבקבוק, הלחץ יורד, פחות $\ce{CO2}$ יכול להישאר מומס, והגז יוצא מהנוזל כבועות.

  High pressure                  Low pressure
  above liquid                   above liquid
┌──────────────────────┐       ┌──────────────────────┐
│ GAS  • • • • • • • • │       │ GAS      •     •     │
├──────────────────────┤       │                      │
│ LIQUID               │       │                      │
│       •   •   •   •  │       │                      │
│  •   •   •   •   •   │       ├──────────────────────┤
│     •   •   •   •    │       │ LIQUID               │
│   •   •   •   •   •  │       │        •        •    │
│     •   •   •   •    │       │                      │
│ more gas in solution │       │ less gas in solution │
└──────────────────────┘       └──────────────────────┘

אותו עיקרון עובד גם בדם: ככל שהלחץ החלקי של הגז גבוה יותר, כך ריכוז הגז המומס גבוה יותר.

שאלה 4: Perfusion-limited exchange

Considering the following diagram of gas exchange along the pulmonary capillary:

• Is the exchange process diffusion- or perfusion-limited? Why?
• Which gas follows this exchange process in the lungs?

מהי הפרשנות הנכונה לגרף?

1. זה תהליך perfusion-limited; הגז משתווה מהר ללחץ האלוואולרי, ולכן ההגבלה היא זרימת הדם.
2. זה תהליך diffusion-limited; הלחץ החלקי בדם אינו משתווה ללחץ האלוואולרי לאורך הקפילרה, ולכן ההגבלה היא יכולת הפעפוע.
3. זה תהליך perfusion-limited; הגז אינו עובר בכלל דרך הממברנה.
4. זה תהליך diffusion-limited; הגז משתווה מיד ללחץ האלוואולרי ולכן הדיפוזיה נפסקת מוקדם.
5. אי אפשר לדעת מהגרף, כי אין משמעות לאורך הקפילרה.

שאלה 5: Perfusion-limited exchange

בגרף אחר של חילוף גזים לאורך הקפילרה הריאתית, הלחץ החלקי של הגז בדם עולה מהר מאוד ומשתווה ללחץ החלקי של הגז בנאדית כבר בתחילת הקפילרה.

איזו תשובה מתארת נכון את התהליך?

1. זהו תהליך diffusion-limited, כי מפל הלחצים נשמר לכל אורך הקפילרה.
2. זהו תהליך perfusion-limited, כי הגז משתווה מהר ללחץ האלוואולרי, ולכן כמות הגז שתעבור תלויה בעיקר בכמות הדם שמגיעה.
3. זהו תהליך diffusion-limited, כי הגז נקשר בחוזקה להמוגלובין ואינו מופיע כגז מומס.
4. זהו תהליך שאינו קשור לדיפוזיה או לפרפוזיה.
5. זהו תהליך שבו הגז לא יכול לעבור את הממברנה.

שאלה 6: חמצן בזמן מאמץ ותפוקה לבבית מוגברת

A 32-year-old medical student has a fourfold increase in cardiac output during strenuous exercise.

Which curve on the figure most likely represents the changes in $\ce{O2}$ tension that occur as blood flows from the arterial end to the venous end of the pulmonary capillaries in this student?

איזו עקומה מתאימה למצב של מאמץ גופני קשה?

1. A
2. B
3. C
4. D
5. E

פתרון

התשובה הנכונה היא (5) - עקומה E.

במנוחה, הדם הוורידי המעורב שנכנס לקפילרות הריאה מגיע עם לחץ חלקי של חמצן בערך:

\[P_{v\ce{O2}} \approx 40 \, \mathrm{mmHg}\]

ובריאה תקינה הוא מגיע לשיווי משקל עם האוויר האלוואולרי, בערך:

\[\ce{P_{A\ce{O2}}}\approx 100 \, \mathrm{mmHg}\]

בדרך כלל זה קורה כבר בשליש הראשון של הקפילרה. לכן עקומה B מתארת את המצב התקין במנוחה.

במאמץ קשה קורים שני דברים חשובים:

1. התפוקה הלבבית עולה, ולכן הדם עובר מהר יותר דרך הקפילרות הריאתיות. כלומר יש פחות זמן לדיפוזיה.
2. הרקמות צורכות יותר חמצן, ולכן הדם הוורידי המעורב שחוזר לריאות מתחיל מנקודת פתיחה נמוכה יותר, בערך $25 \, \mathrm{mmHg}$ ולא $40 \, \mathrm{mmHg}$.

לכן העקומה המתאימה צריכה:

• להתחיל נמוך יותר, סביב $25 \, \mathrm{mmHg}$.
• לעלות לאורך הקפילרה.
• להגיע כמעט לשיווי משקל רק לקראת הקצה הוורידי של הקפילרה.

זה מתאים לעקומה E.

הטעות הקלאסית היא לבחור D כי גם היא מגיעה מאוחר לשיווי משקל. אבל D מתחילה סביב $40 \, \mathrm{mmHg}$, ולכן היא לא מתאימה למאמץ קשה, שבו הדם הוורידי המעורב חוזר עני יותר בחמצן.

יחס אוורור-זילוח

• אוורור דקתי, $\dot V$
• תפוקה לבבית, $\dot Q$
• יחס $\dot V/\dot Q$
• Shunt
• Dead Space
• V/Q mismatch
• West zones
• השפעת תנוחת הגוף על פיזור האוורור והזילוח

שאלה 7: אוורור דקתי לעומת תפוקה לבבית

מה ההבדל בין “תפוקה ריאתית” לבין תפוקה לבבית?

1. שתיהן מתארות נפח דם שיוצא מהלב בדקה, אך ביחידות שונות.
2. “תפוקה ריאתית” היא למעשה אוורור דקתי: נפח האוויר היוצא מהריאות בדקה; תפוקה לבבית היא נפח הדם היוצא מהלב בדקה.
3. תפוקה לבבית היא $VT \times RR$, ואוורור דקתי הוא $SV \times HR$.
4. אוורור דקתי מתאר רק חמצן, ותפוקה לבבית מתארת רק פחמן דו־חמצני.
5. אין קשר בין שני המושגים ולכן אין משמעות ליחס ביניהם.

שאלה 8: דני אחרי ניתוח - שתי סיבות לירידת סטורציה

דני שוכב במיטת בית החולים שלושה ימים ברצף לאחר ניתוח החלפת מפרק ירך. הוא לא ביצע תרגילי נשימה ולא קיבל תרופות מדללות דם. כעת הוא מוריד סטורציה ומתנשף (במקור מתנשם), אך אין לו עליית חום.

מהן שתי אפשרויות סבירות, עם שני מנגנונים שונים של יחס אוורור-זילוח?

1. תמט ריאתי שגורם ל־Shunt, ותסחיף ריאתי שגורם ל־Dead Space.
2. תמט ריאתי שגורם ל־Dead Space, ותסחיף ריאתי שגורם ל־Shunt.
3. שתי האפשרויות הן רק בעיה בדיפוזיה דרך הממברנה, ללא קשר ל־$\dot V/\dot Q$.
4. שתי האפשרויות הן עלייה תקינה ביחס $\dot V/\dot Q$ ולכן אינן מסבירות ירידת סטורציה.
5. מדובר בהכרח בדלקת ריאות, כי אין מנגנון אחר שמוריד סטורציה אחרי ניתוח.

שאלה 9: האם אצל אדם בריא יש חוסר איזון ביחס אוורור-זילוח?

אצל אדם בריא, בעמידה ובמנוחה, האם יש אזורים בריאות שבהם יחס האוורור-זילוח אינו אחיד?

1. לא. אצל אדם בריא היחס $\dot V/\dot Q$ זהה בכל חלקי הריאה.
2. כן. בפסגת הריאה היחס נוטה להיות גבוה יותר, ובבסיס הריאה היחס נוטה להיות נמוך יותר.
3. כן. בפסגת הריאה היחס תמיד שווה לאפס, ובבסיס הריאה היחס תמיד אינסופי.
4. לא. יחס $\dot V/\dot Q$ משתנה רק במחלות.
5. כן. אבל השינוי נובע רק משינוי ב־$Fi\ce{O2}$ בין חלקי הריאה.

שאלה 10: West zones ומפלי לחצים

איזה תיאור מתאים נכון לאזורי West בריאה של אדם עומד?

1. Zone 1: $P_A > P_a > P_v$, יחס $\dot V/\dot Q > 1$, מתנהג יותר כמו Dead Space חלקי.
2. Zone 2: $P_a > P_A > P_v$, יחס $\dot V/\dot Q \approx 1$, שחלוף גזים יעיל יחסית.
3. Zone 3: $P_a > P_v > P_A$, יחס $\dot V/\dot Q < 1$, מתנהג יותר כמו Shunt חלקי.
4. כל התשובות נכונות.
5. אף תשובה אינה נכונה.

שאלה 11: לחצי חמצן ופחמן דו־חמצני באזורי West

כיצד צפויים להשתנות $\mathrm{P_\ce{O2}}$ ו־$\mathrm{P} _\ce{CO2}$ בדם הקפילרי לפי אזורי West ומצבי הקיצון?

1. ב־Dead Space מלא אין דם שעובר שחלוף גזים, והנאדית דומה לאוויר הנשאף: $\mathrm{P_\ce{O2}}$ גבוה ו־$\mathrm{P} _\ce{CO2}$ נמוך מאוד.
2. ב־Shunt מלא הדם דומה לדם ורידי סיסטמי: $\mathrm{P_\ce{O2}}$ נמוך ו־$\mathrm{P} _\ce{CO2}$ גבוה.
3. ב־Zone 2 השחלוף תקין יחסית, ולכן $\mathrm{P_\ce{O2}}$ סביב $100 \, \mathrm{mmHg}$ ו־$\mathrm{P} _\ce{CO2}$ סביב $40 \, \mathrm{mmHg}$.
4. ב־Zone 3 השחלוף חלקי יותר ודומה ל־Shunt חלקי.
5. כל התשובות נכונות.

שאלה 12: West zones באדם שוכב על הגב

אבי סובל מדלקת ריאות קשה, שוכב על הגב ומונשם. כאשר שואבים נוזל מהריאות דרך צינור ההנשמה, יוצאות הפרשות סמיכות ומוגלתיות.

אנטומית, איפה יהיו אזורי West בריאות שלו?

1. כמו בעמידה: Zone 1 בפסגת הריאה, Zone 2 באמצע, Zone 3 בבסיס.
2. בשכיבה על הגב: Zone 1 בחזה הקדמי, Zone 2 באמצע, Zone 3 בחזה האחורי.
3. בשכיבה על הגב: Zone 1 בחזה האחורי, Zone 2 באמצע, Zone 3 בחזה הקדמי.
4. אין West zones באדם מונשם.
5. Zone 3 תמיד נמצא רק בפסגת הריאות.

שאלה 13: למה הפיכה על הבטן משפרת סטורציה ב־ARDS?

השעה 02:00. אבי מונשם בטיפול נמרץ עם:

אבל הסטורציה שלו היא רק 70%. הצוות הופך אותו על הבטן, וכעבור כמה דקות הסטורציה משתפרת ל־93%.

מה ההסבר הפיזיולוגי הסביר ביותר?

1. הפיכה על הבטן מעלה את $Fi\ce{O2}$ מעל 100%.
2. הפיכה על הבטן משנה את פיזור כוח המשיכה, כך שיותר דם זורם לאזורים מאווררים יותר, ולכן יחס $\dot V/\dot Q$ משתפר.
3. הפיכה על הבטן מבטלת לחלוטין את הדלקת בריאות.
4. הפיכה על הבטן גורמת להפסקת זרימת הדם לריאות ולכן פחות דם לא מחומצן חוזר ללב.
5. הפיכה על הבטן משפיעה רק על הדופק ולא על שחלוף הגזים.

השאלות הבאות מבוססות רעיונית על שאלות החזרה מהספר ועל נושאי התרגולים.

נפחי ריאה, ספירומטריה ומכניקה נשימתית

שאלה 1: מה ניתן למדוד בספירומטריה?

איזה מהמדדים הבאים ניתן למדוד ישירות באמצעות Spirometry?

1. Residual Volume - RV
2. Functional Residual Capacity - FRC
3. Total Lung Capacity - TLC
4. Vital Capacity - VC
5. Physiologic Dead Space

שאלה 2: חסר סורפקטנט בפג

פג שנולד בשבוע 25 מפתח קוצר נשימה, נשימה מהירה וכחלון. מה צפוי במצב של Neonatal Respiratory Distress Syndrome?

1. עלייה בהיענות הריאה
2. קריסה של נאדיות קטנות
3. יחס לציטין/ספינגומיילין גדול מ־2
4. לחץ חמצן עורקי תקין סביב 100 ממ״כ
5. ירידה במתח הפנים בנאדיות

שאלה 4: אסתמה וגזים בדם

נער בזמן התקף אסתמה קשה מציג צפצופים, כחלון ונשימה מהירה. גזים בדם: \(\mathrm{Pa} _\ce{O2}=60\, \mathrm{mmHg},\quad \mathrm{Pa}\ce{CO2}=30\, \mathrm{mmHg}\) איזו קביעה היא הסבירה ביותר?

1. יחס $FEV_1/FVC$ צפוי לעלות
2. באזורים החסומים יחס $\mathrm{V/Q}$ צפוי לעלות
3. ה־$\mathrm{Pa}\ce{CO2}$ נמוך בגלל היפר־ונטילציה בתגובה להיפוקסמיה
4. ה־$\mathrm{RV}$ צפוי לרדת
5. אין הפרעה חסימתית כי הפד״ח נמוך

שאלה 6: מה נכון בזמן שאיפה?

איזה משפט נכון לגבי שאיפה רגילה?

1. הלחץ התוך־פלאורלי נעשה חיובי
2. הלחץ התוך־נאדיתי גבוה מהאטמוספרי
3. הלחץ התוך־פלאורלי נעשה שלילי יותר
4. נפח הריאות קטן מתחת ל־FRC
5. אין מפל לחצים בתחילת השאיפה

שאלה 7: איזה נפח נשאר אחרי נשיפה רגילה?

איזה נפח או קיבולת נשארים בריאות לאחר נשיפה רגילה של Tidal Volume?

1. Tidal Volume
2. Vital Capacity
3. Expiratory Reserve Volume
4. Residual Volume
5. Functional Residual Capacity
6. Total Lung Capacity

שאלה 8: חישוב ERV

לנבדק נמדדו: \(\mathrm{VC}=5.0\, \mathrm{L},\quad \mathrm{IC}=3.5\, \mathrm{L},\quad \mathrm{FRC}=2.5\, \mathrm{L}\) מהו ERV?

1. $0.5 \, \mathrm{L}$
2. $1.0 \, \mathrm{L}$
3. $1.5 \, \mathrm{L}$
4. $2.5 \, \mathrm{L}$
5. $3.5 \, \mathrm{L}$

שאלה 9: זרימת דם בריאות בעמידה

באדם עומד, איפה זרימת הדם הריאתית היא הגבוהה ביותר?

1. בפסגה, בגלל קרבה ללב
2. בבסיס, בגלל השפעת כוח המשיכה על הלחץ ההידרוסטטי
3. שווה בפסגה ובבסיס
4. בבסיס היא נמוכה יותר כי הלחץ הנאדיתי גבוה מהעורקי
5. בפסגה, כי יחס $\mathrm{V/Q}$ שם גבוה

שאלה 10: עקומת לחץ־נפח

בעקומת לחץ־נפח של ריאה ובית חזה, מה מייצג השיפוע של העקומה?

1. Resistance
2. Compliance
3. Dead Space
4. Diffusion Capacity
5. Airway Flow

שאלה 11: איפה ההתנגדות הגבוהה ביותר בדרכי האוויר?

באיזה אזור נמצאת בדרך כלל ההתנגדות הגבוהה ביותר לזרימת אוויר?

1. קנה הנשימה
2. ברונכים גדולים
3. ברונכים בינוניים
4. הברונכיולים הקטנים ביותר
5. נאדיות

יחס אוורור-זילוח ודיפוזיה

שאלה 12: תסחיף ריאתי וחלל מת

תסחיף ריאתי חוסם לחלוטין את זרימת הדם לאזור מאוורר בריאה. מה יקרה באזור הזה?

1. $\mathrm{V/Q}=0$ והגזים יהיו כמו דם ורידי
2. $\mathrm{V/Q}\to\infty$ והגזים הנאדיים יתקרבו לאוויר הנשאף
3. $\mathrm{V/Q}$ יהיה נמוך כי אין אוורור
4. הזילוח יעלה כפיצוי מקומי
5. $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ יעלה מאוד

שאלה 13: סטייה ימינה של עקומת המוגלובין

איזה מצב יגרום לסטייה ימינה של עקומת הדיסוציאציה של המוגלובין־חמצן?

1. ירידה בטמפרטורה
2. עלייה ב־pH
3. ירידה ב־2,3-DPG
4. פעילות גופנית מאומצת
5. המוגלובין עוברי

שאלה 14: משמעות P50 מוגבר

בעקומת המוגלובין־חמצן נמצא כי $\mathrm{P_{50}}$ עלה. מה המשמעות?

1. אפיניות מוגברת לחמצן
2. סטייה שמאלה
3. קושי בפריקת חמצן לרקמות
4. ירידה באפיניות לחמצן
5. עלייה בכמות ההמוגלובין

שאלה 15: מה נשאר אחרי נשיפה מקסימלית?

איזה נפח נשאר בריאות לאחר נשיפה מקסימלית מאומצת?

1. Tidal Volume
2. Vital Capacity
3. Expiratory Reserve Volume
4. Residual Volume
5. Functional Residual Capacity

שאלה 17: חישוב אוורור נאדיתי

לנבדק:

מהו האוורור הנאדיתי בקירוב?

1. $0.066 \, \mathrm{L/min}$
2. $0.38 \, \mathrm{L/min}$
3. $5.0 \, \mathrm{L/min}$
4. $6.14 \, \mathrm{L/min}$
5. $8.25 \, \mathrm{L/min}$

שאלה 18: בסיס הריאה לעומת הפסגה

בהשוואה לפסגת הריאה, בסיס הריאה באדם עומד צפוי להתאפיין ב:

1. יחס $\mathrm{V/Q}$ גבוה יותר
2. $\mathrm{P}_\ce{O2}$ קפילרי גבוה יותר
3. $\mathrm{P}_\ce{CO2}$ קפילרי גבוה יותר
4. פחות זילוח
5. אוורור וזילוח שווים לפסגה

פתרון

התשובה הנכונה היא (3).

גם האוורור וגם הזילוח גבוהים יותר בבסיס, אבל העלייה בזילוח (Q) גדולה יותר מהעלייה באוורור. לכן בבסיס יחס $\mathrm{V/Q}$ נמוך יותר.

דם שיוצא מאזור עם $\mathrm{V/Q}$ נמוך יהיה עם $\mathrm{P}\ce{O2}$ נמוך יותר ו־$\mathrm{P}\ce{CO2}$ גבוה יותר ביחס לפסגה.

שאלה 20: מאמץ גופני

• $\mathrm{P_v}\ce{CO2}$ - הוא לחץ הפד״ח בדם הוורידי, כלומר בדם שמגיע לריאות אחרי שחלף ברקמות.
• $\mathrm{Pa} _\ce{O2}$ ו־$\mathrm{Pa} _\ce{CO2}$ - הם לחצי החמצן והפד״ח בדם העורקי, כלומר בדם שיוצא מהריאות אל הלב השמאלי ומשם לשאר הגוף.

מה נכון לגבי מאמץ גופני מאומץ באדם בריא?

1. האוורור עולה בערך בהתאם לצריכת החמצן ולייצור הפד״ח
2. $\mathrm{Pa} _\ce{O2}$ יורד תמיד לכ־70 ממ״כ
3. $\mathrm{Pa} _\ce{CO2}$ עולה תמיד לכ־60 ממ״כ
4. זרימת הדם הריאתית יורדת
5. $\mathrm{P_v}\ce{CO2}$ יורד כי השריר מייצר פחות פד״ח

שאלה 21: חסימה ברונכיאלית מלאה

אם אזור בריאה אינו מאוורר בגלל חסימה מלאה של ברונכוס, מה צפוי להיות $\mathrm{P_\ce{O2}}$ בדם היוצא מאותו אזור?

1. כמו באוויר האטמוספרי
2. כמו באוויר הנשאף
3. כמו בדם ורידי מעורב
4. גבוה יותר מאוויר נשאף
5. כמו בדם עורקי תקין

הובלת גזים, A-a gradient וגובה רב

שאלה 22: הובלת פד״ח בדם

מה מתרחש בתוך כדוריות הדם האדומות בזמן הובלת $\ce{CO2}$ מהרקמות לריאות?

1. $\ce{CO2}$ הופך ל־$\ce{H+}$ ול־$\ce{HCO3-}$ בתוך RBC
2. $\ce{HCO3-}$ נכנס ל־RBC מהפלסמה בתמורה ל־$\ce{Cl-}$
3. רוב $\ce{CO2}$ נקשר ישירות להמוגלובין כביקרבונט
4. אין פעילות Carbonic Anhydrase בדם ורידי
5. ה־RBC נעשה בסיסי יותר בגלל יצירת $\ce{H+}$

שאלה 23: היפוקסיה עם A-a gradient מוגבר

איזה מצב גורם לירידה ב־$\mathrm{Pa} _\ce{O2}$ יחד עם עלייה ב־A-a gradient?

1. היפו־ונטילציה בגלל דיכוי נשימתי
2. שהייה בגובה רב
3. אנמיה
4. הרעלת CO
5. שאנט מימין לשמאל

שאלה 25: הסתגלות לגובה רב

אישה עוברת מגובה פני הים לעיר בגובה רב. מה צפוי לאחר הסתגלות?

1. היפו־ונטילציה
2. $\mathrm{Pa} _\ce{O2}$ מעל 100 ממ״כ
3. ירידה ב־2,3-DPG
4. סטייה ימינה של עקומת המוגלובין־חמצן
5. ואזודילטציה ריאתית
6. היפרטרופיה של חדר שמאל
7. חמצת נשימתית

שאלה 26: למה pH ורידי רק מעט נמוך יותר?

למה ה־pH של דם ורידי נמוך רק מעט מה־pH של דם עורקי, למרות שיש בו יותר $\ce{CO2}$?

1. $\ce{CO2}$ הוא בסיס חלש
2. אין Carbonic Anhydrase בדם ורידי
3. $\ce{H+}$ מבופר היטב על ידי Deoxyhemoglobin
4. $\ce{HCO3-}$ נקשר ישירות להמוגלובין
5. Oxyhemoglobin הוא בופר טוב יותר מ־Deoxyhemoglobin

שאלה 27: מהו הנפח שננשף בנשיפה מקסימלית?

מהו סך הנפח שאדם יכול לנשוף לאחר שאיפה מקסימלית?

1. Tidal Volume
2. Vital Capacity
3. Residual Volume
4. Functional Residual Capacity
5. Total Lung Capacity

שאלה 28: מתי חמצן משלים עוזר במיוחד?

חולה עם הפרעת $\mathrm{V/Q}$ מקבל חמצן בגלל היפוקסמיה. באיזה מצב חמצן משלים צפוי לעזור הכי הרבה?

1. Dead Space מלא, $\mathrm{V/Q}=\infty$
2. Shunt מלא, $\mathrm{V/Q}=0$
3. אזורים עם $\mathrm{V/Q}$ נמוך אך לא אפס
4. אזורים ללא זילוח
5. אזורים ללא אוורור

שאלה 29: באיזה מצב A-a gradient יהיה הגדול ביותר?

באיזה מצב צפוי A-a gradient מוגבר במיוחד?

1. אדם בריא שנושם 50% חמצן
2. אדם בריא שנושם 100% חמצן
3. אדם בגובה רב עם ריאות תקינות
4. היפו־ונטילציה בגלל מורפין
5. פיברוזיס ריאתי

שאלה 30: לפי Fick - באיזה מצב מעבר החמצן הכי גדול?

איזו אפשרות תיתן את קצב מעבר החמצן הגבוה ביותר?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
5. 5

תרגול 4: השפעת אוורור על הגזים בנאדיות ושינוע גזים בדם

• פינוי גז מהריאות כשאין ייצור מחודש שלו
• השפעת Minute Ventilation על קצב פינוי גז
• הקשר בין אוורור לבין $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$
• הקשר בין \(\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}\) לבין $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$ לפי משוואת הגזים האלוואולרית
• תכולת חמצן בדם ($\mathrm{Ca} _\ce{O2}$): חמצן קשור להמוגלובין וחמצן מומס
• עקומת חמצן-המוגלובין, אנמיה ומאמץ גופני
• שינוע $\ce{CO2}$, Carbonic Anhydrase, Carbaminohemoglobin ו־Haldane effect
• Oxygen delivery, Oxygen consumption ו־$\mathrm{RQ}$

נוסחאות לשינון

משוואת הגזים האלוואולרית:

במילים: הלחץ החלקי של החמצן בנאדיות שווה ללחץ החלקי של החמצן באוויר הנשאף (תיקון ללחות) פחות הלחץ החלקי של הפד״ח בנאדיות מתוקן לפי יחס הנשימה.

בתנאים נורמליים:

כאשר $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}=40$ ממ״כ, $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$ יהיה כ־100 ממ״כ.

היחס בין אוורור לייצור פד״ח ולחץ הפד״ח בנאדיות:

כמות החמצן:

קצב אספקת החמצן (oxigen delivery):

כאשר $\mathbf{CO}$ התפוקה הלבבית (cardiac output), ביחידות של ליטרים (דם) לדקה.

קצב צריכת החמצן:

אפשר לחשב כמה חמצן נצרך בעזרת הפרש של כמות החמצן בדם העורקי והוורידי ($\mathrm{Ca} _\ce{O2} - \mathrm{Cv} _\ce{O2}$), כי הרקמות צורכות חמצן מהדם העורקי ומורידות את כמות החמצן בדם הוורידי.

קצב ייצור הפד״ח:

אפשר לחשב כמה פד״ח מיוצר בעזרת הפרש של כמות הפד״ח בדם הוורידי והעורקי ($\mathrm{Cv} _\ce{CO2} - \mathrm{Ca} _\ce{CO2}$), כי הרקמות מוסיפות פד״ח לדם הוורידי.

ערכים חשובים:

• צריכת חמצן במנוחה: $\mathrm{\dot V _{\ce{O2}}} \approx 250\, \mathrm{mL/min}$
• ייצור פד״ח במנוחה: $\mathrm{\dot V _{\ce{CO2}}} \approx 200\, \mathrm{mL/min}$
• יחס נשימה במנוחה: $\mathrm{RQ} \approx 0.8$

השפעת אוורור על גזים בנאדיות

שאלה 1: פינוי גז הרדמה לאחר 30 שניות

אדם מורדם עם גז הרדמה Sevoflurane. הרופאה המרדימה מכבה את אספקת גז ההרדמה. האדם מונשם עם:

נתון שלוקח לו $20$ שניות להפחית ב־$50\%$ את ריכוז הגז בריאות.

איזה אחוז מהריכוז המקורי של גז ההרדמה הוא פינה כעבור $30$ שניות מכיבוי אספקת הגז?

1. $25\%$
2. $37.5\%$
3. $50\%$
4. $62.5\%$
5. $75\%$

שאלה 2: הכפלת האוורור וקיצור זמן הפינוי

שני תאומים זהים מורדמים עם אותו ריכוז של גז הרדמה. אספקת הגז נסגרת אצל שניהם בו זמנית.

• תאום א׳ מונשם עם $\mathrm{MV} = 5\, \mathrm{L/min}$
• תאום ב׳ מונשם עם $\mathrm{MV} = 10\, \mathrm{L/min}$

אצל תאום א׳ לוקח $20$ שניות להפחית את ריכוז הגז בריאות ב־$50\%$.

כמה זמן ייקח לתאום ב׳ להפחית את ריכוז הגז בריאות ב־$50\%$?

1. $5$ שניות
2. $10$ שניות
3. $20$ שניות
4. $30$ שניות
5. $40$ שניות

שאלה 3: האם בכל 20 שניות נפלטת אותה כמות גז?

אצל תאום א׳, נתון שכל $20$ שניות ריכוז גז ההרדמה בריאות יורד ב־$50\%$.

האם הגוף מפנה את אותה כמות מוחלטת של גז בכל מחזור של $20$ שניות?

1. כן, בכל $20$ שניות נפלטים בדיוק $50\%$ מהריכוז המקורי.
2. כן, כי האוורור הדקתי נשאר קבוע.
3. לא, בכל $20$ שניות נפלטים $50\%$ ממה שנשאר באותו רגע.
4. לא, כי אחרי $20$ שניות אין יותר גז בריאות.
5. אי אפשר לדעת, כי חייבים לדעת את משקל הגוף.

שאלה 4: מהו Minute Ventilation?

מהו החישוב המתאים ביותר ל־Minute Ventilation?

1. $\mathrm{MV = HR \times SV}$
2. $\mathrm{MV = VT \times RR}$
3. $\mathrm{MV = FRC \times RR}$
4. $\mathrm{MV = TLC - RV}$
5. $\mathrm{MV} = \frac{\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}}{\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}}$

שאלה 5: הכפלת אוורור והשפעה על $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$

אדם במנוחה מייצר $\ce{CO2}$ בקצב קבוע, ורמת הפד״ח הנאדית שלו היא:

אם קצב ייצור הפד״ח לא משתנה, אבל האוורור הדקתי (MV) מוכפל פי שתיים, מה צפוי לקרות ל־$\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$?

1. יעלה ל־$80\, \mathrm{mmHg}$
2. ירד ל־$20\, \mathrm{mmHg}$
3. יישאר $40\, \mathrm{mmHg}$
4. יעלה ל־$160\, \mathrm{mmHg}$
5. ירד לאפס מיד

שאלה 6: עלייה בייצור פד״ח בלי שינוי באוורור

אדם במנוחה נמצא ב־steady state עם:

קצב ייצור הפד״ח שלו עולה פי ארבע, אבל האוורור הדקתי לא משתנה.

מהו התיאור המתאים ביותר?

1. $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ ימשיך לטפס בלי גבול.
2. $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ יישאר $40\, \mathrm{mmHg}$, כי הגוף תמיד שומר על פד״ח קבוע.
3. המערכת תגיע ל־steady state חדש עם $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ גבוה יותר, בקירוב פי ארבע.
4. $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ ירד בגלל שהפד״ח מסיס מאוד.
5. $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ לא תלוי בכלל בקצב ייצור הפד״ח.

שאלה 7: איך לשמור על $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ כאשר ייצור הפד״ח עולה?

במהלך מאמץ גופני, קצב ייצור הפד״ח עולה מ־$200\, \mathrm{mL/min}$ ל־$800\, \mathrm{mL/min}$.

כלומר, קצב ייצור הפד״ח עלה פי ארבע.

איזה שינוי באוורור נדרש כדי לשמור על:

1. אין צורך לשנות את האוורור.
2. להעלות את האוורור פי שתיים.
3. להעלות את האוורור פי ארבע.
4. להפחית את האוורור פי ארבע.
5. להפסיק את האוורור כדי למנוע איבוד $\ce{CO2}$.

שאלה 8: האם הכפלת אוורור מכפילה גם את $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$?

אדם נושם אוויר חדר. במצב מנוחה:

ו־

אם קצב צריכת החמצן ($\mathrm{\dot V _\ce{O2}}$) לא משתנה, אבל האוורור ($\mathrm{\dot V\scriptstyle{A}}$) מוכפל פי שתיים, מה צפוי לקרות ל־$\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$?

1. יוכפל ל־$200\, \mathrm{mmHg}$
2. יעלה בערך ל־$125\, \mathrm{mmHg}$
3. יעלה בדיוק ל־$150\, \mathrm{mmHg}$
4. ירד ל־$50\, \mathrm{mmHg}$
5. לא ישתנה כלל

שאלה 9: Hypoventilation והשפעה על חמצן נאדיתי

אדם נושם אוויר חדר. במצב תקין:

ו־

אם האוורור ($\mathrm{MV}$) יורד לחצי, וקצב ייצור הפד״ח ($\mathrm{\dot V_{\ce{CO2}}}$) לא משתנה, מה צפוי לקרות?

1. $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ ירד ל־$20$, ו־$\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$ יעלה ל־$125$
2. $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ יעלה ל־$80$, ו־$\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$ ירד בערך ל־$50$
3. שני הערכים יישארו ללא שינוי
4. $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ יירד לאפס, ו־$\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$ יעלה ל־$150$
5. $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{CO2}$ יעלה, אבל $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$ לא מושפע מפד״ח

שאלה 10: עלייה בצריכת חמצן ושמירה על $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$

אדם במנוחה צורך:

במאמץ, צריכת החמצן עולה פי שתיים. נניח שה־$\mathrm{RQ}$ לא משתנה.

מה צריך לקרות לאוורור כדי לשמור על $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$ יציב?

1. האוורור צריך לרדת פי שתיים.
2. האוורור צריך לעלות פי שתיים.
3. האוורור צריך לעלות פי ארבע.
4. האוורור לא צריך להשתנות, כי חמצן לא קשור לפד״ח.
5. אי אפשר לשמור על $\mathrm{P\scriptstyle{A}} _\ce{O2}$ יציב בזמן מאמץ.

שינוע חמצן בדם ותכולת חמצן

שאלה 11: חישוב תכולת חמצן ורידית

לאישה בריאה יש את הנתונים הבאים:

מהי תכולת החמצן בדם הוורידי ($\mathrm{C_{v\ce{O2}}}$) שלה?

1. $0.09\, \mathrm{\left[mL\, O_2/dL\, blood\right]}$
2. $3.31\, \mathrm{\left[mL\, O_2/dL\, blood\right]}$
3. $12\, \mathrm{\left[mL\, O_2/dL\, blood\right]}$
4. $19.8\, \mathrm{\left[mL\, O_2/dL\, blood\right]}$
5. $30\, \mathrm{\left[mL\, O_2/dL\, blood\right]}$

שאלה 12: ערכים תקינים בדם מחומצן ולא מחומצן במנוחה

באדם בריא במנוחה, מהו השילוב המתאים ביותר לערכים בדם מחומצן החוזר מהריאות ללב השמאלי, לעומת דם ורידי מעורב החוזר מהרקמות לריאות?

1. תשובה 1
2. תשובה 2
3. תשובה 3
4. תשובה 4
5. תשובה 5

שאלה 13: מאמץ גופני וירידה בתכולת החמצן הוורידית

לאדם יש:

ובדם העורקי בזמן נשימת אוויר חדר:

במאמץ גופני האדם צורך:

מה צפוי להיות בקירוב $\mathrm{Pv} _\ce{O2}$ בדם הוורידי שלו?

1. $100\, \mathrm{mmHg}$
2. $75\, \mathrm{mmHg}$
3. $40\, \mathrm{mmHg}$
4. $22\, \mathrm{mmHg}$
5. $0\, \mathrm{mmHg}$

שאלה 14: אנמיה, סטורציה ותכולת חמצן

שני אנשים נושמים אוויר חדר ונמצאים עם אותו:

לאדם א׳ יש:

ולאדם ב׳ יש אנמיה:

מה נכון?

1. לאדם עם אנמיה תהיה בהכרח סטורציה נמוכה יותר בכל $\mathrm{P_\ce{O2}}$.
2. באותו $\mathrm{P_\ce{O2}}$ הסטורציה יכולה להיות דומה, אבל תכולת החמצן תהיה נמוכה יותר באדם האנמי.
3. ריכוז ההמוגלובין משנה את ציר ה־$\mathrm{P_\ce{O2}}$ של העקומה.
4. באדם האנמי החמצן המומס יפצה לגמרי על הירידה בהמוגלובין.
5. אם הסטורציה תקינה, אין משמעות לאנמיה מבחינת אספקת חמצן.

שאלה 15: עקומת חמצן-המוגלובין במאמץ

בזמן מאמץ גופני, השרירים פעילים יותר ומייצרים יותר $\ce{CO2}$, יותר $\ce{H+}$ וחום.

מה יקרה לעקומת החמצן-המוגלובין ברקמות השריר הפעילות?

1. תוסט שמאלה, האפיניות לחמצן תעלה, ופריקת חמצן תרד.
2. תוסט ימינה, האפיניות לחמצן תרד, ופריקת חמצן לרקמה תעלה.
3. לא יהיה שינוי בעקומה, כי רק $\mathrm{P_\ce{O2}}$ משפיע על המוגלובין.
4. העקומה תהפוך לליניארית.
5. תכולת החמצן המקסימלית של גרם המוגלובין תעלה מעל $1.34\, \mathrm{mL\, \ce{O2}/g\ Hb}$.

שינוע פחמן דו־חמצני בדם

שאלה 16: איפה Carbonic Anhydrase חשוב במיוחד?

באיזה מקום הפעילות של Carbonic Anhydrase חשובה במיוחד לשינוע $\ce{CO2}$?

1. בפלזמה בלבד
2. בנאדית עצמה
3. בכדוריות הדם האדומות
4. בדופן הסימפונות
5. בתוך טסיות הדם

שאלה 17: המוגלובין לא מחומצן ושינוע $\ce{CO2}$

מה נכון לגבי המוגלובין לא מחומצן (deoxyhemoglobin) ושינוע $\ce{CO2}$?

1. הוא קושר פחות $\ce{CO2}$ מהמוגלובין מחומצן.
2. הוא אינו מסוגל לבפר $\ce{H+}$.
3. הוא מבפר $\ce{H+}$ טוב יותר מהמוגלובין מחומצן ותורם להמשך יצירת ביקרבונט.
4. הוא מונע Chloride Shift.
5. הוא גורם ל־$\ce{CO2}$ להישאר רק בצורה מומסת.

שאלה 18: למה $\ce{CO2}$ שונה מחמצן ביחס ללחץ חלקי?

מה ההסבר הטוב ביותר לכך שהיחס בין לחץ חלקי לבין כמות הגז בדם שונה עבור $\ce{CO2}$ לעומת $\ce{O2}$?

1. $\ce{CO2}$ אינו מסיס כלל בדם.
2. $\ce{CO2}$ הרבה יותר מסיס מחמצן, ולכן באותו לחץ חלקי יכולה להיות כמות גדולה יותר של $\ce{CO2}$ בדם.
3. חמצן עובר רק כביקרבונט.
4. $\ce{CO2}$ לא יכול להיקשר להמוגלובין.
5. $\ce{CO2}$ אינו מושפע מאוורור.

יחס צריכת חמצן, ייצור פד״ח ואספקת חמצן

שאלה 19: Respiratory Quotient לפי תכולת גזים

באדם בריא במנוחה:

• תכולת החמצן בדם עורקי היא בערך $20\, \left[\mathrm{mL\, O_2/dL}\right]$
• תכולת החמצן בדם ורידי היא בערך $15\, \left[\mathrm{mL\, O_2/dL}\right]$
• תכולת הפד״ח בדם ורידי היא בערך $52\, \left[\mathrm{mL\, CO_2/dL}\right]$
• תכולת הפד״ח בדם עורקי היא בערך $48\, \left[\mathrm{mL\, CO_2/dL}\right]$

מהו ה־$\mathrm{RQ}$?

1. $0.2$
2. $0.5$
3. $0.8$
4. $1.25$
5. $5$

שאלה 20: Oxygen Delivery

לאדם בריא יש תפוקה לבבית של:

ותכולת חמצן עורקית:

מהי כמות החמצן המסופקת לרקמות בדקה?

1. $20\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$
2. $100\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$
3. $250\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$
4. $1000\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$
5. $5000\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$

שאלה 21: Oxygen Consumption במנוחה

לאדם בריא יש תפקוה לבבית של:

תכולת חמצן עורקית:

ותכולת חמצן ורידית:

מהי צריכת החמצן בדקה?

1. $50\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$
2. $100\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$
3. $200\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$
4. $250\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$
5. $1000\, \left[\mathrm{mL\, O_2/min}\right]$

שאלה 22: קצב ייצור פד״ח במנוחה

לאדם בריא יש:

תכולת פד״ח בדם ורידי:

ותכולת פד״ח בדם עורקי:

מהו קצב ייצור הפד״ח ברקמות?

1. $20\,\left[ \mathrm{mL\,\ce{CO2}/min}\right]$
2. $100\,\left[ \mathrm{mL\,\ce{CO2}/min}\right]$
3. $200\,\left[ \mathrm{mL\,\ce{CO2}/min}\right]$
4. $250\,\left[ \mathrm{mL\,\ce{CO2}/min}\right]$
5. $1000\,\left[ \mathrm{mL\,\ce{CO2}/min}\right]$

שאלה 23: Oxygen Extraction Ratio

באדם בריא במנוחה:

ו־

מהו יחס מיצוי החמצן, Oxygen Extraction Ratio?

1. $5\%$
2. $10\%$
3. $25\%$
4. $50\%$
5. $80\%$