Aviation, space, and deep-sea diving physiology Sinh lý lặn biển, vũ trụ hàng không An aviator is flying at 30,000 ft where the barometric pressure is 226 mm Hg He is breathing 100% oxygen, his alveolar PCO2 is 40 mm Hg, and his alveolar water vapor pressure is 47 mm Hg What is the alveolar PO2 of the aviator (in mm Hg)? (Assume that the respiratory quotient is equal to 1.) Một phi công bay 30.000 ft khơng có khí áp 226 mm Hg Ông ta thở oxy 100% , pCO2 phế nang 40 mm Hg , áp suất nước phế nang 47 mm Hg PO2 phế nang phi công ( mm Hg ) ? ( Giả sử thương số hô hấp ) A) 43 B) 75 C) 99 D) 139 E) 215 Which of the following sets of changes best describes a Himalayan native living in the Himalayas, compared to a sea-level native living at sea level? Bộ mô tả sau mô tả so sánh người dân Himalaya địa với người dân sống vùng biển A person is planning to leaving Miami (sea level) and traveling to Colorado to climb Mt Wilson, at 14,500 ft, barometric pressure = 450 mm Hg He takes acetazolamide, a carbonic anhydrase inhibitor that forces the kidneys to excrete bicarbonate before his trip Which of the following would be the expected response before he makes the trip? Một người có kế hoạch rời khỏi Miami ( mực nước biển) du lịch đến Colorado để leo lên Mt Wilson , 14.500 ft , áp suất khơng khí = 450 mm Hg Ơng ta uống acetazolamide , chất ức chế anhydrase carbonic khiến thận tiết bicarbonat trước chuyến Điều sau đáp ứng mong đợi trước ông đi? A) Alkalotic blood Kiềm máu B) Normal ventilation Thơng khí bình thường C) Elevated ventilation Thơng khí tăng D) Normal arterial blood gases Khí máu động mạch bình thường A 35-year-old man travels to Mars His exercise equipment malfunctions so that he is subjected to prolonged weightlessness without appropriate exercise Which of the following sets of changes best describe the physiologic changes that occur in this man? Một người đàn ông 35 tuổi lên Hỏa thiết bị tập thể dục bị hỏng nên trạng thái không trọng lượng kéo dài mà khơng có luyện tập phù hợp Bộ thay đổi sau mô tả tốt thay đổi sinh lý xảy người này? A diver carries a 1000-L metal talk-box with an open bottom to a depth of 66 ft so that two divers can insert their heads and talk beneath the water A person on the surface of the water pumps air into the box until the 1000-L box is completely filled with air How much air from the surface is required to fill the box (in liters)? Một thợ lặn mang bình nói chuyện 1000l kim loại với đáy mở, đến độ sâu 66 ft để hai thợ lặn chèn đầu vào nói chuyện nước Một người mặt nước bơm khơng khí vào hộp hộp 1000l đầy tồn khơng khí Hỏi lượng khí cần bơm vào từ người mặt đất để đầy bình ( lít) A) 1000 B) 2000 C) 3000 D) 4000 E) 5000 A diver is breathing 10% O2 at a pressure of 2000 mm Hg The diver’s body temperature is 37°C, and PCO2 = 32 mm Hg What is the alveolar PO2? Một thợ lặn thở 10 % O2 áp suất 2.000 mm Hg nhiệt độ thể thợ lặn 37 ° C , pCO2 = 32 mm Hg, pO2 phế nang bao nhiêu? A) 113 mm Hg B) 153 mm Hg C) 168 mm Hg D) 200 mm Hg 11 Regarding a healthy recreational scuba diver at a depth of 66 ft in the Caribbean Sea, which of the following statements is true? Đối với người lặn có bình khí để giải trí độ sâu 66 ft vùng biển Caribe,câu sau đúng? A) Her lungs are smaller than normal Phổi nhỏ so với bình thường B) She has an elevated arterial PO2 and a normal PCO2 PO2 cao PCO2 người bình thường C) All gas partial pressures in her blood (oxygen, nitrogen, carbon dioxide, and water vapor) are elevated Áp lực khí riêng phần tất thành phần cao D) There are increases in both fraction of inspired oxygen (FIO2) and inspired nitrogen (FIN2) Tăng FIO2 FIN2 12 A diver has the gaseous pressures in his body fluids indicated in the table Which of the following best describes the gaseous pressures in his body fluids immediately after sudden decompression (in mm Hg)? Áp suất khí dịch thể thợ lặn nêu bảng sau Nếu giải nén đột ngột áp lực khí thay đổi nào? Answers 1.D) The alveolar oxygen tension (PAO2) can be calculated using the following formula: PAO2 = PIO2 − (Paco2 /R) + F, where Pio2 is the inspired oxygen tension, Paco2 is the alveolar carbon dioxide tension, R is the respiratory quotient (R = as indicated in the question), and F is a small correction factor that can be ignored PIO2 is equal to the barometric pressure minus the water vapor pressure multiplied by the fractional concentration of oxygen in the inspired air, that is, PIO2 = (226 − 47) × 1.00 = 179 mm Hg Therefore, PAO2 = 179 − 40/1 = 139 mm Hg TMP12 527 2.H) Acclimatization to hypoxia includes an increase in pulmonary ventilation, an increase in red blood cells, an increase in diffusion capacity of the lungs, an increase in vascularity of the tissues, and an increase in the ability of the cells to use available oxygen The increase in hematocrit of high-altitude natives allows normal amounts of oxygen (or even greater than normal amounts of oxygen) to be carried in the blood despite lower-than-normal arterial oxygen tension For example, natives of 15,000 ft have an arterial oxygen tension of only 40 mm Hg, but because of greater amounts of hemoglobin in the blood, the quantity of oxygen carried in the blood is often greater than in the blood of sea-level natives TMP12 529–530 3.C) Acetazolamide is a medication that that forces the kidneys to excrete bicarbonate, the base form of carbon dioxide; this reacidifies the blood, balancing the effects of the hyperventilation that occurs at altitude in an attempt to get oxygen Such reacidification acts as a respiratory stimulant, particularly at night, reducing or eliminating the periodic breathing pattern common at altitude This would increase ventilation, resulting in a decreased PCO2 TMP12 529 4.A) The effects of a prolonged stay in space are similar to those of prolonged bed rest—decrease in blood volume, decrease in red cell mass, decrease in muscle strength and work capacity, decrease in maximum cardiac output, and loss of calcium and phosphate from the bones Most of these problems can be greatly reduced by extensive exercise programs TMP12 533 5.C) Boyle’s law states that P1V1 = P2V2, where P1 and V1 are the original pressure and volume and P2 and V2 are the new volume and pressure The atmospheric pressure at a depth of 66 ft is three times greater than the atmospheric pressure at the surface of the water, that is, there is atmosphere at the surface plus an additional atmosphere for each 33 ft below the surface Therefore, it takes three times as much sea level air to fill the box when the box is submerged to a depth of 66 ft because the air is subjected to atmospheres TMP12 535 6.A) Alveolar PO2 = Inspired PO2 − (Alveolar PCO2 /Respiratory Quotient) At a pressure of 2000 mm Hg and 10% O2 the partial pressure is 200 mm Hg Inspired PO2 = 200 − 47 (water vapor) Alveolar PO2 = 153 − (32/0.8) = 153 − 40 = 113 TMP12 486–488, 535 7.B) Water vapor pressure and CO2 remain normal All other partial pressures are increased There is a normal tidal volume due to SCUBA gear The compressed air is normal air 79% N2 and 21% O2 TMP12 535–537 8.E) The pressures of the various gases in the body fluids are identical immediately after sudden decompression The pressure on the outside of the body becomes atmosphere (760 mm Hg) after sudden decompression, whereas the sum of the pressures of water, carbon dioxide, oxygen, and nitrogen inside the body total 4065 mm Hg Note that most of the gaseous pressure is caused by nitrogen (e.g., 3918 mm Hg) This difference in gaseous pressure between the inside and outside of the body causes the gases (especially nitrogen) to form bubbles (or cavitate) in the tissues and blood This leads to a condition called “the bends.” Áp lực khí khác dịch thể giống hệt sau giải nén đột ngột Áp lực bên thể trở thành atmosphere ( 760 mm Hg ) khơng khí bình thường sau giải nén đột ngột , tổng áp lực nước, carbon dioxide , oxy , nitơ bên thể 4065 mm Hg Lưu ý hầu hết áp lực khí nitơ ( ví dụ , 3918 mm Hg ) khác biệt áp lực khí bên bên ngồi thể làm cho khí ( đặc biệt nitơ ) để hình thành bong bóng ( cavitate ) mô máu Điều dẫn đến tình trạng gọi uốn cong(chẳng hiểu uốn cong gì) TMP12 538 ... pressure is 200 mm Hg Inspired PO2 = 200 − 47 (water vapor) Alveolar PO2 = 153 − (32/0 .8) = 153 − 40 = 113 TMP12 486 – 488 , 535 7.B) Water vapor pressure and CO2 remain normal All other partial pressures... thợ lặn thở 10 % O2 áp suất 2.000 mm Hg nhiệt độ thể thợ lặn 37 ° C , pCO2 = 32 mm Hg, pO2 phế nang bao nhiêu? A) 113 mm Hg B) 153 mm Hg C) 1 68 mm Hg D) 200 mm Hg 11 Regarding a healthy recreational... Caribbean Sea, which of the following statements is true? Đối với người lặn có bình khí để giải trí độ sâu 66 ft vùng biển Caribe,câu sau đúng? A) Her lungs are smaller than normal Phổi nhỏ so với