8القلب والرئتان أثناء الجهد

حل المسألة 8.1.

1. $62 \times 0.072 \approx 4.5$؛ و$105 \times 0.100 = 10.5$؛ و$140 \times 0.116 \approx 16.2$؛ و$175 \times 0.120 = 21.0$؛ و$198 \times 0.120 \approx 23.8\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$.

2. $23.8/4.5 \approx 5.3$: فالتواتر يسهم بمقدار $198/62 \approx 3.2$، والحجم النفضي بمقدار $120/72 \approx 1.7$، و$3.2 \times 1.7 \approx 5.3$.

3. فوق نحو $225\,\mathrm{W}$ يبقى الحجم النفضي عند $120\,\mathrm{mL}$؛ ولا يرفع الصبيب بعد ذلك إلا التواتر القلبي.

4. $220 - 17 = 203$: و198 عنده ضمن دقة القاعدة.

5. $5/4.5 \approx 1.1\,\mathrm{min}$، أي نحو $67\,\mathrm{s}$؛ وعند $300\,\mathrm{W}$، $5/23.8 \approx 0.21\,\mathrm{min}$، أي نحو $13\,\mathrm{s}$.

6. $0.5 \times 13 = 6.5$؛ و$1.2 \times 18 = 21.6$؛ و$1.8 \times 24 = 43.2$؛ و$2.3 \times 32 = 73.6$؛ و$2.6 \times 44 \approx 114\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$.

7. $114/6.5 \approx 18$: فقد ارتفع الحجم الجاري 5.2 مرات، والتواتر 3.4 مرات؛ فالحجم يسهم أكثر.

8. $2.6/5.0 = 52\%$ من السعة الحيوية في كل نفس.

9. لا: فللتهوية احتياطي واسع والدم المغادر للرئتين يبقى مشبعًا. والحد هو الحجم النفضي للقلب، وهو يحدد كم أكسجين توصله كل نبضة.

10. $0.7 \times 6.5 \approx 4.6\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ و$0.7 \times 114 \approx 80\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$.

11. $4.5 \times 0.052 \approx 0.23$؛ و$10.5 \times 0.090 \approx 0.95$؛ و$16.2 \times 0.120 \approx 1.94$؛ و$21.0 \times 0.145 \approx 3.05$؛ و$23.8 \times 0.155 \approx 3.7\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$.

12. $3700/68 \approx 54\,\mathrm{mL}/\mathrm{min}$ لكل كيلوغرام. وقد بلغ التواتر حده الأقصى والزيادة من 225 إلى $300\,\mathrm{W}$ صغيرة: فهذا هو $\dot V\!\mathrm{O_2}$max عنده، وهو تلميذ لائق مدرَّب.

13. $3.7/0.23 \approx 16$: أي عامل القلب 5.3 مضروبًا في عامل الاستخلاص $155/52 \approx 3.0$.

14. $3.7 \times 20 = 74\,\mathrm{kJ}$ في الدقيقة، أي نحو $1230\,\mathrm{W}$؛ وفي الراحة $0.23 \times 20/60 \approx 77\,\mathrm{W}$؛ وفوق الراحة نحو $1150\,\mathrm{W}$، فالمردود $300/1150 \approx 26\%$.

15. خط مستقيم تقريبًا من $0.23$ إلى $3.05\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ بين 0 و$225\,\mathrm{W}$، ثم انحناء: فآخر $75\,\mathrm{W}$ لا تضيف إلا $0.65\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$. والسقف نحو $3.7\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$.

16. الاستباق: فتوقع الدماغ للجهد ينقل إلى المراكز القلبية والغدتين الكظريتين، فيرفع التواتر قبل أي حركة.

17. الأسناخ تؤكسج الدم تأكسيجًا تامًا حتى عند أقصى تهوية وأقصى صبيب؛ فالرئتان ليستا الحد. والحد هو مقدار الدم الذي يستطيع القلب إرساله في الدقيقة.

18. $20/23.8 \approx 84\%$. أما المعي والكليتان، وقد كانتا تأخذان نصف صبيب الراحة، فتتلقيان الآن نحو $1\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$؛ فقد ضاقت شرايينهما ووجه الجريان إلى العضلات.

19. $198 \times 0.140 \times 0.155 \approx 4.3\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$، أي نحو $63\,\mathrm{mL}/\mathrm{min}$ لكل كيلوغرام.

20. تضاعف الصبيب القلبي 5.3 مرات، واستخلاص الأكسجين 3 مرات، والتهوية 18 مرة؛ وقد غيّر التدريب الحجم النفضي للقلب، ومعه السقف.