В.Б.Брин, И.Г.Джиоев, Н.В.Боциева, Т.В.Молдован, Ж.К.Албегова, А.К.Митциев, Н.Р.Албегова
ПРАКТИКУМ
по
Нормальной физиологии
ПЕДИАТРИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Часть 2. Четвертый семестр
Владикавказ
2012
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Северо-Осетинская государственная медицинская академия»
Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
В.Б.Брин, И.Г.Джиоев, Н.В.Боциева, Т.В.Молдован, Ж.К.Албегова, А.К.Митциев, Н.Р.Албегова
ПРАКТИКУМ
по
Нормальной физиологии
(для студентов, обучающихся по специальности «Педиатрия»
в 4-м семестре)
Владикавказ
2012
В.Б.Брин, И.Г.Джиоев, Н.В.Боциева, Т.В.Молдован, Ж.К.Албегова, А.К.Митциев, Н.Р.Албегова
Практикум по нормальной физиологии. Под ред. проф. В.Б.Брина. Владикавказ. 2012. с.
Практикум по нормальной физиологии представляет собой переработанное издание 2001 года, составлен в соответствии с «Примерной программой по нормальной физиологии» ФГОС 3-го поколения. Практикум предназначен для практических занятий по курсу нормальной физиологии, преподаваемому на педиатрическом факультете в IV семестре учебного года. Все разделы и занятия составлены по единой методической схеме, включающей обязательный тестовый контроль знаний студентов. Кроме приводимых в настоящих указаниях тестовых заданий, приводятся ссылки на сборник тестовых заданий, изданный кафедрой ранее.
Примерный хронометраж двухчасовых занятий:
Тестовый исходный контроль – 10 мин.
Опрос и рассмотрение основных вопросов темы – 30 мин.
Проверка и разбор заданий самостоятельной работы - 10
Просмотр видеопрактикума или выполнение экспериментов – 30 мин.
Тестовый контроль итогового уровня – 10 мин
В конце каждого раздела приводится список дополнительной литературы. Основной литературой, рекомендуемой студентам для освоения курса дисциплины, являются:
Брин В.Б. с соавт. Нормальная физиология. Учебник, 3-е издание. Под ред. Б.И .Ткаченко. М. «Гэотар-Медиа», 2012
Брин В.Б. с соавт. Физиология человека. Compendium/Под ред. Б.И.Ткаченко. Учебник. М. «Гэотар-Медиа», 2009.
Физиология человека. Учебник для медвузов под ред. В.М.Покровского и Г.Ф.Коротько. М. Медицина, 2011. В.Б.Брин в соавт.
Брин В.Б. с соавт. Контрольные вопросы по курсу нормальной физиологии. Учебное пособие. Владикавказ, ИПП им. В. Гассиева, 2006.
Брин В.Б. Избранные лекции по нормальной физиологии. Часть 1. Владикавказ, ИПО СОИГСИ, 2009.
Брин В.Б. Избранные лекции по нормальной физиологии. Часть 2. ИПО СОИГСИ, Владикавказ, 2011.
Коллектив кафедры надеется, что предлагаемый практикум поможет студентам в усвоении практических навыков и теоретических вопросов курса нормальной физиологии.
Раздел: физиология внешнего дыхания, энергетического обмена и терморегуляции.
Занятие № 1
ТЕМА: МЕХАНИЗМ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ.
УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ (формирование компетенций):
Студент должен знать: что такое вентиляция, диффузия, перфузия; механизм поступления воздуха в альвеолы; механизмы эластической тяги аппарата дыхания и легких; физиологическую роль сурфактанта; что такое вентиляционно-перфузионное отношение и его значение для физиологии дыхания; как сделать искусственное дыхание.
Студент должен уметь: определить величину воздушного потока с помощью пневмотахометра; назвать основные мышцы, участвующие в дыхании; объяснить результаты опыта Дондерса; сделать искусственное дыхание.
Студент должен владеть: методами и приемами письменного изложения учебного материала, навыками публичной речи (ОК-5), навыками уважительного отношения к студентам и преподавателю (ОК-8), основами знаний о физиологической системе внешнего дыхания (ПК-2) и закономерностях деятельности организма (ПК-3), методами оценки параметров деятельности систем организма (ПК-32)
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:
1. Что такое система внешнего дыхания?
2. Что такое вентиляция?
3. Какие мышцы называются инспираторными? Экспираторными?
4. Чем отличается активный выдох от пассивного?
5. Где кровь содержит больше кислорода: в легочных артериях или легочных венах?
6. Какова общая площадь альвеолярной поверхности легких?
7. Что такое сурфактант?
8. Какие функции выполняют легкие?
9. Что включает в себя малый круг кровообращения?
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Система внешнего дыхания, его основные этапы.
2. Основные процессы внешнего дыхания.
3. Механизм вдоха и выдоха: роль дыхательных мышц, величины транспульмонального, внутриплеврального давлений, свойств легочной ткани, сурфактанта. Модель Дондерса.
4. Строение и функции легочного кровообращения.
5. Вентиляция и перфузия в разных отделах легких и их физиологическое значение.
ПРОФИЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПЕДИАТРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА:
1. Особенности дыхания у плода.
2. Особенности дыхания у детей.
3. Изменение дыхания в онтогенезе.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ.
Видеодемонстрация опыта по созданию модели Дондерса. Изучение механизма вдоха
Цель опыта: продемонстрировать значение изменения объема грудной клетки в разные фазы дыхательного цикла;
Порядок проведения работы.. Приготовление модели Дондерса. Обездвиживают лягушку. Вскрыв грудную полость, извлекают легкие вместе с трахеей. В трахею препарата вводят стеклянную канюлю и перевязывают ниткой. Затем погружают легкие в бутыль, дно которой образовано резиновой мембраной. Обязательно контролируется плотность вхождения пробки с канюлей в горлышко бутылки. Предварительно закрепив бутыль на штативе, нужно присоединить выступающую канюлю к водяному манометру.
Такая установка позволяет измерить разрежение, которое будет создаваться в бутыли при оттягивании резиновой мембраны. Оттягивая резину на дне бутыли, мы, произвольно меняя объем полости, меняем давление внутри сосуда. При этом легкие будут спадаться или растягиваться.
Занести в протокол схему Дондерса.
Опыт № 2. Определение скорости воздушного потока в верхних дыхательных путях во время дыхания.
Цель опыта: определить максимальную объемную скорость воздушного потока при форсированном вдохе и выдохе.
Порядок проведения работы.
Датчик пневмотахометра соединяют с измерительным блоком, для чего штуцеры измерительного блока соединяют со штуцерами датчика по схеме «1-1» и «2-2» резиновыми трубками. Кран-переключатель при этом находится в положении «вдох». Испытуемый садится на стул и плотно зажимает губами наконечник дыхательной трубки, предварительно протертый спиртом. Для определения объемной скорости вдоха нужно вдохнуть через рот как можно глубже и быстрее. При этом на шкале манометра отмечают максимальную величину расхода воздуха. Затем, переключив кран в положение «выдох» таким же образом определяют максимальную скорость воздуха на выдохе. Внимание! Шкала отсчета прибора избирается соответственно диафрагме, установленной на датчике.
В норме у мужчин скорость выдоха равна 5-8 л/с. Мощность вдоха несколько слабее. Данный показатель позволяет судить о силе дыхательных мышц и о величине бронхиального сопротивления.
Опыт № 3. Проведение искусственного дыхания.
Цель опыта: запомнить последовательность действий при проведении искусственного дыхания.
Порядок выполнения работы.
а) искусственное дыхание изо рта в рот.
«Пациент» ложится на спину. Голову ему запрокидывают несколько назад, чтобы язык не закрывал гортань, полость рта при необходимости очищается от слизи. Одна рука «экспериментатора» поддерживает голову и шею снизу, а другая – плотно зажимает ноздри. «Экспериментатор» глубоко вдыхает и, через платок или марлю, плотно прижавшись ртом ко рту «пациента», делает энергичный выдох. Если грудная клетка после выдоха приподнимается, значит, дыхательные пути проходимы, и искусственное дыхание делается правильно.
Первые 5-10 вдуваний нужно сделать быстро (за 20-30 с), а следующие – с частотой 12-15 раз в минуту.
б) искусственное дыхание изо рта в нос.
Последовательность операций та же, что и в методе «рот в рот». Только здесь выдох производится непосредственно в нос «пациента», накрытый платком и плотно охваченный губами.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Роль легких в синтезе биологически активных веществ.
2. Дыхание в условиях пониженного и повышенного барометрического давления.
3. Регуляция просвета дыхательных путей.
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИТОГОВОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:
1. Каким образом меняется внутриплевральное давление во время вдоха, паузы, активного и пассивного выдоха?
2. При некоторых заболеваниях, сопровождающихся затрудненным дыханием, больные предпочитают сидеть, наклонившись вперед и опершись о колени руками. Почему?
3. Как обеспечить эффективное дыхание человека, если во время хирургической операции вскрывается грудная клетка?
4. При лечении туберкулеза легких часто используется введение воздуха в плевральную полость с пораженной стороны, так называемое «поддувание» легкого. Что при этом происходит с легким? Каков смысл такого воздействия?
5. При автокатастрофе человек получил травму грудной клетки, в результате которой плевральная полость справа стала сообщаться с окружающей средой. Как при этом изменится дыхание? Почему?
6. Что необходимо срочно предпринять, если при травме грудная клетка повреждена с обеих сторон и плевральные полости открыты?
Из сборника «Контрольные вопросы по курсу нормальной физиологии» задачи к занятию № 1, по разделу Физиология внешнего дыхания».
Занятие 2.
ТЕМА: ЛЕГОЧНЫЕ ОБЪЕМЫ И ПОКАЗАТЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ(формирование компетенций) :
Студент должен знать: виды легочных объемов и емкостей, их средние значения у мужчин и женщин; основные методы исследования легких.
Студент должен уметь: пользоваться спирометром, спирографом и пневмотахометром; определять основные параметры внешнего дыхания, объемы и емкости легких; правильно выбрать метод исследования в зависимости от поставленной задачи; рассчитывать параметры внешнего дыхания.
Студент должен владеть: методами и приемами письменного изложения учебного материала, навыками публичной речи (ОК-5), навыками уважительного отношения к студентам и преподавателю (ОК-8), основами знаний о физиологической системе внешнего дыхания (ПК-2) и закономерностях деятельности организма (ПК-3), методами оценки параметров деятельности систем организма (ПК-32)
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:
1. Что такое спирометрия?
2. Что такое глубина дыхания?
3. Что такое объемы легких и емкости легких?
4. Что такое «мертвое пространство»?
5. Какова связь дыхания и энергетического обмена?
6. Что такое альвеолярная вентиляция?
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Легочные объемы и емкости.
2. Методы исследования функционального состояния аппарата внешнего дыхания.
3. Анатомическое и физиологическое мертвое пространство.
4. Основные показатели вентиляции легких
5. Минутная вентиляция легких в разных условиях.
6. Альвеолярная вентиляция. Неравномерность вентиляции разных отделов.
ПРОФИЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПЕДИАТРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА:
Изменение легочных объемов в процессе онтогенеза.
Изменения вентиляционно-перфузионного отношения с возрастом
ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ:
Опыт № 1. Спирометрия.
Цель работы: овладение методикой регистрации легочных объемов.
Порядок проведения работы.
1. Цилиндр спирометра опускается до нулевого положения и плотно затыкается пробкой. Испытуемый зажимает нос зажимом и через рот делает максимальный вдох. При этом тело выпрямляется, плечи поднимаются, голова слегка откидывается. После вдоха испытуемый зажимает губами мундштук и делает медленный максимальный выдох в спирометр. При этом он несколько сгибается, напрягает мышцы брюшного пресса и наклоняет голову вперед.
По шкале определяют объем выдоха. Такую процедуру повторяют трижды и вычисляют среднее значение жизненной емкости легких (ЖЕЛ).
2. Определение ЖЕЛ произвести после 20 приседаний в течение 1 минуты. После физической нагрузки у здоровых людей ЖЕЛ снижается не более чем на 15 %.
3. Определение дыхательного объема. В порядке, описанном выше, испытуемый делает спокойный выдох в спирометр.
4. Определение резервного объема выдоха. Испытуемый зажимает нос зажимом и после обычного выдоха берет в рот трубку спирометра и делает максимальный выдох.
5. Определение резервного объема вдоха. Их цилиндра вынимают пробку и устанавливают его на делении 3000 мл. Снова закрывают пробкой отверстие. После ряда спокойных дыхательных движений, в конце обычного вдоха, испытуемый зажимает нос и через мундштук вдыхает максимальное количество воздуха ртом из спирометра. Разность между первым и вторым положением цилиндра показывает объем резерва вдоха. Объем воздуха, который находится в легких и не выдыхается, называется остаточным объемом воздуха. Его величина составляет в среднем 1000 мл. На основании полученных данных, зная объем остаточного воздуха, вычисляют коэффициент легочной вентиляции, который представляет отношение количества дыхательного воздуха к сумме резервного объема выдоха и остаточного объема. В норме он колеблется от 1/6 до 1/10.
Опыт № 2. Спирография на комплексе Биопак.
Цель опыта: овладеть методом спирографии.
Порядок выполнения работы.
Испытуемый берет в рот загубник, накладывает носовой зажим. Определяют следующие параметры:
1. При спокойном дыхании, по амплитуде спирограммы находят дыхательный объем.
2. После нормального спокойного выдоха производится максимально глубокий вдох. Измеряя прирост амплитуды, находим резервный объем вдоха.
3. После спокойного вдоха производится максимальный выдох. По изменению амплитуды спирограммы определяется резервный объем выдоха.
4. После максимального вдоха производится максимальный выдох. Амплитуда между пиками характеризует жизненную емкость легких.
5. При расчете учитывать, что в положении «50» 25 мм записи соответствуют 1 литру воздуха.
6. Полученные данные сравнить с результатами, получаемыми с помощью эмпирических формул:
а) у мужчин ДЖЕЛ = рост (см) 0,5 – (возраст в годах 0,022) – 3,6;
у женщин ДЖЕЛ = рост (см) 0,04 – (возраст в годах 0,021) – 2,68
Считается допустимым отклонение 19%.
б) для определения ДЖЕЛ по Балдвину:
у мужчин: (27,63 – (0,112 возраст в годах)) рост в см;
у женщин: (21,78 – (0,101 возраст в годах)) рост в см.
Проанализировать полученные данные.
Таблица № 1
Соотношение легочных объемов
-
Общая емкость легких (ОЕЛ)
Остаточный
объем (ОО)
Жизненная емкость
легких (ЖЕЛ)
Функциональная
остаточная емкость (ФОЕ)
Емкость вдоха
Е вд
ОО
Резервный объем
выдоха (РО выд)
Дыхатель.
объем (ДО)
Резервный
объем
вдоха (РО вд)
Таблица № 2
Зависимость альвеолярной вентиляции (Va) от частоты дыхания (ЧД)
и объема дыхания (ДО)
-
№
ЧД
ДО (мл)
МОД (мл)
Va (мл)
1
37
250
8000
3200
2
16
500
8000
5000
3
8
1000
8000
6800
Рассчитать должные величины параметров внешнего дыхания можно следующим образом:
а) Должная жизненная емкость легких (ДЖЕЛ)
Наиболее удобен расчет ДЖЕЛ по формуле Антони:
ДЖЕЛ = должный основной обмен (ДОО) 2,3
б) Должная максимальная вентиляция легких (ДМВЛ)
Расчет этого параметра основан на формуле В. Е. Рыжковой:
ДМВЛ = 1/3 ФЖЕЛ 72
Эта формула применяется, если легкие усиленно вентилируются в течение 1 минуты. Если же время вентиляции меньше, то пропорционально снижается и коэффициент. Так при вентиляции в течение 10 секунд, формула выглядит так:
ДМВЛ = 1/3 ДЖЕЛ12
при вентиляции в течение 15 секунд:
ДМВЛ = 1/3 ДЖЕЛ18
при вентиляции в течение 20 секунд
ДМВЛ = 1/3 ДЖЕЛ 24
в) Должный минутный объем дыхания (ДМОД)
Рассчитывается с помощью формулы А. Г. Дембо:
ДМОД = ДОО/283
Для практической работы по расчету данных параметров удобно пользоваться специальными таблицами (см. приложение № 1 и 2 )
Приложение №1.
Правила пользования таблицами для расчета должных параметров внешнего дыхания.
1. Определить должный основной обмен по таблицам Гарриса-Бенедикта (приложение № 1).
2. Найденную величину ДОО найти в первом столбце таблицы. Величины ДЖЕЛ, ДМОД, ДМВЛ будут находиться на этой же строчке в соответствующих графах.
Пример: основной обмен равен 1735 ккал.
ДЖЕЛ = 4,0; ДМВЛ (10’’) = 16,0; ДМВЛ (15’’) = 23,9; ДМВЛ (20’’) = 31,9; ДМОД = 6,0.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Изменение дыхательных характеристик в условиях пониженного и повышенного барометрического давления.
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИТОГОВОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:
1. Чему равна общая емкость легких, если ЖЕЛ равна 4,5 литра?
2. Как рассчитать минутный объем дыхания?
3. Чему равен дыхательный объем, если МОД составляет 7 литров, а ЧД – 16?
4. Чему равен коэффициент вентиляции, если дыхательный объем = 480 мл, а функциональная остаточная емкость легких равна 2,2 литра?
5. При измерении ФОЕ с помощью метода разведения гелия получено: первоначальная концентрация гелия – 12%, конечная – 8%, объем спирометра – 6 литров. Какова функциональная остаточная емкость легких?
6. Какие легочные объемы нельзя измерить с помощью спирометра – ЖЕЛ, ФОЕ, ДО, ОО?
7. Определить должные величины вентиляции у двадцатипятилетнего мужчины весом 80 кг, ростом 175 см.
8. Рассчитать должные величины вентиляции у женщины 17 лет, ее вес – 60 кг, рост – 160 см.
9. Человек с исходными значениями: частота дыхания – 14, ДО – 450 мл, объем мертвого пространства – 150 мл, ФОЕ – 2250 мл; погрузился под воду и стал дышать через трубку, объем которой 50 мл. Как изменится альвеолярная вентиляция, если условно принять, что исходные ЧД, ДО и ФОЕ не изменились?
10. ЖЕЛ испытуемого равна 4 л, РОВд – 2,1 л, РОВыд. – 1,5 л. Рассчитать, сколько воздуха поступает в альвеолы за 1 мин, если ЧД = 16 в мин.
11. На сколько обновится альвеолярный воздух за один вдох, если его объем составляет 2,7л, дыхательный объем = 600 мл, а объем мертвого пространства – 150 мл?
12. Чему равен МОД, если ЖЕЛ -= 4,1 л, РОВд. – 2 л, РОВыд. – 1,7 л, ЧД – 18 в мин?
Из сборника «Контрольные вопросы по курсу нормальной физиологии» задачи к занятию № 2, по разделу Физиология внешнего дыхания».
Занятие № 3
ТЕМА: ГАЗООБМЕН В ЛЕГКИХ И ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ.
УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ(формирование компетенций) :
Студент должен знать: закономерности перехода газов из альвеол в кровь и обратно; физиологические и патологические формы гемоглобина; физиологический смысл графика диссоциации оксигемоглобина; формы транспорта кислорода и углекислого газа; что такое кислородный и углекислый каскад.
Студент должен уметь: объяснить механизм изменения рН при насыщении крови углекислотой; работать со спирометаболографом «Метатест»; нарисовать и объяснить график образования и распада оксигемоглобина.
Студент должен владеть: методами и приемами письменного изложения учебного материала, навыками публичной речи (ОК-5), навыками уважительного отношения к студентам и преподавателю (ОК-8), основами знаний о физиологической системе внешнего дыхания (ПК-2) и закономерностях деятельности организма (ПК-3), методами оценки параметров деятельности систем организма (ПК-32)
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:
1. Из чего состоит аэрогематический барьер?
2. От чего зависит диффузия газов?
3. В каких формах существует в крови кислород? Углекислый газ?
4. В каких структурах существует минимальное парциальное давление кислорода?
5. Почему при накоплении углекислоты кровь несколько закисляется?
6. Какие Вы знаете разновидности гемоглобина?
7. Какие Вы знаете соединения гемоглобина?
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Способы определения.
2. Парциальное давление газов в альвеолярном воздухе. Напряжение газов в крови.
3. Структура и свойства легочной мембраны.
4. Транспорт кислорода. Значение гемоглобина. Его формы. Миоглобин.
5. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Факторы, влияющие на диссоциацию оксигемоглобина. Кислородная емкость крови.
6. Транспорт углекислого газа. Значение карбоангидразы.
7. Газообмен в тканях. Напряжение кислорода и углекислого газа в тканевой жидкости и клетках.
8. Кислородный каскад и его значение.
ПРОФИЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПЕДИАТРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА:
1. Особенности состава альвеолярного воздуха у детей.
2. Изменение кривой диссоциации оксигемоглобина в раннем онтогенезе.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ.
Опыт № 1. Оксигемометрия
.
Цель опыта: определить степень насыщения артериальной крови кислородом.
Порядок проведения работы.
Включить прибор и дать ему прогреться несколько минут. Закрепить датчик в верхней части ушной раковины. Через несколько минут установить индикатор прибора на цифру 96.
1. Испытуемый как можно больше задерживает дыхание. При этом нужно регистрировать показания прибора.
2. Испытуемый делает 20 приседаний. Отмечают, как изменились показания прибора, и через какое время после физической нагрузки происходит возвращение к исходным показателям.
Некоторые показатели в норме:
- время полного насыщения – 40-80 с
- время возврата насыщения к исходному уровню – 3-5 мин.
Опыт № 2. Измерение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и воздухе альвеолярного пространства.
Цель опыта: продемонстрировать уменьшение количества кислорода в альвеолярном воздухе при задержке дыхания.
Порядок проведения работы.
Включить прибор «Оксигеноанализатор» и откалибровать его так, чтобы он показывал концентрацию кислорода в окружающей среде – 21%. Установить рукоятку «Л» на «О», а рукоятку «Н» на 30. Выдыхать воздух в мундштук, одновременно считывая с табло прибора данные о содержании О2 в воздухе. Изменить содержание кислорода при а) спокойном дыхании; б) после задержки дыхания. В случае подачи прибором звукового сигнала нажать кнопку «Тревога»
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Значение легких для поддержания кислотно-основного равновесия.
2. Миоглобин, его формы, образование и диссоциация.
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИТОГОВОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:
1. Как изменится скорость диссоциации оксигемоглобина, если:
а) температура увеличится до 38,5 С?
б) содержание СО2 будет равно 65 об.%?
в) альпинист проведет длительное время на большой высоте?
2. В альвеолярном воздухе 12% кислорода, а давление водяного пара – 47 мм рт. ст. Чему будет равно парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе?
3. При обследовании больного обнаружено, что рСО2 снизилось до 42 мм рт. ст., а кислотность крови до 7,33. Как называются состояния до и после лечения?
4. При отравлении угарным газом человек почувствовал слабость, быструю утомляемость. Каков механизм этих явлений и как при этом изменится кислородная емкость крови?
5. Ловец жемчуга может задерживать дыхание на 3 мин., но после этого у него возникает гиперпноэ. Какова основная причина?
6. На сколько отличается кислородная емкость крови (КЕК) у мужчины (рост 175 см, масса 80 кг, концентрация Нb в крови 148 г/л) от КЕК женщины (рост 162 см, масса 66 кг, концентрация Нb в крови 126 г/л)?
7. Почему длительность пребывания под водой можно увеличить предварительной гипервентиляцией в течение 1-2 мин?
8. Во время одинаковой физической работы в артериальной крови одного человека содержалось 19 об.% О2, в венозной – 10 об. % О2, а у второго – соответственно 20 об.% и 8об.%. Сколько мл кислорода утилизировано организмом первого и второго из каждых 10 мл крови? Кто из них физически более тренирован?
Из сборника «Контрольные вопросы по курсу нормальной физиологии» задачи к занятию № 3, по разделу Физиология внешнего дыхания».
Занятие № 4.
ТЕМА: РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ. МЕХАНИЗМ ПЕРВОГО ВДОХА НОВОРОЖДЕННОГО РЕБЕНКА.
УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ(формирование компетенций) :
Студент должен знать: уровни регуляции дыхания; структуру и функции дыхательного центра; рефлекса Геринга-Брейера; механизм влияния избытка и недостатка в крови углекислого газа и кислорода.
Студент должен уметь: объяснить механизм появления первого вдоха новорожденного, активизации дыхания при физической нагрузке.
Студент должен владеть: методами и приемами письменного изложения учебного материала, навыками публичной речи (ОК-5), навыками уважительного отношения к студентам и преподавателю (ОК-8), основами знаний о регуляции физиологической системы внешнего дыхания (ПК-2) и закономерностях деятельности организма (ПК-3), методами оценки параметров деятельности систем организма (ПК-32)
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ
1. Что такое дыхательный центр?
2. Почему возникает вдох?
3. Почему возникает выдох?
4. Почему учащается дыхание при волнении, беге?
5. Зачем нужно регулировать дыхание?
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ
1. Дыхательный центр. Функциональные характеристики нейронов центра. Механизм смены дыхательных фаз.
2. Роль механорецепторов легких, афферентных волокон блуждающего нерва в регуляции дыхания. Рефлексы Геринга-Брейера.
3. Гуморальная регуляция дыхания. Опыт Фредерика.
4. Рефлекторная регуляция дыхания. Опыт Гейманса.
5. Центральные влияния на дыхание со стороны гипоталамуса, лимбической системы, коры больших полушарий.
6. Дыхание как компонент разных функциональных систем.
ПРОФИЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПЕДИАТРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА
1. Причины и механизм первого вдоха новорожденного ребенка.
2. Особенности регуляции дыхания у детей.
3. Становление произвольной регуляции дыхания в онтогенезе.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ.
Просмотр видеофильма по регуляции внешнего дыхания
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Роль работ И. А. Миславского для физиологии дыхания.
2. Механизмы автоматии различных отделов дыхательного центра.
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИТОГОВОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:
1. Как изменится дыхание при легком отравлении угарным газом?
2. Почему при резких движениях дыхание усиливается сразу, а при задержке – только через некоторое время?
3. В чем отличие центральных и периферических хеморецепторов?
4. Что такое эффект Эйлера – Лильестранда?
5. Если, задержав дыхание, совершать глотательные движения, то можно значительно увеличить время задержки. Почему?
6. Известно, что при отравлении угарным газом народная медицина советует потерпевшего положить на пол, желательно опустив его лицо в неглубокую ямку. Если же вынести его на свежий воздух, то может наступить смерть. Почему?
7. Как изменится дыхание у человека после трахеостомии (искусственного сообщения трахеи с атмосферой через трубку на передней поверхности шеи)?
8. Акушерка утверждает, что ребенок родился мертвым. Как можно абсолютно доказательно подтвердить или опровергнуть это утверждение?
9. Почему эмоциональное возбуждение может усиливать и учащать дыхание?
10. В реанимационной практике используется карбоген (смесь 93-95% О2 и 5-7% СО2). Почему такая смесь эффективнее чистого кислорода?
11. У человека после нескольких форсированных глубоких вдохов закружилась голова и резко побледнели кожные покровы лица. С чем связаны эти явления?
12. При вдыхании таких раздражителей, как нашатырный спирт, табачный дым возникает рефлекторная остановка дыхания. Как доказать, что данный рефлекс возникает с рецепторов слизистой верхних дыхательных путей?
13. При эмфиземе легких нарушена эластическая тяга, и легкие на выдохе недостаточно спадаются. Почему дыхание человека, страдающего эмфиземой легких, поверхностное?
14. В условиях относительного покоя при нормальной вентиляции и перфузии легких каждые 100 мл крови, пройдя через легкие, поглощают около 5 мл О2 и отдают около 4 мл СО2. Испытуемым при минутном объеме дыхания в 7 литров было поглощено за 1 мин. 250 мл О2.
Сколько мл крови прошло за это время через капилляры легких и сколько было выделено СО2?
15. При нарушении выделительной функции почек (уремия) наблюдается большое шумное дыхание, т.е. резкое усиление вентиляции легких. Почему это происходит? Можно ли считать это приспособлением?
16. У человека в результате отравления грибным гемолитическим ядом возникла одышка. В чем ее причина?
17. Как изменится дыхание у собаки после двусторонней перерезки блуждающих нервов?
Из сборника «Контрольные вопросы по курсу нормальной физиологии» задачи к занятию № 4, по разделу Физиология внешнего дыхания».
Занятие № 5.
ТЕМА: ФИЗИОЛОГИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА. ОСНОВНОЙ ОБМЕН.
УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ (формирование компетенций)
Студент должен знать: назначение обмена веществ и энергии; виды обмена веществ; классификацию методов измерения обменных процессов; дыхательный коэффициент в норме для разных видов пищевых веществ; калорический эквивалент кислорода; уровни регуляции обмена веществ.
Студент должен уметь: рассчитать должные величины основного обмена; объяснить величину ДК.
Студент должен владеть: методами и приемами письменного изложения учебного материала, навыками публичной речи (ОК-5), навыками уважительного отношения к студентам и преподавателю (ОК-8), основами знаний об энергетическом обмене, основном и рабочем обмене (ПК-2) и закономерностях их изменения при разных видах деятельности организма (ПК-3), методами оценки параметров энергетического обмена организма (ПК-32)
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:
1. Что называют обменом веществ и энергии?
2. Что включает в себя энергетический обмен?
3. Каково назначение обменных процессов?
4. Условия измерения основного обмена.
5. Что такое рабочая прибавка?
6. Как определяется расход энергии?
7. Укажите принципы прямой калориметрии.
8. Укажите принципы непрямой калориметрии.
9. Что такое дыхательный коэффициент?
10. Что такое калориметрический эквивалент?
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Понятие об энергетическом балансе организма.
2. Основной обмен и факторы, его определяющие.
3. Общий обмен.
4. Классификация способов определения интенсивности обменных процессов.
5. Характеристика метода «прямой» калориметрии.
6. Метод «непрямой» калориметрии.
7. Определение дыхательного коэффициента.
8. Регуляция обмена веществ.
ПРОФИЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПЕДИАТРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА:
1. Особенности основного обмена у детей.
2. Способы определения энергетического обмена у детей.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ:
Опыт № 1. Гуморальная регуляция обменных процессов.
Цель опыта: ознакомиться с определением расхода энергии по способу непрямой калориметрии в камере закрытого типа; пронаблюдать гуморальную регуляцию обмена веществ.
Порядок проведения работы.
2-х крыс поочередно помещают в эксикатор на подставку, под которой находится едкий натрий для поглощения воды и углекислоты. В водяном манометре на одинаковом уровне находится подкрашенная вода. В результате поглощения кислорода животным уровень воды в коленах водяного манометра изменяется. Через 5 минут отмечают, на сколько делений изменился уровень воды. Каждое деление шкалы соответствует определенному количеству поглощенного кислорода. Количество делений на шкале умножают на коэффициент прибора и получают количество мл кислорода, поглощенного за 5 минут. Вычисляют поглощение кислорода за час, за сутки. Приняв дыхательный коэффициент за 0,9 (смешанное питание), находят по нему калорический эквивалент кислорода – 4,92 ккал. Умножив объем потребленного кислорода на средний калорический эквивалент 02(4,92), получают расход энергии за 5 минут, за час, за сутки.
Пример расчета. Крыса за 5 мин. потребила 10 мл кислорода. Если за 5 мин. крыса потребила 10 мл кислорода, то за 60 мин. она потребит 120 мл или 0,12 л, а за 24 часа – 2,88 л. Исходя из этого: расход энергии за 1 час составит: 0,124,92 = 0,5904 ккал. За сутки – 2,884,92 = 14,17 ккал.
Полученные у крыс данные расхода энергии будут контрольными.
а) Роль адренергических влияний в регуляции энергообмена. Ввести одной из крыс подкожно 0,02 мл адреналина и через 10 мин. определить расход энергии за 5 мин. Сравнить с контролем и сделать вывод.
б) Значение разобщения окисления и фосфорилирования для регуляции энергетических процессов.
Ввести второй крысе 0,1 мл 2,4 – динитрофенола. Определить спустя 10 мин расход энергии за 5 мин. Сравнить с контролем и сделать вывод.
Опыт № 2. Определение должных величин основного обмена.
Цель опыта: ознакомиться с методами расчета норм основного обмена и его отклонений от нормы.
Порядок проведения работы.
а) Определение основного обмена по расчетным таблицам. При помощи ростомера и весов определяют рост и вес испытуемого. По расчетным таблицам Гарриса – Бенедикта находят цифры основного обмена по графам, соответствующим полу, росту и весу испытуемого (см. Приложение № 2).
б) По величине поверхности тела. Эта величина в норме должна совпадать с основным обменом, определенным по таблице Гарриса – Бенедикта. Для этого пользуются формулой: ПТ = К Р Н, где К = 167,2, Р – вес в кг, Н – рост в см. Так как 1 м2 поверхности тела излучает у мужчин в возрасте 19-23 лет 35-39 ккал/час, у женщин того же возраста – 38 ккал/час, то полученную площадь поверхности тела (в м2) умножаем на количество ккал за час, а затем на 24 часа и получаем основной обмен за сутки.
В) Определение величины допустимых отклонений. Для того, чтобы определить, имеются ли отклонения в основном обмене от нормы, пользуются клинической формулой Брайтмана, по которой основной обмен определяется по пульсу и пульсовому давлению: 3/4 П + 1/2 ПД – 74 = 10%. Патологическим считают отклонение, превышающее 10%.
Студенты определяют у себя величину пульса и пульсового давления, производят расчет. Делают соответствующие выводы о нормальных величинах основного обмена и его отклонениях.
Приложение № 2.
Правила пользования таблицами Гарриса-Бенедикта для расчета уровня основного обмена.
Для вычисления основного обмена наиболее употребительна формула Гарриса – Бенедикта, полученная на основе изучения корреляции величины основного обмена с рядом антропометрических показателей (рост, вес, пол, возраст). Основной обмен, рассчитанный этим способом, может отличаться от истинного не больше, чем на 10%.
Расчет ведется по формулам:
1. Для мужчин:
а) в возрасте до года:
- 22,1 + 31,05Р + 1,16Н
б) в возрасте больше года:
66,47 = 13,75Р + 5Н - 26,75а
2. Для женщин:
а) в возрасте до года:
- 44,9 + 27,84З + 1,84Н
б) в возрасте больше года:
65,59 + 19,56З + 1,85Н – 4,67а
где: Р – вес (кг), Н – рост (см), а – возраст (годы).
На основании этих формул, при участии Кестнера и Книппинга, были составлены таблицы, которые позволяют быстро рассчитать основной обмен.
Порядок определения основного обмена:
1. Определить рост, вес, пол и возраст испытуемого.
2. В таблице, в части «А» против цифры, соответствующей весу тела, найти цифру в графе «Калории» и запомнить.
3. В части «Б» найти цифру на пересечении граф возраста и роста. Запомнить ее.
4. Суммировать цифры, найденные в частях «А» и «Б». Это и будет искомая величина основного обмена в ккал.
Пример: испытуемый – мужчина 33 лет, рост – 180 см, вес – 72 кг.
Из таблицы «А» находим: 1057.
Из таблицы «Б» находим: 678.
Основной обмен равен: 1057 + 678 = 1735 ккал.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Ассимиляция и диссимиляция в организме.
2. Факторы, влияющие на энергетический обмен (температура, прием пищи, мышечная работа).
3. Влияние на энергетический обмен различных видов труда.
4. Сдвиги энергетического обмена при нарушениях деятельности эндокринных желез.
5. Процессы окислительного фосфорилирования и энергетический обмен организма.
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИТОГОВОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:
1. Животное потребляет за 20 мин. 30 мл кислорода, при дыхательном коэффициенте, равном 0,9. Чему равна величина энергорасхода за 1 час?
2. Человек за 5 мин. выдохнул 26 л воздуха. В выдохнутом воздухе содержалось 16,23% кислорода и 4,13% углекислого газа. Чему равен расход энергии за 1 час?
3. Рассчитайте расход энергии за час, если испытуемый поглощает в 1 мин. 0,3 л кислорода, а ДК = 1.
4. Во время работы ручной пилой взрослый человек выдохнул за 5 мин. 95,5 л воздуха (объем воздуха дан приведенным к нормальным условиям, сухим). Выдыхаемый воздух содержал: азота – 79,25%, кислорода – 16,9%, углекислого газа – 3,85%; вдыхаемый воздух: азота – 79,04%, кислорода – 20,93%, углекислого газа – 0,03%. Сколько было поглощено человеком литров кислорода и выделено углекислого газа? Сколько израсходовано организмом при этой работе энергии – кДж (ккал)?
5. Рассчитайте объем кислорода, поглощенного в 1 мин., если минутный объем дыхания равен 6 л, во вдыхаемом воздухе содержится 21% кислорода, в выдыхаемом – 17%.
6. Рассчитайте энергетические затраты у испытуемого, если по данным непрямой калориметрии по способу Дугласа – Холдена установлено, что минутный объем дыхания равен 10 л.
Состав вдыхаемого воздуха: О2 – 21%, СО2 – 0%. Состав выдыхаемого воздуха: О2 – 16%, СО2 – 4%.
7. Интенсивность основного обмена у трех испытуемых составляла: 1500 ккал, 3000 ккал, 800 ккал. Какое заключение о функции щитовидной железы у испытуемых можно сделать?
Из сборника «Контрольные вопросы по курсу нормальной физиологии» задачи к занятию № 5, по разделу Физиология внешнего дыхания, энергетического обмена и терморегуляции».
Занятие № 6.
ТЕМА: ФИЗИОЛОГИЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ.
УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ(формирование компетенций) :
Студент должен знать: виды термогенеза и теплоотдачи; понятие о «ядре» и «оболочке» в терморегуляции; понятие о гипо- и гипертермии, их применении в клинических целях; виды терморецепторов, их особенности; локализацию и механизм функционирования центра терморегуляции.
Студент должен уметь: пользоваться электротермометром, применить знания о механизмах терморегуляции в различных погодных условиях.
Студент должен владеть: методами и приемами письменного изложения учебного материала, навыками публичной речи (ОК-5), навыками уважительного отношения к студентам и преподавателю (ОК-8), основами знаний о физиологической системе теромрегуляции (ПК-2) и закономерностях ее изменения при разных видах деятельности организма (ПК-3), методами оценки параметров деятельности системы терморегуляции организма (ПК-32)
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ
1. Какие процессы лежат в основе терморегуляции организма?
2. Какое значение имеет мышечная система в терморегуляции?
3. Какое значение имеет сердечно-сосудистая система в терморегуляции?
4. Какое значение имеет дыхательная система в терморегуляции?
5. Что такое гипотермия?
6. Что такое гипертермия?