кровоснабжение работающих органов и систем, находится в прямой линейной зависимости от мощности выполняемой работы. При этом прямая зависимость между мощностью работы и частотой сердечных сокращений сохраняется до 170 в минуту, после чего кривая зависимости приобретает экспоненциальный характер.
Проба проводится путем выполнения двух нагрузок, из которых первая мощностью 1 Вт/кг (6,12 кгм/мин на 1 кг массы тела) и вторая ― в 2 раза выше (2 Вт/кг или 12,24 кгм/мин на 1 кг массы тела).
Цель работы: освоить методику определения ФРС при помощи стептеста и определить ее величину у испытуемого.
Для работы необходимы: ступенька с регулируемой высотой, метроном, секундомер. Объект исследования ― человек.
Ход работы
Перед выполнением работы испытуемый вначале апробирует порядок подъемов на ступеньку и спусков с нее под ритм метронома. С первым ударом метронома на ступеньку ставится левая нога, со вторым правая, с третьим ― левая нога опускается на пол, с четвертым ― правая.
Устанавливают высоту ступеньки 30 см. Рассчитывают число подъемов (n) на ступеньку в минуту, используя формулу:
N =1,20 ×Р×h ×n ,
где: N ― мощность работы, кгм/мин; Р ― масса тела испытуемого, кг; h ― высота ступеньки, м;
1,20 ― коэффициент, учитывающий работу при спуске со ступеньки (для детей он равен 1,33).
Испытуемый массой 65−70 кг первую нагрузку выполняет в течение 3 мин с частотой 15 подъемов в мин при частоте ударов метронома 60 в минуту. В течение первых 10 секунд после окончания нагрузки подсчитывают частоту пульса (Р1) После 3-минутного отдыха испытуемый выполняет вторую нагрузку, увеличенную по сравнению с первой в 2 раза (частота подъемов на ступеньку 30 в минуту при частоте ударов метронома 120 в минуту), после окончания которой снова подсчитывают частоту пульса (Р2).
Расчет величины ФРС производят по формуле В. Л. Карпмана:
170 − P1 ,
PWC170 = N1 +(N2 − N1 ) × P2 − P1
где: N1 и N2 ― мощность первой и второй нагрузки (кгм/мин);
Р1 и Р2 ― частота пульса в конце первой и второй нагрузки (уд/мин).
Данныеоценкифизическойработоспособностипредставленывтаблице14.
71
Таблица 14 ― Оценки физической работоспособности взрослого человека
Оценка |
PWC170 , кгм/мин |
PWC170 на 1 кг массы, кгм/мин |
|||
мужчины |
женщины |
мужчины |
женщины |
||
|
|||||
Выше средней |
1200 |
750 |
17,0 |
12,0 |
|
Средняя |
1000−1200 |
650−750 |
15,0−17,0 |
10,0−12,0 |
|
Ниже средней |
1000 |
650 |
15,0 |
10,0 |
|
В выводе отметить величину ФРС испытуемого и дать оценку, используя данные таблицы.
ЗАНЯТИЕ 23. ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ОРГАНИЗМА
Лабораторная работа 23.1. Велоэргометрия. Определение физической работоспособности по PWC170 тесту
(Самостоятельная работа студентов под контролем преподавателя)
Цель работы: освоить методику определения физической работоспособности методом велоэргометрии по PWC170 тесту и определить ее величину у испытуемого.
Для работы необходимы: велоэргометр, часы, секундомер, весы медицинские. Объект исследования ― человек.
Ход работы
Подсчитать частоту пульса у обследуемого в состоянии покоя в положении сидя. Затем в течение 5 минут он выполняет первую нагрузку (N1), величина которой зависит от его массы (таблица 15). С целью установления нагрузки на панели велоэргометра полученную величину в Ваттах переводят в Ньютоны (таблица 16). Частота вращения педалей сохраняется постоянной и равна 60 об/мин, контролируется по тахометру. В последние 30 секунд выполняемой нагрузки подсчитывают частоту пульса (уд/мин) ― F1.
Таблица 15 ― Мощность первой нагрузки в зависимости от массы испытуемого
Масса тела, кг |
Мощность, кгм/мин |
Примечания |
|
59 и меньше |
300 |
|
|
60−64 |
400 |
Для перевода в кгм/мин |
|
65−69 |
500 |
||
в ватты необходимо число |
|||
70−74 |
600 |
||
кгм/мин разделить на 6,12 |
|||
75−79 |
700 |
||
|
|||
80 и больше |
800 |
|
В таблице 16 приведены значения нагрузки, указанные на панели велоэргометра.
72
Таблица 16 ― Значения нагрузки в Нм, указанные на панели велоэргометра
Ватты |
Нм |
Ватты |
Нм |
10 |
1,6 |
150 |
24 |
25 |
4,0 |
175 |
28 |
50 |
8,0 |
200 |
32 |
75 |
12 |
300 |
48 |
100 |
16 |
400 |
64 |
125 |
20 |
|
|
После 3-минутного отдыха, обследуемый выполняет вторую нагрузку (N2) в течение 5 минут, величина которой зависит от мощности первой нагрузки и определяется по таблице 17.
Таблица 17 ― Мощность второй нагрузки в зависимости от ЧСС при первой нагрузке
Мощность |
|
Мощность работы при второй нагрузке, кгм/мин |
||||
работы |
|
|
ЧСС при первой нагрузке уд/мин |
|
||
при первой |
|
|
|
|
|
|
нагрузке, |
80−89 |
|
90−99 |
100−109 |
110−119 |
120−129 |
кгм/мин |
|
|
|
|
|
|
400 |
1100 |
|
1000 |
900 |
800 |
700 |
500 |
1200 |
|
1100 |
1000 |
900 |
800 |
600 |
1300 |
|
1200 |
1100 |
1000 |
900 |
700 |
1400 |
|
1300 |
1200 |
1100 |
1000 |
800 |
1500 |
|
1400 |
1300 |
1200 |
1100 |
За последние 30 секунд опять подсчитывают частоту пульса (уд/мин). После выполнения второй нагрузки записать результаты, рассчитать
по указанной формуле общую величину PWC170 по формуле:
170 − F1 ,
PWC170 = N1 +(N2 − N1 ) × F2 − F1
где: PWC170 ― величина физической работоспособности;
N1 и N2 ― мощность первой и второй нагрузок (кгм/мин);
F1 и F2 ― частота пульса в конце первой и второй нагрузок (уд/мин).
Сравнитьполученныеданныесданнымитаблицы14 исделатьзаключение.
Лабораторная работа 23.2. Влияние силы стимула на амплитуду сокращения мышцы. Влияние температуры на мышечную возбудимость и сократимость
(Самостоятельная работа студентов). Виртуальный эксперимент
Цель работы: демонстрация связи между силой стимула и амплитудой мышечного сокращения, а также влияния температуры на мышечную возбудимость и сократимость.
73
Для работы необходима: компьютерная программа «Inter NICHE», раздел «Мышечная система».
Ход работы
Открыть в компьютере d:\ Inter NICHE (F) LUPRAFISIM. После появ-
ления заставки LuPraFi-Sim, войти в версию на русском или английском языке (для иностранных студентов). Через содержание открыть «Разделы». Открыть раздел «Мышечная система», выбрать эксперимент «Простое сокращение скелетных мышц» и выполнить в соответствии с программой:
1.Нажать кнопку «Принцип действия» и ознакомиться с принципом действия и технологией виртуального эксперимента.
2.Нажать кнопку «Технология – шаг I» и изучить связь между силой стимула и амплитудой мышечного сокращения.
Осуществить стимуляцию мышцы стимулами силой 0,1; 1; 2; 4; 8 mV. Измерить продолжительность фаз одиночного мышечного сокращения латентного периода, укорочения и расслабления при силе стимула 2 и 8. Зарисовать миограммы, указать фазы сокращения и их продолжительность.
3.Нажатием кнопки «Технология ― шаг II» открыть программу «Влияние температуры на мышечную возбудимость и сократимость».
Установить силу стимула 4, вызвать одиночное мышечное сокращение, измерить продолжительность фаз сокращения. Охладить мышцу наложением кристаллов льда, повторить стимуляцию в прежнем режиме, измерить продолжительность фаз сокращения, обратить внимание на изменения амплитуды. Зарисовать кривые, объяснить механизмы изменений.
Лабораторнаяработа23.3. Изучениевлияниячастотыстимуляциинасократимостьскелетныхмышц
(Самостоятельная работа студентов) Виртуальный эксперимент
Цель работы: демонстрация влияния ритма импульсов на сокращение и утомлениескелетныхмышц.
Для работы необходима: Компьютерная программа «Inter NICHE», раздел «Мышечная система».
Ход работы
Открыть в компьютере d:\ Inter NICHE (F) LUPRAFISIM. После появ-
ления заставки LuPraFi-Sim, войти в версию на русском или английском языке (для иностранных студентов). Через содержание открыть «Разделы». Открыть раздел «Мышечная система», выбрать эксперимент «Сокращение скелетных мышц в результате действия нескольких стимулов» и выполнить в соответствии с программой:
74
1.Нажатием кнопки «Цель» ознакомиться с принципом действия и технологией виртуального эксперимента.
2.Нажать кнопку «Практическая часть» и выполнить эксперимент в соответствии с программой:
Установить частоту стимулов 5; 6,5; 10; 20 в секунду и воздействовать
втечение 5−6 секунд. Зарисовать полученные миограммы и дать название данному виду мышечных сокращений. Обратить внимание, что с уменьшением частоты стимулов происходит увеличение времени работоспособности мышцы.
Сделать вывод о влияния ритма частоты стимуляции на сокращение и утомлениескелетныхмышц.
Лабораторнаяработа23.4. Изучениероли нейромышечного синапса
вразвитии утомления скелетной мышцы
(Самостоятельная работа студентов) Виртуальный эксперимент
Цель работы: демонстрация роли нейромышечного синапса в возникновении утомления.
Для работы необходима: компьютерная программа «Inter NICHE», раздел «Мышечная система».
Ход работы
Открыть в компьютере d:\ Inter NICHE (F) LUPRAFISIM. После появ-
ления заставки LuPraFi-Sim, войти в версию на русском или английском языке (для иностранных студентов). Через содержание открыть «Разделы». Открыть раздел «Мышечная система», выбрать эксперимент «Роль нейромышечного синапса в возникновении утомления» и выполнить в соответствии с программой:
1.Нажать кнопку «Технология» и ознакомиться с принципом действия и технологией виртуального эксперимента.
2.Нажать кнопку «Практическая часть» и выполнить эксперимент в соответствии с программой:
а) установить режим непрямой стимуляции, т. е. мышечное сокращение возникает в результате раздражения двигательного нерва;
б) воздействовать на мышцу залпом импульсов. Обратить внимание на снижение амплитуды мышечного сокращения;
в) в момент прекращения сокращений мышцы перейти в режим прямой стимуляции, т. е. мышечное сокращение возникает в результате раздражения непосредственно мышцы. Зарисовать кривые и сделать вывод о значении нейромышечного синапса в возникновении утомления, объяснить механизм.
75
ЗАНЯТИЕ 24. РЕФЛЕКТОРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЦНС
Лабораторная работа 24.1. Изучение перераспределительных сосудистых реакций организма методом плетизмографии
(Самостоятельная работа студентов с участием лаборанта)
Колебания кровенаполнения органов и частей тела находятся в тесной зависимости от деятельности сердца, происходят синхронно с его сокращениями и связаны с состоянием соматической и вегетативной нервной системы. Пульсовые изменения кровенаполнения органа называются объемным пульсом, который регистрируется с помощью метода плетизмографии.
На плетизмограмме (ПТМ) различают волны трех типов: волны первого порядка, или пульсовые, отражающие деятельность сердца; волны второго порядка, или дыхательные, соответствующие колебаниям артериального давления во время вдоха и выдоха; волны третьего порядка ― не имеют строгой периодичности, они отражают изменения периферического кровообращения в процессе взаимодействия организма с постоянно меняющимися условиями окружающей среды. Волны третьего порядка регистрируются при температурных воздействиях, физической работе, ориентировочном, оборонительном и других рефлексах, эмоциях различного характера и умственном напряжении.
Метод плезмографии позволяет оценивать периферический кровоток и перераспределительные сосудистые реакции в частях тела, в слизистых оболочках, вповерхностныхсосудахподвлияниемразличногородавоздействий.
Цель работы: освоить методику плетизмографии и изучить периферические перераспределительные сосудистые реакции у испытуемого в различных условиях.
Для работы необходимы: плетизмограф ФПГ-02 с датчиком, регистратор (электрокардиограф ЭК1К-01 или самописец), инструкции по эксплуатации приборов, пузырь со льдом, грелка с горячей водой. Объект исследования ― человек.
Ход работы
Укрепить датчик плетизмографа на среднюю фалангу одного из пальцев руки, испытуемый при этом находится в положении сидя на стуле, в спокойном состоянии. Записать плетизмограмму на скорости движения бумажной ленты 25 мм/с, с регистрацией 5−7 сердечных циклов в каждом из указанных ниже положений:
1.При положении исследуемого сидя. Рука находится на столе в расслабленном состоянии.
2.Поднять руку с датчиком вверх и сразу же записать ПТМ.
76
3.После восстановления амплитуды плетизмограммы через 1−1,5 мин руку с датчиком опустить максимально вниз (к полу), записать ПТМ и отметить на бумаге регистратора.
4.После восстановления амплитуды плетизмограммы через 1−1,5 мин на внутреннюю поверхность предплечья руки с датчиком наложить пузырь
со льдом. Зарегистрировать изменения ПТМ через 2−3 мин и восстановление плетизмограммы через 3 мин после прекращения холодового воздействия.
5. Приложить грелку с горячей водой на внутреннюю поверхность предплечья, записать ПТМ через 2−3 мин.
Вырезать и вклеить в тетрадь небольшие отрезки ПТМ или зарисовать ее. Сравнить ПТМ, записанные при различных условиях, обратить внимание на изменение амплитуды каждого зубца и изолинии записи. Отметить зависимость кровенаполнения исследуемой части тела от температурных и других воздействий.
В выводе дать объяснения наблюдаемым изменениям на ПТМ.
Лабораторная работа 24.2. Исследование рефлекторных реакций человека
(Самостоятельная работа студентов под контролем преподавателя)
Цель работы: освоить методику исследований рефлекторных реакций человека.
Для работы необходимы: неврологический молоток. Объект исследования ― человек.
Ход работы
Надбровный рефлекс.
Неврологическим молоточком нанести удар по краю надбровной дуги. У испытуемого должно наблюдаться смыкание век.
Рефлекс разгибания верхней конечности.
Экспериментатор становится рядом с испытуемым сбоку, отводит его плечо кнаружи до горизонтального уровня. Левой рукой он поддерживает руку испытуемого у локтевого сгиба, чтобы предплечье свисало под прямым углом. При нанесении удара молоточком непосредственно у самого локтевого сгиба происходит разгибание предплечья (рисунок 15).
Рисунок 15 ― Рефлекс разгибания верхней конечности и его рефлекторная дуга
77
Рефлекс сгибания верхней конечности (локтевой кости).
Экспериментатор должен подставить ладонь левой руки под локоть испытуемого, поддерживая, таким образом, его предплечье в полусогнутом состоянии (рисунок 16).
Рисунок 16 ― Рефлекс сгибания верхней конечности и его рефлекторная дуга
Коленный рефлекс.
Затем следует нанести удар неврологическим молоточком по сухожилию двуглавой мышцы наблюдать сгибание локтевого сустава.
Испытуемый садится на стул и кладет одну ногу на другую. Экспериментатор наносит удар молоточком по сухожилию четырехглавой мышцы бедра несколько ниже коленной чашечки. Происходит разгибание ноги в колонном суставе (рисунок 17).
Рисунок 17 ― Коленный рефлекс и его рефлекторная дуга
Ахиллов рефлекс.
Испытуемому предлагается стать коленями на стул, стопы его ног должны свободно свисать со стула. Экспериментатор наносит удар молоточком по ахиллову сухожилию. В результате наблюдается подошвенное сгибание стопы (рисунок 18).
Рисунок 18 ― Ахиллов рефлекс и его рефлекторная дуга
78
Зрачковые рефлексы.
Зрачок способствует четкости изображения предметов на сетчатке, пропуская только центральные лучи. Изменение его величины осуществляется за счет мускулатуры радужной оболочки, и тем самым регулируется поток света, попадающий в глаз.
В норме при освещении зрачок суживается, при затемнении ― расширяется.
Прямая реакция зрачка на свет.
Испытуемый садится лицом к свету, закрывает глаз рукой. Экспериментатор, закрывая или открывая второй глаз экраном, наблюдает за изменением величины зрачка.
Лабораторнаяработа24.3. Определениепорогавозбудимости идемонстрацияявлениясуммациивозбуждения
(Самостоятельная работа студентов) Виртуальный эксперимент
Цель работы: демонстрация явления суммации возбуждения и установление порога возбудимости мышечной ткани.
Для работы необходима: компьютерная программа «Inter NICHE», раздел «Мышечная система».
Ход работы
Открыть в компьютере d:\ Inter NICHE (F) LUPRAFISIM. После появ-
ления заставки LuPraFi-Sim, войти в версию на русском или английском языке (для иностранных студентов). Через содержание открыть «Разделы». Открыть раздел «Физиология нервной системы», выбрать эксперимент «Определение порога возбудимости и явления суммации возбуждения» и выполнить в соответствии с программой:
1.Нажать кнопку «Технология» и ознакомиться с принципом действия и технологией виртуального эксперимента.
2.Нажать кнопку «Практическая часть» и выполнить эксперимент в соответствии с программой:
а) нажатием кнопа «Сеть» включить стимулятор и усилитель; б) установить интенсивность стимула 2,9мВ. Нажать кнопку «Сти-
мул». На одиночный стимул реакции нет; в) увеличивать силу стимула до 3,0мВ, зафиксировать величину поро-
гового раздражителя, зарисовать потенциал действия; г) уменьшить силу стимула на 0,2мВ и постепенно увеличивать число
стимулов (2,3,4) до появления потенциала действия. Сделать вывод о влиянии силы и частоты раздражителя на возникновение потенциала действия. Протокол оформить в виде таблицы используя команду «Вычислить».
79
Лабораторнаяработа24.4. Воздействиеанестезирующихсредств
инизкихтемпературнапотенциалдействия
(Самостоятельная работа студентов) Виртуальный эксперимент
Цель работы: демонстрация воздействие анестезирующих средств и низкихтемпературнапотенциалдействия.
Для работы необходима: компьютерная программа «Inter NICHE», раздел «Мышечная система».
Ход работы
Открыть в компьютере d:\ Inter NICHE (F) LUPRAFISIM. После появ-
ления заставки LuPraFi-Sim, войти в версию на русском или английском языке (для иностранных студентов). Через содержание открыть «Разделы». Открыть раздел «Физиология нервной системы», выбрать эксперимент «Демонстрация воздействие анестезирующих средств и низких температур на потенциалдействия» и выполнить в соответствии с программой:
1.Нажать кнопку «Технология» и ознакомиться с принципом действия и технологией виртуального эксперимента.
2.Нажать кнопку «Практическая часть» и выполнить эксперимент в соответствии с программой:
а) нажатием кнопки «Сеть» включить стимулятор и усилитель; б) установить интенсивность стимула 3,0мВ. Нажать кнопку «Стимул» и
определить время необходимое для того чтобы возникла ответная реакция; в) смочить нерв лидокаином и воздействовать на него электрическим
стимулом. Обратить внимание на время возникновения ответной реакции; г) очистить нерв раствором хлорида натрия и повторить эксперимент
сиспользованием эфира, а затем льда.
Сделать вывод о влиянии анестезирующих средств и низких температур на возникновение потенциал действия. Зарисовать характер потенциалов действия.
2.1. Используя команду «Время» перемещением курсора измерить латентный период, время деполяризации, реполяризации, следовой гиперполяризации. Результатыоформитьввидетаблицыиспользуякоманду«Вычислить».
Лабораторнаяработа24.5. Определениескоростипроведенияимпульса помиелиновомуинемиелиновомунервномуволокнам
(Самостоятельная работа студентов) Виртуальный эксперимент
Цель работы: изучить скорость проведения импульса по миелиновому и немиелиновомунервномуволокнам.
80