Видеодемонстрация опытов

Цель опыта: определить влияние состава гемоглобина на внешнее дыхание.

Порядок проведения работы.

У слабо наркотизированной лягушки присоединяют диафрагму нижней челюсти серфинкой к рычажку Энгельмана. Делают запись дыхательных движений на кимографе, затем вводят в лимфатический мешок нитрит натрия (сильный метгемоглобинообразователь) и вновь делают запись дыхательных движений. Полученные результаты анализируются.

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 отравлении угарным газом человек почувствовал слабость, быструю утомляемость. Каков механизм этих явлений и как при этом изменится кислородная емкость крови?

4. Ловец жемчуга может задерживать дыхание на 3 мин., но после этого у него возникает гиперпноэ. Какова основная причина?

5. 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)?

6. Почему длительность пребывания под водой можно увеличить предварительной гипервентиляцией в течение 1-2 мин?

7. 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 раздела «Физиология дыхания» сборника «Контрольные вопросы по курсу нормальной физиологии» задачи №№ 56-72.

Занятие № 4.

ТЕМА: ТРАНСПОРТ СО ₂. РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ.

УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ:

Студент должен знать: закономерности перехода газов из альвеол в кровь и обратно;; формы транспорта углекислого газа; что такое углекислый каскад;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 изменения рН при насыщении крови углекислотой; работать со спирометаболографом «Метатест»; объяснить механизм активизации дыхания при физической нагрузке.

ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ

1. Что такое дыхательный центр?

2. В каких формах существует в крови углекислый газ?

3. Почему при накоплении углекислоты кровь несколько закисляется?

4. Почему возникает вдох?

5. Почему возникает выдох?

6. Почему учащается дыхание при волнении, беге?

7. Зачем нужно регулировать дыхание?

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ

1. Транспорт углекислого газа. Значение карбоангидразы.

2. Газообмен в тканях. Напряжение углекислого газа в тканевой жидкости и клетках.

3. Дыхательный центр. Функциональные характеристики нейронов центра. Механизм смены дыхательных фаз.

4. Роль механорецепторов легких, афферентных волокон блуждающего нерва в регуляции дыхания. Рефлексы Геринга-Брейера.

5. Гуморальная регуляция дыхания. Опыт Фредерика.

6. Рефлекторная регуляция дыхания. Опыт Гейманса.

7. Центральные влияния на дыхание со стороны гипоталамуса, лимбической системы, 8оры больших полушарий.

9. Дыхание как компонент разных функциональных систем.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ.

Опыт № 1. Нейро-гуморальная регуляция дыхания.

Цель опыта: показать изменение работы дыхательной системы в соответствии с потребностями организма.

Порядок проведения работы.

Спирограмма записывается при следующих условиях:

- в спокойном состоянии;

- при перемножении в уме трехзначных чисел;

- при глотании;

- после задержки на некоторое время дыхания;

- после физической нагрузки (приседания)

- при счете вслух.

Видеодемонтсрация опыта « Влияние увеличения количества молочной кислоты на частоту дыхательных движений у лягушки».

Цель опыта: пронаблюдать гуморальные механизмы регуляции внешнего дыхания.

Порядок проведения работы.

У слабо наркотизированной лягушки соединяют диафрагму нижней челюсти серфинкой с рычажком Энгельмана. Делают запись дыхательных движений на кимографе, затем вводят в лимфатический мешок молочную кислоту. Вновь записывают дыхательные движения диафрагмы. Анализируют полученные результаты.

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 раздела «Физиология дыхания» сборника «Контрольные вопросы по курсу нормальной физиологии» задачи №№ 73-119.

Занятие № 5.

ТЕМА: ФИЗИОЛОГИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА. ОСНОВНОЙ ОБМЕН.

УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ

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.

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: 0,124,92 = 0,5904 ккал. За сутки – 2,884,92 = 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 энергетического обмена у человека с помощью прибора «Метатест» ( спирометаболографа).

Цель опыта: ознакомиться с методом определения энергетического обмена метатестом.

Порядок проведения работы.

Исследование проводят прибором «Метатест», который заполняют кислородом. Надевают загубник, накладывают носовой зажим, чтобы пациент привык к дыханию через загубник в атмосферу. Пациент сидит в удобной позе. Опускают перо самописца на бумагу. Нажимают кнопку «50», в конце выдоха переводят ручку в положение «Пациент». В этом случае пациент вдыхает кислород из прибора. ПО мере дыхания в течение 3-5 минут испытуемый потребляет кислород, а выделяемый углекислый газ поглощается в адсорбере, в результате чего уровень спирограммы постепенно повышается на величину поглощенного кислорода. По истечении 3-5 минут выключают лентопротяжный механизм и поднимают перо. Затем по разнице между начальным и конечным уровнями спирограммы определяют амплитуду ее подъема и рассчитывают количество потребленного кислорода, исходя из чувствительности прибора: 25 мм соответствует 1 л кислорода. Зная количество кислорода, поглощенного пациентом за 3-5 минут, вычисляют количество кислорода, поглощенного пациентом за час, за сутки. Затем, умножив количество кислорода, поглощенного за час, на калорический эквивалент кислорода – 4, 92 ккал при дыхательном коэффициенте, равном 0,9 (смешанное питание), вычисляют обмен энергии за час. Аналогичный расчет проводят за сутки.

Пример расчета: за 5 мин. поглощено 1 л кислорода; за сутки – 1  12  24 = 228 л кислорода. Энергетический обмен за сутки: 228 л кислорода  4,92 ккал -= 1416,9 ккал. Делают вывод о величине расхода энергии за час, за сутки. Вырезают спирограмму и подклеивают в протокол.

Опыт № 3. 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 № 3).

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 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 раздела «Физиология энергетического обмена и терморегуляции» сборника «Тестовые задания по курсу нормальной физиологии» задачи №№ 1 – 8.

Занятие № 6.

ТЕМА: ФИЗИОЛОГИЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ.

УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ:

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.

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?