Кек физиология


Работа №6 «Изменение легочной вентиляции при физической работе»

Объект исследования: _________________________________________________________

Принцип метода:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Методика:

Работа проводится с помощью аппарата «Метатест».

У испытуемого, сидящего на стуле, зарегистрировать спирограмму. Выключить прибор, «отключить» от него испытуемого и предложить ему сделать 20 приседаний в ритме одно приседание в секунду. Затем снова включить прибор и произвести повторную регистрацию спирограммы.

По спирограммам определить дыхательные объемы (ДО) и частоты дыхания (ЧД) до и после нагрузки, принимая во внимание, что скорость протяжки ленты 50 мм/мин, а смещение спирограммы на 25 мм соответствует 1 л воздуха. Рассчитать МОД. Результаты измерений и расчеты занести в протокол.

Сравнить результаты, полученные до и после выполнения физической нагрузки. Сделать вывод о влиянии физической нагрузки на легочную вентиляцию.

Результаты:

Спирограмма:

До физической нагрузки:

ДО = ___________мм _________________________________________ДО = ____________л

ЧД = ___________________/мин.

МОД =_______________________________________________________________________

После физической нагрузки:

ДО = ___________мм _________________________________________ДО = ____________л

ЧД = ___________________/мин.

МОД =_______________________________________________________________________

Вывод:_______________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Раздел IX. Физиология сенсорных систем. Работа №1 « Определение пространственных порогов различения тактильных раздражителей»

Объект исследования: _________________________________________________________

Принцип метода:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Методика:

Предложить испытуемому сесть на стул и закрыть глаза. Широко раздвинутыми ножками циркуля-измерителя (сначала по очереди, а затем двумя одновременно) прикоснуться к поверхности ладони испытуемого. Испытуемый должен сообщить, почувствовал ли он два последовательных точечных прикосновения или же последнее раздражение вызвало ощущение прикосновения к двум различным точкам. Постепенно сдвигая ножки циркуля, продолжать прикосновения к ладони сначала отдельно каждой ножкой, а затем одновременно двумя. Опыт продолжать до момента, когда испытуемый при одновременном уколе обеими ножками циркуля будет ощущать точечное прикосновение (как при раздражении одной ножкой циркуля). С помощью линейки измерить расстояние между ножками циркуля в миллиметрах.

Максимальное расстояние между двумя раздражаемыми точками кожи, при котором у испытуемого возникает ощущение точечного прикосновения, называют пространственным порогом различения тактильных раздражителей.

Найти пространственные пороги для кожи ладони, тыльной поверхности кисти, предплечья, плеча, задней поверхности шеи.

Результаты исследования занести в протокол. В выводах объяснить, с чем связаны различия пространственных порогов: с плотностью кожных рецепторов или с различной площадью представительства соответствующих областей тела в соматосенсорной коре.

Результаты:

Пространственные пороги для кожи:

ладони __________________________________________,

тыльной поверхности кисти _________________________,

предплечья _______________________________________,

плеча ____________________________________________,

задней поверхности шеи ____________________________.

Выводы:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

studfiles.net

Работа №4 «Расчет кислородной емкости крови»

Объект исследования: кровь человека, _______пол, [Hb]=__________г/л

Принцип метода:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Методика:

Кислородная емкость крови (КЕК) – это (выпишите определение из учебника)_______

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Учитывая, что 1 г гемоглобина способен присоединить 1,34 мл кислорода (число Хюфтнера), кислородную емкость крови (КЕК) рассчитывают по формуле:

КЕК = 1.34 х содержание Hb в крови (г/л)

При нормальном содержании гемоглобина КЕК составляет:

167.5 – 174.2 мл О2 / л – у женщин и180.9 – 187.6мл О2 / л – у мужчин.

Используя данные, полученные при определении содержания гемоглобина (раздел «Физиология крови»), вычислить кислородную емкость исследованной крови.

Результаты вычислений занести в протокол. В выводах сравнить полученную величину с нормой.

Результат:

КЕК = ____________________________________________________________

Вывод:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________

Работа №5 «Влияние постепенного повышения содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе на вентиляцию легких»

Объект исследования: _________________________________________________________

Принцип метода:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Методика:

Вентиляция легких (минутный объем дыхания, МОД)– это(выпишите определение из учебника)_______________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

МОД = ЧД х ДО, где ЧД – частота дыхания, ДО - дыхательный объем

Опыт выполняется на приборе «Метатест». Перед экспериментом необходимо вынуть из прибора кассету, содержащую поглотитель углекислого газа (натронную известь). При этом в резервуаре прибора постепенно будет повышаться концентрация углекислого газа. В остальном подготовка прибора и «подключение» испытуемого производится согласно инструкции, прилагаемой к установке.

В течение 3-х минут регистрировать спирограмму.

При анализе используются участки спирограммы, зарегистрированные в течение первых 30 секунд и последних 30 секунд опыта. По частоте дыхания и дыхательному объему рассчитать МОД в начале и в конце опыта (при накоплении углекислого газа).

Сравнить результаты опыта, обратив внимание на изменение дыхательных объемов при вдыхании все больших концентраций углекислого газа. Сделать вывод о его влиянии на легочную вентиляцию.

Результаты:

Спирограмма:

ДО в начале опыта =___________________________________________________________

ЧД в начале опыта = ___________________________________________________________

МОД в начале опыта = _________________________________________________________

ДО в конце опыта =___________________________________________________________

ЧД в конце опыта = ___________________________________________________________

МОД в конце опыта = _________________________________________________________

Вывод:______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

studfiles.net

Строение и общие закономерности функционирования органов дыхания. Часть 3.

  • Предыдущая
  • 1 of 3
  • Следующая

В этой части речь идет о переносе газов кровью: о значении физических факторов для переноса газов кровью, о роли давления газов в их переносе кровью, о кислородной емкости крови, о содержании газов в крови, о связывании кислорода кровью, о связывании углекислого газа кровью.

Перенос газов кровью.

Значение физических факторов для переноса газов кровью.

Растворение газов в жидкостях зависит от ряда факторов: от свойств самого газа, от свойств жидкости (концентрации в ней солей, ее температуры), от объема и давления газа над жидкостью.

Показателем растворимости газов служит коэффициент растворимости (или абсорбционный коэффициент). Его величина показывает тот объем газа, который растворяется в 1 см3 жидкости при температуре 0 градусов Цельсия и давлении 760 мм рт.ст.

Коэффициент растворимости газа тем больше, чем ниже температура; он уменьшается с повышением температуры и при температуре кипения равен нулю (газ из раствора весь испаряется). Коэффициент растворимости в крови для кислорода равен 0,022, для азота - 0,011, для углекислоты - 0,511.

В состоянии растворения в артериальной крови содержится 0,25 мл О2, 2,69 мл СО2 и 1,04 мл N.

Физическое растворение газов очень мало, а поэтому оно не имеет большого значения для их переноса кровью. Важным фактором переноса газов кровью является образование химических соединений с веществами плазмы крови и эритроцитов. Для установления химических связей и физического растворения газов важна величина давления газа над жидкостью.

Роль давления газов в их переносе кровью.

Поступление газа в жидкость зависит от его давления. Если над жидкостью находится смесь газов, то движение и растворение каждого из них зависят от его парциального давления. Парциальное давление можно рассчитать исходя из общего давления смеси газов и их процентного содержания.

Всю газовую смесь атмосферного воздуха принимают за 100%, он обладает давлением 760 мм рт.ст., а часть газа (О2 - 20,95%) принимают за X. Отсюда: X=(760х20,95):100=159,22 мм рт.ст. При расчете парциального давления газов в альвеолярном воздухе необходимо учитывать, что он насыщен водяными парами, давление которых составляет 47 мм рт.ст. Следовательно, на долю газовой смеси, входящей в состав альвеолярного воздуха приходится давления не 760 мм рт.ст., а 760-47=713 мм рт.ст. Это давление принимается за 100%.

Отсюда легко вычислить, что парциальное давление О2, который содержится в альвеолярном воздухе в количестве 14,3%, будет равно: (713х14,3):100=102 мм рт.ст.

Соответственный расчет парциального давления СО2 показывает, что оно равно 40 мм рт.ст.

Альвеолярный воздух контактирует с тонкими стенками легочных капилляров, по которым приходит к легким венозная кровь. Интенсивность обмена газов и направление их движения (из легких в кровь или из крови в легкие) зависят от парциального давления кислорода и углекислоты в газовой смеси в легких и в крови (давление газов в жидкостях называют их напряжением).

Напряжение кислорода в венозной крови равно 40 мм рт.ст., углекислоты - 46 мм рт.ст. Движение газов осуществляется от большего давления к меньшему. Следовательно. кислород будет поступать из легких (его парциальное давление в них равно 102 мм рт.ст.) в кровь (его напряжение в крови 400 мм рт.ст.) в альвеолярный воздух (давление 40 мм рт.ст.)

Кислородная емкость крови. Содержание газов в крови.

В крови кислород соединяется с гемоглобином и образует непрочное соединение - оксигемоглобин. Насыщение крови кислородом зависит от количества гемоглобина в крови. Максимальное количество кислорода, которое может поглотить 100 мл крови, называют кислородной емкостью крови. Известно, что в 100 г крови человека содержится 14% гемоглобина. Каждый грамм гемоглобина может связать 1,34 мл О2. Значит, 100 мл крови могут перенести 1,34х14%=19 мл (или 19 объемных процентов). Это и есть кислородная емкость крови.

Можно рассчитать степень насыщения крови кислородом. Для этого нужно разделить содержание кислорода исследуемой крови на ее кислородную емкость.

Связывание кислорода кровью.

В артериальной крови 0,25 объемного процента О2 находится в состоянии физического растворения в плазме, а остальные 18,75 объемного процента - в эритроцитах в связанном состоянии с гемоглобином в виде оксигемоглобина. Связь гемоглобина с кислородом зависит от величины напряжения газов: если оно увеличивается, гемоглобин присоединяет кислород и образуется оксигемоглобин (НВО2). При уменьшении напряжения кислорода оксигемоглобин распадается и отдает кислород. Кривую, отражающую зависимость насыщения гемоглобина кислородом от напряжения последнего, называют кривой диссоциации оксигемоглобина. Даже при небольшом парциальном давлении кислорода (40 мм рт.ст.) с ним связываются 75-80% гемоглобина. При давлении 80-90 мм рт.ст. гемоглобин почти полностью насыщается кислородом. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода равно 120 мм рт.ст., поэтому кровь в легких будет полностью насыщена кислородом.

При рассмотрении кривой диссоциации оксигемоглобина можно заметить, что при уменьшении парциального давления кислорода оксигемоглобин подвергается диссоциации и отдает кислород. При нулевом давлении кислорода оксигемоглобин может отдать весь соединенный с ним кислород.

Свойство гемоглобина - легко насыщаться кислородом, даже при небольших давлениях, и легко его отдавать - очень важно.

Благодаря легкой отдаче гемоглобином кислорода при снижении парциального давления обеспечивается бесперебойное снабжение тканей кислородом, в которых вследствие постоянного потребления кислорода его парциальное давление равно нулю.

Распад оксигемоглобина на гемоглобин и кислород увеличивается с повышением температуры тела.

Диссоциация оксигемоглобина зависит от реакции среды плазмы крови. С увеличением кислотности крови возрастает диссоциация оксигемоглобина.

Связывание гемоглобина с кислородом в воде осуществляется быстро, но полного его насыщения не достигается, так же как не происходит полной отдачи кислорода при снижении его парциального давления. Более полное насыщение гемоглобина кислородом и полная его отдача при понижении напряжения кислорода происходят в растворах солей и в плазме крови.

Особое значение в связывании гемоглобина с кислородом имеет содержание СО2 в крови. Чем больше содержится углекислоты в крови, тем меньше связывается гемоглобин с кислородом и тем быстрее происходит диссоциация оксигемоглобина. Особенно резко понижается способность гемоглобина соединяться с кислородом при давлении СО2, равном 46 мм рт.ст. в венозной крови. Влияние СО2 на диссоциацию оксигемоглобина очень важно для переноса газов в легких и тканях.

В тканях содержится большое количество СО2 и других кислых продуктов распада, образующихся в результате обмена веществ. Переходя в артериальную кровь тканевых капилляров, они способствуют более быстрому распаду оксигемоглобина и отдаче кислорода тканям.

В легких же, по мере выделения СО2 из венозной крови в альвеолярный воздух. с уменьшением содержания СО2 в крови увеличивается способность гемоглобина соединяться с кислородом. Тем самым обеспечивается превращение венозной крови в артериальную.

Связывание углекислого газа кровью.

В артериальной крови содержится 50-52% СО2, а в венозной на 5-6% больше - 55-58%. из них 2,5-2,7 объемного процента в состоянии физического растворения, а остальная часть СО2 переносится в виде солей угольной кислоты: бикарбоната натрия (NaHCO3) в плазме и бикарбоната калия (KHCO3) - в эритроцитах. Часть углекислого газа (от 10 до 20 объемных процентов) может транспортироваться в виде соединений с аминогруппой гемоглобина - карбгемоглобина.

Из всего количества СО2 большая его часть (2/3) переносится плазмой крови.

Одной из важнейших реакций, обеспечивающих транспорт СО2, является образование угольной кислоты из СО2 и Н2О:

h3O+CO2↔h3CO3

Такая реакция в крови ускоряется приблизительно в 20 000 раз. Большая скорость этой реакции обеспечивается ферментом карбоангидразой. При увеличении содержания СО2 в крови (что бывает в тканях) фермент способствует гидратации СО2 и реакция идет в сторону образования Н2СО3. При уменьшении парциального напряжения СО2 в крови (что имеет место в легких) фермент карбоангидраза способствует дегидратации Н2СО3 и реакция идет в сторону образования СО2 иН2О. Это обеспечивает наиболее быструю отдачу СО2 в альвеолярный воздух.

Связывание СО2 кровью, так же как и кислорода, зависит от парциального давления. Можно построить кривые диссоциации углекислоты, отложив на оси абсцисс парциальное давление СО2, а на оси ординат - количество связанного углекислого газа в объемных процентах. Кривая показывает, что связывание СО2 кровью увеличивается по мере возрастания его парциального давления.

При парциальном напряжении СО2, равном 40 мм рт.ст. (что соответствует его напряжению в артериальной крови), в крови содержится 52% углекислоты. При напряжении СО2, равном 46 мм рт.ст. (что соответствует напряжению в венозной крови), содержание СО2 возрастает до 58%.

На связывание СО2 кровью влияет присутствие оксигемоглобина в крови. Эту зависимость можно проследить при переходе артериальной крови в венозную. Сравнение нижней кривой и верхней НА РИСУНКЕ

показывает, что при превращении артериальной крови в венозную солями гемоглобина отдается кислород и тем самым облегчается ее насыщение углекислым газом. При этом содержание СО2 в ней увеличивается на 6%: с 52% до 58%.

В сосудах легких образование оксигемоглобина способствует отдаче СО2, содержание которого при превращении венозной крови в артериальную уменьшается с 58 до 52 объемных процентов. В присутствии кислорода из крови удаляется весь СО2 при его нулевом напряжении в окружающей среде. В присутствии азота, даже при нулевом напряжении СО2 в окружающей среде, часть его остается связанным с кровью.

www.psyworld.ru

Лаб.по физиологии

К разделу: «Физиология дыхания»

Работа №1 «Определение жизненной емкости легких»

Объект исследования: __человек________________________________________________

Методика:

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха.

ЖЕЛ складывается из (выпишите соответствующие определения из учебника):

Дыхательного объема (ДО) -

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________;

резервного объема вдоха (РОвд.) -

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________;

резервного объема выдоха (РОвыд.) –

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________.

С учетом пола, возраста и роста человека может быть произведен расчет должной жизненной емкости легких (ДЖЕЛ) по формуле:

ДЖЕЛ мужчин (л) = рост (см) х 0.050 – возраст (годы) х 0.022 – 3.60 ДЖЕЛ женщин (л) = рост (см) х 0.041 – возраст (годы) х 0.021 – 2.68

ЖЕЛ, определенная в эксперименте, не должна отклоняться от расчетной ДЖЕЛ более чем на +20%.

Ознакомьтесь с методиками определения дыхательных объемов и емкостей:

Измерение ЖЕЛ с помощью сухого портативного спирометра:

а) одномоментное определение ЖЕЛ

Протереть мундштук спирометра ваткой, смоченной спиртом. Установить шкалу прибора на ноль. Сделать максимальный вдох из атмосферы, взять мундштук в рот, зажать нос и сделать максимальный выдох в спирометр. Записать показания счетчика (ЖЕЛ) и установить шкалу прибора на ноль.

б) определение отдельных фракций ЖЕЛ

Для определения ДО следует после спокойного вдоха из атмосферы произвести спокойный нормальный выдох в спирометр. Записать показания счетчика (ДО) и установить шкалу прибора на ноль.

5

Для определения РОвыд. произвести спокойный нормальный выдох в атмосферу, затем сделать максимальный выдох в спирометр. Записать показания счетчика (РОвыд.) и установить шкалу прибора на ноль.

РОвд. вычисляется по формуле: РОвд. = ЖЕЛ – (ДО + РОвыд.)

Измерение ЖЕЛ и ее компонентов с помощью аппарата «Метатест»:

а) определение ЖЕЛ и ее отдельных фракций по спирограмме

Подготовку прибора и «подключение» испытуемого к системе произвести согласно инструкции, прилагаемой к установке. После того, как испытуемый начал дышать через загубник, дать ему привыкнуть к дополнительному сопротивлению воздуховодов прибора в течение 3-хминут. Затем включить лентопротяжный механизм и на скорости 50 мм/мин записать исходную спирограмму испытуемого в течение 30 – 40 секунд. Не прекращая регистрации, предложить испытуемому сделать полный вдох и снова перейти к нормальному спокойному дыханию. Отметить на спирограмме участок, соответствующий максимальному вдоху. После 30 – 40 секунд спокойного дыхания предложить испытуемому вслед за очередным нормальным вдохом сделать максимальный выдох и опять перейти к нормальному дыханию. Отметить на спирограмме участок, соответствующий максимальному выдоху.

Для определения ЖЕЛ испытуемый должен сделать максимальный вдох и сразу же

– максимальный выдох, затем вновь перейти к спокойному дыханию. Через 30 секунд после этого остановить лентопротяжный механизм и «отключить» испытуемого от прибора.

Произвести расчет дыхательных объемов по спирограмме. Масштаб записи – 25 мм/л. Сравнить ЖЕЛ, определенную в опыте, с ДЖЕЛ, рассчитанной по формуле для данного испытуемого. Результаты исследований занести в протокол. Сделать вывод о соответствии (или несоответствии) рассчитанной по формуле и определенной в опыте ЖЕЛ.

б) определение скорости максимального выдоха (Тест Тиффно)

При помощи этого теста оценивается сопротивление воздухоносных путей току воздуха. Тест, в частности, может служить инструментом диагностики бронхиальной астмы.

Объем форсированного выдоха определяется после максимального вдоха. Это

максимальный объем воздуха, который пациент успевает выдохнуть за 1 секунду на большой скорости.

Наладить запись нормальной спирограммы. Переключить скорость протяжки ленты на 1200 мм/мин. Попросить испытуемого сделать максимально глубокий вдох, а

затем – выдохнуть как можно глубже и как можно быстрее(форсированный выдох).

Записав после этого небольшой участок спирограммы при спокойном дыхании (около 30 секунд), прекратить запись, «отключить» испытуемого от прибора.

На спирограмме отметить точку начала форсированного выдоха, через эту точку провести вертикальную линию. От этой линии отложить 20 мм (расстояние, соответствующее 1 секунде) и провести еще одну вертикальную линию. Эта линия будет пересекать линию выдоха на спирограмме.

Индекс Тиффно показывает, сколько процентов максимального выдоха пациент успевает сделать за 1 секунду. Чтобы рассчитать эту величину по спирограмме, надо измерить объем выдоха от его начала до точки пересечения со второй вертикальной линией (объем форсированного выдоха), разделить эту величину на жизненную емкость легких и умножить на 100%:

5

 

Объем форсированного выдоха х

100%

 

ЖЕЛ

 

Полученная величина в норме должна превышать 75%.

 

Результаты и выводы:

 

1.

По своим антропометрическим параметрам вычислите должную жизненную

емкость легких:

 

 

Пол _______________ ; рост =________см; возраст = ___________лет

ДЖЕЛ = ________________________________________________________________

________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. Перерисуйте из учебника нормальную спирограмму человека, обозначьте на ней Дыхательный объем (ДО), резервный объем вдоха (РОвд.), резервный объем выдоха (РОвыд.), жизненную емкость легких:

3.Выпишите из учебника значения дыхательных объемов, соответствующие норме:

Параметр

Нормальное значение (по учебнику) (л)

ДО

 

 

 

РОвд.

 

 

 

РОвыд.

 

 

 

ЖЕЛ

 

 

 

4.Что такое остаточный объем? __________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

5.Можно ли определить остаточный объем по спирограмме?_____________________

5

Работа №2 «Расчет общей и альвеолярной вентиляции легких»

Выпишите определения из учебника:

Общая вентиляция легких (минутный объем дыхания, МОД) - _____________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Альвеолярная вентиляция легких (АВЛ) – это количество воздуха, которое проходит через альвеолы легких в единицу времени.

Анатомическое мертвое пространство - ________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Физиологическое мертвое пространство - _______________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Методика:

Для расчета МОД необходимо дыхательный объем (ДО, количество воздуха, которое человек вдыхает за один раз) умножить на частоту дыхательных движений (ЧДД):

МОД = ДО х ЧДД.

Чтобы вычислить АВЛ, необходимо сначала подсчитать, сколько воздуха за один раз попадает в альвеолы (из дыхательного объема вычесть объем мертвого пространства – VМП), а затем полученную величину умножить на частоту дыхательных движений:

АВЛ = (ДО - VМП) х ЧДД.

Для этого расчета используется объем анатомического мертвого пространства, который обычно находят по антропометрическим данным пациента в специальной таблице. Объем анатомического мертвого пространства 120-150мл.

Вычислите общую (МОД) и альвеолярную (АВЛ) вентиляцию легких, если

1)ДО1 = 250 мл; ЧДД1 = 20/мин;

2)ДО2 = 500 мл; ЧДД2 = 10/мин.

VМП в обоих случаях примите равным 150 мл.

Результаты:

МОД1 = _____________________________________________

АВЛ1 = ______________________________________________

МОД2 = _____________________________________________

АВЛ2 = ______________________________________________

Выводы:

1.Какой режим вентиляции, по-вашему,эффективнее:1-й(частое и поверхностное дыхание) или2-й(редкое и глубокое дыхание)? ______________

2.Почему? _____________________________________________________________

__________________________________________________________________________

5

Работа №3 «Расчет кислородной емкости крови»

Объект исследования: кровь человека, _______пол, [Hb]=__________г/л

Методика:

Кислородная емкость крови (КЕК) – это(выпишите определение из учебника)_______

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Учитывая, что 1 г гемоглобина способен присоединить 1,34 мл кислорода (число Хюфтнера), кислородную емкость крови (КЕК) рассчитывают по формуле:

КЕК = 1.34 х содержание Hb в крови (г/л)

При нормальном содержании гемоглобина КЕК составляет: 167.5 – 174.2 мл О2 / л – у женщин и180.9 – 187.6 мл О2 / л – у мужчин.

Вычислите кислородную емкость своей крови, воспользовавшись результатом одного из своих последних анализов крови. Если Вы не можете найти результата анализа, предположите, что содержание гемоглобина в Вашей крови соответствует верхней границе нормы (см. работу №3 раздела «Физиология крови»).

Результат:

КЕК = ______________________________________________________________

Вывод:

1. Сравните рассчитанную Вами величину КЕК с нормой

____________________________________________________________________

1.В каких формах переносится кислород кровью (укажите % от общего количества

О2 крови)? ___________________________________________________________

_______________________________________________________________________

2.Какую функцию выполняет кислород, переносимый кровью в несвязанном (свободном) состоянии? _______________________________________________

_______________________________________________________________________

3.Почему КЕК рассчитывают по количеству связанного с гемоглобином, а не всего кислорода крови?

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

5

К разделу: «Физиология пищеварения»

Работа №1

Заполните таблицу, пользуясь материалами учебника:

Секрет ЖКТ Количество в рН Особенности состава сутки

_______________________________

_______________________________

Слюна _______________________________

_______________________________

_______________________________

 

_______________________________

 

_______________________________

 

_______________________________

Желудочный сок

_______________________________

_______________________________

 

 

_______________________________

 

_______________________________

 

_______________________________

 

_______________________________

 

_______________________________

 

_______________________________

Панкреатический

_______________________________

_______________________________

сок

_______________________________

 

 

_______________________________

 

_______________________________

 

 

 

_______________________________

 

_______________________________

Желчь

_______________________________

_______________________________

 

 

_______________________________

 

 

 

_______________________________

 

_______________________________

Сок тонкого

_______________________________

_______________________________

кишечника

_______________________________

 

 

_______________________________

 

_______________________________

 

_______________________________

Сок толстого

_______________________________

_______________________________

кишечника

_______________________________

 

 

 

5

К разделу: «Физиология выделения»

Работа №1 «Принципы методов определения фильтрации, реабсорбции и секреции»

Обозначения:

F-фильтрация – количество вещества, которое прошло через почечный фильтр из плазмы крови в мочу.

R-реабсорбция – количество вещества, которое вернулось в кровь из почечных канальцев путем реабсорбции (обратного всасывания).

S- секреция - количество вещества, которое транспортировалось из интерстиция почки в почечные канальцы путем секреции.

U-количествовещества во вторичной моче.

Т.е. количество вещества, которое мы находим во вторичной моче – это результат того, что попало в мочу путем фильтрации, минус то, что реабсорбировалось и плюс то, что секретировалось.

а). Определение скорости клубочковой фильтрации.

Для того, чтобы определить скорость клубочковой фильтрации, используют вещество, которое свободно фильтруется и при этом не реабсорбируется и не секретируется. Таким веществом является инулин (полифруктозид растительного происхождения). Т.к. инулин в организме человека отсутствует, его приходится вводить внутривенно капельно и на протяжении всего исследования собирать вторичную мочу катетером. Т.к. такой способ анализа является достаточно трудоемким и весьма неприятным для пациента, в клинической практике чаще используется метод определения фильтрации по креатинину – веществу, которое образуется в качестве метаболита в скелетных мышцах, и его концентрация в крови у пациента остается постоянной, независимо от времени суток и физической активности. Анализ по креатинину называется проба Реберга. Креатинин немного секретируется, но при отсутствии резкого снижения скорости клубочковой фильтрации его секрецией можно пренебречь. Для того, чтобы определить скорость клубочковой фильтрации по креатинину, пациент собирает мочу в течение суток в одну большую банку. Измеряется объем суточной мочи и концентрация креатинина в ней. В любое удобное время из вены пациента берется кровь для определения концентрации креатинина в плазме крови. По результатам измерения рассчитывают скорость клубочковой фильтрации.

Принцип проведения расчета. Т.к. креатинин практически не секретируется и не реабсорбируется, исходная формула (1) для него преобретает вид:U= F (2). ЗаменимU иF на произведения концентраций креатинина и объемов соответствующих жидкостей:

Cкреатинина в мочех Vмочи= Cкреатинина в первичной мочех Vпервичной мочи

(3)

Т.к. креатинин свободно фильтруется, его концентрация в первичной моче равна его концентрации в плазме крови, т.е. уравнение (3) приобретает вид:

Cкреатинина в мочех Vмочи= Cкреатинина в плазме крових Vпервичной мочи

(4)

Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) это количество первичной мочи, образовавшейся в единицу времени. Поэтому

СКФ =

Cкреатинина в моче х Vмочи

(5)

 

Cкреатинина в плазме крови

Нормальное значение СКФ составляет 110-125мл/мин (т.е. около155-180л/сутки).

5

б). Определение скорости реабсорбции.

Для определения скорости реабсорбции используют вещество, которое свободно фильтруется и реабсорбируется, но не секретируется. Таким веществом является глюкоза. Глюкоза имеет порог реабсорбции, т.е попадает в мочу, если ее концентрация в крови превышает определенную величину. Порог реабсорбции глюкозы составляет 10 мМ. Для определения скорости реабсорбции на протяжении всего исследования (15-30минут) пациенту внутривенно капельно вводят раствор глюкозы. При этом в начале исследования производят катетеризацию мочевого пузыря, удаляют всю вторичную мочу, засекают время и начинают сбор вторичной мочи. Определяют количество мочи, собранной в единицу времени, а также концентрации глюкозы и креатинина в крови и моче.

Принцип проведения расчета. Т.к. глюкоза фильтруется и реабсорбируется, общая

формула для нее приобретает вид:

 

U=F-R

(6)

Отсюда R=F-U,

(7)

где R- количество глюкозы, реабсорбированной в единицу времени,F- количество

глюкозы в первичной моче, U- количество глюкозы во вторичной моче. ЗаменимF иU на

произведение концентрации и объема:

 

R=C глюкозы в крових V первичной мочи- C глюкозы в мочеx V мочи

(8)

Объем первичной мочи вычислим по креатинину, тогда уравнение (8) приобретает вид:

R=C глюкозы в крових

Cкреатинина в моче х Vмочи

 

- C глюкозы в мочеx V мочи

 

 

(9)

 

Cкреатинина в плазме крови

 

 

Нормальное значение реабсорбции глюкозы – 1,8-2,0ммоль/мин.

в). Определение скорости секреции.

Для определения скорости секреции используют вещество, которое свободно фильтруется и секретируется, но не реабсорбируется. Таким веществом является парааминогиппуровая кислота (ПАГ). Для определения скорости секреции на протяжении всего исследования (15-30минут) пациенту внутривенно капельно вводят раствор ПАГ. При этом в начале исследования производят катетеризацию мочевого пузыря, удаляют всю вторичную мочу, засекают время и начинают сбор вторичной мочи. Определяют количество мочи, собранной в единицу времени, а также концентрации ПАГ и креатинина в крови и моче.

Принцип проведения расчета. Т.к. ПАГ только фильтруется и секретируется, общая формула для нее приобретает вид:

U=F+S

(10)

Отсюда S= U - F,

(11)

где S- количество ПАГ, секретированной в единицу времени,F- количество ПАГ в

первичной моче, U- количество ПАГ во вторичной моче. ЗаменимF иU на произведение

концентрации и объема:

 

R= C ПАГ в мочеx V мочи-C ПАГ в крових V первичной мочи

(12)

Объем первичной мочи вычислим по креатинину, тогда уравнение (12) приобретает вид:

R= C ПАГ в мочеx V мочи-C ПАГв крових

Cкреатинина в моче х Vмочи

-

 

 

(13)

Cкреатинина в плазме крови

Нормальное значение секреции ПАГ – 0,5-0,6ммоль/мин

5

Решите задачи:

1.Проба Реберга:

Количество мочи – 1,5 л/сутки Креатинин крови – 0,1 ммоль/л Креатинин мочи – 11 ммоль/л Скорость клубочковой фильтрации - ?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2.Проба Реберга:

Количество мочи – 1 л/сутки Креатинин крови – 0,1 ммоль/л Креатинин мочи – 15 ммоль/л Скорость клубочковой фильтрации - ?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3.При непрерывной инфузии 20% раствора глюкозы за 30 минут у пациента собрано 90 мл мочи. Концентрации глюкозы в пробах крови и мочи составили, соответственно, 25 ммоль/л и 200 ммоль/л. Концентрации креатинина в крови и моче составили, соответственно, 0,1 ммоль/л и 3,7 ммоль/л. Определите максимальную скорость реабсорбции глюкозы и сравните полученное значение с нормой.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

4.При непрерывной инфузии 35% раствора парааминогиппуровой кислоты (ПАГ) за 15 минут у больного собрано 45 мл мочи. В пробах крови и мочи, взятых в это время, концентрация ПАГ составила 2,86 ммоль/л и 286 ммоль/л, соответственно. Концентрация креатинина в крови и моче составила, соответственно, 0,1 ммоль/л и 3,7 ммоль/л. Определите максимальную скорость секреции ПАГ.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

5

К разделу: «Физиология энергообмена и терморегуляции»

Работа №1 «Определение должного основного обмена по таблицам»

Объект исследования: _________________________________________________________

Методика:

Уровень основного обмена у человека зависит от пола, веса, роста, возраста. По данным многочисленных исследований составлены таблицы стандартизации (должного уровня) основного обмена у человека. Существует 2 таблицы: одна - для расчета основного обмена у мужчин, другая – у женщин (см. следующую страницу). Каждая состоит из двух разделов. Раздел А – уровень обмена энергии в зависимости от веса человека. Раздел Б – уровень обмена энергии в зависимости от роста и возраста человека.

Должный уровень обмена вычисляется как сумма данных, полученных по разделам А и Б.

Каждому студенту вычислить свой должный основной обмен (ДОО) и определить минимальную (Min) и максимальную (Max) границы нормы. Результаты занести в протокол.

Результат:

 

Пол:

А:

Рост:

+

Вес:

Б:

Возраст:

_____________

Min = ДОО – 10% ДОО = ___________________________________________

Max = ДОО + 10% ДОО = __________________________________________

Вывод:_______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

6

studfiles.net

Ответы на задачи для Коллоквиума № 4

№ 1 При проведении исследования функционального состояния органов дыхания у испытуемого (мужчина 55 лет, рост 180 см)) определили, что жизненная емкость легких равна 4000мл, индекс Тиффно равен 60%, а объем анатомического мертвого пространства равен 120мл. При дополнительных исследованиях установлено, что функция мукоцитов слизистой бронхов не нарушена, инородных тел и опухолевых образований в области дыхательных путей нет. Врач назначил медикаментозное лечение.

Вопросы:

1) Какие отклонения от нормы у испытуемого, как это подтвердить?

2) О чем говорят полученные результаты обследования?

3) Какой механизм действия должен быть у назначенного лекарственного препарата для устранения выявленных отклонений?

1) С помощью номограмм, а более точно, используя таблицу Клеменса надо найти должные величины жизненной ёмкости легких и индекса Тиффно с учетом пола, возраста и роста испытуемого и сравнить их с полученными результатами обследования, объем анатомического мертвого пространства у взрослого человека в норме принимается за 120-150 мл. Очевидным окажется уменьшение индекса Тиффно (норма 70-85%).

2) Эти результаты говорят о некотором обструктивном сужении дыхательных путей.

3) Из проведенного обследования ясно, что сужение воздухоносных путей не связано с накоплением слизи (функция мукоцитов нормальная), инородные тела и опухоли по ходу воздухоносных путей отсутствуют. Вероятная причина – повышенный тонус гладких мышц в стенке бронхов. Следовательно, должен быть назначен препарат, который через β2 – адренорецепторы вызовет расширение бронхов.

№ 2 При подготовке к серьезным соревнованиям спортсмены тренируются в условиях высокогорья (примерно 2-3 км над уровнем моря) в течение месяца и больше. Во время разминок, даже в теплое время года, спортсмены одевают утепленные костюмы (греют мышцы). Крайне редко бывают “нарушители”, которые дополнительно используют фармакологический препарат, содержащий гормон для усиления физиологического эффекта тренировок в горах.

Вопросы:

1) Что дают тренировки в условиях высокогорья?

2) Зачем надо разогревать мышцы?

3) О каком гормоне идет речь и в нем его физиологические знание?

4) Какой показатель крови может измениться при длительном пребывании в условиях высокогорья с отрицательным значением для организма?

1) Тренировки в горах повышают ёмкость крови за счет усиления эритропоэза, который стимулируется эритропоэтином. Продукция эритропоэтина усиливается при гипоксии почечной ткани. Гипоксия всех тканей, и почечной в том числе, развивается в результате изменения газообмена между альвеолярным воздухом и кровью (снижение парциального давления О2 и СО2 в альвеолярном воздухе при дыхании в условиях пониженного атмосферного давления).

2) Тепло, продуцируемое при сокращении скелетных мышц, усиливает диссоциацию оксигемоглобина для лучшего обеспечения мышц кислородом. Спортсмены стараются лучше и дольше сохранить тепло с помощью теплой одежды, чтобы улучшить оксигенацию мышц.

3) Речь идет об эритропоэтине, который усиливает эритропоэз в красном костном мозге для увеличения кислородной ёмкости легких.

4) Увеличение кол-ва форменных элементов в крови, в данном случае увеличение содержания эритроцитов, повышает вязкость крови, что негативно сказывается на гемодинамике.

№ 3 В эксперименте на животном исследовали роль афферентных волокон блуждающего нерва в регуляции дыхания. Эксперимент состоял из нескольких этапов: а) регистрация пневмограммы животного до и после перерезки блуждающего нерва, несущего информацию от механорецепторов легких о степени растяжения альвеол и воздухоносных путей в отдел дыхательного центра, расположенный на уровне продолговатого мозга; б) регистрация пневмограммы на фоне низкочастотной электростимуляции центрального отрезка перерезанного блуждающего нерва; в) регистрация пневмограммы на фоне высокочастотной электростимуляции центрального отрезка перерезанного блуждающего нерва.

Вопросы:

1) Опишите какие изменения наблюдались на пневмограммах на всех этапах эксперимента (а, б, в).

2) Объясните причины наблюдаемых изменений.

3) Какова роль блуждающего нерва в регуляции дыхания?

1) В первой части эксперимента (а) после перегрузки блуждающего нерва дыхание стало более редким и глубоким. На втором этапе (б) резко увеличивается длительность вдоха. На третьем (в) вдох прерывается с началом стимуляции.

2) Частота возбуждений, идущих по афферентным волокнам блуждающего нерва от механорецепторов легких отражает параметры полученного результата, т.е. объем воздуха, поступающий в легкие в процессе вдоха. В эксперименте искусственно, с помощью электростимуляции центрального отрезка блуждающего нерва, моделировали высокую степень растяжения легких (большая частота стимуляции) и слабое растяжение легких (низкая частота стимуляции). В первом случае вдох сразу прекращается, а во втором – растягивается на более длительное время, хотя необходимое количество воздуха уже поступило в легкие.

3) Афферентные волокна блуждающего нерва, несущие информация от механорецепторов легких в центр вдоха и выдоха (продолговатый мозг), принимают участие в механизме смены вдоха (торможение инспираторных нейронов) на выдох (активация экспираторных нейронов, т.к. они находятся в реципрокных отношениях с инспираторными нейронами). Этот механизм особенно отчетливо выражен при глубоком дыхании.

№ 4 На двух теплокровных животных сделали операции: а) у первого животного перевязали правый бронх и левую легочную артерию; б) у второго животного перевязали бронх и левую легочную артерию. Сразу после операции начали регистрацию пневмограммы, но первое животное очень быстро погибло, второе животное осталось живым.

Вопросы:

1) Почему погибло первое животное?

2) Нарушение каких этапов дыхания явились причиной гибели животного?

3) Опишите и объясните изменения внешнего дыхания у животных.

1) Животное погибло от резкой гипоксии.

2) В правом легком было нарушение на правом этаже дыхания: через перевязанный правый бронх воздух не поступал в правое легкое. В левом легком из-за перевязки левой легочной артерии прекратился кровоток, поэтому второй этап дыхания: газообмен между альвеолярным воздухом и кровью отсутствовал. Т.О. ни через правое, ни через левое легкое организм не получал кислород и не удалял углекислый газ.

3) В первом эксперименте наблюдалось кратковременное судорожное дыхание, затем остановка дыхания. Это было вызвано резким сдвигом рН крови (накопление СО2) и снижением уровня кислорода, что привело к гипоксии мозга и быстрой гибели животного. Во втором эксперименте, для поддержания О2/СО2 в крови на оптимальном для метаболизма уровне, за счет саморегуляции произошло компенсаторное увеличение глубины и частоты дыхания, т.к. левое легкое в дыхании не участвовало, а весь газообмен организма обеспечивался только правым легким.

№ 5 Водолазы в скафандре могут длительное время работать на глубине 100 метров и больше, при подъеме на поверхность они должны соблюдать определенные правила, одно из них – скорость подъема должна быть медленной, иногда с промежуточным пребыванием в декомпрессионной камере, иначе у них может возникнуть кессонная болезнь. В то же время, тренированные ныряльщики тоже могут без дыхательной аппаратуры погружаться на большую глубину и через несколько минут быстро выныривать, при этом у них не наблюдается симптомы кессонной болезни.

Вопросы:

1) Какие явления в организме создают предпосылки к развитию кессонной болезни?

2) Почему важно сохранять определенный режим подъема на поверхность?

3) Почему у ныряльщиков не возникает кессонная болезнь?

4) Какие механизмы саморегуляции после длительных тренировок повышают функциональные возможности человека для пребывания его на глубине относительно длительное время без дыхательной аппаратуры?

1) Водолаз при погружении под воду дышит воздухом, подаваемым с поверхности под большим давлением, при этом парциальное давление каждого газа в этом воздухе увеличено, (погружение на каждые 10 метров дает увеличение примерно на 1 атм.) Чем больше давление газа, тем больше он растворяется в жидкости, в данном случае в крови и в других жидких средах организма. Т.о. в крови появляется большое количество растворенных газов: кислорода, углекислого газа и азота.

2) При подъеме на поверхность давление падает и пропорционально скорости подъема растворенные газы переходят в газообразные состояние, что сопровождается появлением газовых пузырьков в крови. Особенно опасны пузырьки азота – инертный газ не вступает в химические соединения, в отличие от кислорода и углекислого газа, и его пузырьки могут закупорить кровеносные сосуды, что вызовет нарушение метаболизма в соответствующих тканях и органах, т.е. кессонную болезнь. При медленном подъеме на поверхность азот может постепенно выводится из организма без образования большого количества пузырьков, а кислород и углекислый газ будут вступать в химические соединения. Для профилактики кессонной болезни при подводных работах в дыхательной смеси азот заменяется на другой инертный газ, который обладает меньшей растворимостью, чем азот.

3) Ныряльщики находятся под водой в течение нескольких минут, перед нырянием они вдохнули воздух при нормальном атмосферном давлении, поэтому растворимость газов в крови не увеличилась. Т.о. предпосылок для развития кессонной болезни нет.

4) Для увеличения срока пребывания под водой без дыхательной аппаратуры необходимы длительные тренировки, которые расширяют функциональные возможности организма. Достигается это за счет механизмов саморегуляции, которые позволяют увеличить кислородную ёмкость крови: выброс крови из депо, стимуляция эритропоэза, увеличение сродства гемоглобина к кислороду; кроме того, изменяется работа сердца.

№ 6 Проведены исследования по изучению влияния на организм человека дыхания в замкнутом пространстве (мешок Дугласа). Проанализированы два варианта: а) испытуемый совершает вдох и выдох через очень короткую трубку, соединенную со специальным мешком Дугласа, который заполнен атмосферным воздухом. Одновременно регистрируется пневмограмма, содержание оксигемоглобина в крови и частота сердечных сокращений. Исследование прекращается при возникновении одышки. б) испытуемый также дышит через короткую трубку, соединенную с мешком Дугласа, но при этом выдыхаемый воздух проходит через поглотитель углекислого газа. Также регистрируется пневмограмма, содержание оксигемоглобина и частота сердечных сокращений. Исследование прекращается при возникновении одышки.

Вопросы:

1) Какое исследование продолжалось дольше – а) или б).

2) Какие изменения регистрируемых показателей наблюдаются в первом и втором варианте исследования и почему, и у какого испытуемого они раньше начнутся?

3) Изменения каких гомеостатических параметров в организме приводят к одышке?

1) Второе исследование продолжалось дольше (б), т.к. испытуемый вдыхал из мешка воздух с нормальным содержанием углекислого газа, в то время как в первом исследовании (а) содержание СО2 быстро увеличивалось за счет почтупающего выдыхаемого воздуха.

2) У первого испытуемого быстрее увеличивается частота глубина дыхания, нарастает содержание оксигемоглобина (в начале исследования) и растет ЧСС. У второго испытуемого эти изменения будут выражены гораздо слабее и начнутся позже. Для поддержания газового состава крови на оптимальном уровне включается механизмы саморегуляции, которые работают в нескольких направлениях:

- изменение внешнего дыхания (увеличение частоты и глубины) за счет увеличения содержание СО2 в организме, который гуморально стимулирует дыхание. В первом исследовании это происходит гораздо быстрее, т.к. испытуемый вдыхает воздух со всё нарастающим содержанием СО2, а во втором – этого не происходит.

Справка: на хеморецепторы дыхательного центра действует не углекислый газ, а ионы водорода, которые увеличиваются в крови пропорционально концентрации СО2. Внешнее дыхание зависит также от содержания кислорода в организме.

- увеличение кислородной ёмкости крови за счет выброса крови из депо, что приводит, в частности, к повышению содержания оксигемоглобина.

- увеличение частоты и силы сокращения сердца для повышения скорости кровотока с целью более быстрого газообмена.

3) К отдышке приводит гипоксия организма (тканей), которая вызвана увеличением содержания углекислого газа (развитие ацидоза) и снижением уровня кислорода.

№ 7 У двух собак под наркозом провели операцию по формированию перекрестного кровообращения. После такой операции голова первой собаки получала кровь из туловища второй собаки, а голова второй – из туловища первой собаки. У первой собаки частично пережимали трахею и таким образом вызывали асфиксию, гипервентиляция развивалась у второй собаки. У первой собаки, несмотря на увеличение в артериальной крови напряжения двуокиси углерода и снижение напряжения кислорода начинались гиповентиляция.

Вопросы:

1) Как объяснить полученные изменения дыхания у экспериментальных животных?

2) Какой механизм регуляции дыхания подтверждается этим экспериментом?

3) Кто автор описанного эксперимента?

1) Пережатие трахеи у первой собаки вызывает гипоксию в ее организме, т.е. снижение содержания кислорода и увеличение напряжения углекислого газа и крови. Эта кровь поступает в голову второй собаки и омывает структуры дыхательного центра, пневмотаксический отдел дыхательного центра стимулирует работу инспираторного отдела, что сопровождается гиперпноэ у второй собаки. Гиперпноэ приводит к повышению содержания кислорода и снижению уровня углекислого газа в крови второго животного. Эта кровь омывает структуры дыхательного центра первой собаки и вызывает у нее апноэ.

2) В этом опыте впервые был доказан гуморальный механизм регуляции дыхания.

3) Автором данного эксперимента является итальянский физиолог Фридерик (1890г.)

№ 8 У двух студентов одинакового возраста и телосложения после забега на 5000м зарегистрированы показатели внешнего дыхания. У первого студента частота дыхания (ЧД) – 40/мин., дыхательный объем (ДО) равен 500 мл. У второго студента ЧД – 27/мин., а ДО – 1200 мл. Объем мертвого пространства у обоих студентов равен 150мл, остаточный объем – 1000 мл, а резервный выдоха – 1500 мл.

Вопроса:

1) Почему при беге изменяются параметры внешнего дыхания?

2) Чему равны коэффициенты легочный вентиляции у каждого студента?

3) У кого более эффективное дыхание?

1) Увеличение физической нагрузки (бег) сопровождается увеличением интенсивности метаболизма, это требует повышенного кислородного обеспечения и выведения из организма избытка углекислого газа, вот почему у обоих студентов наблюдается гипервентиляция.

2) Коэффициент легочной вентиляции (КЛВ) равен отношению разности ДО и объема мертвого пространства к сумме остаточного объема и резервного объема выхода.

Т.О у первого студента КЛВ = (500-150):(1000+1500) = 0,14

- у второго студента КЛВ = (1200-150):(1000+1500)=0,42

3) Более эффективно дыхание у второго студента.

№ 9 При легком отравлении угарным газом человек почувствовал слабость, головокружение, сердцебиение.

Вопросы:

1) Каков механизм подобных явлений?

2) Как при этом изменяется кислородная емкость крови?

3) Как избавить пострадавшего от этих симптомов без лекарственных препаратов?

1) Симптомы, появившиеся у пострадавшего при легком отравлении углекислым газом вызваны нарастающей гипоксии, т.к. гемоглобин стал соединяться с угарным газом и перестал транспортировать кислород.

2) Сродство гемоглобина к угарному газу в 200 раз больше, чем к кислороду, поэтому кислородная ёмкость крови падает.

3) При легком отравлении достаточно пострадавшего вынести на свежий воздух.

studfiles.net

Физиология дыхания

Количество просмотров публикации Физиология дыхания - 348

Дыхание - ϶ᴛᴏ комплекс процессов, в результате которых клетки получают кислород и отдают углекислый газ:

  1. Внешнее дыхание
  2. Газообмен в легких
  3. Газообмен в тканях
  4. Транспорт газов кровью
  5. Клеточное дыхание

Внешнее дыхание (лёгочная вентиляция) - обмен воздуха между атмосферой и альвеолами легких. Легочная вентиляция осуществляется в результате чередования актов вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). В организме существует аппарат внешнего дыхания – дыхательный центр продолговатого мозга, периферические нервы, дыхательные мышцы и кости грудной клетки.

Механизм спокойного вдоха: возбуждение дыхательного центра à сокращение базовых дыхательных мышцà рёбра поднимаются, а купол диафрагмы опускаютсяà объём грудной клетки увеличиваетсяà объём легких увеличиваетсяà давление воздуха в легких уменьшается и становится на 4 мм.рт.ст. меньше атмосферногоà в результате разности давления атмосферного воздух входит в легкое.

Таким образом вдох является активным актом, т.к. работают мышцы.

Механизм спокойного выдоха: торможение дыхательного центраàрасслабление дыхательных мышцà ребра опускаются, купол диафрагмы поднимаетсяà объём грудной клетки уменьшаетсяà объём легких уменьшаетсяà давление воздуха в легких увеличивается и становится на 2 мм.рт.ст выше атмосферного à в результате разности давлений воздух выходит из легких.

Выдох - пассивный акт.

При форсированном дыхании участвуют вспомогательные дыхательные мышцы.

Различают типы дыхания:

- грудной. Вдох осуществляется преимущественно за счёт грудной клетки

- брюшной. Дыхание преимущественно за счёт диафрагмы и мышц живота

- смешанный.

В случае если самостоятельное внешнее дыхание невозможно, применяется ИВЛ.

Давление в плевральной полости всœегда меньше атмосферного. Условно оно принято называть отрицательным. Благодаря этому легочная ткань свободно совершает дыхательные экскурсии. В патологии при нарушении герметичности плевральной полости вследствие разности давлений атмосферный воздух проникает в плевральную полость, и давление в ней становится равным атмосферному. Такое состояние – пневмоторакс.

В результате легкое поджимается к корню (коллапс легкого) и не участвует в дыхании. Развивается ОДН – острая дыхательная недостаточность.

Гемоторакс – наличие крови в плевральной полости.

Гидроторакс- наличие отечной жидкости или воспалительной.

Пиоторакс – наличие гноя в плевральной полости.

Показатели внешнего дыхания:

  • ЧДД – частота дыхательных движений – количество дыханий за 1 минуту.

В норме: новорожденный – 60 раз в минуту,

5 летний ребенок – 25 раз в минуту,

взрослые - 12-18 р/мин (по ОСД 16-20).

Изменения:

  1. Тахипноэ – учащение дыхания. При физической нагрузке, при болезнях легких, при удалении легкого.
  2. Брадипноэ – урежение дыхания. В состоянии сна, в патологии - угнетение дыхательного центра лекарствами и наркотическими препаратами
  3. Апноэ – отсутствие дыхания. Признак клинической смерти
  4. Диспноэ – затруднение дыхания с чувством нехватки воздуха – одышка.

Различают 3 вида одышки:

  1. Инспираторная – одышка с затруднением вдоха. Причина: инородные тела, отек гортани.
  2. Экспираторная - одышка с затруднением выдоха. Причина: бронхоспазм
  3. Смешанная – при заболеваниях сердца.
  • Лёгочные объёмы определяются методом спирометрии.

ДО (дыхательный объём) – объём воздуха, проходящий через легкие за одно спокойное дыхательное движение. Норма: 300-700 мл. Различают поверхностное и глубокое дыхание.

РО вд. (резервный объём вдоха) – объём воздуха, который можно дополнительно ввести в легкое, сделав после спокойного вдоха максимальный вдох. Норма 1,5 – 2 литра.

РО выд. (резервный объём выдоха) - объём воздуха, который можно дополнительно вывести из легких, сделав максимальный выдох после спокойного выдоха. Норма: 1,5 – 2 литра.

ЖЁЛ(жизненная емкость легких) – объём воздуха, который проходит через легкие при максимально глубоком дыхании.

Равен сумме 3-х предыдущих объёмов. ЖЁЛ= ДО + РОвд. + РОвыд. У женщин – 3,5 л., у мужчин до 5 литров.

ОО (остаточный объём) – объём воздуха, остающийся в легких после максимального выдоха. Норма: до 1 литра.

ОЁЛ (общая ёмкость легких). ЖЁЛ + ОО

  • МОД (МВЛ) – минутный объём дыхания (минутная вентиляция легких) – объём воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту.

МОД = ЧДД х ДО. В норме в покое 6-10 литров. При физической нагрузке увеличивается – гипервентиляция. Гиповентиляция – снижение легочной вентиляции.

Газообмен в легких - обмен газов между кровью легочных капилляров и альвеолами легких. Осуществляется через альвеолярно-капилярный барьер в направлении:

О2 – из альвеол в кровь;

СО2 – из крови в альвеолы.

В результате венозная кровь насыщается кислородом и превращается в артериальную.

Газообмен в тканях - обмен газов между кровью тканевых капилляров и клетками тканей.

Осуществляется в направлении:

О2 – из крови в клетки

СО2 – из клеток в кровь.

В результате клетки получают кислород, отдают углекислый газ, и артериальная кровь превращается в венозную.

Транспорт газов кровью

  • Кислород переносится в виде оксигемоглобина HbO2. 1 гр гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода.

КЁК (кислородная ёмкость крови) – содержание кислорода в 100 мл крови. Рассчитывается по формуле: Hb х 1,34 / 10. В норме составляет в артериальной крови – 20 объёмных %, в венозной – 12 объёмных %.

  • Углекислый газ переносится виде карбгемоглобина. Содержание СО2 в норме в артериальной крови 52 объёмных %, в венозной – 58% объёмных %.

Гипоксемия – снижение количества кислорода в крови

Гиперкапния – увеличение количества СО2 в крови.

Внутреннее (клеточное) дыхание-

Окислительно-восстановительные процессы в клетках, идущие с поглощением кислорода и выделœением углекислого газа.

При нарушении любого процесса развивается недостаточное снабжение клеток кислорода – кислородное голодание клеток – гипоксия.

Читайте также

  • - Лекция 4 Физиология дыхания

    Цель лекции: рассмотреть процесс дыхания и транспорт газов кровью. Вопросы: 1. Внешнее дыхание. 2. Транспорт газов кровью 1. Дыхание – сложный непрерывный процесс, в результате которого постоянно обновляется газовый состав крови. Значение дыхания состоит в... [читать подробнее].

  • - Физиология дыхания

    Выведение мочи. Регуляция деятельности почек Состав и свойства конечной мочи. Это прозрачная жидкость, светло-желтого цвета, имеет слабокислую реакцию, удельный вес больше 1.Состав: вода, мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатин, креатинин,... [читать подробнее].

  • - Физиология дыхания

    Выведение мочи. Регуляция деятельности почек Состав и свойства конечной мочи. Это прозрачная жидкость, светло-желтого цвета, имеет слабокислую реакцию, удельный вес больше 1.Состав: вода, мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатин, креатинин,... [читать подробнее].

  • - ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

    Дыханием называется комплекс физиологических процессов, обеспечивающих обмен кислорода и углекислого газа между клетками организма и внешней средой. Оно включает следующие этапы: 1. Внешнее дыхание или вентиляция. Это обмен дыхательных газов между атмосферным воздухом... [читать подробнее].

  • - Физиология дыхания

      Жизнедеятельность живого организма связана с поглощением им О2 и выделением СО2. Поэтому в понятие «дыхание» входят все процессы, связанные с доставкой О2 из внешней среды внутрь клетки и выделением СО2 из клетки в окружающую среду. У человека различают дыхание: 1)... [читать подробнее].

  • - ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

    Дыханием называется комплекс физиологических процессов, обеспечивающих обмен кислорода и углекислого газа между клетками организма и внешней средой. Оно включает следующие этапы: 1. Внешнее дыхание или вентиляция. Это обмен дыхательных газов между атмосферным воздухом... [читать подробнее].

  • - Лекция №30. Легкие, плевра, дыхательный цикл, легочные объемы, физиология дыхания.

    Легкие (pulmones, pneumones) – парные дыхательные органы, напоминают полые мешки, подразделенные на 1000-чи мешочков – альвеол – с влажными стенками, снабженных густой сетью кровеносных капилляров. Легкие расположены в герметично замкнутой грудной полости и отделены друг от... [читать подробнее].

  • - ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ.

    ЛЕКЦИЯ №31. 1. Газообмен в легких и транспорт кислорода и углекислого газа кровью. 2. Дыхательный центр, его локализация и строение. 3. Гуморальные механизмы регуляции дыхания. 4. Рефлекторные механизмы регуляции дыхания. 5. Дыхание в разных условиях. Искусственное... [читать подробнее].

  • - ЛЕКЦИЯ № 14. Физиология дыхания. Механизмы внешнего дыхания

    Рис. 17. Строение сердца человека. Рис. 16. Большой и малый круги кровообращения. Малый круг кровообращения был впервые описан М. Серветом в 1553 г. Он начинается в правом желудочке и продолжается в легочный ствол, переходит в легкие, где осуществляется газообмен,... [читать подробнее].

  • referatwork.ru

    Транспорт кислорода кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобина, ее характеристика. Кислородная емкость крови — Физиология

    Обогащенная кислородом кровь направляется по сосудам с током крови из легких в ткани организма. Кислород транспортируется кровью двумя способами: в связанном с гемоглобином виде - в форме оксигемоглобина и за счет физического растворения газа в плазме крови.

    Физическое растворение. Все газы, в том числе и кислород, в соответствии со своим парциальным давлением могут физически растворяться в жидкости. Так, в артериальной крови содержание физически растворимого кислорода составляет 0,003 мл в 1 мл крови.

    И хотя доля кислорода, переносимого за счет физического растворения невелика, этот процесс имеет огромное значение для жизнедеятельности.

    Химическое соединение. Большая часть кислорода переносится кровью в виде химических соединений с гемоглобином. Один моль гемоглобина может связать до четырех молей кислорода и в среднем 1 г гемоглобина способен связать 1,34—1,36 мл кислорода. Исходя из этого, можно определить кислородную емкость крови, характеризующую количество кислорода, содержащееся в 1 л крови. Принимая во внимание, что в норме в 1 л крови присутствует 150 г гемоглобина, можно рассчитать, что в 1 л крови содержится 0,2 л кислорода.

    Характеристика кривой диссоциации оксигемоглобина. 

    Связывание кислорода с гемоглобином и высвобождение его зависят от парциального давления кислорода. Соотношение количества гемоглобина и оксигемоглобина в крови иллюстрирует кривая диссоциации оксигемоглобина.

    Чем выше парциальное давление кислорода, тем больше содержание оксигемоглобина; при парциальном давлении 80 мм рт.ст. практически весь гемоглобин насыщается кислородом, за исключением незначительного количества (1—2 %), «занятого» двуокисью углерода.

    Факторы, влияющие на сродство гемоглобина к кислороду.

    Динамика кривой зависит от нескольких факторов. Кривая может сдвигаться относительно оси абсцисс вправо или влево (эффект Бора) в зависимости от сопутствующего парциального давления двуокиси углерода и величины рН. При этом реальная физиологическая кривая имеет S-образную форму. При увеличении содержания двуокиси углерода и закис-лении крови кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается вправо и, напротив, при снижении РСо2 и защелачивания крови кривая сдвигается влево.

    Биологическое значение кривой диссоциации оксигемоглобина. Кривая диссоциации оксигемоглобина имеет важное биологическое значение для переноса кислорода кровью. Участок кривой, соответствующий низким парциальным значениям кислорода, характеризует содержание оксигемоглобина в капиллярах тканей, а фрагмент кривой, лежащий в области высокого парциального давления кислорода 80—100 мм рт.ст., соответствует крови в легочных капиллярах.

    Эффективность транспорта кислорода к тканям определяют два фактора: количество оксигемоглобина, образовавшегося в легких, и количество кислорода, отдаваемого тканям, что зависит от степени распада оксигемоглобина в восстановленный гемоглобин. Процесс наиболее эффективного переноса кислорода к тканям соответствует S-образной форме кривой диссоциации оксигемоглобина. В области высокого парциального давления кислорода кривая близка к насыщению кислородом крови, а в области низких значений парциального давления кислорода в тканях значительная часть оксигемоглобина отдает кислород и превращается в восстановленную форму.

    Эффект Бора. Огромное биологическое значение для транспорта кислорода и двуокиси углерода имеет эффект Бора.

    При увеличении парциального давления двуокиси углерода в тканях кривая диссоциации оксигемоглобина, сдвигаясь вправо, отражает повышение способности оксигемоглобина отдавать кислород тканям и тем самым высвобождаться для дополнительного связывания двуокиси углерода и переноса ее избытка из тканей в легкие.

    Напротив, при снижении парциального давления двуокиси углерода и смещении рН крови в основную сторону (алкалоз) сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево означает снижение способности оксигемоглобина отдавать кислород тканям и поглощать двуокись углерода для транспорта ее к легким.

    Сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина иллюстрирует взаимосвязь транспорта кислорода и двуокиси углерода в крови и сродство гемоглобина к этим газам.

    Дополнительно: Транспорт газов кровью…

    Механизмы связывания газов кровью

    1. Физическое растворение

    2. Химическое связывание

    1. Физическое растворение. В жидкой части крови растворены газы воздуха: кислород, углекислый газ, азот. Растворение О2 и СО2 в воде не играет физиологической роли.

    2. Химическое связывание кислорода кровью.

    Насыщение кровью кислородом зависит от:

    1. Альвеолярной вентиляции /pO2 в альвеолах/

    2. Кровотока в легких

    3. Диффузионной способности легких

    4. Содержания гемоглобина в эритроцитах

    1 г HHb способен связать 1,35 мл О2. При содержании гемоглобина 150 г/л (норма) каждые 100 мл крови переносят 20,8 мл О2. Это кислородная емкость крови.

    Другой показатель-содержание кислорода в крови, взятой в различных участках сосудистого русла: артериальной/20 мл О2/100 мл крови/ и венозной/14 млО2/100 мл крови/.

    Следующий показатель - артерио-венозная разница/норма 5-6 мл О2/100 мл крови/.

    Отношение кислорода, связанного с гемоглобином к кислородной емкости крови/все выраженное на 100 мл крови/ называется насыщение гемоглобина кислородом. В артериальной крови оно составляет в норме 96%.

    Гемоглобин присоединяет кислород с помощью непрочной водородной связи, с образованием оксигемоглобина Эта реакция обратима: Нв+О2=НвО2

    Направленность реакции зависит от содержания кислорода: если количество кислорода в крови увеличивается, то реакция идет в сторону образования оксигемоглобина, если уменьшается - то в противоположную сторону.

    Динамика взаимодействия Нв и О2 отражается кривой диссоциации оксигемоглобина. Эта кривая количественно определяет приведенную выше реакцию связывания гемоглобином кислорода. Кривая отражает общую закономерность: увеличение количества кислорода сопровождается усиленным образованием оксигемоглобина. Кривая диссоциации оксигемоглобина имеет S-образный вид. Это связанно с тем, что до 10 мм рт. ст. кислород связывается гемоглобином медленно, затем до 60-50 мм рт. ст. скорость реакции резко увеличивается, кривая круто поднимается вверх, при давлении 90 мм рт. ст., когда более 98% гемоглобина связано с кислородом, она вновь идет почти горизонтально.

    Избыток СО2 и ацидоз сдвигает кривую диссоциации вправо, а недостаток СО2 и алкалоз – влево(эффект Бора).

    В легких реакция взаимодействия гемоглобина с кислородом идет в сторону образования оксигемоглобина, т.к. венозная кровь имеет напряжение кислорода 40 мм рт. ст., а в альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода составляет 100 мм рт. ст.

    В тканях напряжение О2 равно 20-40 мм рт. ст., а в артериальной крови - 100 мм рт. ст., в связи с этим реакция идет в сторону распада оксигемоглобина. Кровь отдает ткани часть О2..

    Этот процесс оценивается коэффициентом утилизацией/ кислорода(КУК). КУК это отношение потребленного кислорода к кислородной емкости крови. В норме в покое 30-40%, при физ. нагрузках существенно возрастает.

    Для оценки эффективности газообмена вычисляют коэффициент использования кислорода (КИК). Он показывает количество кислорода в мл, которое потребляется из 1 литра воздуха. В норме он составляет 40 мл.

    Химическое присоединение СО2

    Напряжение СО2 в тканях составляет 60 мм.рт.ст., а в притекающей крови 50-60 мм.ст.рт. Благодаря этому СО2 переходит из ткани в кровь/46 мм.рт.ст./.

    Основная форма связывания СО2 кровью - это образование бикарбонатов натрия и калия.

    СО2 + Н2О = Н2СО3

    Эта реакция обратима, ее направление зависит от количества СО2. Его увеличение сдвигает реакцию вправо, уменьшение - влево. Образующаяся угольная кислота диссоциирует:

    Н2 СО3 ---- Н+ + НСО3-

    Следовательно, в эритроците образуются катионы Н+ и анионы НСО3-.катионы водорода вступают в реакцию восстановления гемоглобина: Н+ + Нв ННв,

    Анионы НСО3- - частично выходят из эритроцитов в плазму из-за разности концентраций. Таким образом, в плазме и в эритроцитах появляется значительное количество анионов НСО3 - , которые в плазме взаимодействуют с катионами натрия/55%/, а в эритроцитах – калия/35%/, образуя гидрокарбонаты Na и К.

    Ключом всех этих реакций служит фермент карбоангидраза, который содержится в мембранах эритроцитов и катализирует обратимую реакцию соединения углекислого газа с водой.

    Кроме того, небольшое количество углекислого газа /10%/ транспортируется в виде карбогемоглобина - соединения СО2 с гемоглобином.

    ifreestore.net


    Смотрите также