ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ Занятие №1 Тема: процесс дыхания

ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ
Занятие №1
Тема: процесс дыхания, его функция. Внешнее дыхание и его роль в поддержании
оптимального уровня кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе. Газообмен и
транспорт газов кровью.
Цель занятия: изучить биомеханику вдоха и выдоха. Обучить студента
определению показателей внешнего дыхания. Особенность вентиляции легких у детей
разного возраста. Изучить закономерности транспорта газов в организме.
Вопросы для самоподготовки.
Сущность и стадии дыхания. Типы дыхания.
Функции внешнего звена системы дыхания.
Механизм вдоха и выдоха.
Отрицательное давление в плевральной щели, его происхождение, роль в
механизме внешнего дыхания.
5. Понятие транспульмонального давления и его роль в механизме внешнего
дыхания. Пневмоторакс и вызываемые им изменения биомеханических
параметров. Физиологическая роль сурфактанта.
6. Особенности системы дыхания детей. Первый вдох новорожденного.
7. Легочная вентиляция. Легочные объемы и емкости. Частота дыхания.
8. Относительное постоянство газового состава альвеолярного воздуха и его
значение, механизмы, обеспечивающие его постоянство
9. Газообмен между альвеолами и кровью. Движущая сила, обеспечивающая
газообмен в альвеолах и в тканях. Количество газов в крови, объемные
проценты (мл газов в 100 мл крови).
10. Газообмен и транспорт О2. Кривые диссоциации оксигемоглобина.
Кислородная емкость крови. Коэффициент утилизации О2 в различных
условиях.
11. Газообмен и транспорт СО2. Значение карбоангидразы.
12. Транспорт кислорода и углекислого газа у детей раннего возраста.
1.
2.
3.
4.
Задание для самостоятельной работы и демонстрации
1. Изучить биомеханику вдоха и выдоха на модели Дондерса.
2. Определить жизненную емкость легких и легочные объемы методами
спирометрии и спирографии.
3. Определить минутный объем дыхания (МОД) у человека при различных
функциональных состояниях организма (в состоянии покоя и при физической
нагрузке) методами: спирографии, спирометрии и с помощью мешка Дугласа.
4. Графически зарегистрировать дыхательные движения грудной клетки при
различных функциональных состояниях организма методом пневмографии.
5. Определить максимальную скорость воздушного потока при форсированном
вдохе и выдохе методом пневмотахометрии.
6. Видеофильмы: «Физиология внешнего дыхания» и «Транспорт газов
кровью».
Обязательная литература.
1. Физиология человека. Под ред. В.М.Смирнова. Изд. «Медицина». М.,
2001.С.238-257, 266-270.
2. Физиология плода и детей. Под ред. В.Д.Глебовского. Изд. «Медицина». М.,
1988.С.60-85.
3. Практикум по нормальной физиологии. Под ред. Н.А.Агаджаняна,
А.В.Коробкова. Изд. «Высшая школа». М.,1983.С.97-104.
4. Руководство к практическим занятиям по физиологии. Под
Г.И.Косицкого, В.А.Полянцева. Изд. «Медицина». М., 1988.С.184-185.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
ред.
Ситуационные задачи.
Два человека (одного возраста и телосложения) участвуют в беге на 1000 м. В
конце дистанции МОД у первого составляет 12 л при частоте дыхания 40 в
мин., у второго - 12 л при частоте дыхания 60 в мин. Кто из этих людей
является более тренированным? За счет чего возрастает МОД у
тренированного и нетренированного человека?
Человек помещен в барокамеру, давление в которой 758 мм рт.ст. Какова
величина внутриплеврального давления у человека в момент вдоха и выдоха?
При спирометрии найдено, что ЖЕЛ испытуемого равна 4100 мл, а объем
дополнительного и резервного воздуха составляет 1800 мл каждый? Каков
МОД, если частота дыхания составляет 16 в мин.?
За счет аппарата искусственного дыхания вредное пространство увеличилось
до 250 мл. Рассчитать, какая часть альвеолярного воздуха обновляется во
время каждого вдоха (дыхательный воздух - 500 мл., остаточный - 1000 мл.,
резервный - 1500 мл).
Новорожденный умер. Как можно определить, родился он мертвым или умер
после рождения?
У взрослого человека в плевральной щели давление отрицательное и в фазу
вдоха и в фазу выдоха. А как у новорожденного?
Занятие 2.
Тема: регуляция внешнего дыхания. Особенности дыхания при физической нагрузке
и при измененном парциальном давлении О2.
Цель занятия: изучить структуру и локализацию дыхательного центра, узловые
механизмы саморегуляции дыхания и механизмы изменения внешнего дыхания при
повышении и понижении барометрического давления.
Вопросы для самоподготовки
1. Структурно-функциональная организация дыхательного центра. Автоматия
дыхательного центра. Особенности организации дыхательного центра у
детей.
2. Рефлекторная регуляция дыхания. Саморегуляция вдоха и выдоха. Роль хемо, механорецепторов в регуляции дыхания. Роль высших отделов головного
мозга на дыхательный центр.
3. Гуморальная регуляция дыхания. Роль углекислоты, кислорода и РН крови.
4. Дыхание во время мышечной работы.
5. Дыхание при пониженном атмосферном давлении. Виды гипоксии.
6. Дыхание при повышенном атмосферном давлении и при дыхании чистым
кислородом.
7. Диспноэ и патологические типы дыхания.
Задание для самостоятельной работы и демонстрации
1. Определить степень насыщения крови кислородом методом оксигемометрии в
покое, при гипо- и гипервентиляции.
2. Провести наблюдения за влиянием пониженного барометрического давления на
организм мыши.
1.
2.
3.
4.
Обязательная литература.
Физиология человека. Под ред. В.М. Смирнова. Изд. «Медицина». М., 2001.
С.257-266, 270-271.
Физиология плода и детей. Под ред. В.Д. Глебовского. Изд. «Медицина». М„
1988.С.85-87.
Практикум по нормальной физиологии. Под ред. НА. Агаджаняна, А.В.
Коробкова. Изд, «Высшая школа». М.,1983.С.108-109.
Руководство к практическим занятиям по физиологии. Под ред. Г.И.
Косицкого, В.А. Полянцева. Изд. «Медицина». M. 1988 C.200-201.
Методическое указание к занятию №2
Ход работы: 1. Под колпак насоса Камовского помещается высотометр и белая
мышь. Щель под колпаком герметизируется пластилином или вазелином. Регистрируется
время и начинается постепенное откачивание воздуха из-под колпака. Проводится
наблюдение за показаниями высотометра, поведением животного и изменением ритма и
частоты дыхания.
При первой фазе гипоксемической гипоксии: отмечается учащение дыхания,
вызванное снижением парциального давления 02 во вдыхаемом воздухе. Животное
становится беспокойным.
При второй фазе гипоксии - появляется поверхностное и дыхание Чейн-Стокса,
вызванное снижением напряжения С02 в крови, за счет увеличения легочной вентиляции.
Возникает порочный круг (гипоксия, сначала вызвавшая повышенную, деятельность
дыхательного центра, приводит в дальнейшем к его недостаточной деятельности, а
наступавшая вследствие этого недостаточность дыхания еще более увеличивает
гипоксию). Нарушается координация движений. Шерсть поднимается, становится
влажной, слизистые принимают синеватую окраску.
При третьей фазе гипоксии - животное занимает боковое положение. Дыхание
резкое, прерывистое, судорожное. Гибель животного наступает вследствие паралича
дыхательного и сосудодвигательного центров.
2. Под колпак помещают другую мышь, которая находится под неглубоким
наркозом (эфирным). Ход проведения опыта тот же, что и в первой части. Наблюдают те
же три фазы гипоксии, но при иных показаниях высотометра.
Ситуационные задачи
1. Больному с редким поверхностным дыханием дают дышать смесью О2 (9697%) и СО2 (4%);
а) обязательно ли наличие СО2 в данном случае?
б) целесообразно ли дальнейшее увеличение содержания СО2 в смеси?
2. Чем объяснить, что насыщение крови О2 у плода повышено по сравнению с
насыщением крови О2 у взрослого человека?
3. У больного резко снизилось количество эритроцитов. Как изменится при этом
содержание диссоциированной в плазме угольной кислоты?
4. Как изменится дыхание испытуемого, если во вдыхаемом воздухе повысится
содержание О2.
5. Какой вид гипоксии возникает у больного с острым кровотечением?
6. Какими путями будет осуществляться поддержание постоянства газовой
среды организма, если человек длительное время пребывает в условиях
высокогорья?
7. Какими путями будет осуществляться поддержание постоянства газового
состава крови при кратковременной мышечной работе?
8. Регулярные дыхательные движения у новорожденного наступают сразу после
рождения, иногда лишь после перевязки пуповины. Чем обусловлен первый
вдох новорожденного? Какие факторы его вызывают?
ФИЗИОЛОГИЯ ОБМЕНА
ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ.
ПИТАНИЕ. ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ.
Занятие 1.
Тема: превращение энергии. Общий и основной обмен энергии. Теоретические
основы питания. Механизмы теплообразования и теплоотдачи.
Цель занятия: дать понятие энергетическому балансу организма и превращению
энергии в процессе обмена веществ. Изучить общий и основной обмены энергии человека.
Научить методике определения энергетического обмена у человека, расчету должной
величины основного обмена, принципу составления пищевого рациона. Изучить
механизмы терморегуляции.
Вопросы для самоподготовки.
Основные этапы обмена веществ и энергии.
Общие закономерности обмена энергии. Виды энергии в организме.
Особенности обмена веществ и энергии у детей.
Основной обмен энергии, его должные величины и определяющие его
факторы. Правило поверхности. Диагностическое значение основного
обмена. Основной обмен у детей.
5. Энергетические затраты организма при различных видах труда.
Специфически-динамическое действие пищи. Регуляция обмена энергии.
Общий обмен у детей в разные возрастные периоды.
6. Методы исследования энергообмена (прямая и непрямая калориметрия,
исследование валового обмена).
7. Питание. Калорические коэффициенты питательных веществ. Усвояемость
пищи. Изодинамия питательных веществ. Нормы питания. Принципы
составления пищевых рационов. Нормы питания ребенка.
8. Температура тела и изотермия.
9. Химическая и физическая терморегуляция.
10. Регуляция изотермии Гипотермия и гипертермия.
11. Особенности терморегуляции у детей в период новорожденности и у
недоношенных детей. Становление терморегуляции организма у детей.
1.
2.
3.
4.
Задание для самостоятельной работы и демонстрации:
1. Определить расход энергии у человека при относительном покое и при
физической нагрузке по методу Дугласа-Холдена.
2. Рассчитать должный основной обмен по таблицам Гарриса и Бенедикта для
человека.
3. Вычислить процент отклонения основного обмена по формуле Рида.
4. Рассчитать калорийность пищевого рациона.
5. Измерить температуру тела в подмышечной впадине, в области лба, в области
конца пальца. Выявить роль кровообращения в поддержании температуры
различных участков тела.
Обязательная литература.
1. Физиология человека. Под ред. В.М.Смирнова. Изд. «Медицина». М.,
2001.С.398-430.
2. Физиология плода и детей. Под ред. В.Д.Глебовского. Изд «Медицина».
М,,1988.С.106-126.
3. Практикум по нормальной физиологии. Под ред.Н.А. Агаджаняна,
А.В.Коробкова. Изд. «Высшая школа». М.,1983.С.97-104.
4. Руководство к практическим занятиям по физиологии. Под ред.
Г.И.Косицкого. В.А.Полянцева. Изд. «Медицина». М., 1988.С. 184-185.
Методическое указание к заданию 5:
Электрический медицинский термометр ТЭМП-60 предназначен для измерения
температуры в различных точках поверхности, в мягких тканях и полостях тела человека.
Цена деления шкалы 0,2°С.
Подготовка к измерению температуры
Выбрать датчик (подмышечный, кожный) и подключить его к прибору штепсельным
разъемом, соблюдая направление шпоночной головки (вверх).
Установить указатель на горизонтальную плоскость.
В положение «выключено» стрелка должна стоять на делении 16°С (если нет, то
установить).
Поставить переключатель в положение «контроль» (вниз) и, вращая лимб
потенциометра - установить стрелку указателя на деление шкалы 42°С.
Поставить переключатель в положение «включено». Стрелка указателя
устанавливается на отметке шкалы, соответствующей температуре окружающего воздуха.
Прибор готов к измерению:
а)
подмышечный датчик применяется обычным способом (как ртутный тер
мометр;
б)
датчик для измерения температуры поверхности кожи приводится в сопри
косновение своим чувствительным элементом с выбранной для измерения температуры
точкой кожи. Датчик удерживается рукой 3-5 минут (до полного установления стрелки
указателя V. При длительных непрерывных измерени ях через каждые 20-30 минут
проверять величину рабочего тока (отметка 42°С в положении переключения «контроль»).
Ситуационные задачи
1. Чему равняется дыхательный коэффициент, если человек выдыхает воздух с
содержанием СО2 = 3,6% и О2 = 17%?
2. Показания по прибору Холдена, емкостью 10 мл, после поглощения СО2 = 9,57 мл,
после поглощения О2 = 7,98 мл. Легочная вентиляция за мин. - 12л. Каковы
энергетические затраты за 1 час?
3. Рабочий за 4 часа работы израсходовал 2050 ккал. Основной обмен его в сутки
1580 ккал. Чему равна рабочая нагрузка за 4 часа?
4. Какова суточная потребность в нейтральном жире взрослого человека и у детей и
можно ли заменить их углеводами?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Вопросы коллоквиума
Сущность и стадии дыхания. Типы дыхания.
Функция внешнего звена системы дыхания.
Внешнее дыхание. Механизм вдоха и выдоха. Роль дыхательных мышц,
движений ребер, диафрагмы.
Дать понятия альвеолярного, внутриплеврального и транспульмонального
давлений и показать их роль в механизме внешнего дыхания.
Пневмоторакс и вызываемые им изменения биомеханических параметров.
Физиологическая роль сурфактанта.
Особенности системы дыхания детей. Первый вдох новорожденного.
Легочная вентиляция. Неравномерность вентиляции разных отделов легких.
Анатомическое и альвеолярное мертвое пространство. Легочные объемы и
емкости.
8. Значение воздухоносных путей. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и
альвеолярного воздуха. Относительное постоянство газового состава
альвеолярного воздуха и его значение. Механизмы, обеспечивающие его
постоянство.
9. Диффузия газов через аэрогематический барьер и в тканях. Значение работ
И.М. Сеченова. Понятие парциального давления и напряжения газов и их
величины в альвеолярном воздухе, в артериальной и венозной крови, в
межтканевой жидкости и тканях. Взаимоотношения между вентиляцией
альвеол и составом крови.
10. Газообмен и транспорт кислорода кровью. Кривая диссоциация
оксигемоглобина, ее анализ. Кислородная емкость артериальной и венозной
крови. Коэффициент утилизации О2 в разных условиях.
11. Газообмен и транспорт углекислого газа кровью. Значение карбоангидразы.
Формы транспорта СО2, Количество СО2 в артериальной и венозной крови.
12. Транспорт кровью кислорода и углекислого газа у детей раннего возраста.
13. Структурно-функциональная организация дыхательного центра. Автоматия
дыхательного центра. Особенности организации дыхательного центра у
детей.
14. Рефлекторная регуляция дыхания. Механизмы смены дыхательных фаз.
Рефлекс Геринга-Брейера. Роль и значение блуждающего нерва в регуляции
дыхания.
15. Роль гипоталамуса, лимбической системы и коры больших полушарий в
регуляции дыхания.
16. Гуморальная регуляция дыхания. Роль углекислоты, кислорода и рН крови.
17. Дыхание при пониженном барометрическом давлении. Понятия гипоксемии и
гипоксии. Виды гипоксии.
18. Дыхание при высоком давлении и при дыхании чистым кислородом.
19. Диспноэ и патологические типы дыхания. Недыхательные функции легких.
20. Понятие об обмене веществ и энергии в организме. Суть метаболизма, его
основные этапы и уровень. Пластическая и энергетическая роль питательных
веществ.
21. Особенности обмена веществ и энергии в разных возрастных периодах у
22. Превращение энергии. Виды энергии в организме. Законы термодинамики, и
значение для физиологии. Энергетический баланс организма.
23. Основной обмен энергии, его должные величины и определяющие его
факторы. Правило поверхности. Диагностическое значение основного
обмена. Метод исследования. Основной обмен у детей.
24. Энергетические затраты организма при различных видах труда.
Специфически-динамическое действие пищи. Регуляция обмена энергии.
Общий обмен у детей в разные возрастные периоды.
25. Методы исследования энергообмена (прямая и непрямая калориметрия,
исследование валового обмена).
26. Физиологические нормы питания в зависимости от возраста, вида труда и
состояния организма. Калорический коэффициент питательных веществ.
Усвояемость пищи. Правило изодинамии питательных веществ. Принципы
составления пищевых рационов.
27. Температура тела и изотермия.
28. Химическая и физическая терморегуляция.
29. Терморегуляция у детей в период новорожденности у недоношенных детей.
30. Становление терморегуляции организма у детей.
31. Регуляция изотермии. Гипотермия и гипертермия.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Ответы к ситуационным задачам
Занятие 1.
Первый. У тренированного за счет увеличения объема дыхательного воздуха,
у нетренированного за счет увеличения частоты дыхания.
На вдохе 746 мм рт.ст., на выдохе 751 мм рт.ст.
8 л.
1/10.
С этой целью можно применять следующий тест: бросить кусочек ткани
лёгкого в стакан с водой. Вырезанный кусочек легочной ткани дышавшего
новорожденного не тонет в воде; т.к. в лёгочную ткань вошло минимальное
количество воздуха.
У новорожденного отрицательное давление в плевральной щели появляется
только в фазу вдоха. Так как у новорожденного размеры грудной клетки и
легких соответствуют друг другу, только в фазу вдоха, когда грудная клетка
расширяется, и париетальный листок плевры отойдет от висцерального,
расширив плевральную щель, там появится отрицательное давление.
Занятие 2.
а) обязательно, б)увеличение СО2 нецелесообразно.
У плода увеличена способность гемоглобина связывать О2.
Уменьшается.
Дыхание учащается.
Анемическая гипоксия.
Повышается количество гемоглобина в крови, вначале за счет выброса из
селезенки эритроцитов, затем увеличивается сродство гемоглобина
кислороду, увеличивается утилизация О2 тканями, изменяются МОД, ДО,
частоты дыхания.
7. Изменение частоты дыхания и глубины его, изменение кислородной емкости
крови, изменение работы сердца, кровяного давления, перераспределение
крови. Особая роль принадлежит проприорецептивной стимуляции
дыхательного центра.
8. Стимулами первого вдоха новорожденного являются:
1. Повышение напряжения СО2 в крови плода.
2. Снижение напряжения О2.
3. Раздражение механорецепторов кожи плода.
4. Раздражение терморецепторов кожи плода.
5. Раздражение болевых рецепторов.
6. Раздражение проприорецепторов.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Занятие 3.
1. 0,89.
2. 168Ккал.
3. 1786 Ккал.
4. 1. Суточная потребность взрослого человека в жирах составляет 70-80 гр. У
детей 3-10 лет - 26-30 гр.
2. Нейтральные жиры только в энергетическом отношении могут быть
заменены углеводами.