Физиология дыхания Занятие № 1 Тема: процесс дыхания, его

Физиология дыхания
Занятие № 1
Тема: процесс дыхания, его функции. Этапы дыхания. Внешнее дыхание и его роль
в поддержании оптимального уровня кислорода и углекислого газа в альвеолярном
воздухе. Газообмен и транспорт газов.
Цель занятия: изучить биомеханику вдоха и выдоха, обучить студента
определению показателей внешнего дыхания. Изучить закономерности транспортов газов
в организме.
Вопросы для самоподготовки.
1. Сущность и стадии дыхания.
2. Носовое и ротовое дыхание.
3. Биомеханика вдоха и выдоха. Роль дыхательной мускулатуры, альвеолярного,
внутриплевлеврального и транспульмонального давлений в механизме
внешнего дыхания.
4. Дыхательные пути и их роль. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и
альвеолярного воздуха. Относительное постоянство газового состава
альвеолярного воздуха и его значение.
5. Респираторное сопротивление и его значение в механизме вдоха и выдоха.
Пневмоторакс и вызываемые им изменения биомеханических параметров.
Физиологическая роль сурфактанта.
6. Вентиляция легких. Легочные объемы и емкости. Частота дыхания.
7. Методы исследования внешнего дыхания.
8. Паттерны дыхания.
9. Параметры газообмена. Диффузия газов между альвеолярным воздухом и
капиллярами легких и между кровью и тканью.
10. Транспорт кислорода кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобича.
Кислородная емкость крови. Транспорт кислорода к тканям. Коэффициент
утилизации О2 в разных условиях.
11. Газообмен и транспорт СО2 . Значение карбоангидразы.
Задания для самостоятельной работы и демонстрации.
1. Изучить биомеханику вдоха и выдоха не модели Дондерса. Определить
жизненную емкость легких и легочные объемы методами спирометрии и
спирографии.
2. Определить минутный объем дыхания (МОД) у человека при различных
функциональных состояниях организма (в состоянии покоя и физической
нагрузки) методами спирографии, спирометрии и с помощью мешка Дугласа.
3. Графически зарегистрировать дыхательные движения грудной клетки при
различных функциональных состояниях организма методом пневмографии.
4. Определить максимальную скорость воздушного потока при форсированном
вдохе и выдохе методом пневмотахометрии.
Обязательная литература.
1. Физиология человека. Под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина. Изд.
"Медицинская книга", М., 2001, стр. 271 -278, 284-292.
2. Физиология челюстно-лицевой области. Под ред. СМ. Будылиной, В.П.
Дегтярева. Изд. ''Медицина"; М... 2000. стр. 178 - 181. Нормальная
физиология. Под ред. В.А. Полянцева. Изд. "Медицина". М.. 1989, стр. 72-75.
3. Практикум по физиологии. Под ред. Н.А. Агаджаняна, А. В. Коробкова. Изд.
"Высшая школа", М., 1983, стр. 97 - 104.
4. Руководство к практическим занятиям по физиологии. Под ред. Г.И.
Косицкого, В.А. Полянцева. Изд. "Медицина", М., 1988, стр. 184 - 185,
Ситуационные задачи.
1. Два человека (одного возраста и телосложения) участвуют в беге на 1000м. 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 белее тренированным? За счет, чего возрастает МОД у
тренированного и нетренированного человека?
2. Человек помешен в барокамеру, давление в которой 758 мм. рт. ст. Какова
величина внутриплеврального давления у человека в момент вдоха и вы доха?
3. 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?
4. За счет аппарата искусственного дыхания вредное пространство увеличилось
до "150 мл. Рассчитать, какая часть альвеолярного воздуха обновляется во
время каждого вдох? (дыхательный воздух - 500 мл., остаточный -1000 мл.,
резервный - (500 мл)
5. В герметической барокамере давление понизилось до 400 мм. рт.ст. Как
изменится дыхание человека в этой камере и механизмы его
обуславливающие?
Занятие №2.
Тема: регуляция внешнего дыхания. Особенности дыхания при физической нагрузке
и при изменении парциального давления 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.
Дыхательные нейроны продолговатого мозга и варолиевого моста.
2. Понятие о генераторе центральной инспираторной активности и механизме
выключения инспирации.
3. Рефлекторная регуляция дыхания. Механорецепторы легких. Роль высших
отделов головного мозга на дыхательный центр.
4. Гуморальная регуляция дыхания. Роль углекислоты, кислорода и рН крови.
Механизм первого вдоха новорожденного ребёнка.
5. Дыхание при пониженном барометрическом давлении. Виды гипоксии.
Горная болезнь.
6. Дыхание под водой, при дыхании чистым О2.
7. Взаимодействие дыхательной и пищеварительной функций.
8. Взаимодействие дыхательной и речеобразовательной функций.
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.
Обязательная литература.
1. Физиология человека. Под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина. Изд.
"Медицинская книга", М., 2001, стр. 279 - 284, 292 - 293.
2. Физиология челюстно-лицевой области. Под ред. СМ. Будылиной, В.Л.
Дегтярёва. Изд. "Медицина", М., 2000, стр. 181-186.
3. Нормальная физиология. Под ред. В.А. Полянцева. Изд. "Медицина". М.,
1989, стр. 74-75.
4. Практикум по физиологии. Под. ред. Н.А. Агаджаняна, А.В. Коробкова. Изд.
"Высшая школа", М., 1983, стр. 108 - 109.
5. Руководство к практическим занятиям по физиологии. Под ред. Г.И.
Косицкого, В.А. Полянцева. Изд. "Медицина", М., 1988, стр. 200-201.
6. Методические рекомендации к практическим занятиям по нормальной
физиологии. Изд. СГМА, Ставрополь.
Методические рекомендации
Задание №2
Ход работы: 1. Под колпак насоса Камовского помещаются 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 изменениями ритма и
частоты дыхания.
При первой фазе гипоксемической гипоксии отмечается учащение дыхания,
вызванное снижением парциального давления 02 во вдыхаемом воздухе. Животное
становится беспокойным.
Вторая фаза гипоксии - появляется поверхностное и дыхание Чейна-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
наступающая вследствие этого не достаточность дыхания еще более увеличивает
гипоксию). Нарушается координация движений. Шерсть поднимается, становится
влажной, слизистые принимают синеватую окраску.
Третья фаза 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 (96 97%) 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
повышается 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?
Физиология обмена веществ и энергии. Питание. Терморегуляция.
Занятие №3.
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 об мены энергии
человека. Научить методике определения энергетического об мена у человека, расчёту
должной величины основного обмена, принципу составления пищевого рациона. Изучить
механизмы терморегуляции.
Вопросы для самоподготовки:
1. Превращение энергии и общий обмен веществ. Виды энергии в организме.
Некоторые теоретические положения биоэнергетики
2. Этапы высвобождения свободной энергии в организме.
3. Основной обмен энергии, его должные величины и определяющие его
факторы. Должный основной обмен. Правило поверхности. Диагностическое
значение основного обмена. Методы исследования.
4. Общий обмен. Энергетические затраты организма при различных видах
труда. Специфически - динамическое действие пищи. Регуляция обмена
энергии.
5. Методы исследования энергообмена (прямая и непрямая калориметрия,
исследование валового обмена).
6. Дать определение калорическому эквиваленту кислорода, дыхательному
коэффициенту. Их величины и значение их в энергетическом обмене.
7. Питание. Энергетическая ценность продуктов питания. Теории питания.
Режим питания. Усвояемость пищи. Изодинамия питательных веществ.
Классификация пищи. Роль белков, углеводов, жиров в организме и их норма
в суточном рационе.
8. Термометрия. Температура тела человека. Асимметрия и градиент.
9. Центры терморегуляции. Химическая и физическая терморегуляция.
10. Принципы регуляции температуры тела. Тепловой батане. Физиология
терморецепторов. Гипотермия и гипертермия.
1.
2.
3.
4.
5.
Задание для самостоятельной работы и демонстрации.
Определить расход энергии у человека при относительном покое и при
физической нагрузке по методу Дугласа - Холдейна.
Рассчитать должный основной обмен по таблицам Гарриса и Бенедикта для
человека.
Вычислить процент отклонения основного обмена по формуле Рида.
Рассчитать калорийность пищевого рациона.
Измерить температуру тела в подмышечной впадине, в области лба, в области
конца пальца.
Обязательная литература.
1. Физиология человека. Под ред. Н.А. Агаджаняна, Л.З. Теля. В.И. Циркина,
С.А. Чесноковой. Изд. "Медицинская книга", М., 2001, стр. 294 - 316, 354 369.
2. Нормальная физиология. Под ред. В.А. Полянцева. Изд. "Медицина", М.,
1989, стр. 95- 105.
3. Практикум по нормальной физиологии. Под ред. Н.А. Агаджаняна и А.В.
Коробкова. Изд. "Высшая школа", М., 1983, стр. 110-115, 142-143.
4. Руководство к практическим занятиям по физиологии. Под ред. Г.И.
Косицкого, В.А. Полянцева. Изд. "Медицина", М, 1988, стр. 211 -212, 215 221.
Методическое указание
Задание №5
Электрический медицинский термометр ТЭМП - 60 предназначен для измерения
температуры в различных точках поверхностей, 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
разьёмом, соблюдая направление шпоночной канавки (вверх).
Установить указатель на горизонтальную плоскость.
В положении "выключено" стрелка должна стоять на делении 16" (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 термометр).
б) датчик для измерения температуры поверхности кожи приводится в
соприкосновение своим чувствительным элементом с выбранной для измерения
температуры точкой кожи. Датчик удерживается рукой 3-5 минут (до полного
установления стрелки указателя). При длительных непрерывных измерениях через
каждые 20 - 30 минут проверять величину рабочего тока (отметка 42°С в положении
переключателя "контроль").
Ситуационные задачи.
1. Чему равняется дыхательный коэффициент, если человек выдыхает воз дух с
содержанием СО2 = 3,6% и О2= 17% ?
2. Показания по прибору Холдейна, ёмкостью 10 мл, после поглощения СО2 =
9,57 мл, после, поглощения О2 = 7,98 мл. Легочная вентиляция за мин. -12 л.
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?
Вопросы коллоквиума
1. Сущность и стадии дыхания. Его функции.
2. Носовое и ротовое дыхание.
3. Внешнее дыхание. Биомеханика дыхательных движений (роль дыхательных
мыши, движений ребер и диафрагмы).
4. Дыхательные пути и их роль. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и
альвеолярного воздуха. Относительное постоянство газового состава
альвеолярного воздуха и его значение.
5. Дать понятия альвеолярного, внутриплеврального и транспульмонального
давлений и показать их роль в механизме внешнего дыхания.
6. Пневмоторакс и вызываемые им изменения биомеханических параметров.
Физиологическая роль сурфактанта.
7. Легочная вентиляция. Неравномерность вентиляции разных отделов легких.
Анатомическое и альвеолярное мертвое пространство. Легочные объемы и
емкости. Частота дыхания. Паттерны дыхания.
8. Диффузия газов через аэрогематический барьер и в тканях, Значение работ
И.М, Сеченова. Понятие парциального давления и напряжения газов и их
величины в атмосферном и альвеолярном воздухе, в артериальной и венозной
крови, в межтканевой жидкости и тканях. Взаимоотношения между
вентиляцией альвеол и составом крови.
9. Газообмен и транспорт кислорода кровью. Кривая диссоциации
оксигемоглобина, её анализ. Кислородная емкость артериальной и венозной
крови. Коэффициент утилизации О2 в разных условиях.
10. Газообмен и транспорт углекислого газа кровью. Значение карбоангидразы.
Формы транспорта СО2. Количество С02 в артериальной и венозной крови.
11. Структурно - функциональная организация дыхательного центра.
Дыхательные нейроны продолговатого мозга и варолиевого моста. Автоматия
дыхательного центра.
12. Рефлекторная регуляция дыхания. Механизмы смены дыхательных фаз.
Механорецепторы легких. Роль высших отделов головного мозга на
дыхательный центр.
13. Гуморальная регуляция дыхания. Роль углекислоты, кислорода и рН крови.
Механизм первого вдоха новорожденного ребенка.
14. Дыхание при пониженном барометрическом давлении. Понятия гипоксемии и
гипоксии. Виды гипоксии.
15. Дыхание под водой, при дыхании чистым О2, Дыхание при физической
нагрузке. Периодическое дыхание.
16. Превращение энергии. Виды энергии в организме. Законы термодинамики, их
значение для физиологии.
17. Основной обмен энергии, его должные величины и определяющие его
факторы. Правило поверхности. Диагностическое значение основного
обмена. Методы исследования его.
18. Валовый обмен. Энергозатраты организма при различных видах труда.
Специфически - динамическое действие пищи. Регуляция обмена энергии.
19. Методы исследования энергообмена (прямая и непрямая калориметрия,
исследование валового обмена).
20. 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.
21. Температура тела и изотермия.
22. Химическая и физическая терморегуляция.
23. Регуляция изотермии. Гипотермия и гипертермия.
1.
2.
3.
4.
5.
Ответы к ситуационным задачам.
Занятие №1
Первый. У тренированного за счет увеличения объема дыхательного воз духа,
у нетренированного за счет увеличения частоты дыхания.
На вдохе 746 мм.рт.ст., на выдохе 75 1 мм.рт.ст.
8 л,
1/10
Дыхание станет чаще и поверхностней - реакция на гипоксический стимул.
Занятие №2
1. а) обязательно, б) увеличение С02 нецелесообразно.
2. У плода увеличена способность гемоглобина связывать О2.
Уменьшится.
Дыхание учащается.
Анемическая гипоксия.
Повышается количество гемоглобина в крови, вначале за счет выброса из
селезёнки эритроцитов, затем увеличивается сродство гемоглобина к
кислороду, увеличивается утилизация 02 тканями, изменениями МОД, ДО;
частоты дыхания.
7. Изменение частоты дыхания и глубины его, изменение кислородной ёмкости
крови, изменение работы сердца, кровяного давления, перераспределение
крови. Особая роль принадлежит проприоцептивной стимуляции
дыхательного центра.
3.
4.
5.
6.
Занятие №3
1. 0.89
2. 168 ккал
3. 1786 ккал.