Все! Спасибо за работу! Занятие 5 (5.2) Газообмен. Регуляция дыхания

? Экзаменационные вопросы по теме занятия

1. Газообмен в легких и тканях, факторы его определяющие. Газовый состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Парциальное давление газов (О₂, СО₂) в альвеолярном воздухе, напряжение газов в крови и тканевой жидкости. Основные показатели газообмена, их оценка.

2. Транспорт газов кровью. Транспорт О₂ кровью, закономерности образования и диссоциации оксигемоглобина. Кривая диссоциации оксигемоглобина, ее характеристика. Транспорт СО₂ кровью, закономерности образования и диссоциации транспортных форм СО₂. Оценка транспортной функции крови.

3. Регуляция дыхания. Уровни регуляции. Механизмы организации дыхательного акта. Дыхательный центр. Его структура и локализация. Роль различных частей дыхательного центра в организации дыхательного акта.

4. Механизмы перестройки внешнего дыхания в соответствии с потребностями организма. Другие механизмы регуляции дыхания. Регуляция просвета дыхательных путей. Механизм первого вдоха новорожденного.

Материалы для самостоятельной подготовки

Основная литература:

• Физиология человека: Учебник / В двух томах. Т. 1 / В.М. Покровский, Г.Ф. Коротько, В.И. Кобрин и др. / под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. – М.: Медицина, 2001. – Глава 8, раздел 8.5-8.9. – С. 415-442.

Дополнительная литература:

• Физиология человека / под. ред. Г.И. Косицкого. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Медицина, 1985. – С. 297-323.

• Орлов Р.С., Ноздрачев А.Д. Нормальная физиология: учебник. – ГЭОТАР-Медиа, 2005. – С. 586-613.

• Коробков А.В., Чеснокова С.А. Атлас по нормальной физиологии: пособие для студ. мед. и биол. спец. вузов / под ред. Н.А. Агаджаняна. – М.: Высш. шк., 1987. – С. 85-98.

• Киселев В.И. Физиология висцеральных систем (Физиология дыхания. Физиология пищеварения. Энергетический обмен, тепловой обмен, терморегуляция. Физиология выделения): учебное пособие. – Барнаул: Параграф, 2007. – С. 22-46.

• Киселев В.И. Общая и частная физиология: учебное пособие. – Барнаул: Параграф, 2007. – Глава 4, раздел 3, С. 201-215.

• Основы оценки функций организма человека / Киселев В.И., Шахматов И.И., Шарапова П.Х. и др. // учебное пособие под ред. В.И. Киселёва. – Барнаул: Параграф, 2006. – С. 252-256.

• Шарапова П.Х., Лобанов Ю.Ф., Шахматов И.И., Киселев В.И. Физиологические особенности детей разного возраста: учебное пособие для студентов педиатрического факультета. – Барнаул: Изд-во ГОУ ВПО АГМУ, 2008. – С. 64-79.

• Конспекты лекций «Газообмен», «Регуляция дыхания».

Практические работы

Работа 1. Проба Штанге и Генчи

(исследование особенностей устойчивости организма к смешанной гиперкапнии и гипоксии)

Функциональные пробы на задержку дыхания – функциональная нагрузка с задержкой дыхания после вдоха (проба Штанге) или после выдоха (проба Генчи), измеряется время задержки в секундах. Проба Штанге позволяет оценить устойчивость организма человека к смешанной гиперкапнии и гипоксии, отражающую общее состояние кислородобеспечивающих систем организма при выполнении задержки дыхания на фоне глубокого вдоха, а проба Генчи – на фоне глубоко выдоха. Используются для суждения о кислородном обеспечении организма и оценки общего уровня тренированности человека.

Оборудование: секундомер, зажим для носа.

Проба Штанге. После 2-3 глубоких вдохов-выдохов человека просят задержать дыхание на глубоком вдохе на максимально возможное для него время.

После проведения первой пробы необходим отдых 2-3 минуты.

Проба Генчи. После 2-3 глубоких вдохов-выдохов человека просят глубоко выдохнуть и задержать дыхание на максимально возможное для него время.

Оценка результатов тестирования проводится на основании таблиц. Хорошие и отличные оценки соответствуют высоким функциональным резервам системы кислородобеспечения человека.

Таблица

Оценка общего состояния обследуемого по параметру пробы Штанге

и Генчи (усреднённые данные для взрослых пациентов)

Работа 2. Расчет парциального давления газов (задача)

Учебно-исследовательская цель: теоретически рассчитывается влияние атмосферного давления и процентного содержания газа на величину парциального давления.

Ход работы. Расчет производится по формуле:

Работа 3. Регистрация и анализ оксиспирограммы (см. также «Основы оценки функций организма человека», С. 252-254).

Учебно-исследовательская цель: оценить эффективность внешнего дыхания по коэффициенту использования кислорода (КИК) в состоянии покоя и при физической нагрузке. Косвенно оценивается интенсивность энергетического обмена.

Оксиспирография – метод регистрации потребления О₂ и показателей внешнего дыхания (ДО, ЧД, МОД) при помощи спирографа, к которому подсоединяется баллон с кислородом и адсорбер (емкость с натронной известью) для поглощения выделяемого СО₂.

Регистрация. Прибор включают в сеть (нажимая кнопку «сеть» прибора), затем нажатием кнопки «кислород» заполняют емкость оксиспирографа кислородом. Скорость протяжки ленты устанавливают на 50 мм/мин и осуществляют запись дыхания. Масштаб по вертикали для разных модификаций оксиспирографов составляет 0,2 или 0,4 л О₂ в 1 см.

А н а л и з. Дыхание из оксиспирографа сопровождается потреблением из него кислорода, которым заполнена емкость прибора. По уменьшению емкости оксиспирографа можно определить количество потребленного О₂. Эффективность дыхания (как в покое, так и при физической нагрузке) характеризуется коэффициентом использования кислорода (КИК), который показывает количество О₂ (в мл), потребленного из 1 л вдыхаемого воздуха. При этом по оксиспирограмме определяют:

ДО, ЧД (в покое);

ДО₁, ЧД1 (при физической нагрузке).

Определение МОД и МВЛ производится по схеме, подробно описанной в работе 3 предыдущего занятия.

Потребление кислорода в единицу времени (ПО₂) рассчитывают за 1 минуту. Для этого берут участок оксиспирограммы длиной 5 см (что при скорости лентопротяжного механизма 50 мм/мин соответствует 1 минуте) и измеряют, насколько снизилось содержание О₂ в дыхательном контуре за этот промежуток времени (по высоте подъема кривой).

Расчет:

а) Количество ПО₂ выражают в литрах и определяют по формуле:

ПО₂ = А х 0,4 (0,2),

где А – потребление О₂, измеренное по величине подъема кривой оксиспирограммы (см) за 1 минуту; 0,4 или 0,2 – масштаб оксиспирограммы (1 см кривой по вертикали соответствует 0,4 или 0,2 л потребленного О₂).

б) КИК – количество кислорода (в мл), полученного из 1 л вдыхаемого воздуха:

В норме КИК = 40 (допустимое отклонение ±10 %).

Пример заключения:

«Спокойное дыхание»: ПО₂ = 610 мл, ДО = 0,6 л, ЧД = 16/мин, МОД = 9 л, КИК = 67 (выше нормы);

«Форсированное дыхание»: ПО₂ = 1100 мл, ДО1 = 1,36 л, ЧД = 25/мин, МОД = 34 л, КИК = 32 (ниже нормы).

Работа 4. Оценка газообмена методом Дугласа-Холдена

(задача)

Учебно-исследовательская цель: вычислить объем потребленного кислорода, выделенного углекислого газа и КИК.

Ход работы. По условиям задачи известно процентное содержание газов в выдыхаемом воздухе и объем воздуха, который выдохнул пациент за определенное время. Определяют, какое количество воздуха (л) выдохнул пациент за 1 мин. При этом находят МОД (л).

Зная процентное содержание О₂ во вдыхаемом воздухе (21%), находят ПО₂ (мл) за 1 минуту.

Зная МОД (л) и ПО₂ (мл) за 1 минуту, вычисляют КИК по приведенной формуле и сравнивают его с нормой (40±10%):

Работа 5. Оксигемометрия и оксигемография

Ход работы – см. «Основы оценки функций организма человека», С. 254-256.

Пакет заданий

1. Дайте определение понятию «парциальное давление газа». Приведите показатели парциального давления О₂ и СО₂, выдыхаемом в атмосферном, выдыхаемом и альвеолярном воздухе.

2. Дайте понятие «напряжения газа». Приведите показатели напряжения О₂ и СО₂ в артериальной, венозной крови, тканях.

3. Какой процесс лежит в основе газообмена?

4. Что такое “диффузионная способность легких”? Какова она для О₂ и СО₂? Как изменяется с возрастом?

5. Как изменяется напряжение газов в артериальной, венозной крови и тканях при гипервентиляции?

6. Возможно ли существование человеческого организма, если напряжение О₂ в артериальной крови составляет 70 мм рт. ст.? Ответ обоснуйте.

7. Перечислите основные формы транспорта О₂ кровью.

8. Перечислите основные формы транспорта СО₂ кровью. Раскройте роль карбоангидразы эритроцитов.

9. В каких случаях необходимо учитывать процесс физического растворения газов в крови?

10. Дайте понятие кривой диссоциации оксигемоглобина. Изобразите ее графически. Охарактеризуйте отдельные ее элементы.

11. Перечислите механизмы адаптации человека к условиям высокогорья.

12. От каких факторов зависит кислородная емкость крови? Чему она в норме равняется?

13. Изменится ли кривая диссоциация оксигемоглобина при изменении рН крови, температуры тела, содержания СО₂ крови?

14. Как изменение напряжения СО₂ в крови скажется на показателях дыхания (ЧД, ДО, ЖЕЛ, скорость диффузии О₂ в легких)? С чем это связано?

15. Дайте определение коэффициенту использования кислорода (КИК) и коэффициенту утилизации кислорода (КУК).

16. Будут ли изменяться, напряжение О₂ и СО₂ в крови при пневмотораксе?

17. Как будут изменяться, напряжение О₂ и СО₂ в крови при железодефицитной анемии?

18. Дайте понятие дыхательного центра. Опишите его структуру.

19. Дайте понятие автоматии собственно дыхательного центра продолговатого мозга и раскройте ее физиологическую роль.

20. Объясните механизм смены дыхательных фаз. Какие факторы играют роль в переключении вдоха на выдох?

21. Что такое саморегуляция дыхания? Объясните рефлекс Геринга-Брейера.

22. Какова роль периферических хеморецепторов в регуляции дыхания?

23. Как регулируется дыхание во время осуществления поведенческих реакций (роль лимбической системы)? Что такое принцип регуляции дыхания по возмущению?

24. Как регулируется дыхание при изменении гомеостаза (роль гипоталамуса)? Что такое принцип регуляции дыхания по рассогласованию?

25. Опишите влияние коры больших полушарий на процесс дыхания при изменяющихся условиях среды обитания.

26. Что такое гуморальная регуляция дыхания?

27. Назовите механизмы перестройки внешнего дыхания в соответствии с потребностями организма (роль раздражения хемо-, механо- и барорецепторов).

28. Опишите механизмы регуляции тонуса сосудов и бронхиол.

29. Раскройте роль СО₂ в механизме первого вдоха новорожденного ребенка.

Решение ситуационных задач

(они представлены в отдельном Сборнике).