2 курс / Нормальная физиология / ВИРТУАЛЬНЫЙ_ПРАКТИКУМ_ПО_НОРМАЛЬНОЙ_ФИЗИОЛОГИИ

Работа № 7. Ответ почек к дыхательному ацидозу

В этой работе Вы будите имитировать дыхательный ацидоз, устанавливая РСО2 выше, чем в норме (таким образом, рН крови будет ниже, чем в норме). Теперь Вы будете наблюдать ответ выделительной системы в этих условиях.

Ход работы:

1.Убедитесь, что левый сосуд заполнен кровью. Если нет, щелкните кнопкой «Перезагрузка».

2.Установите РСО2 на 60, щелкнув кнопкой (+). Заметьте, что соответствующее значение рН крови = 7,3.

3.Щелкните кнопкой «Старт».

4.В конце серии эксперимента щелкните кнопкой «Зарегистрировать результат».

5.Щелкните кнопкой «Перезагрузка».

6.Повторите этапы 1–5, устанавливая РСО2 до наивысшего значения (то есть установите РСО2 на 75, а затем на 90, это наивысшее значение).

7.Зафиксируйте полученные результаты и ответьте на поставленные вопросы в своем отчете.

Какой уровень [H+] регистрируется в моче для каждого исследу-

емого уровня РСО2/рН? ____________________________________

Какой уровень [HCO3-] регистрируется в моче для каждого исследуемого уровня РСО2/рН? ________________________________

Помните, что требуются часы и даже дни для ответа выделительной системы на нарушения кислотно-щелочного баланса. Предположим, что прошло достаточно времени для того, чтобы выделительная система полностью компенсировала дыхательный ацидоз, будут ли уровни РСО2 увеличиваться или уменьшаться? Будет ли уровень рН крови увеличиваться или умень-

шаться? ________________________________________________

Вспомните работы, которые Вы выполняли в первом эксперименте по дыхательному ацидозу и алкалозу. Какой тип дыхания сопровождается уровнями РСО2, близкими к тем, что Вы изучали

вэтой работе: нормальное дыхание, гипервентиляция или воз-

вратное дыхание? ________________________________________

Объясните, почему этот тип дыхания сопровождается ацидо-

зом? ____________________________________________________

191

https://t.me/medicina_free

Теоретическая часть

Метаболический ацидоз и алкалоз

Явления ацидоза и алкалоза, не вызванные дыхательными причинами, называются метаболическим ацидозом и алкалозом.

Метаболический ацидоз характеризуется низким уровнем НСО3- и рН в плазме крови. Причины метаболического ацидоза включают в себя:

Кетоацидоз – это образование кетокислот, что может являться результатом сахарного диабета.

Отравление салицилатами – токсические условия, воз-

никающие при переваривании слишком большого количества аспирина или масла грушанки (субстанции, часто используемой в лаборатории).

Употребление слишком большого количества алкоголя, который метаболизируется в организме до уксусной кислоты.

Диарея – в результате потери бикарбоната с выделением кишечного содержимого.

Энергичные физические упражнения, которые могут вызвать образование молочной кислоты при анаэробном мышечном метаболизме.

Метаболический алкалоз характеризуется повышением НСО3- и рН в плазме. Причинами метаболического алкалоза являются:

Щелочное переваривание (такое как когда используют антациды и бикарбонат).

Рвота, которая может возникать в результате потери слишком большого количества Н+.

Запор, который приводит к реабсорбции повышенных уровней НСО3-.

Повышение или понижение метаболического уровня организма от нормы может также сопровождаться метаболическим

ацидозом и алкалозом. Напомним, что СО2 – токсический продукт метаболизма – смешивается с водой в плазме, образуя углекислоту, что, в свою очередь, формирует Н+:

Н2О + СО2 → Н2СО3 → Н+ + НСО3- Таким образом, увеличение уровня метаболизма в организме

сопровождается появлением большого количества СО2, который формируется, как метаболический токсический продукт, в ре-

192

https://t.me/medicina_free

зультате образуется большое количество Н+, который понижает рН плазмы и потенциально вызывает ацидоз. Другие кислоты, которые при нормальном метаболизме также являются токсичными продуктами, как кетоновые тела и фосфорная, мочевая и молочная кислоты, аккумулируются с увеличением метаболического уровня. С другой стороны, уменьшение уровня метаболизма от нормального, будет сопровождаться уменьшением уровня СО2, который формируется, как токсичный метаболический процесс с образованием меньшего количества Н+, а это увеличивает рН плазмы и потенциально вызывает алкалоз. Многие факторы могут влиять на уровень клеточного метаболизма. Например, стресс или переваривание пищи являются причиной увеличения клеточного метаболизма. С другой стороны, снижение температуры тела или снижение потребления пищи снижает уровень клеточного метаболизма.

Дыхательная система компенсирует метаболический ацидоз и алкалоз при выделении или задержке СО2 в крови. Во время метаболического ацидоза дыхание усиливается, для выделения СО2 из крови и снижения [H+] с целью увеличения уровня рН.

Во время метаболического алкалоза дыхание снижается, обеспечивая аккумуляцию СО2 в крови, за счет чего увеличивается [H+] и снижается рН крови.

Выделительная система также компенсирует метаболический ацидоз и алкалоз, задерживая или экскретируя бикарбонатные ионы. Однако, в работах, которые Вы будите выполнять, внимание будет сосредоточено на дыхательной компенсации метаболического ацидоза и алкалоза.

Чтобы начать работу, щелкните кнопкой «Эксперимент» вверху экрана и выберите тему «Метаболический ацидоз/алкалоз», на экране появится изображение (рис. 37). Изображение на экране сходно с первым экспериментом; основным отличием является то, что добавляется контейнер, представляющий собой сердце; трубки, показывающие двойную циркуляцию в сердце; и бокс, представляющий собой клетки организма. Показатель «нормального» уровня метаболизма должен быть установлен на 50 ккал/час – это произвольное значение, показывающее, что «нормальные» метаболические уровни имеют широкий диапазон среди индивидуумов. Кнопки (+) и (-) на боксе клеток организма позволяют Вам увеличивать и уменьшать метаболиче-

193

https://t.me/medicina_free

ский уровень организма. В дальнейших работах Вы будите наблюдать дыхательные ответы на ацидоз и алкалоз, вызванные увеличением или уменьшением метаболического уровня организма.

Рис. 37. Экран работы «Метаболический ацидоз/алкалоз»

Практическая часть

Работа № 8. Дыхательный ответ на нормальный метаболизм

Первая работа будет проходить при нормальных условиях метаболизма. Эти результаты будут служить контролем при сравнении с данными следующих работ (Дыхательный ответ на пониженный/повышенный метаболизм).

Ход работы:

1. Убедитесь, что уровень метаболизма установлен на 50, его Вы будите считать «нормой».

194

https://t.me/medicina_free

2.Нажмите кнопку «Старт», чтобы начать эксперимент. Обратите внимание на стрелки, показывающие направление движения крови. Графическое изображение дыхательной активности будет появляться на экране осциллографа.

3.После того как график достигнет конца экрана, эксперимент автоматически остановится. Обратите внимание на результаты, отображенные на дисплее в нижней части экрана осциллографа:

ВРМ – дисплей показывает дыхание в минуту – уровень, при котором происходит дыхание;

рН крови – показывает значение рН крови;

РСО2 (показанный в тексте как РСО2) – указывает на парциальное давление СО2 в крови;

Н+ и НСО3- – показывают уровни каждого из этих ионов.

4.Щелкните кнопкой «Зарегистрировать результат».

5.Зафиксируйте полученные результаты и ответьте на поставленные вопросы в своем отчете.

Как влияет уровень метаболизма на дыхание? ________________

Находятся ли значения рН и РСО2 крови в пределах нормы? _____

6.Сделайте соответствующие выводы в своём отчёте.

7.Для того чтобы приступить к новой работе щелкните кнопкой «Убрать метки».

Работа № 9. Дыхательный ответ на повышенный метаболизм

Ход работы:

1.Увеличьте уровень метаболизма до 60.

2.Щелкните кнопкой «Старт», чтобы начать эксперимент.

3.Позвольте графику достигнуть конца экрана осциллографа. Следите за результатами на дисплее, расположенном ниже экрана осциллографа.

4.Щелкните кнопкой «Зарегистрировать результат».

5.Повторите этапы 1-5 с метаболическим уровнем, установленным на 70, а затем на 80.

6.Зарегистрируйте полученные результаты и ответьте на поставленные вопросы в своем отчете.

Когда метаболический уровень организма повышается: Как изменяется дыхание? _____________

Как изменяется рН крови? ____________

195

https://t.me/medicina_free

Как изменяется РСО2? ________________

Как изменяется [H+]? ________________

Как изменяется [НСО3-]? _____________

Объясните, почему все эти изменения происходят при повышении уровня метаболизма? _________________________________

Какие метаболические уровни заставляют рН снижаться до условий метаболического ацидоза? _________________________

Каковы значения рН при каждом из этих уровней? ____________

Со временем дыхательная система полностью компенсирует ацидоз, как при этом могут измениться значения рН? _________

7.Сделайте соответствующие выводы в своём отчёте.

8.Щелкните кнопкой «Убрать метки», перед тем как приступить к следующей работе

Работа № 10. Дыхательный ответ на пониженный метаболизм

Ход работы:

1.Уменьшите метаболический уровень до 40.

2.Щелкните кнопкой «Старт», чтобы начать эксперимент.

3.Позвольте графику достигнуть конца экрана осциллографа. Следите за результатами на дисплее ниже экрана осциллографа.

4.Щелкните кнопкой «Зарегистрировать результат».

5.Повторите этапы 1–5 с метаболическим уровнем, установленным на 30, а затем на 20.

6.Зарегистрируйте полученные результаты и ответьте на поставленные вопросы в своем отчете.

Когда метаболический уровень организма снижается: Как изменяется дыхание? _____________

Как изменяется рН крови? ____________

Как изменяется РСО2? ________________

Как изменяется [H+]? ________________

Как изменится [НСО3-]? _____________

Объясните, почему эти изменения происходят, когда метаболи-

ческий уровень снижается? ________________________________

Какие метаболические уровни заставляют значение рН увеличиваться при условии метаболического алкалоза? _______________

Какой рН соответствует каждому из этих уровней? _________

196

https://t.me/medicina_free

Со временем дыхательная система полностью компенсирует алкалоз, как будут изменяться значения рН? ___________________

7. Сделайте соответствующие выводы в своём отчёте.

197

https://t.me/medicina_free

Рекомендуемая литература

Основная

1.Нормальная физиология [Электронный ресурс] : учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования, обучающихся по специальности 060101.65 «Лечебное дело» по дисциплине «Нормальная физиология» / Р. С. Орлов, А. Д. Ноздрачев. – 2-е изд., испр. и доп. – М. : ГЭОТАР-Медиа,

2010. – 832 с.

2.Физиология : учебник для студентов лечебного и педиатрического факультетов / под ред. В. М. Смирнова, Д. С. Свешникова, Е. А. Умрюхина. – 6-е изд., испр. и доп. – Москва : Медицинское информационное агентство, 2019. – 520 с. – Текст : электронный // ЭБС «Медицинская библиотека MEDLIB.RU» : [сайт].

–

URL:http://ezproxy.ssmu.ru:2048/login?url=https://www.medlib.ru/li brary/signin?bookID=34117

Дополнительная

1.Физиология пищеварительной системы (с элементами возрастной физиологии и биохимии) [Текст] : учебное пособие / О. В. Грибанова, Г. Е. Завьялова. – Ростов н/Д : Феникс, 2014. – 203 с.

2.Физиология эндокринной системы [Электронный ресурс] : учебное пособие для студентов медицинских факультетов университетов и медицинских вузов по специальностям «Лечебное дело» и «Стоматология» / Е. Н. Парийская, Н. П. Ерофеев. –

СПб. : СпецЛит, 2013. – 80 с.

3.Физиология возбудимых мембран [Текст] : учебное пособие и практикум по физиологии для студентов медицинских факультетов университетов и вузов по специальностям «Лечебное

дело» и «Стоматология» / Н. П. Ерофеев, Л. Б. Захарова, Е. Н. Парийская ; ред. Н. П. Ерофеев. – СПб. : СпецЛит, 2012. –

96с.

4.Холл, Д. Э. Медицинская физиология по Гайтону и Холлу : пер. с англ. / Д. Э. Холл. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва : Логосфера, 2018. – 1328 с. – Текст : электронный // ЭБС

«BookUp» : [сайт]. – URL: http://ezproxy.ssmu.ru:2048/login?url=

198

https://t.me/medicina_free

https://www.books-up.ru/book/medicinskaya-fiziologiya-po-gajtonu-i- hollu-4911587/

5. Дегтярев, В. П. Нормальная физиология : учебник / В. П. Дегтярев, Н. Д. Сорокина. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2019.

– 480 с. – ISBN 978-5-9704-5130-4. – Текст : электронный // ЭБС

«Консультант студента»» : [сайт]. —

URL:http://ezproxy.ssmu.ru:2048/login?url=http://www.studentlibrar y.ru/book/ISBN9785970451304.html

199

https://t.me/medicina_free

Учебное издание

Перевод и адаптация

В.Б. Студницкий, Т.Г. Легоминова, А.В. Кольцов

ВИРТУАЛЬНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ

Методические рекомендации по проведению виртуального физиологического эксперимента

в среде PhysioEx 6.0: Laboratory Experiments in Physiology

2-е издание, переработанное и дополненное

Редактор Коломийцев А.Ю. Технический редактор Коломийцева О.В. Обложка Забоенкова И.Г.

Издательство СибГМУ 634050, г. Томск, пр. Ленина, 107 тел. +7 (3822) 901–101, доб. 1760

Е-mail: otd.redaktor@ssmu.ru

_______________________________________________________________

Подписано в печать 11.05.2022 Формат 60х84 116 . Бумага офсетная.

Печать цифровая. Гарнитура «Times». Печ. л. 12,5. Авт. л. 6,6. Тираж 100 экз. Заказ № 6

_______________________________________________________________

Отпечатано в Издательстве СибГМУ 634050, Томск, ул. Московский тракт, 2 Е-mail: lab.poligrafii@ssmu.ru

200

https://t.me/medicina_free