2 курс / Нормальная физиология / НОРМАЛЬНАЯ_ФИЗИОЛОГИЯ_ПОСОБИЕ_ДЛЯ_ПРАКТИЧЕСКИХ_ЗАНЯТИЙ_И_САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ

Сделайте вывод об уровне работоспособности испытуемого.

5.3. Оценка максимального потребления кислорода на основе PWC170.

Связь между величиной максимального потребления кислорода (МПК) и состоянием здоровья впервые была обнаружена американским врачом Купером. Он показал, что люди имеющие уровень максимального потребления кислорода выше 42 мл/мин/кг для мужчин и 35 мл/мин/кг для женщин, не страдают хроническими заболеваниями и имеют показатели артериального давления в пределах нормы. Более того, была установлена тесная взаимосвязь величины максимального потребления кислорода и факторов риска ишемической болезни сердца: чем выше уровень аэробных возможностей (МПК), тем лучше показатели артериального давления, холестеринового обмена и массы тела. Учитывая трудности прямой оценки МПК, В.Л.Карпман и соавт. (1969) предложили непрямой метод оценки МПК, основанный на корреляции величины МПК с результатами оценки физической работоспособности.

Для лиц с невысокой степенью тренированности МПК= 1,7*PWC170+1240. Для спортсменов МПК= 2,2* PWC170+1070.

Определение должных величин МПК (ДМПК): для мужчин ДМПК = 52 – (0,25*возраст); для женщин ДМПК = 44 – (0,2*возраст). Оценка уровня физического состояния осуществляется по величине отклонения МПК от ДМПК:

Рассчитайте ДМПК, МПК, разделите МПК на вес и сравните полученную величину с ДМПК, оцените уровень физического состояния.

8.ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ И ОСНОВНОЙ ОБМЕН

8.1.Механизмы внешнего дыхания. Транспорт газов кровью.

Дыхание, его основные этапы. Механизм внешнего дыхания. Биомеханика вдоха и выдоха. Давление в плевральной полости, его изменение в разные фазы дыхательного цикла.

Транспорт кислорода кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобина, её характеристика. Факторы, влияющие на образование и диссоциацию оксигемоглобина. Транспорт углекислого газа кровью. Формы транспорта. Значение карбоангидразы.

Методы исследования – спирометрия, пневмотахометрия, оксигемометрия.

Вопросы программированного контроля по теме занятия.

1.Чему равна частота дыхания в минуту у взрослого человека в состоянии покоя?

2.Какие методы используются для исследования функции внешнего дыхания?

3.Какие мышцы участвуют в осуществлении спокойного и форсированного вдоха и выдоха?

https://t.me/medicina_free

82

4.Какие объёмы воздуха содержатся в лёгких после спокойного и форсированного вдоха

ивыдоха?

5.Какой величине соответствуют (в среднем) жизненная ёмкость лёгких, дыхательный объём, резервные объёмы вдоха и выдоха, функциональная остаточная ёмкость, остаточный объём, объёмы лёгочной и альвеолярной вентиляции?

6.Какой объём занимает мёртвое пространство?

7.Каким величинам соответствует минутная вентиляция лёгких в покое, при физической нагрузке?

8.Какой величины достигает внутриплевральное давление при спокойном и форсированном вдохе и выдохе?

9.Как меняется дыхание при повышении температуры?

10.Как меняется аэродинамическое сопротивление в воздухоносных путях во время вдоха и выдоха?

11.Какой процентный состав (кислород, двуокись углерода) газов во вдыхаемом воздухе, в выдыхаемом воздухе, в альвеолах?

12.Чему равно парциальное давление кислорода и двуокиси углерода в альвеолярной газовой среде?

13.Чему равно напряжение кислорода, двуокиси углерода в венозной крови?

14.Какой объём двуокиси углерода можно выделить из венозной крови?

15.Каким состояниям соответствуют термины нормовентиляция, гиповентиляция, гипервентиляция?

16.Что такое кислородная ёмкость крови?

17.Какой объём кислорода содержит в покое 1 литр артериальной и венозной крови?

18.Какой процесс отражает кривая диссоциации оксигемоглобина? Число Хюфнера?

19.Какие факторы влияют на образование и диссоциацию оксигемоглобина?

20.При каких значениях парциального давления кислорода наибольшая скорость образования оксигемоглобина?

21.Чему равен коэффициент утилизации кислорода в покое, при тяжёлой физической нагрузке?

22.Какой показатель определяется с помощью оксигемометрии?

23.Каким состояниям соответствуют термины: гипоксия, гипоксемия, гипокапния, гиперкапния?

24.Где находится карбоангидраза?

25.Что такое эффект Холдейна?

26.Закон Фика?

27.Во сколько раз отличается диффузионная способность для двуокиси углерода в сравнении с диффузионной способностью для кислорода?

Основные понятия об объёмах и ёмкостях лёгочной деятельности:

Спирометрия – измерение объёмов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Схема водяного спирометра.

А – наружный цилиндр; Б – стеклянное окошечко в наружном цилиндре, через которое видна шкала спирометра; В – внутренний цилиндр (колокол спирометра); С – баллон с воздухом для уравновешивания внутреннего цилиндра в воде; Д – вода.

https://t.me/medicina_free

83

Пневмотахометрия – измерение скорости или мощности потока воздуха при вдохе и выдохе.

Внешний вид пневмотахометра.

1 – дыхательная трубка; 2 – переключатель «вдох/выдох»; 3 – дифференциальный манометр.

Дыхательный объём (ДО) – объём воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при дыхательном цикле. При спокойном вдохе составляет около 500 мл.

Резервный объём вдоха (РОвд) – максимальный объём воздуха, который человек может вдохнуть после спокойного вдоха. РОвд в среднем составляет 1,5 л.

Резервный объём выдоха (РОвыд) – максимальный объём воздуха, который человек может выдохнуть после спокойного выдоха.

Остаточный объём лёгких (ООЛ) – объём воздуха, остающийся в лёгких после максимального выдоха.

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) ЖЕЛ = РОвд + ДО + РОвыд Функциональная остаточная ёмкость (ФОЕ) ФОЕ = РОвыд + ООЛ

Спирометрия и пневмотахометрия с помощью тренажёра дыхательного с биологической обратной связью (ТДБОС).

Подготовка ТДБОС к работе

Подсоедините к дыхательной трубке с помощью переходника загубник или наконечник для носового дыхания (Рис. 1). Соедините трубки-отводы дыхательной трубки с отводами пневмоканалов дифференциального датчика давления на электронном модуле с помощью силиконовых трубок длиной 0,9 м и внутренним диаметром 1 мм. При работе с программой «Пневмотахометрия» используется дыхательная трубка с диафрагмой 16,4 мм и загубником, при работе с программой «Спиро-Бос» - трубка с диафрагмой 11 мм и носовым наконечником.

Подсоедините электронный модуль устройства к USB-порту компьютера или ноутбука. Соедините трубки-отводы дыхательной трубки с отводами пневмоканалов

дифференциального датчика давления на электронном модуле с помощью силиконовых трубок длиной 0,9 м и внутренним диаметром 1 мм. При работе с программой «Пневмотахометрия» используется дыхательная трубка с диафрагмой 16,4 мм и загубником, при работе с программой «Спиро-Бос» - трубка с диафрагмой 11 мм и носовым наконечником.

Рис. 1. Соединение дыхательной трубки с электронным модулем.

1 – дыхательная трубка;

2 – переходник;

3 – наконечник для носового дыхания;

4 – загубник;

5 – силиконовые трубки с внутренним диаметром 1 мм;

6 – электронный модуль;

7 – кабель с USB-разъёмом.

https://t.me/medicina_free

84

Подсоедините электронный модуль устройства к USB-порту компьютера или ноутбука.

Если драйвера и программы (Спиро-БОС.exe и Пневмотахометрия.exe) управления тренажёром уже установлены, то запустите соответствующую программу, если устройство подключается впервые, произведите установку на компьютере (ноутбуке) соответствующего программного обеспечения.

Калибровка ТДБОС.

Калибровка измерений объёмов воздуха, проходящих через измерительную трубку ТДБОС, заключается в правильном выставлении коэффициента диафрагмы (Kd) в соответствующем окошке программы. Нахождение правильного значения Kd возможно с помощью 2-х вариантов: 1) с помощью калибровочного насоса объёмом 3 л; 2) расчётным методом.

1) С помощью калибровочного насоса (3 л).

Выставить в окошке измерительной программы в качестве коэффициента диафрагмы (Kd) значение 10. Подсоединить измерительную трубку к калибровочному насосу и произвести измерение потока воздуха объёмом 3 л. Правильное значение Kd вычисляется по формуле:

Kd = 3000 / (значение измеренного объёма) · 10. 2) Расчётный метод.

Значение Kd зависит от плотности воздуха:

Kd = Kv * (2 / ρ)1/2,

где ρ – плотность воздуха, а Kv – вспомогательный коэффициент или коэффициент расхода.

Для вычисления удобно воспользоваться программой Kd.exe в главном каталоге ТДБОС. После запуска программы появится окошко этого приложения. Введите значения атмосферного давления, температуры и относительной влажности воздуха, и значение Kv (значения этих коэффициентов для диафрагмы с отверстием 11 мм приложения «СпироБОС», и для диафрагмы с отверстием 16,4 мм приложения «Пневмотахометрия» приведены в табличках с инвентарными номерами на корпусах электронных модулей ТДБОС). Нажмите кнопку <Вычислить>.

Практические работы на ТДБОС.

1. Определение ЖЕЛ с помощью ТДБОС и программы «Спиро-БОС».

Цель работы: зарегистрировать лёгочные объёмы, рассчитать ЖЕЛ, сравнить полученное и должное значение ЖЕЛ.

Оборудование: ТДБОС в комплекте с измерительной трубкой с диафрагмой 11мм и носовым наконечником.

Запустите программу Kd.exe в главном каталоге ТДБОС и сделайте расчёт коэффициента диафрагмы Kd (см. расчётный метод калибровки). Закройте программу Kd.exe.

Соедините чистую дыхательную трубку с диафрагмой 11 мм и носовым наконечником с электронным модулем ТДБОС с помощью силиконовых трубок длиной 0,9 м и внутренним диаметром 1 мм. Подключите ТДБОС к компьютеру с помощью кабеля с USB-разъёмом.

https://t.me/medicina_free

85

Откройте на рабочем столе папку «СпироБОС». Запустите программу «СпироБос.exe».

После запуска программы появится окно:

Если электронный модуль подключен к USB-порту компьютера и программное обеспечение установлено правильно, «сигнальная лампочка» в левом верхнем углу зелёного цвета - , если подключения к компьютеру нет - . Если подключения нет – подождите когда запустятся драйвера. Тогда загорится «сигнальная лампочка» в левом верхнем углу, а в позиции «Давление» - появится цифра. После этого – обнулите показания датчика дифференциального давления (настройка нуля), нажав курсором на кнопку >0<.

Проверьте правильность последовательности соединения дыхательных приспособлений – сделайте выдох через дыхательную трубку – при вдохе показатели дифференциального давления должны быть отрицательными, а при выдохе – положительными, если наоборот, то либо поменяйте положение загубника (носового наконечника) на дыхательной трубке, либо поменяйте положения подсоединений силиконовых трубок к дыхательной трубке.

Нажмите курсором кнопку .

В появившемся окне написать имя файла, в котором сохранять данные и нажать кнопку

.

Нажать курсором кнопку . В появившемся окне ввести вычисленный коэффициент диафрагмы. Активировать «Полный» вывод данных. Нажать <OK>.

https://t.me/medicina_free

86

Для точного измерения объёмов вдоха/выдоха и, соответственно, временных параметров дыхательного цикла, необходим минимальный дрейф нуля, который обеспечивается при выходе на стабильный температурный режим работы электронных элементов модуля. Чтобы выйти на этот режим работы дайте поработать модулю в холостом режиме 20 минут, сделайте обнуление >0< и приступайте к работе с тренажёром в режиме «измерения» или в режиме «тренировка». Если Вы начнёте работу, не дожидаясь выхода на стабильный режим работы модуля, необходимо периодически отслеживать дрейф нуля - значения дифференциального давления при отсутствии вдоха/выдоха не должны выходить за пределы значений -2 - +2. Нивелирование дрейфа нуля осуществляется нажатием курсора на кнопку >0<.

После активации курсором кнопки <Старт>, испытуемый вставляет носовой наконечник в нос и делает несколько спокойных вдохов и выдохов. Затем, после спокойного выдоха, делает форсированный вдох. Затем – снова несколько циклов обычного дыхания. Затем – после обычного, спокойного вдоха – форсированный выдох.

Остановить измерения, активируя кнопку <Стоп>. Закрыть программу, отсоединить дыхательную трубку с носовым наконечником и поместить её в ёмкость с надписью «ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ».

Открыть файл с сохранёнными данными. Определить дыхательный объём (ДО) как среднее значение спокойных вдохов, выдохов; резервный объём вдоха – как разность между величиной форсированного вдоха после спокойного выдоха и ДО; резервный объём выдоха – как разность

Полученные Объёмы и Ёмкости

Названия величин Значение (мл)

ДО

РОвд

РОвыд

ЖЕЛ= РОвд + ДО +

РОвыд

Формулы для вычисления должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ).

ДОО – должный основной обмен, определяемый по таблицам или вычисляемый с учётом роста, массы тела, возраста и пола (см. раздел «Дыхание», занятие «Энергетический обмен»); Р – рост в см; МТ – масса тела в кг; В – возраст в годах.

Отношение ЖЕЛ к ДЖЕЛ (в %) определяется по формуле: ЖЕЛ / ДЖЕЛ * 100. Сравните, как изменяется это отношение при различных формулах вычисления ДЖЕЛ:

Антонии

Людвига

Болдуина, Курнана и Ричардсона

Канаева

https://t.me/medicina_free

87

В норме значение реальной ЖЕЛ должно составлять не менее 80 % от должной величины. Является ли ЖЕЛ нормальной для данного испытуемого?

Сделать вывод.

2. Измерение форсированного выдоха с помощью программы «Пневмотахометрия».

Цель работы: зарегистрировать параметры форсированного выдоха, сравнить зарегистрированные и должные величины.

Оборудование: ТДБОС в комплекте с измерительной трубкой с диафрагмой 16,4мм и загубником.

Соедините чистую дыхательную трубку с диафрагмой 16,4 мм и загубником с электронным модулем ТДБОС с помощью силиконовых трубок длиной 0,9 м и внутренним диаметром 1 мм (Рис. 1). Подключите ТДБОС к компьютеру с помощью кабеля с USB-разъёмом.

Откройте на рабочем столе папку «пневмотахометрия». Запустите программу «пневмотахометрия.exe».

После запуска программы появится окно:

Если электронный модуль подключен к USB-порту компьютера и программное обеспечение установлено правильно, «сигнальная лампочка» в левом верхнем углу зелёного цвета - , если подключения к компьютеру нет - . Если подключения нет – подождите пока драйвера запустятся. Тогда загорится «сигнальная лампочка» в левом верхнем углу, а в позиции «Давление» - появится цифра. После этого – обнулите показания датчика дифференциального давления (настройка нуля), нажав курсором на кнопку >0<.

Проверьте правильность последовательности соединения дыхательных приспособлений – сделайте выдох через дыхательную трубку – при выдохе показатели дифференциального давления должны быть положительными, если наоборот, то либо поменяйте положение загубника (носового наконечника) на дыхательной трубке, либо поменяйте положения подсоединений силиконовых трубок к дыхательной трубке.

Для точного измерения объёмов вдоха/выдоха и, соответственно, временных параметров дыхательного цикла, необходим минимальный дрейф нуля, который обеспечивается при выходе на стабильный температурный режим работы электронных элементов модуля. Чтобы выйти на этот режим работы дайте поработать модулю в холостом режиме 20 минут, сделайте обнуление >0< и приступайте к работе с тренажёром в режиме «измерения» или в режиме «тренировка», запустив соответствующий режим курсором. Если Вы начнёте работу, не дожидаясь выхода на стабильный режим работы модуля, необходимо периодически отслеживать дрейф нуля - значения дифференциального давления при отсутствии вдоха/выдоха не должны выходить за пределы значений -2 - +2. Нивелирование дрейфа нуля осуществляется нажатием курсора на кнопку >0<.

https://t.me/medicina_free

88

Для введения названия файла, в котором будут регистрироваться данные физиологических параметров, и определения папки, в которой этот файл будет расположен, нажмите курсором кнопку

. По умолчанию файл размещается на «Рабочем столе». Файл должен быть текстовым (.txt). После введения в появившееся окно имени файла нажмите кнопку «Сохранить». Если вывод измеряемых данных в файл не нужен, нажмите кнопку «Отмена».

После активации курсором кнопки <Старт>, испытуемый без трубки делает форсированный вдох, затем подносит трубку с загубником ко рту и делает форсированный выдох. После выдоха, чтобы не произошло случайного сброса измеренных показателей (из-за движения воздуха в трубке) активируется курсором кнопка <Стоп>.

Показатели пневмотахометрии форсированного выдоха:

Время, с – время выдоха; объём, мл – объём выдоха; ОФВ1 – процент от объёма форсированного выдоха, выдохнутый за 1-ю секунду; ПОС – пиковая объёмная скорость; % от ПОС – на каком проценте выдоха наблюдалась пиковая объёмная скорость; t ПОС – на каком временном отрезке выдоха наблюдалась ПОС; МОС – мгновенная объёмная скорость на соответствующем % выдоха; СОС25-75 – средняя объёмная скорость между 25 и 75 % выдоха. Объём форсированного выдоха, произведённый после максимального вдоха, называется форсированной ЖЕЛ (ФЖЕЛ).

https://t.me/medicina_free

89

Для характеристики форсированной ЖЕЛ (ФЖЕЛ) использовать максимальный зафиксированный объём форсированного выдоха.

Сравнить ФЖЕЛ с ЖЕЛ, оцененной методом спирометрии в первой работе и с ДЖЕЛ.

У здоровых людей ЖЁЛ > ФЖЁЛ на 100-150 мл, при нарушениях бронхиальной проводимости различие может достигать 300-500 мл.

Типы нарушений вентиляции, определяемые с использованием данных пневмотахометрии – обструктивные и обструктивные.

Обструктивный тип связан с нарушением прохождения воздуха по бронхам. Главным объективным общепринятым критерием бронхиальной обструкции является снижение интегрального показателя ОФВ1 до уровня, составляющего менее 80% от должных величин.

Рестриктивный (ограничительный) тип связан с уменьшением функционирующей паренхимой лёгких, утратой лёгкими эластических свойств.

Смешанный тип – сочетанное снижение скоростных показателей и ЖЕЛ.

https://t.me/medicina_free

90

3. Определение индекса Скибинской.

Индекс Скибинской (ИС) отражает функциональные резервы дыхательной и сердечнососудистой систем: после 5-минутного отдыха в положении сидя определите ЧСС (по пульсу), ЖЕЛ (в мл); через 5 мин после этого задержите дыхание после спокойного вдоха и определите время задержки (ЗД); индекс рассчитайте по формуле:

ИС=0,01ЖЕЛ*ЗД/ЧСС Оценка ИС: более 60 – отлично; 30 – 60 – хорошо; 10 – 29 – удовлетворительно; 5 – 9 –

плохо; менее 5 – очень плохо. Рассчитайте ИС, оцените функциональные резервы дыхательной и сердечнососудистой систем.

4. Определение кардиореспираторного индекса (КРИ) Иванченко.

КРИ = (ЖЕЛ/100+МДВ+ЗД+В) / (САД+ДАД), где МДВ – максимальное давление выдоха (измеряется с помощью выдоха через

резиновую трубку сфигмоманометра); ЗД – время задержки дыхания после спокойного вдоха (с), В – возраст (число полных лет). Без нагрузки у хорошо тренированных спортсменов КРИ от 1 и выше, у нетренированных, но практически здоровых людей КРИ 0,8 – 0,9. После дозированной физической нагрузки (20 кДж) КРИ снижается у спортсменов на 5 %, а у не спортивных людей на 15 – 30 %. Длительность восстановительного периода в норме составляет 1 – 3 минуты.

8.2. Регуляция дыхания.

Современные представления о структуре и локализации дыхательного центра. Механизм смены дыхательных фаз. Рефлекторная саморегуляция дыхания. Рефлексы Геринга-Брейера.

Особенности дыхания в условиях повышенного барометрического давления. Физиологическое обоснование профилактики декомпрессионной болезни.

Особенности дыхания в условиях пониженного барометрического давления. Физиологическое обоснование профилактики горной болезни.

Первый вдох ребёнка, причины его возникновения. Особенности дыхания новорожденных, детей раннего возраста. Возрастные изменения. Особенности дыхания у лиц пожилого возраста.

Ротовое дыхание, роль дыхания в формировании речи. Функциональная связь процессов дыхания, жевания и глотания.

Вопросы программированного контроля по теме занятия.

1.Как изменяется дыхание при перерезке ЦНС на различных уровнях?

2.Как изменяется дыхание при деиннервации периферических хеморецепторов?

3.Как изменяется дыхание при двухсторонней ваготомии?

4.Как изменяется дыхание после ваготомии и разрушения пневмотаксического центра?

5.Какие рефлексы принимают участие в саморегуляции дыхания?

6.Какие рецепторы преимущественно активируют дыхательный центр при сокращении инспираторной мускулатуры?

7.Каковы особенности автоматизма нейронов дыхательного центра?

8.Как изменяется дыхание после гипервентиляции?

9.Что обозначают термины: апнейстическое дыхание, гаспинг, асфиксия?

10.Как изменяется дыхание в условиях повышенного и пониженного атмосферного давления?

Практические работы.

1.Опыт с задержкой дыхания.

ЦЕЛЬ: выяснить роль гипервентиляции и мышечной нагрузки на длительность задержки дыхания.

Ход работы: испытуемый делает максимальный вдох и на высоте вдоха задерживает дыхание максимально долго, зажав нос, жестом сигнализирует экспериментатору момент первого появления желания сделать выдох. Экспериментатор регистрирует этот момент, а также момент окончания задержки дыхания. Полученные результаты заносятся в протокол. Через 5 мин. испытуемый проводит гипервентиляцию (10 глубоких вдохов и выдохов) и снова задерживает дыхание. Так же, как и в первый раз регистрируются те же моменты и заносятся в протокол. Через

https://t.me/medicina_free