Измерение отрицательного давления

МОДЕЛЬ ГРУДНОЙ ПОЛОСТИ

(АППАРАТ ДОНДЕРСА)

 

Модель Дондерса – физическая система, имитирующая взаимоотношения между объемом грудной клетки и объемом легкого в процессе дыхательных движений диафрагмы (рис. 51). Модель грудной полости состоит из стеклянного колокола, дно которого затянуто резиновой мембраной, и легких животного. Стеклянный колокол соответствует неподвижным частям стенок грудной полости. Резиновая мембрана выполняет роль подвижных частей стенок грудной полости, в частности диафрагмы. При оттягивании мембраны вниз «объем грудной полости» увеличивается, как при вдохе, при вдавливании мембраны внутрь колокола – уменьшается, как при активном выдохе.

Модель демонстрирует наличие двух полостей: внутрилегочной, сообщающей-ся с атмосферой посредством дыхательных путей, и внелегочной (между легкими и стенками сосуда), которая герметична. Внелегочная полость является моделью полости плевры, хотя в отличие от модели полость плев-ры в норме воздуха не содержит. Узкая (10 мкм) щель висцеральной и париетальной плевры заполнена небольшим количеством серозной жидкости.

Для работы необходимы: модель Дондерса, водяной манометр, набор препаровальных инструментов.

Объект исследования – лягушка.

Проведение работы. Для изучения механизма вдоха и выдоха на модели Дондерса используют легкие лягушки (см. рис. 51).

С помощью препаровальной иглы разрушают у лягушки центральную нервную систему. Укрепляют лягушку на препаровальной доске брюшной (вентральной) стороной вверх. Удаляют нижнюю челюсть. Захватив пинцетом подъязычную кость, находят голосовую щель, расположенную на гортанном возвышении. Обшивают края голосовой щели непрерывным швом (5–6 стежков). Вынимают пробку из колокола, вставляют канюлю в голосовую щель и, стянув лигатуру вокруг шейки канюли, завязывают ее двойным узлом. Вскрывают полость тела лягушки, находят легкие и раздувают их через резиновую трубку, надетую на канюлю. Зажимают резиновую трубку и осторожно, не повреждая легкие, отделяют гортань от окружающих тканей. Извлекают легкие вместе с гортанью и канюлей, проверяют их на герметичность. Для этого плотно вставляют пробку в колокол и раздувают легкие. После перекрытия бокового отростка колокола их объем не должен уменьшаться. Держа боковой отросток закрытым, изменяют объем «грудной полости» с помощью резиновой мембраны.

 

 

Задача 1

Измерение отрицательного давления

В «плевральной полости»

 

Присоединяют к отростку колокола манометр. Открывают боковой отросток тройника. Легкие находятся в спавшемся состоянии. Вдавливают мембрану в полость колокола, открывают боковой отросток тройника, опускают мембрану. Объем легких увеличивается. Обращают внимание на показания манометра и положение мембраны. Определяют величину отрицательного давления в «плевральной полости». Отмечают, какой фазе дыхания соответствует данное положение модели Дондерса.

 

 

Задача 2

Определение эластической тяги легких

 

Эластическая тяга легких – сила, с которой легкие стремятся уменьшить свой объем. Присоединяют манометр к канюле. Открывают боковой отросток тройника. Создают в «плевральной полости» отрицательное давление вышеуказанным способом. Закрывают тройник, отмечают показания манометра. Открывают боковой отросток колокола. Давление в «плевральной полости» становится равным атмосферному (состояние пневмоторакса). Записывают показания манометра.

Снимают зажим с отростка тройника манометра, наблюдают изменения объема легких.

 

 

Задача 3

Изменение давления в «плевральной полости»

При вдохе и выдохе

 

Соединяют манометр с боковым отростком колокола. Создают в «плевральной полости» небольшое исходное отрицательное давление (см. задачу 1). Отмечают показания манометра. Медленно оттягивают мембрану вниз («вдох»), затем отпускают ее («выдох»). Следят за изменениями объема легких и показаниями манометра. При «вдохе» давление в плевральной полости еще более снижается, при «выдохе» – увеличивается до исходной отрицательной величины.

 

 

Задача 4

ГРАФИЧЕСКАЯ РЕГИСТРАЦИЯ

СПИРОМЕТРИЯ

 

Спирометрия – метод определения жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и составляющих ее объемов воздуха. Объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха можно непосредственно измерить при помощи спирометра. Наиболее распространен водяной спирометр (рис. 53). Для проведения исследований используют также суховоздушный спирометр (рис. 54). Функциональное состояние легких зависит от возраста, пола, физи-

 

Рис.55. Номограмма для определения должной величины ЖЕЛ

 

 

ческого развития и ряда других факторов. Для оценки функции внешнего дыхания у данного лица следует сравнивать измеренные у него легочные объемы с должными величинами. Должные величины рассчитывают по формуле или определяют по номограммам (рис. 55), отклонения на ±15% расценивают как несущественные.

Для работы необходимы: водяной или суховоздушный спирометр, носовой зажим, клапанное устройство, загубник, трехходовой кран, спирт, вата.

Объект исследования – человек.

Проведение работы. Мундштук спирометра протирают ватой, смоченной спиртом. Испытуемый после максимального вдоха делает максимально глубокий выдох в спирометр. По шкале спирометра определяют ЖЕЛ. Точность результатов повышается, если измерение ЖЕЛ производят несколько раз и вычисляют среднюю величину. При неоднократных измерениях необходимо каждый раз устанавливать шкалу спирометра в исходное положение. Для этого у водяного спирометра из внутреннего цилиндра извлекают пробку, и цилиндр опускается, а у суховоздушного (сухого) спирометра поворачивают измерительную шкалу и нулевое деление совмещают со стрелкой.

ЖЕЛ определяют в положении испытуемого стоя или лежа, а также после физической нагрузки. Отмечают разницу в результатах измерений.

Для измерения легочных объемов, составляющих ЖЕЛ, целесообразно соединить спирометр через трехходовой кран с клапанным устройством и загубником. Испытуемый, у которого нос зажат носовым зажимом, дышит через загубник и клапанное устройство. Вначале трехходовой кран устанавливают так, чтобы вдыхаемый воздух поступал в спирометр. Подсчитывают количество дыхательных движений. Разделив показания спирометра на число выдохов, сделанных в спирометр, определяют дыхательный объем воздуха.

Для определения резервного объема выдоха испытуемого просят сделать после очередного спокойного выдоха максимальный выдох в спирометр. По шкале спирометра определяют резервный объем выдоха. Повторяют измерения несколько раз и вычисляют среднюю величину.

Резервный объем вдоха можно определить двумя способами: вычислить и измерить спирометром. Для его вычисления необходимо из величины ЖЕЛ вычесть сумму дыхательного и резервного объемов воздуха. При измерении резервного объема вдоха спирометром в него набирают определенный объем воздуха и испытуемый после спокойного вдоха делает максимальный вдох из спирометра. Разность между первоначальным объемом воздуха в спирометре и объемом, оставшимся там после глубокого вдоха, соответствует резервному объему вдоха.

Остаточный объем воздуха можно измерить только непрямыми методами. Принцип таких методов заключается в том, что в легкие либо вводят инородный газ типа гелия (метод разведения), либо вымывают содержащийся в альвеолярном воздухе азот, заставляя испытуемого дышать чистым кислородом (метод вымывания). И в том, и в другом случае искомый объем вычисляют исходя из конечной концентрации газа. В последнее время получило широкое распространение измерение остаточного объема воздуха при помощи интегрального плетизмографа. Считается, что в норме остаточный объем составляет 25–30% от величины ЖЕЛ.

Результаты работы и их оформление. Полученные данные внесите в таблицу.

 

ЖЕЛ и ее составляющие	1-е изм.	2-е изм.	3-е изм.	Ср. величина
Резервный объем вдоха
Дыхательный объем
Резервный объем выдоха
Жизненная емкость легких

 

Сравните величину ЖЕЛ, измеренную спирометром, с должной ЖЕЛ, найденной по номограмме. Рассчитайте остаточный объем, а также емкости легких: общую емкость легких, резерв вдоха (емкость вдоха) и функциональную остаточную емкость. Выясните, от каких факторов зависит величина ЖЕЛ.

 

 

Р а б о т а 4

СПИРОГРАФИЯ

 

Спирография – метод графической регистрации показателей функции внешнего дыхания с помощью спирографов. Спирограф – прибор замкнутой газообменной системы. Существует несколько видов спирографов: СГ-1, СГ-1М, «Метатест», РТ-400 и др. Основными элементами спирографа являются один или чаще два водяных спирометра, которые вместе с кранами, трубопроводами, вентиляторами, поглотителями влаги и углекислого газа, газоанализатором и записывающим кимографом образуют замкнутую воздушную систему. Параметры спирографа модели РТ-400 следующие: объем спирометрических колоколов – 4,5, 9 и 18 л; скорость движения бумаги – 30–60–120 мм/мин; работа вентилятора – 0–400 л/мин; газовый анализ – О₂ = 5–80%, С0₂ = 0–10%, Не = 0–15%.

На рис. 56 приведена спирограмма, которая показывает связь объемов и емкость легких с дыхательными движениями. Легочные объемы и емкости зависят от возраста, пола, размеров тела, положения его в пространстве и степени тренированности. У женщин ЖЕЛ в среднем на 25% меньше, чем у мужчин. У молодых людей ЖЕЛ можно вычислить, исходя из следующего эмпирического уравнения: ЖЕЛ (л) = 2,5 ´ рост (м).

 

 

Рис. 56. Спирограмма. Легочные объемы и емкости:

 

ДО – дыхательный объем; Е_вд – емкость вдоха; ЖЕЛ – жизненная емкость легких; ОО – остаточный объем; РО_вд – резервный объем вдоха; РО_выд – резервный объем выдоха; ОЕЛ – общая емкость легких; ФОЕ – функциональная остаточ-

ная емкость

 

Для работы необходимы: спирограф, стерильные загубники или маска, зажим для носа, спирт, вата.

Объект исследования – человек.

Проведение работы. Перед исследованием аппарат необходимо включить в сеть и проверить систему в течение 3–4 мин. Первые 2 мин испытуемый дышит атмосферным воздухом, затем с помощью загубника при выключенном носовом дыхании (зажим для носа) он полностью переводится на дыхание в спирограф в фазе «конец выдоха – начало вдоха». На движущейся ленте регистрируются все дыхательные колебания. Кривая, которая записана с помощью спирографа, называется спирограммой. В зависимости от типа спирографа масштаб его шкалы может составлять 1:20 или 1:40 (1 мм шкалы по вертикали соответствует 20 или 40 мл).

С помощью спирограммы определяют следующие показатели (см. рис. 56):

1. Частота дыхания (ЧД) – число дыханий в 1 мин. Для определения этого показателя производят запись дыхательных движений в спокойном состоянии в течение 3–5 мин. Подсчитывают количество зубцов на спирограмме, которое соответственно делят на 3 или 5.

2. Дыхательный объем (ДО) – количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании. Для определения этого показателя по записи спирограммы вычисляют среднюю высоту (амплитуду) дыхательных движений, умножают ее на величину продвижения колокола в приборе в соответствии с масштабом шкалы прибора. Например, если средняя амплитуда дыхательного цикла составляет 21 мм, а масштаб шкалы 1:20, то ДО = 21 ´ 20 = 420 мл. Физиологическая норма показателя колеблется от 350 до 650 мл.

3. Минутный объем дыхания (МОД) – количество воздуха, вдыхаемого (или выдыхаемого) за 1 мин. Этот показатель характеризует интенсивность дыхания и процесс вентиляции в условиях покоя. Вычисляют МОД путем умножения дыхательного объема на частоту дыхания МОД = ДО ´ ЧД. В норме величина МОД колеблется от 5 до 10 л. Увеличение МОД свидетельствует о повышенной работе органов дыхания в результате развития дыхательной недостаточности, снижение – указывает на угнетение компенсаторных механизмов, что наблюдается при патологии.

4. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. Исследования проводят трижды и учитывают лучший показатель. Нормальная величина ЖЕЛ колеблется от 2500 до 5000 мл. На спирограмме определяют расстояние от вершины инспираторного до вершины экспираторного колена и в соответствии с масштабом шкалы спирографа делают пересчет в миллилитры. Например, если расстояние на шкале равно 150 мм, то при масштабе спирографа 1:20 величина ЖЕЛ составит 150 ´ 20 = 3000 мл. Жизненная емкость легких включает три объема: ДО, резервный объем вдоха (РО_вд) и резервный объем выдоха (РО_выд). В клинической практике увеличение ЖЕЛ наблюдается редко. Ее снижение свидетельствует об уменьшении дыхательной поверхности легких, а также о рестриктивном нарушении вентиляции (к рестриктивному типу вентиляции относятся все патологические состояния, при которых снижаются дыхательные экскурсии легких).

5. Резервный объем вдоха (РО_вд) – объем воздуха, который можно вдохнуть дополнительно после обычного вдоха. Испытуемому после спокойного выдоха предлагают сделать глубокий вдох, затем по спирограмме измеряют расстояние от вершины спокойного вдоха до вершины дополнительного глубокого вдоха. Если это расстояние составляет 70 мм, а масштаб шкалы спирографа 1:20, то РО_вд = 70 ´ 20 = 1400 мл. В норме этот показатель колеблется от 1300 до 2000 мл.

6. Резервный объем выдоха (РО _выд) – объем воздуха, который можно дополнительно выдохнуть после обычного выдоха. Его величину вычисляют по спирографической кривой от нижнего края выдоха до его глубокой точки. Нормальная величина этого показателя колеблется в пределах от 1500 до 2000 мл.

7. Объем форсированного выдоха за первую секунду.

8. Продолжительность нормального вдоха и выдоха определяют при скорости движения бумаги 600 мм/мин. Испытуемый делает спокойные дыхательные движения. На спирограмме определяют в миллиметрах длительность обеих фаз дыхания и вычисляют отношение продолжительности фазы вдоха к фазе выдоха. В норме соотношение равно 1:1,3. Оно увеличивается при наличии у больных обструктивных процессов.

9. Максимальная вентиляция легких (МВЛ) – объем воздуха, проходящий через легкие через определенный промежуток времени при дыхании с максимально возможной частотой и глубиной. Диагностическая ценность этого показателя заключается в том, что он отражает резервы дыхательной функции, а снижение этих резервов служит признаком патологического состояния. Для определения максимальной вентиляции легких осуществляют спирометрическое измерение у испытуемого, который проводит форсированную гипервентиляцию с частотой дыхательных движений порядка 40–60 в минуту. Продолжительность исследования должна составлять примерно 10 с, в противном случае могут развиваться гипервентиляционные осложнения (респираторный алкалоз). Максимальная вентиляция легких зависит от возраста, пола, роста и массы тела; в норме у молодого человека она составляет 120–170 л/мин. МВЛ снижается как при обструктивных, так и при рестриктивных нарушениях вентиляции.

Спирографию при физической нагрузке, когда значительно увеличиваются минутный объем дыхания и потребление кислорода, целесообразно проводить спирографом с двумя спирометрами. При этом один спирометр заполняют атмосферным воздухом, другой – чистым кислородом.

Испытуемый, работая на велоэргометре, дышит из спирометра, заполненного атмосферным воздухом. По мере поглощения из него кислорода из этого спирометра в него поступает соответствующее количество чистого кислорода из другого спирометра. При этом регистрируют две записи. Одна отражает частоту и глубину дыхания, другая – количество поглощенного кислорода за минуту – минутное поглощение кислорода (МПК) (в покое в норме этот показатель составляет 200–300 мл/мин).

Результаты работы и их оформление. На спирограмме определите легочные объемы и емкости, МОД, МВЛ, МПК. Сравните данные в покое и при физической нагрузке, фактические результаты с должным. Сделайте выводы.

 

 

Р а б о т а 5

ПНЕВМОТАХОМЕТРИЯ

 

Измерение максимальной скорости вдоха и выдоха при форсированном дыхании (пневмотахометрия) является простейшим методом диагностики нарушений проходимости бронхов и зависит как от силы дыхательной мускулатуры, так и от просвета бронхов и механоэластических свойств легких.

Полученные при пневмотахометрии показатели принято называть мощностью вдоха и выдоха. Они колеблются в достаточно широких пределах, поэтому ценность этого метода повышается при повторных исследованиях у одного и того же обследуемого.

Для работы необходимы: пневмотахометр с пневмотахометрической трубкой, спирт, вата, носовой зажим.

Объект исследования – человек.

Пневмотахометр (рис. 57) представляет собой стрелочный дифференциальный манометр, градуированный по значе- ниям воздушного потока, которые соответствуют разности давлений до и после диафрагмы в пнев-мотахометрической труб-ке.

Проведение работы. Исследование выполняют в положении испытуемого стоя или сидя. Для измерения максимальной скорости выдоха он делает полный вдох, а затем максимально быстрый вы-дох через трубку пневмотахометра. При измерении максимальной скорости вдоха испытуемый после глубокого выдоха совершает максимально быстрый и глубокий вдох. Показания пневмотахометра занесите в таблицу.

 

Максимальная скорость вдоха	Максимальная скорость выдоха

 

 

Р а б о т а 6

МЕТОДОМ СПИРОГРАФИИ

 

Используя метод спирографии, можно определить наличие обструктивных нарушений дыхания с помощью кривых форсированного выдоха. Объем форсированного выдоха (ОФВ) – это тот объем, который испытуемый способен выдохнуть при максимально быстром и глубоком выдохе после предварительно максимального вдоха. Чем быстрее обследуемый способен выполнить форсированный выдох, тем меньше вероятность наличия сужения бронхов. У здоровых людей продолжительность форсированного выдоха составляет 3 с, при увеличении до 5 с и более вероятность наличия легочной патологии возрастает.

Считают, что при выполнении форсированного выдоха скорость потока воздуха при выдыхании первых 25–30% ОФВ зависит от силы дыхательных мышц, в дальнейшем она определяется бронхиальным просветом. При выдыхании 25–50% ОФВ скорость тока воздуха характеризует проходимость крупных бронхов, 50–75 – средних и 75–85% – мелких бронхов. Определение скорости тока воздуха на этих участках ОФВ производят построением касательных и секущих к кривой ОФВ.

Для работы необходимы: спирограф, загубник, носовой зажим, спирт, вата.

Объект исследования – человек.

Проведение работы. Испытуемый сидя или стоя дышит через предварительно стерилизованный загубник в спирограф. Сначала записывают несколько дыхательных циклов при обычном дыхании испытуемого, затем предлагают пациенту после спокойного выдоха сделать глубокий плавный вдох и на мгновение задержать дыхание, а затем сделать максимально быстрый и глубокий выдох. При этом скорость протяжки бумажной ленты спирографа должна быть не менее 20 мм/с. Пробу повторяют 4–5 раз. Для анализа выделяют лучшие кривые с наибольшей скоростью потока воздуха.

 

Задача 1

Определение форсированной

Жизненной емкости легких

 

Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) отличается от ЖЕЛ у здоровых людей на 100–300 мл в результате сужения терминальных дыхательных путей (бронхиол), в которых нет хрящевых элементов, поддерживающих постоянный просвет. У больных с рестриктивными нарушениями отличие ФЖЕЛ от ЖЕЛ значительно больше. Измерение ФЖЕЛ производят следующим образом. Определяют начало форсированного выдоха, обычно им является угол между горизонтальной линией на спирограмме после максимального вдоха и кривой форсированного выдоха (рис. 58). При закругленном участке кривой можно определить начало выдоха, продолжив горизонтальную линию и кривую форсированного выдоха до пересечения друг с другом. Концом форсированного выдоха является точка перехода кривой в горизонтальную ли-нию (показана пун-ктиром на рис. 58). Разница в литрах между началом и концом форсированного выдоха яв-ляется величиной ФЖЕЛ. Для определения должных значений этой величины используют следующие фор-мулы:

– для мужчин ФЖЕЛ, л = 0,0592 – Р – 0,025 ´ В – 4,24;

– для женщин ФЖЕЛ, л = 0,0460 ´ Р – 0,024 ´ В – 2,852,

где Р – рост, см; В – возраст, годы.

 

 

Задача 2

Задача 3

ВЗЯТИЕ ПРОБЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Расчет парциального давления О₂ и СО₂

В ЛЕГКИХ

 

Проницаемость легочной мембраны для газа выражают величиной диффузионной способности легких. Это – количество газа, проникающего через легочную мембрану за 1 мин при перепаде давления, равном 1 мм рт. ст. В норме диффузионная способность легких для О₂ составляет около 25 мл/(мин мм рт. ст.^-1). Для СО₂ вследствие высокой растворимости этого газа в легочной мембране диффузионная способность в 24 раза выше, чем для О₂. Времени протекания крови через капилляры малого круга (в среднем 6 с) достаточно для практически полного выравнивания парциального давления и напряжения газов: О₂ растворяется в крови и связывается гемоглобином, а СО₂ переходит в альвеолярный воздух. Переход СО₂ в альвеолярный воздух при относительно небольшой разнице давлений объясняется высокой диффузионной способностью легких для этого газа.

Для работы необходимы: аппарат Киппа с соответствующими реактивами для получения СО₂, стеклянная емкость, резиновая пробка соответствующего диаметра с тремя отверстиями, резиновая трубка, зажимы Мора–Диффенбаха, набор хирургических (препаровальных) инструментов.

Объект исследования – лягушка.

Проведение работы. У лягушки разрушают спинной и головной мозг препаровальной иглой; прикрепляют ее к пробковой пластинке спиной вниз. Отрезают нижнюю челюсть. Прошивают лигатурой один из краев голосовой щели; подтягивают его за эту лигатуру и вводят канюлю в трахею. С помощью хирургической иглы обводят лигатуру вокруг трахеи (вкалывая кривую иглу в ткани, окружающие трахею) и закрепляют трахею на канюле, плотно завязав нитку хирургическим узлом. Раздув слегка через канюлю легкие, зажимают зажимом короткую резиновую трубку, надетую на свободный конец канюли. Вскрывают грудную полость лягушки, осторожно отделяют легкие от тела, приподнимая их за канюлю и стараясь не прикасаться к ним ножницами. Легкие слегка раздувают в стеклянную емкость, сквозь которую пропускают СО₂ из аппарата Киппа (рис. 62).

Теперь внутри легких находится воздух, мало отличающийся по составу от атмосферного, снаружи – СО₂. Газы диффундируют сквозь стенку легкого в сторону меньшего парциального давления. Находящиеся внутри легкого N₂ и О₂ диффундируют в стеклянную емкость, а СО₂ из стеклянной емкости – внутрь легкого. Диффузия СО₂ значительно выше других газов, поэтому легкие увеличиваются в объеме, раздуваются.

Результаты работы и их оформление. Запишите в тетрадь протокол опыта, зарисуйте схему установки. Объясните наблюдаемые явления.

 

Рис. 62. Диффузия углекислого газа через альвеолы легких

(пояснения см. в тексте)

 

 

Р а б о т а 10

НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ДВИЖЕНИЕМ

МЕРЦАТЕЛЬНОГО ЭПИТЕЛИЯ

 

Мерцательный эпителий, выстилающий слизистую оболочку верхних дыхательных путей, способствует очищению вдыхаемого воздуха от примесей (частиц пыли, микробов и др.) и удалению их из организма. Наблюдение за движением ресничек удобно производить на эпителии, выстилающем глотку и пищевод лягушки.

Для работы необходимы: микроскоп, осветитель, предметные и покровные стекла, препаровальная доска, набор препаровальных инструментов, стеклянная пластинка, угольный порошок или мелкие кусочки пробки, булавки, полоска миллиметровой бумаги, раствор Рингера.

Объект исследования – лягушка.

Проведение работы. Обездвижить лягушку, разрушив головной и спинной мозг препаровальной иглой. Вскрыть брюшную полость, вырезать пищевод вместе с желудком, разрезать их и прикрепить на пробковой пластинке с помощью булавок. На слизистую оболочку пищевода (в верхней части) поместить кусочки пробки. Проследить за их передвижением. С помощью миллиметровой бумаги определить скорость передвижения кусочка пробки. Скальпелем срезать маленький кусочек слизистой оболочки пищевода, поместить его на предметное стекло в каплю физиологического раствора и накрыть покровным стеклом. Рассмотреть препарат под микроскопом сначала при малом, а затем при большом увеличении.

Результаты работы и их оформление. Опишите полученные результаты. Сделайте заключение о функции мерцательного эпителия.

 

 

Р а б о т а 11

РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ

 

Регуляция дыхания осуществляется нервными и гуморальными механизмами. Оба этих механизма обеспечивают ритмический характер дыхания и изменение его интенсивности, приспосабливая организм к различным условиям окружающей и внутренней среды.

Для работы необходимы: пневмодатчик (капсула Марэ), операционный стол, кимограф, универсальный штатив, газовая смесь, содержащая 15% О₂ и 5% СО₂, трахеотомическая трубка, набор хирургических инструментов, шприц, нембутал.

Объект исследования – кролик.

Проведение работы. Кролика наркотизируют введением (внутрибрюшинно) нембутала из расчета 40 мг/кг. Животное фиксируют на операционном столе. Отпрепаровывают артерии, блуждающие и депрессорные нервы. Производят трахеотомию и вводят в трахею трахеотомическую трубку. На грудную клетку кролика накладывают пневмодатчик и соединяют его с капсулой Марэ, укрепленной на универсальном штативе.

 

Рис. 63. Влияние некоторых факторов на нейрогуморальную

регуляцию дыхания у экспериментальных животных:

 

1 – запись дыхательных движений; 2 – длительность воздействия применяемого фактора (остальные пояснения см. в тексте)

 

Сначала записывают исходный уровень дыхания (рис. 63, а), затем дыхание в условиях асфиксии – пережатие трахеотомической трубки (рис. 63, б), дыхание гипоксически-гиперкап-нической смесью (рис. 63, в), которая содержит 15% О₂ и 5%СО₂, дыхание газовой смесью после перерезки депрессорных нервов и денервации каротидного гломуса (рис. 63, г), дыхание после перерезки блуждающих нервов (рис. 63, д).

Результаты работы и их оформление. Вклейте запись дыхательных движений при воздействии некоторых факторов. Объясните механизмы изменения дыхания при различных условиях эксперимента.

 

 

Р а б о т а 12

КРОВООБРАЩЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ

РЕОПУЛЬМОНОГРАФИИ

 

Реография – неинвазивное исследование пульсового кровенаполнения органов и частей тела. Этот метод основан на регистрации изменений величины переменного тока во время его прохождения через легочные ткани. Полное комплексное сопротивление (импеданс) живой ткани при пропускании через нее переменного электрического тока слагается из активного омического, реактивного – емкостного и индуктивного. Активное омическое сопротивление зависит от колебаний кровенаполнения во время сердечного цикла. В целях изучения кровотока в малом круге кровообращения широко применяют метод реопульмонографии.

Для работы необходимы: реоплетизмограф, 4-канальный поликардиограф, специальные электроды, датчик для записи фонокардиограммы, 10%-ный раствор NaCl, марлевые салфетки.

Объект исследования – человек.

Проведение работы. Коммутируют установку из реоплетизмографа и поликардиографа (можно использовать и другой регистратор). Заземляют ее, включают в сеть и производят необходимую настройку.

За 15 мин до начала исследования испытуемый должен занять горизонтальное положение. Для регистрации реопульмонограммы (по методу Ю. Т. Пушкаря) активный электрод размером 3´4 см накладывают справа по срединно-ключичной линии во втором межреберье, пассивный электрод размером 6´10 см располагают в проекции первого электрода по лопаточной линии на уровне IV–VI грудных позвонков. Исследования проводят при задержке дыхания на неполном выдохе. Синхронно с реограммой для более полного и точного анализа регистрируют ЭКГ (II стандартное отведение) и ФКГ. Калибровку осуществляют с помощью эталонного сопротивления в 0,1 Ом. Скорость движения бумаги регистратора составляет 25 или 50 мм/с.

Результаты работы и их оформление. Вырежьте небольшой участок полученной кривой и вклейте в тетрадь (реопульмонограмма здорового человека представлена на рис. 64). Для исследования легочного кровообращения вычислите рео-

 

Рис. 64. Реопульмонограмма здорового человека:

1 – ЭКГ; 2 – ФКГ; 3 – объемная реограмма; 4 – дифференциальная реограмма

(остальные пояснения см. в тексте)

 

графический систолический показатель (РСП), который характеризует объемное пульсовое кровенаполнение. РСП определяют отношением амплитуды систолической волны (Ас) реограммы (мм) к амплитуде калибровочного сигнала (Ак) (мм) и выражают в относительных единицах. Снижение РСП свидетельствует о замедлении скорости кровотока и нарушении оттока из малого круга кровообращения. В норме РСП равен 2,0 отн. ед.

При оформлении выводов укажите, какую роль в дыхании играет кровоток в малом круге кровообращения. Укажите, как изменяется функция дыхания при нарушении легочного кровотока.

 

 

Р а б о т а 13

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОЙ РЕАКЦИИ КРОВИ (рН), ПАРЦИАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ КИСЛОРОДА (рО₂)

И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА (рСО₂)

МОДЕЛЬ ГРУДНОЙ ПОЛОСТИ

(АППАРАТ ДОНДЕРСА)

 

Модель Дондерса – физическая система, имитирующая взаимоотношения между объемом грудной клетки и объемом легкого в процессе дыхательных движений диафрагмы (рис. 51). Модель грудной полости состоит из стеклянного колокола, дно которого затянуто резиновой мембраной, и легких животного. Стеклянный колокол соответствует неподвижным частям стенок грудной полости. Резиновая мембрана выполняет роль подвижных частей стенок грудной полости, в частности диафрагмы. При оттягивании мембраны вниз «объем грудной полости» увеличивается, как при вдохе, при вдавливании мембраны внутрь колокола – уменьшается, как при активном выдохе.

Модель демонстрирует наличие двух полостей: внутрилегочной, сообщающей-ся с атмосферой посредством дыхательных путей, и внелегочной (между легкими и стенками сосуда), которая герметична. Внелегочная полость является моделью полости плевры, хотя в отличие от модели полость плев-ры в норме воздуха не содержит. Узкая (10 мкм) щель висцеральной и париетальной плевры заполнена небольшим количеством серозной жидкости.

Для работы необходимы: модель Дондерса, водяной манометр, набор препаровальных инструментов.

Объект исследования – лягушка.

Проведение работы. Для изучения механизма вдоха и выдоха на модели Дондерса используют легкие лягушки (см. рис. 51).

С помощью препаровальной иглы разрушают у лягушки центральную нервную систему. Укрепляют лягушку на препаровальной доске брюшной (вентральной) стороной вверх. Удаляют нижнюю челюсть. Захватив пинцетом подъязычную кость, находят голосовую щель, расположенную на гортанном возвышении. Обшивают края голосовой щели непрерывным швом (5–6 стежков). Вынимают пробку из колокола, вставляют канюлю в голосовую щель и, стянув лигатуру вокруг шейки канюли, завязывают ее двойным узлом. Вскрывают полость тела лягушки, находят легкие и раздувают их через резиновую трубку, надетую на канюлю. Зажимают резиновую трубку и осторожно, не повреждая легкие, отделяют гортань от окружающих тканей. Извлекают легкие вместе с гортанью и канюлей, проверяют их на герметичность. Для этого плотно вставляют пробку в колокол и раздувают легкие. После перекрытия бокового отростка колокола их объем не должен уменьшаться. Держа боковой отросток закрытым, изменяют объем «грудной полости» с помощью резиновой мембраны.

 

 

Задача 1

Измерение отрицательного давления

В «плевральной полости»

 

Присоединяют к отростку колокола манометр. Открывают боковой отросток тройника. Легкие находятся в спавшемся состоянии. Вдавливают мембрану в полость колокола, открывают боковой отросток тройника, опускают мембрану. Объем легких увеличивается. Обращают внимание на показания манометра и положение мембраны. Определяют величину отрицательного давления в «плевральной полости». Отмечают, какой фазе дыхания соответствует данное положение модели Дондерса.

 

 

Задача 2