Раздел VIII . «физиология дыхания»

Работа №1

«Модель грудной полости (модель Дондерса)»

Объект исследования: _________________________________________________________

Методика:

       а) Подготовка модели

       Разрушить у лягушки головной и спинной мозг и укрепить ее на пробковой пластинке брюшком кверху. Раскрыть рот лягушки, приколоть верхнюю челюсть к пробковой пластинке и надрезать края нижней челюсти в углах рта. Оттянув нижнюю челюсть, найти в глубине ротовой полости голосовую щель, расположенную на гортанном возвышении. Слизистую оболочку вокруг голосовой щели прошить обыкновенной иглой с ниткой непрерывным («кисетным») швом (5 – 6 стежков), оставив два конца нитки свободными. Вынуть пробку с канюлей из горловины стеклянного колокола модели. Ввести канюлю в голосовую щель и, стянув нитку кисетного шва вокруг шейки канюли, прочно завязать ее двойным узлом. Осторожно вскрыть грудную полость лягушки, обнажив сердце и легкие. Через резиновую трубку, надетую на канюлю, слегка раздуть легкие и пережать трубку. Если при этом легкие не спадаются, то ввязывание канюли произведено правильно. После этого осторожно, не повреждая легкие, маленькими ножницами отделить гортань с ввязанной канюлей от окружающих тканей и извлечь легкие из тела лягушки. Поместить легкие, соединенные с канюлей, в полость колокола модели и плотно закрыть горловину пробкой.

       б) Работа с моделью

        Через резиновую трубку, надетую на канюлю, раздуть легкие и после этого перекрыть боковой отросток колокола. Если при этом объем легких не уменьшается, то препаровка проведена правильно, и герметичность легких не нарушена.

Держа боковой отросток закрытым, произвести изменение объема «грудной полости» путем оттягивания («вдох») и вдавливания («выдох») резинового дна колокола («диафрагмы»). Наблюдать при этом за изменениями объема легких.

Открыть боковой отросток колокола, создав тем самым модель открытого пневмоторакса. Наблюдать за состоянием легких. В этих условиях повторить «дыхательные» движения «диафрагмы».

Закрыть боковой отросток колокола, чтобы восстановить герметичность грудной полости. Закрыть отверстие канюли, то есть нарушить сообщение полости легких с атмосферой. При оттягивании и вдавливании резинового дна модели наблюдать за состоянием легких.

Результаты наблюдений занести в протокол. Сделать вывод об условиях, необходимых для обеспечения вдоха и выдоха (проходимость дыхательных путей, эластичность легких, герметичность грудной клетки, изменение объема грудной клетки).

Результат:

           

       а) Подготовка модели

Рисунок модели Дондерса:

 

б) Работа с моделью

Заполните таблицу, стрелками указав направление изменений:

	Норма		Пневмоторакс			Закрытые воздухоносные пути
	Вдох	Выдох		Вдох	Выдох		Вдох	Выдох
Движение диафрагмы
Изменение объема грудной клетки
Давление в грудной полости (плевральное давление)
Давление в легких (альвеолярное давление)
Направление движения воздуха (в легкие или из легких?)

 

Выводы:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Работа №2

«Определение жизненной емкости легких»

Объект исследования: _________________________________________________________

Методика:

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха.

ЖЕЛ складывается из (выпишите соответствующие определения из учебника):

Дыхательного объема (ДО) - ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________;

резервного объема вдоха (РОвд.) - ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________;

резервного объема выдоха (РОвыд.) –____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

С учетом пола, возраста и роста человека может быть произведен расчет должной жизненной емкости легких (ДЖЕЛ) по формуле:

ДЖЕЛ мужчин (л) = рост (см) х 0.050 – возраст (годы) х 0.022 – 3.60

ДЖЕЛ женщин (л) = рост (см) х 0.041 – возраст (годы) х 0.021 – 2.68

ЖЕЛ, определенная в эксперименте, не должна отклоняться от расчетной ДЖЕЛ более чем на + 20%.

 

 

Измерение ЖЕЛ с помощью сухого портативного спирометра:

а) одномоментное определение ЖЕЛ

Протереть мундштук спирометра ваткой, смоченной спиртом. Установить шкалу прибора на ноль. Сделать максимальный вдох из атмосферы, взять мундштук в рот, зажать нос и сделать максимальный выдох в спирометр. Записать показания счетчика (ЖЕЛ) и установить шкалу прибора на ноль.

б) определение отдельных фракций ЖЕЛ

Для определения ДО следует после спокойного вдоха из атмосферы произвести спокойный нормальный выдох в спирометр. Записать показания счетчика (ДО) и установить шкалу прибора на ноль.

Для определения РОвыд. произвести спокойный нормальный выдох в атмосферу, затем сделать максимальный выдох в спирометр. Записать показания счетчика (РОвыд.) и установить шкалу прибора на ноль.

РОвд. вычисляется по формуле: РОвд. = ЖЕЛ – (ДО + РОвыд.)

 

Измерение ЖЕЛ и ее компонентов с помощью аппарата «Метатест»:

а) определение ЖЕЛ и ее отдельных фракций по спирограмме

Подготовку прибора и «подключение» испытуемого к системе произвести согласно инструкции, прилагаемой к установке. После того, как испытуемый начал дышать через загубник, дать ему привыкнуть к дополнительному сопротивлению воздуховодов прибора в течение 3-х минут. Затем включить лентопротяжный механизм и на скорости 50 мм/мин записать исходную спирограмму испытуемого в течение 30 – 40 секунд. Не прекращая регистрации, предложить испытуемому сделать полный вдох и снова перейти к нормальному спокойному дыханию. Отметить на спирограмме участок, соответствующий максимальному вдоху. После 30 – 40 секунд спокойного дыхания предложить испытуемому вслед за очередным нормальным вдохом сделать максимальный выдох и опять перейти к нормальному дыханию. Отметить на спирограмме участок, соответствующий максимальному выдоху.

Для определения ЖЕЛ испытуемый должен сделать максимальный вдох и сразу же – максимальный выдох, затем вновь перейти к спокойному дыханию. Через 30 секунд после этого остановить лентопротяжный механизм и «отключить» испытуемого от прибора.

Произвести расчет дыхательных объемов по спирограмме. Масштаб записи – 25 мм/л. Сравнить ЖЕЛ, определенную в опыте, с ДЖЕЛ, рассчитанной по формуле для данного испытуемого. Результаты исследований занести в протокол. Сделать вывод о соответствии (или несоответствии) рассчитанной по формуле и определенной в опыте ЖЕЛ.

 

б) определение скорости максимального выдоха (Тест Тиффно)

При помощи этого теста оценивается сопротивление воздухоносных путей току воздуха. Тест, в частности, может служить инструментом диагностики бронхиальной астмы.

Наладить запись нормальной спирограммы. Переключить скорость протяжки ленты на 1200 мм/мин. Попросить испытуемого сделать максимально глубокий вдох, а затем – выдохнуть как можно глубже и как можно быстрее. Записав после этого небольшой участок спирограммы при спокойном дыхании (около 30 секунд), прекратить запись, «отключить» испытуемого от прибора.

На спирограмме отметить точку начала максимально быстрого глубокого выдоха, через эту точку провести вертикальную линию. От этой линии отложить 20 мм (расстояние, соответствующее 1 секунде) и провести еще одну вертикальную линию. Эта линия будет пересекать линию выдоха на спирограмме.

Тест Тиффно показывает, сколько процентов максимального выдоха пациент успевает сделать за 1 секунду. Чтобы рассчитать эту величину по спирограмме, надо измерить объем выдоха от его начала до точки пересечения со второй вертикальной линией, разделить эту величину на жизненную емкость легких и умножить на 100%:

 

Объем выдоха за 1 сек     х  100%

       ЖЕЛ                          

 

Полученная величина в норме должна превышать 75%.

 

 

Результаты и выводы:

ДЖЕЛ = ___________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Измерение ЖЕЛ с помощью сухого портативного спирометра:

а) одномоментное определение ЖЕЛ

Результат: ЖЕЛ = ____________________

Вывод:_________________________________________________________________

б) определение отдельных фракций ЖЕЛ

Результаты и выводы:

Параметр	Измеренное значение	Нормальное значение (по учебнику)	Соответствие норме
ДО
РОвыд.
РОвд.

РОвд. = ________________________________________________________________

Измерение ЖЕЛ и ее компонентов с помощью аппарата «Метатест»:

а) определение ЖЕЛ и ее отдельных фракций по спирограмме

Результаты и выводы:

Спирограмма:

 

Параметр	Измеренное значение (мм)	Пересчет в литры	Нормальное значение (по учебнику) (л)	Соответствие норме
ДО
РОвд.
РОвыд.
ЖЕЛ

б) определение скорости максимального выдоха (Тест Тиффно)

Спирограмма:

 

 

Результат:

Объем выдоха за 1с = ____________________________

Объем выдоха за 1 сек     х  100% =

       ЖЕЛ                                             __________________________________

 

Вывод:_______________________________________________________________

Работа №3

«Определение насыщения гемоглобина кислородом (оксигемометрия)»

Объект исследования: _________________________________________________________

Методика:

       Оксигемометр – прибор, позволяющий определить, какая часть гемоглобина (в процентах) связана с кислородом (насыщение гемоглобина кислородом, сатурация). Прибор снабжен фотоэлектрическим датчиком.

       Данный прибор используется в отделениях интенсивной терапии и позволяет следить за насыщением гемоглобина кислородом и частотой сердечных сокращений (ЧСС) пациента. Поскольку имеющаяся модификация прибора не позволяет проводить графическую регистрацию, измерения в процессе эксперимента необходимо производить раз в 10 секунд и записывать в два столбика (в один – ЧСС, в другой – насыщение гемоглобина кислородом).

       Укрепить датчик на указательном пальце испытуемого. Через 2 – 3 минуты зарегистрировать 3 последовательных измерения с интервалом в 10 секунд (фоновые показатели). Если измеряемые параметры существенно отличаются, то подождать еще 2-3 минуты и повторить измерения.

       а) Предложить испытуемому сделать неглубокий вдох и задержать дыхание на максимально возможное для него время. В протоколе отметить начало задержки дыхания (1-я задержка дыхания). На протяжении всего периода задержки дыхания продолжать регистрировать ЧСС и насыщение гемоглобина кислородом (SpO 2), отметить окончание задержки дыхания. Продолжать регистрацию до возвращения измеряемых параметров к фоновым показателям (1-й период восстановления). Отметить в протоколе окончание восстановления.

       б) Предложить испытуемому произвести гипервентиляцию до появления первых признаков головокружения (около 20 секунд). На протяжении периода гипервентиляции регулярно записывать показания прибора. Попросить испытуемого задержать дыхание на небольшом вдохе (постгипервентиляционное апноэ, 2-я задержка дыхания). На протяжении всего периода 2-й задержки дыхания продолжать регулярно записывать показания прибора. Отметить окончание задержки дыхания и продолжать регистрацию до восстановления исходных значений параметров.

       При оформлении протокола построить графики изменения ЧСС и насыщения гемоглобина кислородом на протяжении всего опыта. На графиках отметить периоды задержек дыхания, восстановлений и гипервентиляции.

           

Результаты:

 

время	ЧСС	SpO2
Фон
Фон
Фон
10
20
30
40
50
60
70
80
время	ЧСС	SpO2
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
время	ЧСС	SpO2
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
время	ЧСС	SpO2
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430

 

Графики изменений ЧСС и насыщения гемоглобина кислородом (выполните на тетрадном листе в клеточку, расположив его поперек, и вклейте в протокол):

 

Выводы:

1. В каком случае наблюдалась более длительная задержка дыхания: после спокойного дыхания или после гипервентиляции?____________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. Как изменялась ЧСС в процессе задержки дыхания на вдохе? Какими рефлексами может быть обусловлено это изменение? Каков их предполагаемый физиологический смысл?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Приводит ли гипервентиляция к существенному повышению насыщения гемоглобина кислородом? Почему (для ответа на вопрос вспомните кривую диссоциации оксигемоглобина)?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4. Почему при задержке дыхания насыщение гемоглобина кислородом сначала практически не меняется, а затем резко снижается (для ответа на вопрос вспомните форму кривой диссоциации оксигемоглобина)?_________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

5. В каком случае достигалось большее падение уровня оксигемоглобина: при 1-й задержке дыхания или при 2-й? __________________________________________________

_____________________________________________________________________________

6. Почему в одном из случаев испытуемый «выдерживал» более низкое насыщение гемоглобина кислородом (сделайте предположение на основании ваших знаний о роли хеморецепторов в регуляции дыхательного центра)? ___________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работа №4

«Расчет кислородной емкости крови»

Объект исследования: кровь человека, _______пол, [ Hb]=__________г/л

Методика:

       Кислородная емкость крови (КЕК) – это (выпишите определение из учебника) _______

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

 

       Учитывая, что 1 г гемоглобинаспособен присоединить 1,34 мл кислорода (число Хюфтнера), кислородную емкость крови (КЕК) рассчитывают по формуле:

 

КЕК = 1.34 х содержание Hb в крови ( г/л )

       При нормальном содержании гемоглобина КЕК составляет:

  167.5 – 174.2 мл О2 / л – у женщин и 180.9 – 187.6 мл О2 / л – у мужчин.

 

Используя данные, полученные при определении содержания гемоглобина (раздел «Физиология крови»), вычислить кислородную емкость исследованной крови.

Результаты вычислений занести в протокол. В выводах сравнить полученную величину с нормой.

 

 

Результат:

КЕК = ____________________________________________________________

Вывод:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________

 

Работа №5

«Влияние постепенного повышения содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе на вентиляцию легких»

Объект исследования: _________________________________________________________

Методика:

       Вентиляция легких (минутный объем дыхания, МОД) – это (выпишите определение из учебника) _______________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

МОД = ЧД х ДО, где ЧД – частота дыхания, ДО - дыхательный объем

       Опыт выполняется на приборе «Метатест». Перед экспериментом необходимо вынуть из прибора кассету, содержащую поглотитель углекислого газа (натронную известь). При этом в резервуаре прибора постепенно будет повышаться концентрация углекислого газа. В остальном подготовка прибора и «подключение» испытуемого производится согласно инструкции, прилагаемой к установке.

       В течение 3-х минут регистрировать спирограмму.

При анализе используются участки спирограммы, зарегистрированные в течение первых 30 секунд и последних 30 секунд опыта. По частоте дыхания и дыхательному объему рассчитать МОД в начале и в конце опыта (при накоплении углекислого газа).

       Сравнить результаты опыта, обратив внимание на изменение дыхательных объемов при вдыхании все больших концентраций углекислого газа. Сделать вывод о его влиянии на легочную вентиляцию.

Результаты:

Спирограмма:

 

ДО в начале опыта =___________________________________________________________

ЧД в начале опыта = ___________________________________________________________

МОД в начале опыта = _________________________________________________________

 

 

ДО в конце опыта =___________________________________________________________

ЧД в конце опыта = ___________________________________________________________

МОД в конце опыта = _________________________________________________________

 

Вывод:______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работа №6

«Изменение легочной вентиляции при физической работе»

Объект исследования: _________________________________________________________

Методика:

       Работа проводится с помощью аппарата «Метатест».

       У испытуемого, сидящего на стуле, зарегистрировать спирограмму.       Выключить прибор, «отключить» от него испытуемого и предложить ему сделать 20 приседаний в ритме одно приседание в секунду. Затем снова включить прибор и произвести повторную регистрацию спирограммы.

       По спирограммам определить дыхательные объемы (ДО) и частоты дыхания (ЧД) до и после нагрузки, принимая во внимание, что скорость протяжки ленты 50 мм/мин, а смещение спирограммы на 25 мм соответствует 1 л воздуха. Рассчитать МОД. Результаты измерений и расчеты занести в протокол.

       Сравнить результаты, полученные до и после выполнения физической нагрузки. Сделать вывод о влиянии физической нагрузки на легочную вентиляцию.

 

Результаты:

Спирограмма:

 

До физической нагрузки:

ДО = ___________мм _________________________________________ДО = ____________л

ЧД = ___________________/мин.

МОД =_______________________________________________________________________

 

После физической нагрузки:

ДО = ___________мм _________________________________________ДО = ____________л

ЧД = ___________________/мин.

МОД =_______________________________________________________________________

 

Вывод:_______________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________