Задачи ИМК. 2. На каком уровне действуют эти механизмы
 Скачать 3.21 Mb.
|
|
При обследовании пациент перешел из вертикального положения тела в горизонтальное, что привело к увеличению силы сердечных сокращений. 1. Результатом, каких механизмов регуляции деятельности сердца можно объяснить полученный результат? 2. На каком уровне действуют эти механизмы? 3. В чем разница между гомеометрическими и гетерометрическими механизмами? 4. Перечислите гомеометрические и гетерометрические механизмы. 5. Что произойдет, если заставить пациента резко встать на ноги? ОТВЕТЫ: 1. Полученный результат можно объяснить, как результат интракардиальных механизмов регуляции деятельности сердца. 2. Эти механизмы действуют на внутриклеточном уровне (кардиомиоцитов). 3) К гетерометрическому методу относится закон франка-старлинга, при котором чем больше крови притекает, тем больше растягиваются волокна сердечной мышцы и тем с большей силой оно сокращается. Отличием гомеометрических механизмов от гетерометрических является то, что гомеометрические механизмы саморегуляции происходят без изменения длины кардиомиоцитов. 4) К гетеметрическим механизмам относят закон франка-старлинга, к гомеометрическим – феномен Анрепа и «лестницу» Боудича. 5. Если заставить пациента резко встать на ноги, у него произойдет ортостатический коллапс (гипотензия), вследствие уменьшения возврата крови к сердцу, снижения систолического и минутный выброса, развития гиповолемического шока (резкого снижение ОЦК), что может привести к головокружению, потемнению в глазах, возможна потеря сознания После марафонского забега у мужчины зарегистрировали показатели внешнего дыхания. ЧДД составила 40/мин, ДО — 500 мл. Объем мертвого пространства равен 150 мл, остаточный объем — 1000 мл, а резервный объем выдоха — 1500 мл, резервный объем вдоха – 2400 мл. Вопросы. 1. Что такое коэффициент легочной вентиляции, напишите формулу для его расчета? 2. Определите коэффициент легочной вентиляции и оцените его. 3. Оцените показатели внешнего дыхания, относительно нормативных. 4. Рассчитайте и оцените минутный объем дыхания ОТВЕТ: Коэффициент легочной вентиляции – коэффициент, показывающий, какая часть альвеолярного воздуха обновляется при одном вдохе. КЛВ = (ДО - ОАМП)/ФОЕЛ 2. Определим коэффициент легочной вентиляции: КЛВ = (500 мл – 150 мл):(1500 мл +1000 мл) = 350/2500 = 7/50 или 0,14. 3. Оценка показателей внешнего дыхания: ЧДД — 40 дых./мин. – соответствует норме (нормативное значение после тяжелой физической нагрузки – 40-55 дых./мин.); ДО — 500 мл. – соответствует норме (нормативное значение 400-500 мл.), остаточный объем — 1000 мл. – соответствует норме (нормативное значение 1000-1200 мл.); Резервный объем вдоха (РОвд.) – 2400 мл. – соответствует норме (нормативное значение 1500-2500 мл.); Резервный объем выдоха (РОвыд.) — 1500 мл – соответствует норме (нормативное значение 1100-1500 мл.). 4. Минутный объем дыхания (МОД) – это количество вдыхаемого или выдыхаемого воздуха за 1 минуту. Найдем его по формуле: МОД = ДО*ЧДД Рассчитаем данный показатель: МОД = 500 мл. * 40 дых./мин = 20000 мл./мин. = 20 л./мин. В эксперименте установлено, что важную роль в связывании СО2 в капиллярах тканей и освобождение его в капиллярах малого круга играет фермент карбоангидраза. Где содержится этот фермент? Вопросы 1. В виде каких химических соединений транспортируется кровью СО2? 2. Какими особенностями обладает карбогемоглобин? 3. Назовите последовательность процессов превращения СО2 в бикарбонаты в крови капилляров тканей. 4. Назовите нормативные показатели кислотно-основного состояния крови 5. Охарактеризуйте взаимосвязь газотранспортной функции крови и поддержания константы рН крови? ОТВЕТ: 1. СО2 транспортируется кровью в виде бикарбонатов (натрия и калия), угольной кислоты и ее ионов, карбогемоглобина (HbCO2), а также соединений с белками плазмы крови (карбаминовые соединения). 2. Важной особенность карбогемоглобина является присоединение CO2 к концевой аминогруппе глобина, и его непрочность, в связи с чем, он легко диссоциирует в легких при понижении напряжения СО2 крови, а при повышении напряжения СО2 образуется вновь. 3. В крови капилляров тканей оксигемоглобин (HbO2) отдает кислород, а в кровь поступает CO2. Углекислый газ гидратирует (1) в эритроцитах, образуя угольную кислоту, диссоциирующую (2) на HCO- и H+ - ионы под действием цинк-зависимого фермента – карбоангидразы: CO2 + H2O = H2CO3 = HCO- + H+. В эритроцитах образуются бикарбонаты КНСО3 (3). Далее, HCO3- в обмен на анионы Сl- (именуется, как сдвиг Хамбургера) диффундирует из эритроцита в плазму, где образует NaНСО3. Одновременно часть CO2 связывается с Hb, образуя карбогемоглобин. 4. Нормативные показатели кислотно-основного состояния крови: рН артериальной крови 7,37-7,45; рН венозной крови 7,34-7,43. 5. Собака в течение суток испытывает жажду и голод. Затем ей предложили одновременно 2 тарелки с водой и едой, расставив их в разных углах комнаты. Вопросы: 1. К какой тарелке подойдет собака в первую очередь и почему? 2. Объясните с позиции функциональных систем регуляции констант гомеостаза. 3. Какие функционально-объединенные структуры ЦНС регулируют данное поведение? 4. Опишите схему регуляции водно-солевого обмена с участием различных структур мозга. ОТВЕТЫ: 1. Собака подойдет в первую очередь к тарелке с водой, поскольку, ее осморецепторы активируются. 2. 3. Данное поведение регулируют функционально-объединенные структуры ЦНС: гипоталамус и КБП. 4. Уже при первых признаках изменения параметры водно-солевого гомеостаза в результате рефлекторного возбуждения участков КБП, возникает жажда. При повышении концентрации Na+ и увеличении осмотического давления внеклеточной жидкости, осморецепторы гипоталамуса стимулируют секрецию антидиуретического гормона (АДГ) в кровоток из терминальных расширениях аксонов в задней доле гипофиза (нейрогипофиза). АДГ связывается с V2-рецепторами дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек, обеспечивает реабсорбцию воды, тем самым, задерживая ее в организме. Мужчину нашли в гараже с отравлением угарным газом, он испытывает слабость, головокружение, сердцебиение, затем потерял сознание. Вопросы. 1. Назовите виды гемоглобина и укажите их сродство к О2. 2. Какие соединения гемоглобина с газами крови вы знаете? Назовите физиологические и патологические. 3. Охарактеризуйте отличия взаимосвязей СО2 и СО с молекулой гемоглобина. Что инициирует разрыв данных связей? 4. Через какое время нормализуется газотранспортная функция крови? Какие процессы должны произойти? ОТВЕТ: 1.) Виды гемоглобина: 1. Оксигемоглобин (НbО2) – непрочное соединение Hb с О2, легко диссоциирует в тканях, имеет высокий уровень сродства к О2. 2. Карбогемоглобин (HbСО2) – непрочное соединение Hb с СО2, легко диссоциирующее в легких, не имеет сродства с О2. 3. Карбоксигемоглобин (HbСО) – очень прочное соединение Hb с СО. Не имеет сродства с О2, при его образования ингибируется транспорт О2 к тканям; 4. Метгемоглобин (HbОН) – прочное соединение Hb с гемом в трехвалентной форме железа (Fe3+). Не имеет сродства с О2, поэтому, при насыщении им крови, наступает гипоксия. 2.) Соединения гемоглобина с газами крови: 1. Физиологические – Оксигемоглобин (НbО2), Карбогемоглобин (HbСО2), Восстановленный гемоглобин (ННb); 2. Патологические – Метгемоглобин (HbОН), Карбоксигемоглобин (HbСО), Сульфгемоглобин (НbS). 3.) Особенность карбогемоглобина является его непрочность, в связи с чем, он легко распадается в легких. 4.) У пациента в состоянии покоя зарегистрированы: ЧСС — 70 уд/мин, УО – 85 мл, КДО – 140 мл, ОО – 20мл. При выполнении физической нагрузки на велоэргометре сердечный выброс (ударный объем — УО) у этого обследуемого увеличился на 20 %, а ЧСС - на 100%. Вопросы. 1. Что такое МОК, какова формула его вычисления? 2. Чему МОК равен в покое? Чему равен МОК у обследуемого по данным эксперимента? 3. Дайте характеристику понятиям "конечный диастолический объем" и "конечный систолический объем" и их нормативные значения. 4. Дайте определение и характеристику понятию "резервный объем сердца" и "остаточный объем сердца" 5. Можно ли сделать заключение, занимается ли обследуемый регулярными физическими нагрузками? ОТВЕТ: 1. Минутный объем кровообращения (МОК) – общее количество крови, выбрасываемое каждым желудочком сердца за 1 минуту. Формула для его вычисления: МОК = УО·ЧСС. 2. В условиях физического покоя МОК равен 4 - 6 л./мин. В условиях эксперимента (ЧСС – 140 уд./мин., УО – 102мл.) – МОК = 140 уд./мин.* 102 мл. = 14280 мл. = 14,28 л. 3. Конечный диастолический объем – объем крови, находящийся в желудочках перед началом их систолы. Конечный систолический объем – объем крови, оставшейся в желудочке (к концу систолы, началу диастолы желудочков), после выброса систолического объема крови в аорту. Он состоит из базального резервного и остаточного объемов; характеризует способности сердца к увеличению собственной производительности. 4. Резервный объем сердца – это объем крови, который при увеличении силы сокращений миокарда, может быть изгнан из желудочка (например, при активной физической нагрузке). Остаточный объем сердца – это объем крови, который не может быть выброшен из желудочка, даже при самом сильном сердечном сокращении. 5. У пожилого мужчины исследовали полноценность пищевого рациона. Суточные энергозатраты составили 3800 ккал. В пищевой рацион входит 120 г белков, 110 г жиров и 350 г углеводов. Количество азота мочи за сутки у пациента составило 22 г. Вопросы. 1. - Восполняет ли данный пищевой рацион суточные энергозатраты пациента? Обоснуйте ответ соответствующими вычислениями. 2. - В чем особенность белкового обмена, чем он отличается от жирового и углеводного? 3. - Чем обусловлен белковый минимум и белковый оптимум? 4. - Оцените при помощи вычислений азотистый баланс пациента. 5. - О чем говорят определяемые изменения? ОТВЕТЫ: 1. Величина физиологического теплового коэффициент основных компонентов пищи: для 1 г. белков – 4,1 ккал, 1 г. жиров – 9,3 ккал, 1 г. углеводов – 4,1 ккал. Рассчитаем величину основного обмена за сутки: Q = (N (белков)*4,1 ккал) + (N (жиров)*9,3 ккал) + (N (углеводов)*4,1 ккал) = (120 г.*4,1 ккал) + (110 г.*9,3 ккал) + (350 г.*4,1 ккал) = 492+1023+1435 = 2950 ккал./сутки < 3800 ккал./сутки, следовательно, мы можем сделать вывод, что данный пищевой рацион не восполняет суточные энергозатраты пациента. 2. Основное назначение белков пищи заключается в обеспечении пластических процессов организма. Лишь небольшая часть АК может расходоваться для образования энергии. В свою очередь жиры и углеводы используются в основном для восполнения энергетических потребностей организма. Количество белка, подвергающегося распаду, можно определить по количеству выделяемого азота. 3. Белковый минимум — минимальное количество белка пищи, при котором возможно поддержание азотистого равновесия (в условиях покоя — около 40 г/сут). Белковый оптимум — количество белка пищи, полностью обеспечивающее потребности организма, хорошее самочувствие, высокую работоспособность, достаточную сопротивляемость организма неблагоприятным воздействиям (около 90 г/сут, но не менее 1 г/кг массы тела в сутки).. 4. Рассчитаем азотистый баланс пациента: АБ = (N (белка):6,25) – ((N (мочи)*0,466)+4), где АБ – азотистый баланс, N (белка) – количество потребленного за сутки белка, N (мочи) – экскретированный азот в составе мочевины мочи. АБ = (120:6,25) – ((22*0,466)+4) = 19,2 – 14,252 = 4,948, следовательно, мы можем сделать вывод, что у данного пациента положительное значение азотистого баланса. 5. Определяемые изменения говорят о том, что количество поступившего с пищей азота преобладает над тем количеством, что было выведено из организма пожилого мужчины. Принимая горячую ванную, человек вначале испытывает ощущение холода, а затем тепла. Вопросы: 1. Опишите, какие существуют виды терморецепторов, классифицируйте их по организации, локализации, порогу раздражения и порогу различения. 2. Объясните механизм возникновения температурных ощущений в данном случае. 3. Опишите локализацию центров терморегуляции, есть ли в них агонистические и антагонистические отношения? ОТВЕТЫ: 1) Изменение глубокой температуры тела, или «ядра», воспринимается центральными терморецепторами, которые представлены в основном теплочувствительными нейронами и незначительным количеством холодо-чувствительных нейронов преоптического поля переднего гипоталамуса. Порог чувствительности центральных терморецепторов равен порядка 0,011 °С. Изменение поверхностной температуры или «оболочки» воспринимается периферическими терморецепторами, среди которых имеются холодовые и тепловые рецепторы. Периферические терморецепторы представляют собой окончания тонких чувствительных нервных волокон типа С и А, которые расположены в коже, слизистых оболочках, мышцах, сосудах, во внутренних органах. В коже и слизистых оболочках человека находится больше холодовых (около 250 000) и меньше тепловых (около 30 000) рецепторов, которые распределены в организме человека неравномерно. Так, тепловые рецепторы концентрируются в коже кончиков пальцев, носа и локтей. Холодовые рецепторы концентрируются на верхней губе, коже носа, подбородка, грудной клетки и пальцев. Причем холодовые рецепторы расположены в коже на глубине 0,17 мм, тепловые - на глубине порядка 0,3 мм. 2) Принимая горячую ванную, человек вначале испытывает ощущение холода, а затем тепла, поскольку холодовые рецепторы распологаются более поверхностно, чем тепловые, поэтому у человека чувство холода возникает раньше, чем чувство тепла. 3)Центры терморегуляции представляют собой в широком смысле совокупность нейронов, участвующих в терморегуляции. Они обнаружены в различных областях цнс( в коре больших полушарий, лимбической системе, таламусе. Гипоталамусе, среднем, продалговатом и спинном мозге. С помощью КБП осуществляется заблаговременная терморегуляция (образуются УР) Основную роль в терморегуляции играет гипоталамус. В нем находятся скопления нейронов, регулирующих теплоотдачу и теплопродукцию (одноименные центры). В переднем гипоталамусе расположены нейроны, управляющие процессами теплоотдачи. При разрушении нейронов переднего гипоталамуса организм плохо переносит высокие температуры, но физиологическая активность вусловиях холода сохраняется. Нейроны заднего гипоталамуса управляют процессами теплопродукции. При их повреждении нарушается способность к усилению энергообмена, поэтому организм плохо переносит холод У пациента методом непрямой калориметрии определяют общие энергозатраты. За 10 минут эксперимента он поглотил 5 л кислорода и выделил 4 л углекислого газа. Вопросы. 1. Охарактеризуйте метод прямой калориметрии, в чем его достоинства и недостатки. 2. Охарактеризуйте виды непрямой калориметрии, в чем его достоинства и недостатки. 3. Преимущественно, какие продукты окислялись в организме пациента во время эксперимента? 4. Напишите расчёт его суточных энергозатрат. 5. Какой категории труда они соответствуют? ОТВЕТ: 1. Прямая калориметрия заключается в измерении потока тепловой энергии, которую организм выделяет в окружающую среду( например за час). Для пользования данным методом используют калориметры – специальные камеры, в которые помещают человека или животное. Стенки калориметра омывает вода. О количестве выделенной энергии судят по величине нагрева этой воды. Достатки метода заключаются в том, что он наиболее точный, недостатки – неудобен в эксплуатации. 2. Непрямая (косвенная) калориметрия основана на расчете количества выделенной энергии по данным газообмена.( поглощенный О2 и выделившийся СО2). оличество выделяемой организмом энергии можно рассчитать по показателям газообмена, поскольку количество потребленного организмом О2 и выделенного СО2 точно соответствует количеству окисленных белков, жиров и углеводов, а значит, и израсходованной организмом энергии. Для расчета расхода энергии методом непрямой калориметрии используются дыхательный коэффициент и калорический эквивалент кислорода. Достоинства данного метода – более прост в эксплуатации, недостатки – менее точен , нежели метод прямой калориметрии. 3. При данном эксперименте преимущенно окислялись белки, поскольку дыхательный коэффициент равен 4/5= 0.8. Данный дыхательный коэффициент соответствует таковому при окислении белков. 1.) При дыхательном коэффициенте, равном 0,8, калорический эквивалент кислорода (КЭК) равен 4,8 ккал./л.; 2.) Вычислим количество энергии (Q), образовавшейся в организме за 1 минуту по формуле: Qмин. =V(О2) * КЭК. Qмин.= 0,5 л./мин. * 4,8 ккал./л. = 2,4 ккал/мин.; 3.) Значение величины основного обмена за 1 сутки найдем по формуле: Qсут. = Qмин.* 60 мин * 24 ч; Qсут. =2,4 ккал./мин. * 60 мин * 24 ч = 3456 ккал./сутки. 5. Суточных энергозатраты пациента соответствуют категории тяжелого физического труда (энергозатраты – 3350-3750 ккал./сутки). Две порции одной и той же крови поместили в пробирки (№1, № 2 и №3), смешали в соотношении 1: 10 с раствором NaCl различной концентрации 0,01% (№ 1) и 1,0 % (№ 2) и 5% Вопросы 1. Дайте определение и границы осмотической резистентности эритроцитов. 2. Какое явление происходит при изменении концентрации солей в среде, в которой находятся клетки? Дайте определение данным явлениям 3. Сравните состояние эритроцитов в пробирках. Аргументируйте свой ответ. 4. Сравните вязкость жидкости в пробирках № 1 и № 2. 5. Объясните результат исследования. 1. Осмотическая резистентность – устойчивость к гемолизу в гипотоничной среде. Минимальная граница – 0,42-0,5%, максимальную – 0,31-0,40%. 2. Плазмолиз – сморщивании эритроцитов при введении гипертоничного раствора. Гемолиз – разрушение оболочки эритроцитов поступление гемоглобина в плазму. 3. В пробирке № 1 гемолиз из-за гипотоничности раствора. В пробирках № 2 и №3 произойдет плазмолиз из-за гипертоничности раствора. У животного, с целью установления локализации дыхательного центра, выполняли перерезку мозга на различных уровнях. Охарактеризуйте возможные результаты эксперимента 1. Где, расположен дыхательный центр? Из каких отделов он состоит? 2. С активации, каких рецепторов начинается спокойный вдох? 3. С активации, каких рецепторов начинается спокойный выдох? 4. Охарактеризуйте роль ирритантных рецепторов в регуляции дыхания. 5. Что произойдёт с дыханием при перерезке между спинным и продолговатым мозгом? |