Натриевые каналы мембраны возбудимых клеток. Как при этом изменится распределение ионов по обе стороны клеточной мембраны
 Скачать 0.67 Mb.
|
|
13. В клинической практике больному дают дышать газовой смесью – карбогеном, состоящей из кислорода с добавлением 5% углекислого газа. С позиции представления о механизмах регуляции вентиляции легких, объясните, с какой целью в эту смесь добавляют углекислый газ? Ответ: Карбоген используется с целью стимуляции дыхательной деятельности. При его поступлении в организм пациента вместе с кислородом, повышается парциальное давление углекислого газа в крови. При повышении этого давления активируется хеморефлекторный контроль дыхания, который осуществляется с помощью периферических(находятся в каротидных и аортальных тельцах, направляют сигналы к нейронам ядра одиночного пучка, а оттуда на нейроны дыхательного центра) и центральных( считается, что они находятся в ростральных отделах продолговатого мозга, в различных зонах дорсального дыхательного ядра) хеморецепторов. А раздражителем для периферических хеморецепторов является снижение давления кислорода в крови, а также увеличение углекислого газа и рН , для центральных же – увеличение концентрации ионов водорода во внеклеточной жидкости мозга. 14. Два спортсмена с одинаковыми антропометрическими данными и показателями функции внешнего дыхания соревновались на длительность пребывания под водой. Первый из них нырнул под воду после предварительной произвольной гипервентиляции легких, второй нырнул под воду, сделав один глубокий вдох. Кто из них и почему дольше пробудет под водой? Обоснуйте ответ с позиции механизмов регуляции вентиляции дыхания. Ответ: 1. Дольше пробудет под водой первый спортсмен после предварительной произвольной гипервентиляции лёгких, так как гипервентиляция перед пребыванием под водой не увеличивает насыщение гемоглобина кислородом, но увеличивает содержание кислорода в легких, что позволяет продлить пребывание под водой. После гипервентиляция в крови резко снижается содержание СО2(главный стимулятор дых. центра). Гипоксия под водой не является достаточной для возбуждения дыхания, поэтому спортсмен не чувствует потребности подняться на поверхность и вдохнуть воздуха. Центральные хеморецепторы тормозятся. 2. Второй же спортсмен не сможет долго пробыть под водой по той причине, что будет происходить хеморефлекторная регуляция дыхания, которая при гипоксии вызывает усиление вентиляции легких. Данный контроль выполняют периферические(находятся в каротидных и аортальных тельцах, направляют сигналы к нейронам ядра одиночного пучка, а оттуда на нейроны дыхательного центра) и центральные( считается, что они находятся в ростральных отделах продолговатого мозга, в различных зонах дорсального дыхательного ядра) хеморецепторы. 15. С целью оценки нагнетательной функции сердца у спортсмена и физически нетренированного человека определили минутный объем кровотока (МОК). Установлено, что после усиленной физической нагрузки у обоих обследуемых МОК увеличился до 25 л/мин. При этом у спортсмена частота сокращений сердца составила 140 уд/мин, а у нетренированного – 180 уд/мин. Какие параметры нагнетательной функции сердца определяют величину МОК? Объясните, у кого из обследованных увеличение МОК произошло более экономично? Обоснуйте свой ответ. Ответ: 1. Параметрами нагнетательной функции сердца, определяющие величину МОК, являются частота сердечных сокращений и систолический объем крови. МОК=ЧСС*СОК. 2. У спортсмена увеличение МОК произошло более экономично, так как у него приток крови увеличивается за счет сократимости, а у нетренированного - за счёт увеличения ЧСС. Чем чаще сердце сокращается, тем чаще оно совершает и внешнюю и внутреннею механическую работу, а следовательно, чаще сокращаясь при тахикардии огромное количество энергии на каждую систолу. 16. Известно, что запаса АТФ в миокарде хватает на 3 сердечных цикла. В условиях недостаточности коронарного кровотока произошло снижение содержания АТФ в кардиомиоцитах. Какие изменения при этом и почему будут в характере сокращения и расслабления миокарда? Ответ: Поддержание важнейших физиологических свойств сердечной мышцы (возбудимость, автоматизм, проводимость, сократимость) требует колоссальных затрат энергии. Наиболее энергоемкой является сократительная функция миокарда, которая поддерживается в течение всей жизни организма. Это происходит благодаря сопряжению процесса сокращения с энергетическим обменом, при котором скорость расхода энергии тесно связана со скоростью синтеза АТФ. Критерием достаточности коронарного кровотока служит отношение доставки О2 к потребности миокарда в нем. Его величина ниже 1,2 указывает на критическое уменьшение оксигенации миокарда, что наблюдается, например, при коронарной недостаточности. Таким образом, при снижении содержания АТФ, вызванным недостаточностью коронарного кровотока, будет нарушаться сократительная функция сердца, уменьшаться кровенаполнение в диастолу. При уменьшении кровенаполнения в диастолу и при недостаточном растяжении сердечной мышцы происходит снижение силы сердечных сокращений. 17. При анализе ЭКГ у пациента было выявлено увеличение времени задержки проведения возбуждения в атриовентрикулярном узле. Какое физиологическое значение имеет атриовентрикулярная задержка проведения возбуждения? Какой параметр ЭКГ отражает продолжительность атриовентрикулярной задержки? Чему он равен в норме? Ответ: Координация сокращений предсердий и желудочков. Эта задержка позволяет предсердиям перекачать кровь в желудочки до того, как начнется систола желудочков. Сегмент PQ – оба предсердия полностью возбуждены, оба желудочка еще не возбуждены. В норме 0.12-0.20сек. 18. В условиях стационарного лечения, когда нередко требуется проведение внутривенной трансфузии растворов, пациенту катетером пунктируют подключичную вену. В момент подключения трансфузионной системы просят пациента задержать дыхания. С какой целью следует задержать дыхание? На какой фазе дыхательного цикла задерживается дыхание? Ответ обоснуйте с учетом динамики давления в венах грудной полости в разные фазы дыхательного цикла. Ответ: 1. Нужно задержать дыхание, так как при этом снижается давление в вене, что уменьшает риск возникновения кровотечения, увеличивает кровенаполнение и чувствительность вены при проколе 2. На фазе вдоха пациента просят задержать дыхание во время подключения трансфузионной системы. Давление на фазе вдоха низкое, следовательно уменьшается риск кровотечения. Поэтому подключение трансфузионной системы проводят при вдохе. При отсоединении трансфузионной системы необходимо на время задержать дыхание или выдохнуть, чтобы создать повышенное венозноедавление во избежание воздушной эмболии. При вдохе возможно поступление атмосферного воздуха в полость вен и развитие воздушной эмболии, то есть перенос пузырьков воздуха кровью и последующая закупорка ими артериол и капилляров, что может привести к смерти. 19. У пациента с жалобами на головную боль врачом обнаружено повышение артериального давления (АД) на фоне выраженной тахикардии. Для снижения АД врач назначил препарат вазодилататорного действия. Однако нормализации АД не произошло. Какие факторы определяют величину АД? На какие факторы гемодинамики следует воздействовать у данного пациента, чтобы нормализовать АД? Ответ: 1. Факторы, формирующие уровень АД АД= минутный объем кровотока( МОК) х общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС) МОК= ЧСС х систолические объем крови( СОК) ОПСС= вязкость крови х длину сосуда/ пи х радиус сосуда в 4 степени 2. Необходимо воздействие на МОК, снижая ЧСС с помощью блокады β1- адренорецепторов. При применении блокаторов бета 1 -адренорецепторов - происходит вазодилатация и понижение АД Блокаторы связываются с β1-адренорецепторами кардиомиоцитов, препятствуют действию на них норадреналина, адреналина, снижают активность аденилатциклазы, что приводит к уменьшению концентрации цАМФ и угнетению поступления Са2+ в кардиомиоциты. Таким образом, происходит понижение АД. Во время блокады β1-адренорецепторов в клетках юксталомерулярного аппарата (ЮГА) почек происходит уменьшение содержания Са2+ , что приводит к угнетению секреции ренина, а соответственно, уменьшению образования ангиотензина II, что ведет к снижению АД. 3. Применение препаратов-аналогов ацетилхолина, например прозерин,приводит к брадикардии и понижению АД. 20. В условиях длительного постельного режима у пациентов возникает опасность развития отека легких. Какие морфологические особенности сосудов малого круга кровообращения и функциональные особенности легочной гемодинамики создают предпосылки развития отека легких в условиях длительного постельного режима? 1.Особенностью сосудов венозного отдела являются их тонкостенность и слабая выра- сность ГМк. Структурные особенности легочных сосудов, в частности артерий определяют большую растяжимость сосудистого русла, что создает условия для более низкого сопротивления (приблизительно в 10 раз меньше чем в системе большого крута кровообрашения) и, следовательно, более низкого кровяного давления. В связи с этим система малого круга кро- вообрашения относится к области низкого давления. Несмотря на это, повышение системного АД или же значительное увеличение кровотока (при активной физической работе) существенно не влияет на трансмуральное давление в легочных сосудах из-за их большей растяжимости. Большая растяжимость легочных сосудов определяет еше одну важную функциональную особенность этого региона, заключающуюся в способности депонировать кровь и тем самым предохранять легочную ткань от отека при увеличении МОК. 2.Распределение кровотока в легких характеризуется неравномерностью кровоснабжения верхних и нижних долей, так как низкое внутрисосудистое давление определяет высокую зависимость легочного кровотока от гидро- статического давления. Так, в вертикальном положении человека верхушки легкого расположены выше основания легочной артерии, что практически уравнивает АД в верхних долях легких с гидростатическим давлением. По этой причине капилляры верхних долей слабо перфузируются, тогда как в долях благодаря суммированию АД с гидростатическим давлением кровоснабжение намного обильнее. Описанная особенность легочного кровообращения играет важную роль в установлении неодинаковых перфузионно- вентиляционных отношений в различных долях легкого. Интенсивность кровоснабжения легких зависит от циклических изменений плеврального и альвеолярного давления в различные фазы дыхательного цикла. Во время вдоха, когда плевральное и альвеолярное давление уменьшается, происходит пассивное расширение крупных внелегочных и внутрилегочных сосудов, сопротивление сосудистого русла дополнительно снижается и интенсивность кровоснабжения легких в фазу вдоха увеличивается. В горизонтальном положении объем легких при вдыхании воздуха уменьшается, по сравнению с вертикальным положением. Отсутствие активных движений и уменьшение объема легочной вентиляции приводит к снижению кровотока и застойным явлениям в легочной ткани. Мокрота становится вязкой и плохо откашливается. Она скапливается в воздухоносных путях и усиливает застойные явления в легких. Все это приводит к развитию инфекционно-воспалительного процесса в легочной системе. 21. В условиях нахождения в сауне при температуре 80-90оС происходит усиленное потоотделение и покраснение кожных покровов. Объясните физиологический механизм описанных изменений с учетом закономерностей регионарного кровообращения. 1.В условиях нахождения в сауне при температуре 80-90 градусов у человека будет повышаться объем циркулирующей крови и артериальное давление, что приведет к усилению интенсивности кровотока, будет происходить расширение сосудов. По этой причине возникает покраснение кожи. Потоотделение усиливается вследствие накопления брадикинина, который также действует на сосуды, расширяя их. 2. При посещении бани, где высокая влажность, обусловленная большим количеством пара, у человека отсутствует потоотделение, не будет потеря тепла, может возникнуть тепловой удар. 22. У спортсмена в результате выполнения интенсивных физических упражнений увеличился венозный возврат крови к сердцу. Как при этом изменится нагнетательная деятельность сердца? Объясните механизм изменения деятельности сердца, исходя из представлений об интракардиальной регуляции сердца. 1. Возврату крови к сердцу способствуют сила артериального давления (vis a tergo) и падение давления в правом предсердии во время диастолы правого желудочка (vis a fronte), а также ряд других механизмов (присасывающее действие дыхательных движений грудной клетки, сокращения скелетных мышц, главным образом конечностей и брюшного пресса, миогенные и нейрогуморальные влияния на веномоторику). В норме В. в. равен минутному выбросу сердца. Однако при изменениях положения сердца, мышечных нагрузках это равенство может временно нарушаться за счет изменений остаточного объема сердца (см.), содержания крови в сосудах малого круга и емкостных сосудах большого круга кровообращения. Ухудшение работы правого желудочка вследствие патологических процессов, сопровождающееся ростом конечно-диастолического объема в правой половине сердца, вызывает затруднение венечного возврата. 2.Внутриклеточные механизмы регуляции обеспечивают и изменение интенсивности деятельности миокарда в соответствии с количеством притекающей к сердцу крови.- «закон сердца» или закон Франка-Старлинга: сила сокращения сердца пропорциональна степени его кровенаполнения в диастолу, т.е. исходной длине его мышечного волокна. На растяжение миокарда влияет усиленный приток крови. Внутри каждой миофибриллы актиновые нити выдвигаются из промежутков между миозиновыми нитями, значит растет количество активных центров, которые образуют соединение с миозиновыми нитями в момент сокращения. Значит, чем больше растянуто сердце во время диастолы, тем больше она может укоротиться во время систолы. Это тип миогенной регуляции сокращения называют гетерометрической регуляцией. Сюда также можно отнести внутрисердечные периферические рефлексы регуляции сердца при увеличение растяжения миокарда правого предсердия приводит к усилению сокращений миокарда ЛЖ. Т.о. усиливаются сокращения не только того отдела сердца, миокард которого непосредственно растягивается, но и других отделов , чтобы «освободить место» притекающей крови и ускорить её выброс в артериальную систему. 23. При регулярных физических нагрузках нарастающей интенсивности у спортсмена было выявлено развитие умеренной гипертрофии миокарда. Объясните механизм развития гипертрофии миокарда у спортсмена, исходя из представлений об интракардиальной регуляции сердца. При увеличении нагрузки на сердце синтез сократительных белков миокарда и структур, обеспечивающих их деятельность, усиливается. Появляется рабочая (физиологическая) гипертрофия миокарда. Внутриклеточные механизмы регуляции обеспечивают и изменение интенсивности деятельности миокарда в соответствии с количеством притекающей к сердцу крови.- «закон сердца» или закон Франка-Старлинга: сила сокращения сердца пропорциональна степени его кровенаполнения в диастолу, т.е. исходной длине его мышечного волокна. На растяжение миокарда влияет усиленный приток крови. Внутри каждой миофибриллы актиновые нити выдвигаются из промежутков между миозиновыми нитями, значит растет количество активных центров, которые образуют соединение с миозиновыми нитями в момент сокращения. Значит, чем больше растянуто сердце во время диастолы, тем больше она может укоротиться во время систолы. Это тип миогенной регуляции сокращения называют гетерометрической регуляцией. 24. В эксперименте произведена гомотрансплантация сердца теплокровному животному, в результате которой произошла дегенерация всех экстракардиальных нервных волокон. Будет ли в этих условиях наблюдаться усиление сокращения миокарда левого желудочка при увеличении венозного притока в правое предсердие? Ответ обоснуйте, исходя из механизмов регуляции сердца. Обнаружено, что в сердце возникают так называемые периферические рефлексы, дуга которых замыкается не в ЦНС, а в интрамуральных ганглиях миокарда. После гомотрансплантации сердце теплокровных животных и дегенерации всех нервных элементов экстракардиального происхождения в сердце сохраняется и функционирует внутриорганная НС, организованная по рефлекторному принципу. В экспериментах показано, что при увеличении растяжения миокарда правого предсердия приводит к усилению сокращений миокарда ЛЖ. Т.о. усиливаются сокращения не только того отдела сердца, миокард которого непосредственно растягивается, но и других отделов , чтобы «освободить место» притекающей крови и ускорить её выброс в артериальную систему. Доказано, что эти реакции осуществляются с помощью внутрисердечных периферических рефлексов. В естественных условиях ВСНС не является автономной. Она лишь низшее звено сложной иерархии нервных механизмов, регулирующих деятельность сердца. 25. В опытах О. Леви (1921) показано, что если раздражать блуждающий нерв изолированного сердца лягушки, а затем переносить омывающую его жидкость на изолированное сердце не подвергавшейся воздействию лягушки, оно изменит работу аналогично сердцу первой лягушки. Чем можно объяснить результаты опытов О. Леви? Назовите основные эффекты блуждающего нерва на сердце. 1. Полученные данные свидетельствуют о том, что при возбуждении наряду с основным медиатором в синаптическую щель поступают и другие биологически активные вещества, находящиеся в пресинаптических терминалях и клетках проводящей системы, в частности пептиды. Участие регуляторных пептидов в реализации нервных влияний на сердце обеспечивает избирательность и надежность нервных воздействий. 2.Эффекты блуждающего нерва парасимпатические отрицательные: -хронотропный – влияние на ЧСС ( изменение автоматии) -дромотропный – влияние на проводимость в миокарде |