Практикум по физиологии. Практикум Под редакцией К. В. Судакова
 Скачать 2.13 Mb.
|
|
Контрольные вопросы 1. Обмен веществ и энергии в организме. Ассимиляция и диссими- ляция. Анаболизм и катаболизм. Обмен белков, жиров, углево- дов и водно-солевой. Азотистый баланс. 2. Методы изучения обмена энергии в организме: прямая и не- прямая калориметрия. Методы полного и неполного газового анализа. Характеристика дыхательного коэффициента и кало- рического эквивалента кислорода. Дыхательный коэффициент во время и после физической работы. 3. Основной обмен веществ и энергии, условия его определения. Факторы, определяющие уровень основного обмена. Специфи- ческое динамическое действие пищи. Закон поверхности тела М. Рубнера. 4. Рабочий обмен веществ и энергии. Энергозатраты организма при различных видах труда. 5. Питание: пластическая и энергетическая ценность питатель- ных веществ. Закон изодинамии питательных веществ. Усвое- ние питательных веществ. Роль витаминов и микроэлементов в питании. Основные принципы составления пищевого рациона. Нормы питания человека в разных профессиональных группах. Sudakov-Practicum-17_2016.indd 189 28.01.2016 15:36:17 190 Теоретические вопросы 1. Постоянство температуры внутренней среды организма как не- обходимое условие протекания метаболических процессов. 2. Температура тела человека и ее суточные колебания. 3. Температурная схема тела. Термометрия. 4. Теплопродукция. Обмен веществ как источник образования теп- ла. 5. Роль отдельных органов и тканей в теплопродукции. Регуляция теплопродукции. 6. Теплоотдача. Пути отдачи тепла и их регуляция. 7. Роль потовых желез в процессах терморегуляции. 8. Функциональная система, обеспечивающая постоянство тем- пературы внутренней среды организма. Анализ ее центральных и периферических компонентов. 9. Терморегуляция при высокой и низкой температуре окружаю- щей среды. Гипо- и гипертермия. 10. Физиологические основы закаливания организма. Практические работы Работа 21.1. Исследование кожной температурной чувствительности Терморецепция осуществляется кожными рецепторами и рецеп- торами внутренних органов. Они обеспечивают контроль за изме- нениями температурного режима для поддержания оптимальной температуры тела человека. Занятие 21. Терморегуляция Sudakov-Practicum-17_2016.indd 190 28.01.2016 15:36:17 191 Терморецепторы кожи делят на холодовые и тепловые. Холо- довые рецепторы более многочисленны, практически равномерно располагаются в коже на глубине 0,17 мм. Количество тепловых рецепторов меньше, они располагаются в коже на глубине 0,3 мм. Холодовые рецепторы активируются при падении температу- ры, их частота импульсации возрастает, а при подъеме температуры частота импульсации падает. Тепловые рецепторы реагируют про- тивоположным образом на изменение температуры. Холодовые ре- цепторы иннервируются волокнами А G , а тепловые — С-волокнами. Активация холодовых рецепторов направлена на запуск исполни- тельных механизмов для защиты от переохлаждения, а тепловых — от перегревания организма. Цель работы. Исследовать кожную температурную чувствитель- ность. Оснащение: термоэстезиометр, грелки с холодной (5–10 °С) и те- плой (40–45 °С) водой. Исследование проводят на человеке. Содержание работы Термоэстезиометр — это конусообразный сосуд, в вершину ко- торого впаян стержень из металла с высокой теплопроводностью. Термоэстезиометр заполняют сначала теплой (40–45 °С), а затем холодной (5–10 °С) водой. На исследуемом участке кожи обследу- емого человека рисуют квадрат площадью 1 см 2 . К участкам кожи внутри квадрата прикасаются нагретым или охлажденным стерж- нем термоэстезиометра в течение времени, необходимого для ответа испытуемого о температуре стержня. Прикосновение наносят по зигзагообразной линии, начиная от левого верхнего угла квадрата. Обследуемый человек каждый раз чувствует прикосновение стерж- ня и иногда его температуру. Обследуемый человек сообщает экс- периментатору только о своих ощущениях холода или тепла либо отсутствии температурных ощущений. По результатам каждого из 25 прикосновений определяют количество холодовых, а затем чис- ло тепловых точек на 1 см 2 кожи. Полученные данные записывают в таблицу. Исследование повторяют после 2–3-минутного прикладыва- ния к тому же участку кожи грелки с холодной, а потом горячей водой. Занятие 21. Терморегуляция Sudakov-Practicum-17_2016.indd 191 28.01.2016 15:36:17 192 НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. ПРАКТИКУМ Таблица 1 Изменение количества функционирующих терморецепторов при нагревании и охлаждении поверхности тела Область исследования Количество точек скопле- ния терморецепторов на 1 см 2 кожи холодовых тепловых 1. Участок кисти руки (1 см 2 ) 2. Тот же участок после холодовой нагрузки 3. Тот же участок после тепловой нагрузки Оформление протокола 1. Зарисовать термоэстезиометр. 2. Записать количество холодовых и тепловых точек на коже об- следуемого человека при обычном температурном режиме, при нагревании и охлаждении (табл. 1). 3. Сделать вывод о причинах изменения количества функциони- рующих терморецепторов при нагревании и охлаждении поверх- ности тела. 4. Объяснить механизмы функциональной мобильности рецепто- ров. Работа 21.2. Адаптация температурных рецепторов кожи к действию высокой и низкой температуры В определенном диапазоне температур, при постоянном воздейс- твии температурного стимула, нагревание или охлаждение вызы- вают возникновение кратковременного чувства тепла или холода и происходит адаптация температурной чувствительности к новой температуре. Температурные ощущения, формирующиеся при локальном изменении температуры кожи, определяются преимущественно исходной температурой кожи, скоростью изменения температуры, площадью кожи, на которую действует температурный стимул. Цель работы. Изучить адаптацию температурных рецепторов кожи к действию высокой и низкой температуры. Исследовать субъ- Sudakov-Practicum-17_2016.indd 192 28.01.2016 15:36:17 193 ективность восприятия термоощущений в зависимости от исходно- го температурного режима поверхности тела человека. Оснащение: емкости с водой различной температуры, термометр, секундомер. Исследование проводят на человеке. Содержание работы В трех емкостях находится вода с температурой 10, 25 и 40 °С. Обследуемый человек опускает кисть правой руки в емкость с водой температуры 10 °С и кисть левой руки в емкость с водой температу- ры 40 °С. Определяют время адаптации терморецепторов, в течение которого ощущение тепла или холода ослабевает. Затем руки одно- временно вынимают и опускают их в емкость с водой температуры 25 °С. О возникающих при этом ощущениях в левой и правой руке обследуемый человек сообщает экспериментатору. Оформление протокола 1. Указать время адаптации температурных рецепторов к холоду и теплу. 2. Описать ощущения обследуемого человека при переносе рук из холодной и горячей воды в теплую воду. 3. Объяснить механизм изменения специфичности термочувстви- тельности кожи на основе свойства адаптации терморецепторов. Контрольные вопросы 1. Температура тела человека и ее суточные колебания. Тепловой баланс гомойотермного организма. Температурная схема тела человека. Методы измерения температуры тела человека. 2. Механизмы теплопродукции. Обмен веществ как источник образования тепла. Роль отдельных органов в теплопродукции и регуляция этого процесса. 3. Механизмы теплоотдачи. Способы отдачи тепла организмом. Физиологические механизмы теплоотдачи. 4. Функциональная система, поддерживающая оптимальную для метаболизма температуру тела. Анализ ее центральных и пери- ферических компонентов. 5. Терморегуляция при высокой и низкой температуре окружаю- щей среды. Гипо- и гипертермия. Занятие 21. Терморегуляция Sudakov-Practicum-17_2016.indd 193 28.01.2016 15:36:17 194 Теоретические вопросы 1. Внутренняя среда организма. Водные пространства организма: внутриклеточная и внеклеточная вода. 2. Водный баланс организма. Гипергидратация и дегидратация. Ос- мометрия плазмы крови в клинической практике. 3. Пути выделения осмотически активных и осмотически неактив- ных продуктов метаболизма организма. Роль процессов выделе- ния в поддержании осмотического давления жидкостей внутрен- ней среды. 4. Особенности кровоснабжения почки. Показатели и механизмы поддержания постоянства почечного кровотока. 5. Морфофизиологические особенности нефрона. 6. Физиологические механизмы мочеобразования: фильтрация, ре- абсорбция, секреция. Концентрационная функция почек. 7. Процессы реабсорбции в нефроне: постоянная и регулируемая реабсорбция в канальцах нефрона и собирательных трубках, по- воротно-противоточный механизм петли нефрона. 8. Оценка деятельности почек: определение величины фильтрации, почечного клиренса веществ, концентрационной способности почек. 9. Нервная и гуморальная регуляция мочеобразования. Взаимо- действие ренин-ангиотензиновой системы и предсердного на- трийуретического фактора для поддержания постоянства осмо- тического давления. 10. Выведение мочи. 11. Механизмы формирования жажды. Потребность в воде и харак- тер питания. 12. Функциональная система поддержания постоянства осмотичес- кого давления плазмы крови. Занятие 22. Процессы выделения Sudakov-Practicum-17_2016.indd 194 28.01.2016 15:36:17 195 Практические работы Работа 22.1. Оценка анализов мочи Общий анализ мочи — одно из первых и непременных иссле- дований при обращении к врачу. Анализ включает оценку физико- химических характеристик мочи и микроскопическое исследование осадка. Оценивают цвет и прозрачность мочи, определяют удельную плотность, кислотность, содержание белка, глюкозы, билирубина, кетоновых тел, наличие эритроцитов и лейкоцитов. Цель работы. Используя знания о физиологических механизмах работы почек, по анализу мочи оценить процессы мочеобразования и выявить возможные нарушения этих процессов. Оснащение: заполненные бланки анализов мочи (табл. 1). Содержание работы Для оценки процессов мочеобразования сравнивают показате- ли анализов с нормальными показателями и определяют отличаю- щиеся от нормы показатели. Делают предположения о возможных причинах нарушения работы почек или об отклонениях от нормы гомеостатических показателей организма. Таблица 1 Общие анализы мочи 5 человек Анализ 1 Диурез 2800 мл Относительная плотность г/л 1009 Цвет бледно-желтый Прозрачность прозрачная Реакция слабощелочная Белок нет Глюкоза нет Кетоновые тела нет Анализ 2 Диурез 600 мл Относительная плотность г/л 1037 Цвет бледно-желтый Прозрачность прозрачная Занятие 22. Процессы выделения Sudakov-Practicum-17_2016.indd 195 28.01.2016 15:36:17 196 НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. ПРАКТИКУМ Реакция слабощелочная Белок 33 г/л Глюкоза нет Кетоновые тела нет Анализ 3 Диурез 420 мл Относительная плотность г/л 1020 Цвет насыщенно-желтый Прозрачность мутная Реакция щелочная Белок 2 г/л Глюкоза нет Кетоновые тела нет Микроскопия осадка: лейкоциты 12 в поле зрения; клетки переходного эпителия Анализ 4 Диурез 1000 мл Относительная плотность г/л 1036 Цвет соломенно-желтый Прозрачность неполная Реакция щелочная Белок нет Глюкоза 3 г/л Кетоновые тела реакция положитель- ная Дополнительные данные: глюкоза крови 21 ммоль/л Анализ 5 Диурез 1900 мл Относительная плотность г/л 1019 Цвет бледно-желтый Прозрачность полная Реакция основная Белок нет Глюкоза 1,5 г/л Кетоновые тела нет Дополнительные данные: глюкоза крови 3,8 ммоль/л Sudakov-Practicum-17_2016.indd 196 28.01.2016 15:36:17 197 Оформление протокола 1. Переписать 5 вариантов общего анализа мочи. 2. Отметить измененные параметры в анализах мочи. 3. Сделать предположения о возможных нарушениях механизмов образования мочи в почках для всех 5 случаев. Работа 22.2. Методы оценки экскреторной функции почек Методы исследования выделительной функции почек позволя- ют количественно оценить интенсивность и регуляцию процессов мочеобразования. Величина осмотической концентрации мочи и концентрационный коэффициент позволяют судить о способнос- ти почек концентрировать мочу. Величину минутной клубочковой фильтрации можно определить по клиренсу креатинина. Участие почек в поддержании количества воды и осмотически активных ве- ществ в организме оценивается по осмотическому клиренсу и по- чечному очищению от натрия. По соотношению содержания натрия в плазме крови и моче можно оценить деятельность гуморальных регуляторных механизмов мочеобразования. Цель работы. Познакомиться с расчетными методами оценки экскреторной функции почек, базирующихся на результатах кли- нических анализов мочи и крови. Оснащение: результаты анализов мочи и крови. Содержание работы Исходными параметрами для оценки выделительной функции почек являются анализы мочи и крови обследуемых людей. Обследуемый И-в. Относительная плотность мочи — 1015 г/л; ос- мотическая концентрация плазмы — 285 мосмоль/л; концентрация креатинина в плазме крови (Р креат ) — 0,095 ммоль/л, концентрация креатинина в моче (U креат ) — 11,4 ммоль/л; концентрация натрия в плазме крови (Р Na ) — 130 ммоль/л, концентрация натрия в моче (U Na ) — 130 ммоль/л; минутный диурез — 1,2 мл/мин. Обследуемый П-в. Относительная плотность мочи — 1018 г/л; ос- мотическая концентрация плазмы — 290 мосмоль/л; концентрация креатинина в плазме крови (Р креат ) — 0,107 ммоль/л, концентрация креатинина в моче (U креат ) — 12,5 ммоль/л; концентрация натрия Занятие 22. Процессы выделения Sudakov-Practicum-17_2016.indd 197 28.01.2016 15:36:17 198 НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. ПРАКТИКУМ в плазме крови (Р Na ) — 142 ммоль/л, концентрация натрия в моче (U Na ) — 82 ммоль/л; минутный диурез — 1,5 мл/мин. Обследуемый С-е. Относительная плотность мочи — 1027 г/л; ос- мотическая концентрация плазмы — 300 мосмоль/л; концентрация креатинина в плазме крови (Р креат ) — 0,09 ммоль/л, концентрация креатинина в моче (U креат ) — 9,98 ммоль/л; концентрация натрия в плазме крови (Р Na ) — 145 ммоль/л, концентрация натрия в моче (U Na ) — 22 ммоль/л; минутный диурез — 1,1 мл/мин. Обследуемый Р-ч. Относительная плотность мочи — 1033 г/л; ос- мотическая концентрация плазмы — 320 мосмоль/л, концентрация креатинина в плазме крови (Р креат ) — 0,06 ммоль/л, концентрация креатинина в моче (U креат ) — 6,34 ммоль/л, концентрация натрия в плазме крови (Р Na ) — 140 ммоль/л, концентрация натрия в моче (U Na ) — 100 ммоль/л; минутный диурез — 1,05 мл/мин. Используя исходные анализы мочи и крови, проводят вычисле- ние показателей выделительной функции почек. 1. Определение величины осмотической концентрации мочи. Величину осмотических концентраций мочи вычисляют по фор- муле: U осм мосмоль/л = 33,3 × Д, где U осм — осмотическая концентрация мочи; Д — две последние цифры величины плотности мочи (например, при плотности мочи 1025 г/л в расчетах используется величина 25,0). 2. Расчет концентрационного коэффициента. Принимая величину осмотической концентрации плазмы крови (Р осм ) в каждом случае за 300 мосмоль/л, рассчитывают концентра- ционный коэффициент (КК), который служит интегральной харак- теристикой концентрационной функции почек. U осм мосмоль/л КК = —————————— . Р осм мосмоль/л Снижение КК до значений менее 2,0 свидетельствует о снижении концентрационной способности почек, а значения, близкие к 1,0, при олигурии или анурии являются указанием на развитие почечной недостаточности. 3. Определение величины клубочковой фильтрации по клиренсу креатинина. Sudakov-Practicum-17_2016.indd 198 28.01.2016 15:36:17 199 Креатинин является конечным продуктом распада креатина, уча- ствующего в энергетическом обмене мышечной и других тканей. Креатинин практически полностью фильтруется, но не подвергается ни реабсорбции, ни химическим превращениям в канальцах, а так- же не секретируется. Следовательно, клиренс креатинина (С креат ), то есть объем крови, которая очищается от креатинина, проходя через почки, равняется клубочковой фильтрации. Вычисляют уровень минутной клубочковой фильтрации (V фильтр ) по клиренсу креатинина, используя формулу: U креат С креат = V фильтр мл/мин = ———— × V мл/мин, P креат где U креат — концентрация креатинина в моче, P креат — концентрация креатинина в плазме крови, V — минутный диурез. 4. Определение осмотического клиренса. Проходя через почки, кровь освобождается от осмотически ак- тивных веществ. Количественным показателем эффективности вы- ведения осмотически активных веществ почками служит осмоти- ческий клиренс, то есть объем плазмы крови, который очищается почкой от осмотически активных веществ. Осмотический клиренс вычисляют по формуле: U осм мосмоль/л С осм = ————————— × V мл/мин, P осм мосмоль/л где U осм — осмотическая концентрация мочи, P осм — осмотическая концентрация плазмы крови, V — минутный диурез. 5. Измерение очищения крови от натрия почками. Почечное очищение от натрия рассчитывают по формуле: U Na С Na = ———— × V мл/мин, P Na где U Na — концентрация натрия в моче, P Na — концентрация натрия в плазме крови, V — минутный диурез. 6. Определение уровня циркулирующего альдостерона по концен- трации натрия в плазме крови и моче. Занятие 22. Процессы выделения Sudakov-Practicum-17_2016.indd 199 28.01.2016 15:36:17 200 НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. ПРАКТИКУМ Основным гормоном, определяющим уровень реабсорбции на- трия в нефроне, является альдостерон, содержание которого в плаз- ме крови составляет 65 r 29 пг/мл. Концентрации натрия в плазме крови и моче могут служить количественным отражением уровня циркулирующего в крови альдостерона. Уровень альдостерона в крови вычисляют, пользуясь данными предыдущей задачи (почечное очищение от натрия), по формулам: Альдостерон пг/мл = 1407,53 – 20,55 × (P Na ) + 0,08 × (P Na ) 2 Альдостерон пг/мл = 107,138 + 0,112 × (U Na ) – 0,002 × (U Na ) 2 , где P Na и U Na — соответственно осмотические концентрации натрия в плазме крови и в моче. Таблица 2 |