Внешнее дыхание
 Скачать 84.37 Kb.
|
   ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет»Медицинский институт Кафедра анатомии и физиологии ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ Методические указания для студентов специальности 31.05.01 «Лечебное дело» к практическим занятиям по нормальной физиологии Улан-Удэ 2016Практическое занятие 1 ТЕМА: внешнее дыхание. Формируемые компетенции. Данное занятие способствует формированию следующих компетенций, предусмотренных ФГОС ВО: ОК-1: способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу; ОПК-1: готовностью решать стандартные задачи профессиональной деятельности с использованием информационных, библиографических ресурсов, медико-биологической терминологии, информационно-коммуникационных технологий и учетом основных требований информационной безопасности; ОПК-9: способностью к оценке морфофункциональных, физиологических состояний и патологических процессов в организме человека для решения профессиональных задач; ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Сформировать представление об этапах внешнего дыхания, биомеханике вдоха и выдоха, роли грудной клетки, дыхательных мышц, воздухоносных путей и легких в дыхании. Студент должен знать:
Студент должен владеть:
Уровень усвоения: базовый Общее время занятия – 4 часа. Оснащение:1.Учебно-наглядные пособия: таблицы, схемы, иллюстрирующие этапы внешнего дыхания, строение воздухоносных путей и легких механизмы газообмена между атмосферным и альвеолярным воздухом, между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров. 2.Технической оснащение: сухо-воздушный спирометр, компьютерный спирометр «Спиро-Спектр», пикфлуометр. Мотивационная характеристика темы. Знание основных понятий и принципов физиологии внешнего дыхания, необходимо для дальнейшего успешного освоения материала на курсах патологической физиологии, пропедевтики внутренних болезней, пульмонологии и т.п. и далее в практической деятельности врача. Разделы базисных знаний: Требования к исходному уровню знаний основывается на материале курсов медицинской и биологической физики, биологии, химии, гистологии, анатомии и самоподготовки к данному занятию. Примеры тестов для определения исходного уровня знаний
А. наружные межреберные Б.внутренние межреберные В.диафрагма Г.мышцы передней брюшной стенки 2. К мышцам выдоха относятся: А. наружные межреберные Б.внутренние межреберные В.диафрагма Г.мышцы передней брюшной стенки 3. Содержание кислорода в атмосферном воздухе: А.20.85% Б.21.03 % В.31.05% 4.Содержание кислорода в альвеолярном воздухе: А. 14% Б. 17% В. 20% 5.Что такое дыхательный объем? А.объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании. Б.объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает при форсированном дыхании. В. Объем воздуха, который остается в легких после спокойного выдоха. Вопросы для подготовки к занятию (написать конспект).
Рекомендуемая литература: Основная:
Дополнительная
Теоретическая часть Сущность процесса дыхания сводится к обеспечению тканей кислородом, необходимым для окислительных процессов, и выделению из организма углекислого газа, образующегося в результате обмена веществ. Различают три основных этапа дыхания: внешнее дыхание, транспорт газов кровью и тканевое дыхание. Этапы дыхания:
Биомеханика вдоха и выдоха. Вдох (inspiratio). Сокращение инспираторных мышц: диафрагмы (80 % дыхательного объема), наружных межреберных мышц; увеличение объема грудной клетки, - внутригрудное (плевральное) давление падает, становится отрицательным -увеличивается объем легких -увеличивается объем альвеол. Альвеолярное давление снижается и становится ниже атмосферного, воздух устремляется в легкие. Выдох (expiratio). Спокойный выдох – пассивный, осуществляется за счет эластической тяги легких. Форсированный выдох осуществляется работой экспираторных мышц: внутренних межреберных мышц, мышц брюшного пресса. Дополнительные мышцы выдоха – мышцы голосовой щели. Объем грудной клетки уменьшается, уменьшается объем альвеол, альвеолярное давление становится выше атмосферного. Воздух устремляется наружу. Эластическая тяга легких – сила с которой легкое стремится к спадению, обусловлена эластичностью легочной ткани. Факторы, определяющие эластическую тягу легких: -поверхностное натяжение жидкости, выстилающей альвеолы; -содержание эластических структур в тканях: геометрическое расположение эластина, коллагена в альвеолярных стенках вокруг бронхов и сосудов. Растяжимость легких увеличивается в несколько раз благодаря – сурфактанту, который вырабатывается альвеолоцитами II типа, состоит из фосфолипидов и протеинов, выстилает альвеолы и снижает альвеолярное поверхностное натяжение, тем самым стабилизируя альвеолы. Дыхательные пути служат для:
Естественные очищающие механизмы
2 этап дыхания: Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров.
М=КΔРS/h где К – коэффициент диффузии. Отношение между минутным объемом альвеолярной вентиляции и минутным объемом крови в малом круге кровообращения. V/P ratio= 0,8-1,0 Дыхательные движения – наиболее доступная для наблюдения форма проявления деятельности дыхательной системы, поэтому изучение их характера наряду с исследованием объемов и состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха имеет большое значение при функциональной оценке дыхания. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Практическая работа 1. Спирометрия: расчет основных (статических) дыхательных показателей. Спирометрия - важнейший способ оценки функции внешнего дыхания. При проведении спирометрии пациент вдыхает и выдыхает с максимальной силой. Измеряют объемную скорость воздушного потока и изменения легочных объемов. Наиболее важные клинические данные дает анализ экспираторного маневра – выдоха. Легочные объемы и емкости определяются состоянием и развитием дыхательного аппарата, степенью физической тренированности обследуемого и называются – статическими. Различают 4 первичных легочных объема, не перекрывающих друг друга, и 4 емкости, каждая из которых включает 2 и более первоначальных объема. О с н а щ е н и е: сухой спирометр, мундштуки индивидуального пользования, вата, спирт. Объект исследования: человек. С о д е р ж а н и е р а б о т ы. Последовательно определите параметры внешнего дыхания и занесите их в тетрадь. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. ЖЕЛ= ДО+РОвд + РОвыд Определение фактической ЖЕЛ: После максимального вдоха из наружного воздуха сделайте максимальный выдох через мундштук спирометра. Величину ЖЕЛ определите по шкале аппарата, при этом учитывайте максимальное значение из трех измерений. Определение должной ЖЕЛ. У взрослого человека среднего роста ДЖЕЛ составляет 3-5 л. На каждые 5 см роста, начиная со 155 см, она увеличивается в среднем на 300 мл. У мужчин величина ее примерно на 15% больше, чем у женщин. Школьники в возрасте 11-12 лет имеют ДЖЕЛ около 2 л; дети до 4 лет – 1 л; новорожденные – 150 мл. Сопоставьте полученные результаты (среднее трех измерений) с должной ЖЕЛ по номограмме. Дыхательный объем (ДО), или глубина дыхания, - объем вдыхаемого и выдыхаемого в покое воздуха. Взяв в рот мундштук спирометра, сделайте несколько (5-7) спокойных выдохов, вдыхая через нос. Суммарный результат разделите на количество дыхательных движений. У взрослых людей ДО=400-500 мл, у детей 11 – 12 лет – около 200 мл, у новорожденных – 20 – 30 мл. Резервный объем выдоха (РОвыд) – максимальный объем, который можно с усилием выдохнуть после спокойного выдоха. Через 20-30 с свободного дыхания в момент спокойного выдоха быстро возьмите в рот мундштук аппарата и сделайте максимально возможный выдох. Выводы: полученные результаты сравните с должными, сделайте вывод о состоянии дыхательной системы у испытуемого.
показателей Кроме статических показателей, характеризующих степень физического развития дыхательного аппарата, существуют и дополнительные – динамические показатели, дающие информацию об эффективности вентиляции легких и функциональном состоянии дыхательных путей Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) – количество воздуха, которое может быть выдохнуто при форсированном выдохе после максимального вдоха. После максимального медленного вдоха из атмосферы сделайте возможно быстрый максимальный выдох в спирометр. Сравните вашу фактическую ЖЕЛ с ФЖЕЛ. В норме разница между ЖЕЛ и ФЖЕЛ равна 100-300 мл. Увеличение этой разницы до 1500 мл и более указывает на сопротивление току воздуха вследствие сужения просвета мелких бронхов. Продолжительность максимально быстрого выдоха колеблется от 1,5 до 2.5 с. Индекс Тиффно – отношение ОФВ1 к ЖЕЛ, выраженное в%. Анатомическое мертвое пространство – объем, в котором не происходит газообмен – воздух носоглотки, трахеи, крупных бронхов; прямому определению не подлежит. Принимают ДМП = 150 мл. Частота дыхания (ЧД) – количество дыхательных циклов (вдох-выдох) в 1 мин. Подсчитайте у себя число дыхательных циклов за одну минуту. Минутный объем дыхания (МОД) - количество вентилируемого в легких воздуха за 1 мин. МОД = ДО х ЧД. Альвеолярная вентиляция – объем выдыхаемого воздуха, поступающего в альвеолы. АВ = 66 – 80% от МОД Резерв дыхания (РД) – показатель, характеризующий возможности увеличения вентиляции. РД = МВЛ – МОД В норме эта разность составляет 85% МВЛ. Проведите пробу Штанге (задержка дыхания на вдохе, с). и пробу Генча(задержка дыхания на выдохе ,с). О ф о р м л е н и е п р о т о к о л а. 1. Ознакомьтесь с нормативными данными, зарисуйте в тетрадь.
Составьте таблицу:
Средние значения основных параметров внешнего дыхания
С о д е р ж а н и е р а б о т ы. Многие показатели функции дыхания зависят от конституции обследуемого, размеров тела, возраста, пола. Физической подготовленности и др. Поэтому измеренные величины следует сравнивать с должными величинами, рассчитанными с учетом этих показателей и коэффициентов (табл.2). В норме отклонения фактических значений дыхательных показателей от должных колеблются в пределах 10-15 %. Пользуясь данными таблицы, рассчитайте 3-4 ваших личных показателя по формуле Клемента: Должная величина = (Рост.м * коэфф)+ + (возраст, г * коэфф.) + константа. О ф о р м л е н и е п р о т о к о л а. Рассчитайте ваши личные показатели, занесите их в таблицу:
Полученные данные сравните в аналогичными, полученными в предыдущих работах (в том числе по формулам). Практическая работа 4. Компьютерная спирометрия. Простое механическое устройство типа водяного или воздушного (сухой) спирометра применяют сейчас только в условиях студенческого практикума для иллюстрации принципа метода. Современные сложные электронные приборы и компьютерные программы, используемые в функциональной диагностике, позволяют графически зарегистрировать и обработать объемы, потоки и скорости дыхательных маневров в самых разных режимах. Оборудование: компьютерный спирометр «Спиро-Спектр», мундштук, вата, этиловый спирт. Содержание работы. Тест «Спокойное дыхание». Возьмите загубник в рот; нос зажмите носовым зажимом для выключения носового дыхания. Через 5 мин адаптации приступите к исследованию. Начните регистрацию кривой: меню: Спокойное дыхание/Запись. После трех спокойных выдохов на спирограмме будут отображаться горизонтальные средние линии. Дайте испытуемому команду выполнить глубокий полный выдох с уровня спокойного дыхания. После завершения полного глубокого выдоха обследуемый должен выполнить полный глубокий спокойный вдох. Время маневра не ограничено, но он не должен быть ни медленным, ни форсированным. Завершить запись (кнопка в меню «Спокойное дыхание /стоп».После завершения попытки испытуемый отпускает мундштук и отдыхает в течение 1-2 минут. Тест «Форсированный выдох». Возьмите загубник в рот; нос зажмите носовым зажимом для выключения носового дыхания. Через 5 мин адаптации приступите к исследованию. Начните регистрацию кривой: меню: Форсированный выдох/Запись. После трех спокойных вдохов-выдохов дайте испытуемому команду выполнить глубокий полный вдох с уровня спокойного дыхания. Без задержки дыхания с уровня максимального глубокого вдоха выполняется полный глубокий выдох с максимальным усилием. После завершения форсированного выдоха, завершите запись: Форсированный выдох/стоп. Для анализа можно выбрать нужную попытку: [Alt-цифра], где цифра – номер попытки. О ф о р м л е н и е п р о т о к о л а. 1. Вклейте в тетрадь полученную кривую, если исследование проводилось на занятии или воспользуйтесь кривой, предложенной преподавателем. 2. Проанализируйте записанные данные в протокол исследования. 3. Оцените степени отклонения полученных значений, оцените тип нарушения ФВД (обструктивный, рестриктивный или смешанный) по нижеприведенным данным, и степень нарушения функции внешнего дыхания. Полученные выводы (заключение) также занесите в протокол исследования. Характеристика типов нарушения дыхания Обструктивный тип - преобладает изменения бронхиальной проходимости, при котором общая емкость легких (ОЕЛ) обычно повышена, но затруднен выдох за счет либо спазма гладких мышц воздухоносных путей, либо снижения растягивающей силы, действующей на дыхательные пути со стороны легочной паренхимы. Это ведет к снижению показателей ОФВ1, МВЛ, максимальной объемной скорости выдоха. Рестриктивный тип-преобладают изменения эластической растяжимости легких (грудной клетки) или слабости дыхательных мышц. Вместе с тем ФЖЕЛ практически не изменяется. Смешанный тип - оба механизма сочетаются. Практическая работа 5. Оценка бронхиальной проходимости (пикфлоуметрия) Пикфлоуметрия - простой способ самооценки и постоянного контроля (утром и вечером) проходимости бронхов, рекомендуемый всем больным бронхиальной астмой. В течение суток проходимость бронхов, особенно в фазе выдоха, может существенно меняться. При этом субъективное состояние и ощущения больного не всегда соответствуют истинному состоянию бронхопроводимости. Портативный, простой в применении, прибор пикфлоуметр позволяет измерять объем проходящего воздуха при выдохе в единицу времени - пиковая скорость выдоха (ПСВ), измеряемая в л/мин. Значение ПСВ становится выше при хорошем самочувствии и снижается при ухудшении. Нормальные границы ПСВ (для молодых людей 16-18 лет) представлены в табл.22.3 Оборудование: пикфлоуметр портативный. С о д е р ж а н и е р а б о т ы. Один из студентов в группе заранее получает у преподавателя пикфлоуметр на неделю на дом для ежедневного контроля бронхиальной проходимости. Полученные данные следует обсудить на занятия. Замеры производите ежедневно, утром и вечером, в положении стоя. Убедитесь, что «бегунок» стоит на нулевой отметке. Глубоко вдохните. Возьмите мундштук прибора в рот. Проверьте, не закрыт ли мундштук языком или зубами. Не касайтесь шкалы пальцами. Выдохните максимально сильно и быстро. Запишите показания прибора. Повторите измерение еще 2 раза. Из трех показателей выберите максимальный и отметьте его на графике. Оценка результатов пикфлоуметрии. Значения ПСВ сравнивайте с данными таблицы нормальных значений. Часто эти значения бывают выше, реже - ниже, чем показатель нормы. Оценивая результаты ПСВ, используйте несколько показателей. Среднесуточная бронхопроходимость (СБ) и ее (СБ) показатель (процент от нормы). Таблица 2 Нормальные значения пиковой скорости выдоха (л/мин) по данным пикфлоуметрии 16 -18 лет
Для расчета среднесуточной бронхопроходимости нужно сложить утреннюю и вечернюю величины ПСВ и сумму разделить пополам. СБ = (ПСВутро+ ПСВвечер):2 Показатель среднесуточной бронхопроходимости (в процентах) составляет: Показатель СБ = (СБ х 100%): NПСВ, Где N ПСВ – величина из таблицы нормальных значений или лучший показатель ( для тех, кто давно пользуется прибором и знает свою максимальную величину ПСВ). Пример расчета: Пациент К, 17 лет, рост 168 см. ПСВ утром - 400 л/мин ПСВ вечером - 380 л/мин Величина ПСВ по таблице нормальных значений - 440 л/мин СБ = (400 + 380 л/мин Показатель СБ, % = (390 х 100) : 440 = 86,3% Рассчитайте показатель СБ по полученным вами данным Дневное отклонение (ДО) бронхопроходимости (разница между наибольшим и наименьшим в течение суток значением ПСВ) и его показатель - Д (процент от наибольшей в течение суток величины ПСВ). Для расчета ДО нужно из наибольшей величины ПСВ (ПСВмах) вычесть наименьшую величину ПСВ (ПСВмiп) ДО = ПСВмах - ПСВмiп Показатель дневного отклонения составляет: Д = (ПСВмах – ПСВмiп) х 100%: ПСВмах Пример расчета: берут исходные данные предыдущего примера ДО = 400 - 380 = 20 л/мин Д% = (20 х 100%):400 = 5% Оформление протокола. Рассчитайте показатель ДО по полученным вами данным. Очень важно, чтобы значения ПСВ оставались стабильными в течение суток, т.е. чтобы разница между наибольшей и наименьшей величинами ПСВ (дневное отклонение) была минимальна, а показатель дневного отклонения не превышал 15%. В норме показатель дневного отклонения находится в пределах 10%. Система зон контроля за состоянием бронхиальной проходимости (ознакомительное задание) Для удобства контроля за состоянием бронхиальной проходимости (при астме) предлагается система трех цветовых зон по аналогии со светофором (зеленая, желтая, красная). Зеленая зона. Желтый цвет означает - «Осторожно». Это ухудшение состояния, приближение приступа. Нарушается сон из-за появления приступов ночного кашля. Физическая нагрузка, запахи, перемена погоды вызывает кратковременное затруднение дыхания. Возникает потребность в приеме бронхоспазмолитиков или увеличения их дозы. Показатель среднесуточной бронхопроходимости составляет 60-80%. Показатель дневного отклонения – 20-30%. Необходимо проконсультироваться с врачом и увеличить интенсивность лечения. Красная зона. Красный цвет - сигнал тревоги. Происходит усиление всех симптомов астмы. Эта зона соответствует выраженному приступу или тяжелому течению астмы. Показатель среднесуточной бронхопроходимости ниже 69%, но больше 30%. В этот период необходимо находиться под постоянным медицинским наблюдением, поэтому целесообразно лечение в больнице. Попадание в «красную зону» свидетельствует о неэффективности базисной терапии. Дневник наблюдения с графиком показателей ПСВ позволит врачу иметь представление о течении заболевания и эффективности проводимого лечения Контрольные вопросы и задания
Контрольные вопросы для определения итогового уровня знаний:
РЕШЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Практическое занятие 2. Тема: Транспорт газов кровью. Регуляция дыхания. Формируемые компетенции. Данное занятие способствует формированию следующих компетенций, предусмотренных ФГОС ВО: ОК-1: способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу; ОПК-1: готовностью решать стандартные задачи профессиональной деятельности с использованием информационных, библиографических ресурсов, медико-биологической терминологии, информационно-коммуникационных технологий и учетом основных требований информационной безопасности; ОПК-9: способностью к оценке морфофункциональных, физиологических состояний и патологических процессов в организме человека для решения профессиональных задач; ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: сформировать представление о переносе О2 и СО2 кровью, механизмы газообмена между кровью и тканями, рассмотреть теоретические вопросы, связанные с механизмами регуляции процесса дыхания; современные представления о структуре, локализации и автоматизме дыхательного центра; гуморальная регуляция процесса дыхания. Студент должен знать:
Студент должен владеть:
Уровень усвоения: базовый Общее время занятия – 4 часа. Оснащение: Компьютер, интерактивная доска, ВИРТУАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ PHYSIOLOGY SIMULATORS G.COTOR InterNICHE., схемы, рисунки. План занятия
ВВЕДЕНИЕ Регуляция дыхательных движений осуществляется сложным по структуре дыхательным центром. Образующие его нейронные системы, расположенные в ретикулярной формации продолговатого мозга, обладают автоматией и находятся под воздействием вышерасположенных отделов ствола мозга и коры больших полушарий. Динамика дыхания непрерывно приспосабливается к меняющимся условиям внешней и внутренней среды за счет нервных и гуморальных воздействий на дыхательный центр. Афферентные импульсы, приводящие к рефлекторным изменениям дыхания, поступают как от рецепторов легких и межреберных мышц, так и от других рецепторов организма. Гуморальные факторы могут влиять как на хеморецептивные структуры дыхательного центра, так и рефлекторно с хемоцептивных рефлексогенных зон сосудистого русла. Наиболее выраженное влияние на дыхание оказывает избыток в крови углекислого газа и недостаток кислорода. Эфферентные импульсы от дыхательного центра поступают к мотонейронам передних рогов спинного мозга, иннервирующим дыхательную мускулатуру. ПРОВЕРКА ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний:
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА Практическая работа 1. Механизм дыхания. Влияние радиуса просвета дыхательных путей на легочную вентиляцию. Цель: Выявить влияние просвета дыхательных путей на легочные объемы и емкости. Оснащение: ВИРТУАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ PHYSIOLOGY SIMULATORS G.COTOR InterNICHE. Практическая работа 2. Влияние давления в плевральной полости на легочную вентиляцию. Цель: Выявить роль внутриплеврального давления в обеспечении дыхательных движений. Практическая работа 3. Влияние сурфактанта на легочную вентиляцию. Цель: Оценить эффект, оказываемый сурфактантом на легочную вентиляцию. Оснащение: ВИРТУАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ PHYSIOLOGY SIMULATORS G.COTOR InterNICHE. РЕШЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Hb +4O2 → Hb(O2)4 а. в легких б. в тканях
карбоангидраза
HbCO2 →Hb+CO2 а. высокий уровень РСО2 ; б. низкий уровень РСО2 ;
Hb+CO2↔ HbCO2 O2+ HHb↔ HbO2+ Н+ СО2 +Н2О ↔ Н2СО3↔ НСО3- +Н+ НСО3-↔ НСО3- Н+↔ Н+ Cl- ↔Cl- 8. Нарисуйте и распределите все реакции и характеристики в легкие или ткани : ↓РСО2 ; Н2СО3→ НСО3- +Н+ ; СО2 +Н2О ← Н2СО3 ; 75% HbO2 ; Н2СО3← НСО3- +Н+ ; СО2 +Hb→ HbСO2 ; HbСO2→ СО2 +Hb; О2+НHb← HbO2+Н+ ; ↑РО2 ; ↓РО2 ; О2+НHb →HbO2+Н+; ; СО2 +Н2О → Н2СО3 ; ↑РСО2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||