Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольский государственный медицинский университет»

Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ставропольский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Утверждаю
/Заведующий кафедрой
Л.Д. Цатурян
«___» ____________201_ г.
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
к практическому занятию для студентов
II курса специальности 31.05.02 Педиатрия
по учебной дисциплине «Нормальная физиология»
Тема: Физиология дыхания.
Занятие № 2. Регуляция дыхания. Дыхание при различных
функциональных состояниях.
Обсуждена
на заседании кафедры
«___» ____________20__ г.
Протокол №______
Методическая разработка составлена
«___» ____________20__ г.
г. Ставрополь, 201_г.
Тема: Физиология дыхания.
Занятие №2. Регуляция дыхания. Дыхание при различных функциональных
состояниях.
Учебные вопросы занятия:
а) теоретическая часть занятия
1. Принципы регуляции процесса дыхания (нервный, гуморальный).
Понятие дыхательного центра в широком и узком смысле слова
(А.А. Ухтомский).
2. Современные представления о локализации и нейронной организации
дыхательного центра. Типы дыхательных нейронов продолговатого
мозга, их классификация. Генерация дыхательного ритма.
3. Рефлекторная регуляция дыхания, влияние высших отделов головного
мозга на дыхательный центр.
4. Гуморальная регуляция дыхания, роль углекислоты, кислорода и pH
крови в этом процессе.
5. Механизм первого вдоха новорожденного.
6. Дыхание при различных функциональных состояниях (при повышенном,
пониженном атмосферном давлении, в условиях выполнения физической
нагрузки).
7. Недыхательные функции легких.
б) практическая часть занятия
1. Определение минутного объема дыхания человека в покое и при
физической нагрузке.
2. Пульсоксиметрия в покое, при гипо- и гипервентиляции.
3. Влияние пониженного барометрического давления на организм мыши.
Место проведения занятия - база кафедры нормальной физиологии
Материально-лабораторное обеспечение: лабораторная база кафедры
нормальной физиологии, таблицы, спироанализатор Spirolab III, пальцевой
пульсоксиметрический датчик, мешок Дугласа, газовый счетчик,
микробарокамеры, белые мыши, пластилин, высотомер, насос Камовского,
флакон со спиртом, вата.
Учебные и воспитательные цели.
а) общая цель:
- Вам необходимо овладеть теоретическими и практическими знаниями о
локализации и нейронной организации дыхательного центра, принципах и
механизмах регуляции процесса дыхания, его особенностях при различных
функциональных состояниях.
б) частные цели:
- сформировать теоретическую базу знаний о нервном
и
гуморальном
принципах регуляции процесса дыхания.
- сформировать представления о дыхательном центре в широком и узком
смысле слова.
- сформировать современные представления о локализации и организации
дыхательного центра.
- сформировать представления о рефлекторной регуляции дыхания, влиянии
высших отделов головного мозга на дыхательный центр.
- сформировать представления о гуморальной регуляции дыхания, роли
углекислоты, кислорода и pH крови в этом процессе.
- сформировать представления об особенностях дыхания при повышенном и
пониженном атмосферном давлении, при физической нагрузке.
- сформировать представления о недыхательных функциях легких.
В результате изучения учебных вопросов занятия Вы должны
З Н А Т Ь:
- локализацию и нейронную организацию дыхательного центра.
- типы дыхательных нейронов продолговатого мозга, их классификацию.
- генерацию дыхательного ритма.
- механизмы рефлекторной и гуморальной регуляция дыхания.
- механизм первого вдоха новорожденного.
- особенности дыхания при различных функциональных состояниях.
- недыхательные функции легких.
У М Е Т Ь:
- определить минутный объем дыхания в покое и при физической нагрузке.
- определить степень насыщения крови оксигемоглобином.
- показать влияние пониженного барометрического давления на организм.
В Л А Д Е Т Ь:
- методом оксигемометрии.
О Б Л А Д А Т Ь Н А Б О Р О М К О М П Е Т Е Н Ц И Й:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
а) общекультурных (ОК):
-студент должен обладать способностью и готовностью анализировать
социально-значимые проблемы и физиологические процессы; использовать
на практике методы естественнонаучных, медико-биологических и
клинических наук в различных видах профессиональной и социальной
деятельности, что позволит формировать логическое, физиологическое
мышление как основу медицинского мышления (ОК-1);
б) профессиональных (ПК):
-студент должен обладать способностью и готовностью выявлять
естественнонаучную
сущность
проблем,
возникающих
в
ходе
профессиональной деятельности, использовать для
их решения
соответствующий физиологический аппарат на основе понимания
физиологических процессов, протекающих в организме (ПК-2);
-студент должен обладать способностью и готовностью к формирова-нию
системного подхода к анализу медицинской информации, опира-ясь на
всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске
решений с использованием теоретических знаний и практических умений,
полученных при изучении различных разделов физиологии в целях
совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);
-студент должен обладать способностью и готовностью к работе с
физиологической аппаратурой, используемой в работе с пациентами, владеть
компьютерной техникой, получать информацию из различных источников,
работать с информацией в глобальных компьютерных сетях; применять
возможности современных информационных технологий для решения
профессиональных задач, навыки которых были получены при изучении
нормальной физиологии (ПК-9);
-студент должен обладать способностью и готовностью анализировать
закономерности функционирования отдельных органов и систем,
использовать знания анатомо-физиологических основ, основные методики
клинико-иммунологического обследования и оценки функционального
состояния организма взрослого человека для своевременной диагностики
заболеваний и патологических процессов, на основе знаний и умений,
полученных при изучении нормальной физиологии (ПК-16)
-студент должен обладать способностью и готовностью изучать
физиологическую информацию, отечественный и зарубежный опыт по
тематике исследования различных разделов нормальной физиологии (ПК31);
-студент должен обладать способностью и готовностью к участию в
освоении современных теоретических и экспериментальных методов
исследования с целью новых перспективных средств в организации работ по
практическому использованию и внедрению результатов исследований на
основе полученных теоретических и практических знаний в области
нормальной физиологии. (ПК-32)
В результате освоения дисциплины студент должен:
И М Е Т Ь П Р Е Д С Т А В Л Е Н И Я:
- о функциональной системе, обеспечивающей поддержание постоянства
газового состава крови в покое и при различных функциональных
состояниях.
Рекомендуемая литература:
а)обязательная
1. Нормальная физиология: учебник для студ. высш. мед. проф. образования
[Н.А. Агаджанян, Н.А. Барбараш, А.Ф. Белов]; под ред. В.М. Смирнова. – М.:
ИЦ «Академия», 2010. – С. 194-207.
2. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии:
учеб. пособие для студ. учреждений высш. проф. образования / [Н.Н. Алипов,
Д.А. Ахтямова, В.Г. Афанасьев и др.] ; под ред. С.М. Будылиной, В.М.
Смирнова. – М.: ИЦ «Академия», 2010. – С.110-111, 114-115.
б)дополнительная
1. Коробков, А.В Атлас по нормальной физиологии / А.В. Коробков,
С.А. Чеснокова – М.: Высш. шк., 1986. – 351 с.
2. Руководство к практическим занятиям по физиологии учеб. пособие / под
ред. Г.И. Косицкого, 1988.
3. Физиология человека: учебник / в 2-х томах / под ред. В.М. Покровского,
Г.Ф. Коротько, 2003. – Т.2. – 656 с.
4. Физиология человека: учебник / под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса. – М.:
«Мир», 1996. – Т.1: 323с., Т.2: 641с, Т.3: 875 с.
5. Лекционный материал.
6. Интернет-ресурсы.
1. При подготовке к данному занятию
а) теоретическая часть
При подготовке к теоретической части необходимо проработать ранее
изученный материал по биологии, анатомии, гистологии дыхательной
системы. Обратите внимание на: роль механо- и хеморецепторов в
поддержании постоянства газового состава крови, особенности дыхания при
повышенном и пониженном атмосферном давлении, а также на
недыхательные функции легких. Проработайте рекомендованную литературу
по данному занятию. Ответьте на вопросы 1- 7 к занятию. Решите тесты
входного контроля с 1-10 и ситуационные задачи 1-14. Заготовьте в рабочей
тетради схему генерации дыхательного ритма, схему функциональной
системы, обеспечивающей поддержание постоянства газового состава крови.
Они Вам пригодятся при работе на занятии. Данное занятие имеет особое
место в работе по овладению знаниями о механизмах регуляции дыхания.
При наличии возможностей ознакомьтесь накануне занятия с рабочим
местом своей исследовательской и учебной работы. Вспомните правила и
меры безопасности при работе с аппаратурой и препаратами.
Заблаговременно приготовьте униформу.
Будьте готовы ответить на следующие вопросы:
1. Принципы регуляции процесса дыхания (нервный, гуморальный).
Понятие дыхательного центра в широком и узком смысле слова
(А.А. Ухтомский).
2. Современные представления о локализации и нейронной организации
дыхательного центра. Типы дыхательных нейронов продолговатого
мозга, их классификация. Генерация дыхательного ритма.
3. Рефлекторная регуляция дыхания, влияние высших отделов головного
мозга на дыхательный центр.
4. Гуморальная регуляция дыхания, роль углекислоты, кислорода и pH
крови в этом процессе.
5. Механизм первого вдоха новорожденного.
6. Дыхание при различных функциональных состояниях (при повышенном,
пониженном атмосферном давлении, в условиях выполнения физической
нагрузки).
7. Недыхательные функции легких.
2.По выполнению программы учебного занятия:
Проверьте рабочее место на предмет наличия всего необходимого для вашей
работы. При необходимости обратитесь к преподавателю.
При отработке 1 учебного вопроса занятия Вы должны разобрать принципы
регуляции процесса дыхания. Кроме того, сформировать представление о
дыхательном центре в широком и узком смысле слова.
При отработке 2 учебного вопроса занятия Вы должны разобрать
современные представления о локализации и нейронной организации
дыхательного центра, генерацию дыхательного ритма.
При отработке 3 учебного вопроса занятия Вам необходимо сформировать
целостное представление о механизмах рефлекторной регуляции дыхания.
Обратите внимание на влияние высших отделов головного мозга на
дыхательный центр.
При отработке 4 учебного вопроса Вам необходимо разобрать механизм
гуморальной регуляции дыхания. Обратите внимание на роль углекислоты,
кислорода и pH крови в этом процессе.
При отработке 5 учебного вопроса Вы должны разобрать механизм первого
вдоха новорожденного.
При отработке 6 учебного вопроса занятия Вы должны разобрать
особенности дыхания при повышенном и пониженном атмосферном
давлении, в условиях выполнения физической нагрузки.
При отработке 7 учебного вопроса занятия Вы должны разобрать
недыхательные функции легких, их участие в процессе выделения,
реализации защитной функции организма (иммунной защите, свертывании
крови).
б) практическая часть
Подготовьте свое рабочее место для выполнения запланированных работ.
При выполнении:
- 1 практического задания воспользуйтесь указаниями практикума
(Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии: учеб.
пособие / под ред. С.М. Будылиной, В.М. Смирнова: – М.: ИЦ «Академия»,
2010.) на страницах 110-111, запишите полученные значения и сделайте
вывод о функциональном состоянии дыхания у испытуемого в покое и при
физической нагрузке.
- 2 практического задания воспользуйтесь методическими рекомендациями
в конце разработки, запишите полученные значения и объясните причину
изменения насыщения крови кислородом при задержке дыхания и при
гипервентиляции.
- 3 практического задания воспользуйтесь методическими рекомендациями
в конце разработки и под руководством преподавателя Вам необходимо
пронаблюдать влияние пониженного барометрического давления на
организм мыши.
По выполнению программы занятия представьте Вашему преподавателю
протокол работы. Получите ответ на вопросы, вызвавшие у Вас затруднения.
3. При проведении заключительной части учебного занятия.
Решите тесты входного контроля с 1-10 и ситуационные задачи 1-14.
Решите предложенные ситуационные задачи выходного контроля. Поясните
смысл результатов своей работы по решению задач.
Выслушайте преподавателя о предстоящей Вашей работе на следующем
занятии. Приведите в порядок Ваше рабочее место. Попрощайтесь с
преподавателем.
Методические рекомендации к практическому заданию №2
«Пульсоксиметрия в покое, при гипо- и гипервентиляции»
В зависимости от степени насыщения крови кислородом изменяется ее
цвет от темно-вишневого (венозная кровь) к алому (артериальная кровь, у
которой меньше степень поглощения света). Это свойство крови позволило
применять метод пульсоксиметрии для оценки степени насыщения крови
кислородом. Спироанализатор Spirolab III с функцией пульсоксиметрии
позволяет измерять сатурацию кислорода в крови и одновременно
регистрировать пульс. При этом параметры измеряются и отображаются на
дисплее и могут быть распечатаны на встроенном термопринтере.
Датчик пульсоксиметрии снабжен двумя светодиодами, один из
которых излучает свет видимого спектра, а второй работает в инфракрасном
режиме. Излучение от обоих источников пропускается через палец и
считывается приемным устройством. При пропускании света через палец, в
зависимости от концентрации кислорода, часть излучения поглощается
кровью и мягкими тканями. Количество поглощаемого света на каждой
частоте зависит от степени насыщения кислородом (оксигенации)
гемоглобина в мягких тканях.
Цель работы: определить степень насыщения крови кислородом в
покое, в условиях гипо- и гипервентиляции с использованием
спироанализатора Spirolab III.
Оборудование:
спироанализатор
Spirolab
III,
пальцевой
пульсоксиметрический датчик. Исследование проводят на человеке.
Ход работы. Перед включением прибора необходимо проверить
наличие и целостность всех принадлежностей прибора. Присоедините датчик
пульсоксиметрии к прибору стрелкой вверх. Освободите фиксатор и
поднимите
жидкокристаллический
дисплей
прибора.
Включите
прибор.После включения прибора появляются текущая дата и текущее время.
Перед началом исследования необходимо ввести данные об
испытуемом. Для ввода новых сведений о пациенте (новом пациенте)
нажмите кнопку «ID» и, пользуясь клавишами◄► внесите необходимые
изменения. Вам необходимо заполнить следующие данные: ФИО пациента,
дата рождения, рост, вес, пол, этническая группа. После ввода данных
нажмите желтую клавишу
для подтверждения до появления надписи
«Выбрать любую функцию» в нижней части дисплея.
1. Пульсоксиметрия в покое. Попросите испытуемого сесть и
расслабиться. Установите на палец руки испытуемого датчик
пульсоксиметрии. Для этого выберите высокое место перфузии, которое
свободно приспособится к датчику. Вставьте указательный палец ногтевой
пластиной вверх в датчик до конца так, чтобы подушечка пальца
соприкасалась со светящимся красным детектором (провод датчика должен
проходить под ладонью). Убедитесь, что нижняя часть пальца полностью
закрывает детектор. Если палец нельзя расположить правильно, вставьте
другой палец, т.к.расположение пальца внутри датчика влияет на качество
сигнала. Положите руку ладонью вниз на ровную поверхность.
Нажмите клавишу «SpO2» для доступа в меню исследования. Выберите
тест «Точечная оксиметрия», нажав на клавишу 1. После этого начнется
запись. Во время проведения исследования на экране будет отображаться
изменения сатурации SpO2 и частоты сердечных сокращений ЧСС,
временные кривые этих параметров и время исследования. Длительность
исследования составляет 1 минуту. По истечении времени, нажмите клавишу
«ESC» для того, чтобы закончить тест.
На экране дисплея появится кривая пульсоксиметрии и полученные
результаты. Далее нажмите на клавишу печати (изображен значок принтера)
для распечатки результатов.
2. Пульсоксиметрия при гиповентиляции. Попросите испытуемого
сесть и расслабиться. Установите на палец руки испытуемого датчик
пульсоксиметрии. Для этого выберите высокое место перфузии, которое
свободно приспособится к датчику. Вставьте указательный палец ногтевой
пластиной вверх в датчик до конца так, чтобы подушечка пальца
соприкасалась со светящимся красным детектором (провод датчика должен
проходить под ладонью). Убедитесь, что нижняя часть пальца полностью
закрывает детектор. Если палец нельзя расположить правильно, вставьте
другой палец, т.к.расположение пальца внутри датчика влияет на качество
сигнала. Положите руку ладонью вниз на ровную поверхность.
Нажмите клавишу «SpO2» для доступа в меню исследования. Выберите
тест «Точечная оксиметрия», нажав на клавишу 1. После этого начнется
запись. Попросите испытуемого задержать дыхание так долго, насколько это
возможно (желательно на 1 минуту). Во время проведения исследования на
экране будет отображаться изменения сатурации SpO2 и частоты сердечных
сокращений ЧСС в условиях гипоксии, временные кривые этих параметров и
время исследования. После того, как испытуемый начнет дышать,
продолжите запись еще некоторое время, по истечении которого, нажмите
клавишу «ESC», чтобы закончить тест.
На экране дисплея появится кривая пульсоксиметрии и полученные
результатыв условиях гипоксии. Далее нажмите на клавишу печати
(изображен значок принтера) для распечатки результатов.
2. Пульсоксиметрияпри гипервентиляции. Попросите испытуемого
сесть и расслабиться. Установите на палец руки испытуемого датчик
пульсоксиметрии. Для этого выберите высокое место перфузии, которое
свободно приспособится к датчику. Вставьте указательный палец ногтевой
пластиной вверх в датчик до конца так, чтобы подушечка пальца
соприкасалась со светящимся красным детектором (провод датчика должен
проходить под ладонью). Убедитесь, что нижняя часть пальца полностью
закрывает детектор. Если палец нельзя расположить правильно, вставьте
другой палец, т.к.расположение пальца внутри датчика влияет на качество
сигнала. Положите руку ладонью вниз на ровную поверхность.
Нажмите клавишу «SpO2» для доступа в меню исследования. Выберите
тест «Точечная оксиметрия», нажав на клавишу 1. После этого начнется
запись. Попросите испытуемого сделать серию глубоких форсированных
вдохов и выдохов через нос. Во время проведения исследования на экране
будет отображаться изменения сатурации SpO2 и частоты сердечных
сокращений ЧСС в условиях гипероксии, временные кривые этих параметров
и время исследования. После того, как испытуемый начнет дышать спокойно,
продолжите запись еще некоторое время, по истечении которого, нажмите
клавишу «ESC», чтобы закончить тест.
На экране дисплея появится кривая пульсоксиметрии и полученные
результаты в условиях гипероксии. Далее нажмите на клавишу печати
(изображен значок принтера) для распечатки результатов.
Рекомендации по оформлению протокола работы. Запишите
результаты исследования в протоколе опыта. Сравните полученные данные с
нормативными показателями. Сделайте вывод о причинах изменения
насыщения крови при задержке дыхания и гипервентиляции.
Методические рекомендации к практическому занятию №3
Оборудование: белые мыши, высотомер, насос Камовского, пластилин.
Объект исследования: мышь белая.
Ход работы. Под колпак насоса Камовского помещаются высотомер и белая
мышь. Щель под колпаком герметизируется. Регистрируется время и
начинается постепенное откачивание воздуха из-под колпака. Проводится
наблюдение за показаниями высотомера, поведением животного и
изменениями ритма и частоты дыхания. При первой фазе гипоксемической
гипоксии отмечается учащение дыхания, вызванное снижением
парциального давления О2 во вдыхаемом воздухе. Животное становится
беспокойным.
Вторая фаза гипоксии появляется поверхностное дыхание и дыхание ЧейнаСтокса, вызванное снижением напряжения СО2 в крови, за счет увеличения
легочной вентиляции. Возникает порочный круг (гипоксия, сначала
вызвавшая повышенную деятельность дыхательного центра, приводит в
дальнейшем к его недостаточной деятельности, а наступающая вследствие
этого недостаточность дыхания еще более увеличивает гипоксию).
Нарушается координация движений. Шерсть поднимается, становится
влажной, слизистые принимают синеватую окраску.
Третья фаза гипоксии – животное занимает боковое положение. Дыхание
резкое, прерывистое, судорожное. Гибель животного наступает вследствие
паралича дыхательного и сосудодвигательного центров.