Словарь основных терминов и понятий.
Стоматологический факультет, 1 курс
Раздел «Физиология дыхания»
Учебно-методическое пособие к занятию 2
Тема занятия: Физиология дыхательного центра. Регуляция внешнего дыхания.
Цели занятия: Изучить механизмы формирования ритма дыхания, регуляцию дыхания в покое и в условиях необычной среды, возрастные особенности дыхания..
Словарь основных терминов и понятий.
Автоматия дыхательного центра –под автоматией дыхательного центра понимают циркуляцию возбуждения в его нейронах, обеспечивающих саморегуляцию вдоха и выдоха.
Анатомическое мёртвое пространство (вредное пространство) – объём вдыхаемого воздуха, который остаётся в дыхательных путях и не участвует в газообмене. Обычно составляет 2,2 мл/кг массы тела.
Апноэ –остановка дыхания, вызванная, главным образом, гипокапнией.
Апноэстический центр -совокупность дыхательных нейронов, которые стимулируют вдох; предполагаемая локализация: верхняя область продолговатого мозга, нижняя область варолиевого моста.
Апноэстическое дыхание –редкий ритм дыхания, характеризующийся очень длительными вдохами (задержка на вдохе) и короткими выдохами.
Асфиксия –остановка или угнетение дыхания, связанное, главным образом, с параличом дыхательных центров при значительной гипоксии и гиперкапнии.
Брадипноэ –снижение частоты дыхания.
Гипервентиляция –усиленная вентиляция, превышающая метаболические потребности организма (парциальное давление СО2 в альвеолах меньше 40 мм рт. ст.)
Гиперпноэ –увеличение глубины дыхания независимо от изменений частоты дыхания
Гиповентиляция –пониженная вентиляция, не удовлетворяющая метаболические потребности организма (парциальное давление СО2 в альвеолах больше 40 мм рт. ст.)
Гипероксемия –высокий уровень напряжения кислорода в крови, превышающий метаболические потребности организма.
Гипероксия –высокий уровень напряжения кислорода в тканях (крови), превышающий метаболические потребности организма.
Гипоксемия –низкий уровень напряжения кислорода в крови, не удовлетворяющий метаболические потребности организма.
Гиперкапния –высокий уровень напряжения углекислого газа в крови (больше 40 мм рт. ст.).
Гипокапния –низкий уровень напряжения углекислого газа в крови (меньше 40 мм рт. ст.).
Гипоксия –низкий уровень напряжения кислорода в тканях (крови), не удовлетворяющий метаболические потребности организма.
Диспноэ –одышка, неприятное субъективное ощущение недостаточности дыхания или затруднённости дыхания.
Дыхательный центр в широком смысле - это совокупность нейронов в разных отделах спинного и головного мозга, обеспечивающих организацию и регуляцию внешнего дыхания.
Дыхательный центр в узком смысле - это центр судорожного дыхания продолговатого мозга, его инспираторные и экспираторные нейроны расположены вдоль обоюдного ядра и одиночного тракта и образуют центр вдоха и выдоха.
Инспираторные нейроны– нейроны, возбуждающиеся во время вдоха.
Ирритантные рецепторы –рецепторы слизистой бронхов, реагируют на действие табачного дыма, едких газов, пыли, холодного воздуха, иннервируются блуждающим нервом. Рефлекторный ответ заключается в формировании кашля (сужение бронхов, гиперпноэ).
Максимальная вентиляция лёгких– объём воздуха, проходящий через лёгкие при дыхании с максимальной глубиной и частотой. У молодых людей составляет 120-170 л/мин.
Минутный объём дыхания (МОД) – объём воздуха, который проходит через лёгкие за 1 минуту. В норме в покое равен 6-10 л/мин. При физической нагрузке колеблется в пределах 50-100 л/мин, может достигать 120 л/мин.
Минутная альвеолярная вентиляция (МАВ) – объём воздуха, который проходит через альвеолы лёгких за 1 мин
Нормовентиляция –нормальная вентиляция, при которой парциальное давление СО2 в альвеолах поддерживается на уровне около 40 мм рт. ст.
Нормокапния –нормальный уровень углекислого газа в крови (в артериальной крови 40 мм рт. ст.).
Нормоксия -нормальный уровень кислорода в крови (в артериальной крови около 100 мм рт. ст.).
Ортопноэ –выраженная одышка, связанная с застоем крови в лёгочных капиллярах.
Периферические механизмы формирования дыхательного ритма –собственные рефлексы дыхательной системы, участвующие в смене вдоха выдохом и наоборот.
Пневмография– метод регистрации дыхательных движений грудной клетки.
Пневмотаксический центр -совокупность дыхательных нейронов варолиевого моста, которые активируются ранними инспираторными нейронами продолговатого мозга и стимулируют формирование выдоха.
Повышенная вентиляция –любое увеличение альвеолярной вентиляции по сравнению с уровнем покоя (например, при мышечной работе) независимо от парциального давления газов в альвеолах.
Резерв дыхания– Разница между показателями максимальной вентиляции лёгких и минутным объёмом дыхания в покое, выражается в процентах (в норме больше 85 %).
Рефлекс Гейманса –рефлекторная реакция с хеморецепторов синокаротидной зоны, вызывающая активацию дыхательного центра и увеличение частоты и глубины дыхания.
Рефлекс Маршака –рефлекторная реакция с прориорецепторов мышц, сухожилий, суставов, вызывающая активацию дыхательного центра и увеличение частоты и глубины дыхания. Проприорецепторы, расположенные в дыхательных мышцах работают постоянно и участвуют в регуляции дыхания (относятся к периферическим механизмам регуляции дыхания).
Ритм дыхания –периодическое чередование вдоха и выдоха.
Тахипноэ –увеличение частоты дыхания.
Центральные механизмы формирования дыхательного ритма –механизмы, действующие в сети дыхательных нейронов и обеспечивающие формирование вдоха, смену вдоха выдохом.
Центр вдоха –совокупность инспираторных нейронов продолговатого мозга, обеспечивающих формирование вдоха.
Центр выдоха –совокупность экспираторных нейронов продолговатого мозга, обеспечивающих формирование выдоха.
Центры диафрагмального дыхания –совокупность мотонейронов в передних рогах шейных сегментов спинного мозга (С3-С5), иннервирующих диафрагму.
Центры грудного дыхания –совокупность мотонейронов в передних рогах грудных сегментов спинного мозга, иннервирующие наружные косые межрёберные мышцы.
Центр судорожного дыхания –совокупность инспираторных и экспираторных нейронов продолговатого мозга, обеспечивающих формирование вдоха и выдоха
Хеморецепторы периферические –рецепторы синокаротидной зоны, к которым относятся рецепторы, реагирующие на гипоксию; рецепторы, реагирующие на гиперкапнию, рецепторы, возбуждающиеся при ацидозе. К этим же рецепторам относятся рецепторы дуги аорты, отвечающие на гипоксию. Все рецепторы этой группы в сравнении с центральными дают более быструю реакцию на изменение показателей.
Хеморецепторы центральные –рецепторы, расположенные на вентральной поверхности продолговатого мозга, реагирующие на ацидоз. Реакция на ацидоз более медленная, чем у периферических рецепторов, но влияние на дыхательный центр более сильное.
Частота дыхания – число дыхательных движений (вдохов или выдохов) за 1 мин. В покое 10-18 вдохов в минуту.
Экспираторные нейроны– нейроны, возбуждающиеся во время выдоха.
Эупноэ –нормальная вентиляция в покое, сопровождающаяся субъективным чувством комфорта.
Для достижения поставленной цели необходимо:
Повторить:
1. Строение и иннервацию органов дыхания, дыхательных мышц
Изучить литературу:
Основную: 1. Физиология человека: Учебник / в 2-х томах / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. – М.: Медицина, 1998, 2000.– Т. 1. – С. 415-439.
2. Физиология человека: Учебник / Под ред. Г.И. Косицкого. - М.: Медицина, 1985. – С. 298-323.
3. Нормальная физиология: Учебное пособие для студентов стоматологического факультета /под ред. В.А. Полянцева. – М: Медицина, 1989, С. 72-75.
4. Руководство к практическим занятиям по физиологии / Под ред. Г.И. Косицкого, В.А. Полянцева. – М.: Медицина, 1988. – С. 136-138.
Дополнительную:1. Основы физиологии человека: Учебник для высших учебных заведений / в 2-х /томах / Под ред. Б.И. Ткаченко. – СПб, 1994. – Т. 1. - С. 354-379. – Т. 2. – С. 174-176, 228-229.
2. Физиология человека: Руководство / в 3-х томах /. Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. – М.: Мир, 1996, 2000. – Т. 2. – С. 585-603.
В результате подготовки к занятию необходимо:
Знать:
1. Современные представления о структуре и нейронной организации дыхательного центра.
2. Физиологическую характеристику отделов дыхательного центра: пневмотаксического, апноэстического, центра судорожного дыхания.
3. Центральные и периферические механизмы формирования дыхательного ритма. Роль рефлекса Геринга-Брейера в формировании ритма дыхания.
4. Значение центральных и периферических хеморецепторов в регуляции дыхания. Изменение вентиляции легких при гиперкапнии и гипоксии.
5. Характеристику сопряженных дыхательных рефлексов, защитных дыхательных рефлексов.
6. Влияния гипоталамуса, лимбической системы и коры больших полушарий на ритм дыхания.
7. Механизмы регуляции дыхания при физической работе, при пониженном и повышенном барометрическом давлении. Характеристику состояний гипоксии и гипероксии и их действия на организм.
8. Характеристику функциональной связи дыхания, жевания и глотания.
9. Возрастные особенности дыхания. Механизм первого вдоха новорожденного.
10. Характеристику понятий: минутный объём дыхания (МОД), минутная альвеолярная вентиляция (МАВ), объём мертвого пространства. Методы исследования МОД и МАВ.
11. Принципы метода пневмографии.
Уметь:
1. Излагать теоретический материал занятия.
2. Изображать на схеме взаимодействие структур дыхательного центра во время вдоха и выдоха. Рисовать схему рефлекса Геринга-Брейера. Объяснять значение центральных и периферических механизмов в обеспечении дыхательного ритма.
3. Рисовать схемы рефлекторных дуг рефлексов Гейманса, Маршака и объяснять их физиологическое значение.
4. Выполнять функциональные пробы Штанге - Генче и оценивать их результаты, определять лёгочную вентиляцию в покое и после физической нагрузки, рисовать пневмограммы.
5. Использовать теоретические знания по теме при решении ситуационных задач и тестовых заданий, для объяснения результатов исследований.
При подготовке к занятию рекомендуется выполнить письменно:
1. Дайте определение понятию «ритм дыхания». Перечислите центральные и периферические механизмы формирования ритма дыхания. Нарисуйте схему взаимодействия центров вдоха, выдоха и пневмотаксического центра. Нарисуйте схему рефлекса Геринга-Брейера (с механорецепторов легких).
2. На Ро2 артериальной или венозной крови реагируют в основном периферические хеморецепторы? Приводит ли лёгкое отравление угарным газом к увеличению вентиляции?
3. Какие из перечисленных факторов способствуют увеличению вентиляции при умеренной физической нагрузке: а) рефлексы от движущихся конечностей; б) увеличение температуры тела; в) снижение Ро2 в артериальной крови; г) повышение Рсо2 в артериальной крови; д) условные рефлексы; е) произвольная регуляция?
4. Заполните таблицу 1: Рефлексы дыхательной системы (при выполнении задания воспользуйтесь презентацией для самостоятельной работы):
Таблица 1. Рефлексы дыхательной системы
| Виды рефлексов | Виды рецепторов, их расположение | Реакция дыхательного центра | Характер внешнего дыхания | Функциональное значение: на что направлен | Регуляция по рассогласованию, по возмущению | Собственный или сопряжённый |
| 1. Гейманса | ||||||
| 2. Маршака | ||||||
| 3. Геринга-Брейера | ||||||
| 3. Рефлекс с ирритантных рецепторов |
5. Нарисуйте схемы пневмограмм (см. рисунок в приложении 2). Кратко опишите изменения дыхания, зарегистрированные после задержки дыхания, гипервентиляции, физической нагрузки и во время чтения.
Для контроля усвоения теоретического материала ответьте на тестовые задания: см. приложение 1.
Организация самостоятельной работы на занятии:
Содержание занятия:
1. Входной тест
2. Практические работы:
Работа 1.Определение легочной вентиляции в покое и при физической нагрузке.
Мерой легочной вентиляции является минутный объем дыхания (МОД). МОД в покое составляет 6-10 л/м и зависит от частоты и глубины дыхания. МОД определяют по формуле: МОД = ДО · ЧД, где ЧД – это частота дыхания за 1 мин (в норме у взрослого человека 10-18 в мин). Более точно эффективность дыхания можно оценить по величине минутной альвеолярной вентиляции (МАВ), которую рассчитывают по формуле: МАВ = (ДО – ОМП) · ЧД, где ОМП – это объем мертвого пространства, который составляет для взрослого человека 2,2 мл/кг массы тела.
При физической нагрузке изменяется ритм дыхания: глубина и частота дыхания увеличиваются, легочная вентиляция повышается до 50-100 л/мин, а при максимальной нагрузке может достигать 120 л/мин. Эти изменения происходят за счет стимуляции дыхательных центров, активизации механизмов формирования дыхательного ритма.
Работа выполняется на студентах.
Для работы необходимы: сухой спирометр, съёмные мундштуки, часы, ватные шарики, спирт.
Методика работы. 1) Определите в покое дыхательный объем (ДО) (с помощью спирометра), частоту дыхания за 1 мин (ЧД) (для подсчёта частоты нужно положить руку на грудную клетку и подсчитать число её подъёмов). Рассчитайте минутный объем дыхания (МОД), минутуную альвеолярную вентиляцию (МАВ). 2) ДО, ЧД, МОД, МАВ определите после физической нагрузки (20 приседаний за 15 с).
Данные исследования внесите в таблицу 1:
Таблица 1.
| Условия Опыта | Показатели дыхания | |||
| ДО | ЧД | МОД | МАВ | |
| Покой | ||||
| Физическая нагрузка |
В обсуждении:
Сравните полученные результаты с нормой; отметьте, какие изменения дыхательного ритма произошли, какой из показателей (частота или глубина) в большей степени повлиял на изменения МОД и МАВ.
Сделайте вывод о роли центральных и периферических механизмов в формировании дыхательного ритма.
Работа 2.Оценка резервных возможностей организма по функциональным пробам с задержкой дыхания (пробы Штанге и Генча).
Резервные возможности организма оценивают по длительности задержки. При задержке дыхания на вдохе удовлетворительной считается задержка более 30 с; задержку менее 30 с оценивают как неудовлетворительную. При задержке 10-20 секунд полагают, что имеет место недостаточность кровообращения.
При задержке дыхания на выдохе у здоровых людей время задержки составляет 25-30 с. После физической нагрузки время задержки уменьшается до 5-15 с.
Работа выполняется на студентах.
Для работы необходимы: часы с секундной стрелкой.
Методика работы:
Визуально оцените ритм дыхания в покое.
Проба Штанге – задержка дыхания на вдохе: определите максимальное время задержки после глубокого вдоха (около 80% ЖЕЛ); отметьте особенности ритма дыхания после задержки.
Проба Генча – задержка дыхания на выдохе: после нормализации дыхания определите время задержки после максимального выдоха (предварительно перед выдохом сделать глубокий вдох). отметьте особенности ритма дыхания после задержки. Полученные результаты занести в таблицу 2:
Таблица 2
| Испытуемый | Задержка на вдохе | Задержка на выдохе | ||
| норма | опыт | норма | опыт | |
В обсуждении сравните полученные результаты с нормой, Сравните длительность задержки на вдохе и на выдохе, объясните причины различий.
В выводах укажите медицинское значение проб Штанге и Генча.