Geum.ru

Российский университет дружбы народов экологический факультет

Вид материалаПрограмма

Содержание


Экологическая физиология сердечно – сосудистой системы.
Экологическая физиология дыхания
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Экологическая физиология сердечно – сосудистой системы.


Развитие сердечно-сосудистой системы в эволюции. Эволюция сердца (двух-, трех- и четырехкамерное сердце) , анатомия и размеры сердца. Особенности анатомического строения и функции сердечной мышцы, волокна Пуркинье. Строение клапанов сердца, какова функция клапанов сердца(обеспечивают односторонность тока крови). Роль коронарного кровообращения . Физиологические свойства сердечной мышцы: возбудимость, проводимость, сократимость, закон «все или ничего», как потенциал действия проводится по сердцу. Систола, диастола, понятие о рефрактерности ( период, в течение которого не может возникнуть нормальный сердечный импульс), относительный и абсолютный рефрактерный период, экстрасистола и компенсаторная пауза. Автоматия сердца. Проводящая система сердца и значение отдельных частей проводящей системы для автоматии, опыт с лигатурами Станиуса, свойства синусного водителя ритма. Центры автоматии сердца, их анатомические и функциональные характеристики. Сердечный цикл, длительность одиночного сердечного цикла и его отдельных фаз, понятие о систоле и диастоле. Механизм поддержания односторонности тока крови, что такое минутный и систолический объем крови, частота сердцебиений. Закон Старлинга. (способность сердца приспосабливаться к изменениям возврата крови . механизм состоит в способности сердечной мышцы при растяжении увеличивать силу сокращения, сердечный выброс зависит от венозного возврата. Причины сердечной недостаточности: снижение сократительной способности сердца зависит от метаболических расстройств, анатомических пороков и ишемии. Временные характеристики работы сердца. Сердечный выброс равен ударному объему умноженному на частоту сердечных сокращений. Ударные объемы правого и левого желудочка одинаковы. Регуляция системного кровообращения : метаболическая, симпатическая, миогенная –свойства сосудистой стенки реагировать на давление крови. Нервная регуляция деятельности сердца. Центробежные нервы сердца: блуждающий и симпатический, особенности их влияния на сердечную деятельность . Понятие о брадикардии и тахикардии. Гуморальная регуляция деятельности сердца, чувствительность сердца к химическому составу крови. Влияние электролитов, медиаторов и гормонов. Функциональные возможности сердца в экологических адаптациях. Рефлекторная регуляция сердца, рефлексогенные зоны: аортальная, синокаротидная. Роль высших отделов мозга в регуляции деятельности сердца.


Экологическая физиология системы кровообращения. Развитие кровеносной системы в эволюции. Строение и функция большого и малого круга кровообращения, распределение крови между двумя кругами кровообращения. Распределение крови в организме. Физиологическое значение кровяных депо. В артериальном русле 1000л крови, в венах 1000л, в капиллярах 200мл. Депо в кожных сосудах, печени, селезенке. Понятие о венах и артериях, их строение и механизмы, обеспечивающие движение крови по разным типам сосудов. Сопротивление сосудов прямо пропорционально их длине и вязкости крови и обратно пропорционально диаметру сосудов. Линейная и объемная скорость крови. Закон неразрывности струи. Кровоток в артериях, распределение давления крови в разных отделах артериального русла. Механизмы поддержания давления крови в артериальном русле. Понятие о систолическом, диастолическом и пульсовом давлении, каковы нормальные величины. Венозное давление. Артериальный пульс, его происхождение, скорость распространения пульсовой волны. Факторы, обеспечивающие возврат крови к сердцу. Капиллярное кровообращение и его особенности. Понятие о микроциркуляции, гистогематический барьер. Нервные и гуморальные механизмы регуляции кровотока. Сосудо-двигательный центр, тонус сосудов. Роль симпатической и парасимпатической нервной системы в регуляции сосудов. Экологические особенности физиологических адаптаций кровоснабжения органов и тканей в различных условиях. . Методы измерения кровяного давления.


Экологическая физиология дыхания.

Эволюция органов дыхания в животном мире. Экологические адаптации органов дыхания, понятие о кислородном режиме организмов. Легочное и тканевое дыхание, основные этапы дыхательного процесса. Нервные и гуморальные механизмы регуляции дыхания. Понятие о гипоксии. Процесс, при котором окисление органических веществ ведёт к выделению химической энергии, называется дыханием. Если для него требуется О2, его называют аэробным, если реакция идёт в отсутствии О2, его называют анаэробным. Для всех тканей позвоночных и человека дыхание — аэробный процесс, является основным источником энергии. При этом в митохондриях происходит превращение энергии окисления в запасание энергии в виде макроэргов типа АТФ. Процесс использования энергии связей органических молекул называется внутренним, тканевым или клеточным дыханием. Дыхание позвоночных и человека состоит из последовательных процессов, обеспечивающих поступление во внутреннюю среду организма О2, использование его для окисления органических веществ и удаление СО2. Функция дыхания у человека включает:1) внешнее дыхание — лёгочное, которое осуществляет газообмен между наружной и внутренней средой организма (между воздухом и кровью); 2) кровообращение, которое обеспечивает транспорт газов к тканям и от них; 3) внутреннее или тканевое дыхание. Эволюция органов дыхания.: 1) конвекция от внешней среды к альвеолам: вентиляция; 2) диффузия из альвеол в кровь; 3) конвекция О2 от альвеол к капиллярам тканей; 4) диффузия из капилляров крови к окружающим тканям.

1 и 2я стадии называются внешним дыханием, третья — транспорт газов кровью, а четвёртая — тканевым (внутренним) дыханием. Механизм вентиляции альвеол (инспирация и экспирация). Различают рёберный и брюшной типы дыхания. Механизм дыхательных движений. Что такое плевральная полость? Разница между внутриплевральным и атмосферным давлением на 6-9 мм рт. ст. меньше атмосферного. Частота лёгочного дыхания 12-18 дыхательных движений в минуту. Лёгочная вентиляция определяется глубиной дыхания (дыхательным объёмом) и частотой дыхательных движений. Общую ёмкость лёгких разделяют на несколько компонентов: 1) дыхательный объём — количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании; 2) резервный объём воздуха — количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального вдоха; 3) резервный объём выдоха — количество воздуха, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха; 4) остаточный объём — количество воздуха, остающегося в лёгких после максимального выдоха; 5) жизненная ёмкость лёгких — наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха, т.е. равно сумме 1, 2, 3; 6) резерв вдоха — максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного вдоха (равен сумме 1 и 2); 7) функциональная остаточная ёмкость — количество воздуха, остающееся в лёгких после спокойного выдоха ( равен сумме 3 и 4); 8) общая ёмкость лёгких — количество воздуха, содержащиеся в лёгких на высоте максимального вдоха (равно сумме 4 и 5). Наибольшее практическое значение имеют дыхательный объём, жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) и функциональная остаточная ёмкость ((ФОЁ)). ЖЕЛ — является показателем подвижности лёгких и грудной клетки, зависит от возраста, пола, размеров и положения тела, степени тренированности. У молодых людей ЖЕЛ=2.5рост(м), при росте 180 см ЖЕЛ=4.5 л. Физиологическое значение ФОЁ состоит в выравнивании содержания колебания О2 и СО2 в альвеолярном воздухе, благодаря предварительному смешиванию поступающего атмосферного воздуха с воздухом уже содержащимся в лёгких. ФОЁ равна сумме остаточного объёма и резервного объёма выдоха. У молодых ФОЁ - 2.4 л, у пожилых 3.4 л. У женщин на 25% меньше, чем у мужчин. Измерение лёгочных объёмов. Объём вдыхаемого и выдыхаемого воздуха можно измерить при помощи спирометра или пневмотахометра. Остаточный объём и ФОЁ можно определить только косвенными методами. Анатомическое и функциональное мёртвое пространство. Искусственное дыхание. С момента остановки дыхания и кровобращения человек находится в состоянии клинической смерти. Через 4-6 минут недостаток О2 и накопление СО2 приводят к необратимым повреждениям клеток жизненно важных органов и биологической смерти. Максимальная вентиляция лёгких (МВЛ) — объём воздуха, проходящий через лёгкие за определённый промежуток времени при дыхании с максимальной частотой и глубиной. Норма 120-170 л/мин.

Типы вентиляции. Характер вентиляции может меняться: усиливаться при работе, изменении метаболизма, при патологических состояниях. Газообмен в лёгких и перенос газов кровью. Количество О2, поступающего в альвеолы из выдыхаемого воздуха в единицу времени равно количеству О2, переходящего за это время из альвеол в кровь лёгочных капилляров. Это обеспечивает постоянство концентрации и парциального давления О2 в альвеолярном пространстве. Это относится и к СО2.. Альвеоло-капиллярная мембрана имеет толщину от 0.3 до 2 мкм, через которые осуществляется обмен респираторных газов. Внутри альвеолы выстланы поверхностно-активным веществом сурфактантом толщиной 50 нм. Он снижает поверхностное натяжение, способствует расправлению лёгких при первом вдохе, обеспечивает эластическое сопротивление ткани лёгкого. Переход газов через альвеоло-капиллярную мембрану происходит по законам диффузии. Для О2 градиент давления составляет около 60 мм рт. ст. (парциальное давление в альвеолах 100 мм рт. ст., а в венозной крови 40 мм рт. ст.) А для СО2 6 мм рт. ст. (парциальное давление в альвеолах 40 мм рт. ст., а в притекающих сосудах 46 мм рт. ст.). Транспорт О2 кровью. О2 в крови находится в растворённом виде и в соединении с гемоглобином. В плазме растворено небольшое количество О2, в 100 мл лишь 0.3 мл. Каждый грамм гемоглобина способен связать 1.39 мл О2. Величина, отражающая количество О2, которое может связаться с гемоглобином при полном его насыщении называется кислородной ёмкостью гемоглобина. Содержание О2 в крови отражает количество О2 как связанного с гемоглобином, так и растворённого в крови. В 100 мл артериальной крови в норме 19-20 мл О2. В венозной — 13-15 мл. Артериовенозная разница 5-6 мл. СО2 находится в организме в растворённом и связанном состоянии, он почти в 20 раз более растворим, чем О2. Однако в растворённом виде переносится только 10%. В основном СО2 переносится в химически связанном состоянии в виде бикарбонатов и в соединении с белками (карбаминовые соединения). В артериальной крови напряжение СО2 40 мм рт. ст., в межтканевой жидкости 60-80 мм рт. ст. В крови образуется Н2СО3. В эритроцитах эта реакция под влиянием фермента ускоряется в 20 000 раз. В крови тканевых капилляров одновременно с поступлением СО2 внутрь эритроцита и образованием угольной кислоты происходит отдача О2 оксигемоглобином. В переносе с кровью СО2 большое значение имеет химическая связь с аминогруппами белков крови. Карбаминогемоглобин образуется из 25-30% СО2.

Регуляция внешнего дыхания.. Дыхательные центры. Ритмичное чередование вдоха и выдоха обеспечивается работой различных групп нервных клеток. В продолговатом мозге имеются инспираторные нейроны, которые возбуждаются незадолго до начала вдоха. Экспираторные нейроны возбуждаются во время выдоха и при дыхательной паузе. Дыхательный ритм, задаваемый ЦНС может изменяться под действием периферических факторов. От рецепторов растяжения лёгких, информирующих о степени растяжения лёгких. Эти сигналы идут по блуждающим нервам. При их пересечении дыхание становится более медленным и глубоким. На вентиляцию лёгких оказывает влияние рН крови, напряжение в ней О2 и СО2. Увеличение напряжения СО2 в артериальной крови (гиперкапния) приводит к повышению минутного объёма дыхания, возрастает дыхательный объём и частота дыхания. При снижении рН артериальной крови по сравнению с нормой (рН=7.4) вентиляция лёгких увеличивается и наоборот. Снижение напряжения О2 в артериальной крови (гипоксия) сопровождается увеличением вентиляции лёгких. Артериальная гипоксия может возникнуть на большой высоте, при лёгочной патологии. В естественных условиях напряжение О2 и СО2 тесно связаны. В норме напряжение О2 в крови мало влияет на лёгочную вентиляцию, но может существенно возрастать при патологии. Когда чувствительность дыхательных центров к СО2 существенно подавляется, например, при действии барбитуратов. Периферические хеморецепторы: локализованы в каротидных синусах и дуге аорты: каротидные тельца, аортальные тельца возбуждаются при снижении напряжения О2, повышении напряжения СО2, снижения рН. Влияние неспецифических факторов: холодовые и тепловые воздействия. Боль, различные гормоны, адреналин, прогестерон при беременности, патологические типы дыхания: периодическое дыхание Чейн-Стокса может наблюдаться даже у здоровых людей в условиях высокогорья. Характеризуется тем, что за несколькими глубокими вдохами следует остановка дыхания (апноэ), затем вновь глубокие вдохи. В результате глубоких дыхательных движений СО2 вымывается из крови, его стимулирующий эффект устраняется и происходит остановка дыхания. Дыхание Биота — тип периодического дыхания, связан с повреждением дыхательных центров при повышении внутримозгового давления. При сахарном диабете, при метаболическом ацидозе наблюдается дыхание Куссмауля — усиленная вентиляция лёгких.