Расчёт дыхательных показателей (должной жизненной ёмкости легких, ДЖЕЛ) по стандартизированным формулам

Цель работы: рассчитать ДЖЕЛ по стандартизированной формуле.

Содержание работы: ДЖЕЛ рассчитывают по следующим формулам:

для мужчин: 0,052*Р-0,028*В-3,2

для женщин: 0,049*Р-0,019*В-3,76,

где Р-рост, см; В-возраст, годы.

Если вам не более 22 лет, величину ДЖЕЛ следует снизить на 200мл.

Оформление протокола. Сравните полученную ДЖЕЛ с рассчитанной фактической ЖЕЛ, вычислите % отклонения.

Ситуационные задачи для определения конечного уровня знания студентов:

Задача №1

Парциальное давление О₂ в альвеолярном воздухе равно 170 мм. рт. ст. Какое количество кислорода при этом успевает раствориться в 100 мл крови?

Задача №2

Чему равна ДЖЕЛ (должная жизненная ёмкость лёгких) у женщин ростом 165 см (30 лет) и у мужчин ростом 181 см (45 лет)?

Задача №3

В плазме произошло повышение концентрации углекислого газа и углекислоты. Повлияет это на диссоциацию оксигемоглобина?

Задача №4

Одинаково ли оксигенирована кровь, оттекающая от верхушек и нижних отделов лёгкого?

Задача №5

В реке найден труп человека. Можно ли узнать, утопленник это или человек был убит на суше и труп сброшен в воду?

Задача №6

Какой объём О₂ поглощается и какой объём СО₂ выделяется в процессе одного дыхательного цикла, если дыхательный объём равен 500 мл?

Задача №7

Содержание О₂ в газовой смеси 14%, общее давление 760 мм. рт.ст. Каково парциальное давление О₂?

Задача №8

Спинной мозг перерезан между I и II шейными сегментами. Что произойдет с дыханием?

Задача №9

Спинной мозг перерезан между шейным и грудным отделом. Изменится ли при этом дыхание и почему?

Задача №10

Человек, раздувая костёр, сделал несколько глубоких вдохов и выдохов. Что произойдет после этого с дыханием и самочувствием?

Задача №11

Объясните механизм действия нашатырного спирта с позиции физиологии?

Задача №12

Рассчитайте ДЖЕЛ (должную жизненную ёмкость лёгких) у женщины ростом 160 см (25 лет)?

Задача №13

ЖЕЛ испытуемого равна 4000 мл, из них объём дополнительного воздуха - 1700 мл, объём резервного – 1800 мл. Рассчитайте сколько воздуха поступит в альвеолы за 1 минуту, если частота дыхания – 20 дыхательных движений в минуту?

Задача №14

Содержание О₂ в газовой смеси при общем давлении 760 мм.рт.ст. составляет 16%. Каково его парциальное давление?

ЗАНЯТИЕ №13

ТЕМА: Обмен веществ. Энергетический обмен. Основной обмен и методы его определения. Терморегуляция. Механизмы теплопродукции и теплоотдачи.

Метаболизм (обмен веществ) – химические превращения, протекающие от момента поступления питательных веществ в живой организм до момента, когда конечные продукты этих превращений выделяются во внешнюю среду. Эти процессы являются основой всех явлений жизнедеятельности и могут быть представлены как непрерывный трёхэтапный цикл, включающий:

- поступление веществ в различные ткани и клетки организма (физическая и химическая обработка пищи, всасывание продуктов гидролиза, поступление в организм кислорода, транспорт веществ кровью);

- использование этих веществ тканями и клетками (совокупность двух процессов ассимиляции и диссимиляции, анаболизма и катаболизма);

- удаление продуктов обмена в окружающую среду(углекислого газа, воды, азотистых продуктов обмена).

К метаболизму относятся все реакции, в результате которых строятся структурные элементы клеток и тканей, и процессы, в которых из содержащихся в клетках веществ извлекается энергия.

Специфической функцией клеточного метаболизма является преобразование энергии, подчиняющееся законам термодинамики. Ферментативное расщепление органических веществ (катаболизм) сопровождается её выделением. Ферментативный синтез (анаболизм) - потреблением. Основные энергообразующие процессы – метаболизм углеводов и липидов. Всю энергию, образующуюся в организме, принимают за тепловую, так как остальные виды присутствуют в малых количествах. Энергетический баланс определяют, исходя из энергетической ценности поглощённых питательных веществ и количества выделенного тепла, которое измеряют калориметрическими методами или рассчитывают при помощи таблиц и формул.

Поддержание температуры тела на оптимальном для метаболизма уровне осуществляется за счёт регулирующих влияний ЦНС. Впервые наличие в головном мозге центра, способного изменять температуру тела, было обнаружено в 80 – х годах 19 века. К. Бернаром. В дальнейших исследованиях было установлено, что важнейшая роль в процессах терморегуляции принадлежит гипоталамусу. За счёт нервных и гуморальных влияний, в которых участвует ряд олигопептидов (бомбезин) в рассматриваемой функциональной системе формируются процессы, направленные на восстановление сформировавшихся изменений температурной схемы тела. Эти процессы включают механизмы теплопродукции и теплоотдачи. В области передних ядер гипоталамуса обнаружены центры теплоотдачи, а в области латерально – дорсального гипоталамуса – центры теплообразования. Между центрами теплоотдачи переднего гипоталамуса и центрами теплопродукции заднего гипоталамуса существуют реципрокные взаимоотношения.

Терморегуляция – динамический процесс, постоянное взаимодействие процессов теплопродукции и теплоотдачи в зависимости от состояния человека и окружающей температуры.

Цель занятия:

1) знать:

- роль обмена веществ в обеспечении пластических и энергетических потребностей организма;

- законы термодинамики живых организмов;

- методы определения расхода энергии;

- дыхательный коэффициент и его значение для расчёта расхода энергии;

- обмен белков, жиров, углеводов;

- основный обмен, условия его определения;

- энергетические затраты организма при разных видах труда;

- понятие функциональной системы, поддерживающей температуру крови (её компоненты и динамику работы);

- температурную «оболочку» и температурное «ядро»;

- индивидуальные особенности температурной схемы тела;

- локализацию и свойства терморецепторов;

- центры теплоотдачи и теплообразования;

- факторы теплообразования;

- сократительный и несократительный термогенез;

- процессы теплоотдачи;

- регуляцию температуры тела.

2) уметь:

- вычислять должный основной обмен у человека по таблицам Гарриса – Бенедикта;

- определить уровень основного обмена у человека на основании данных газообмена;

- вычислить отклонения основного обмена от должного у человека по формуле Рида;

- освоить правило составления пищевых рационов;

- определить энергетическую адекватность питания по формуле Брока – Бугша;

- правильно измерять температуру в различных участках кожи;

- схематично изобразить работу сосудистого аппарата кожи при различных температурных режимах внешней среды;

- проанализировать результаты на основе свойства адаптации рецепторов;

- составить температурную схему обследованных участков кожного покрова.

Методическое и техническое оснащение занятия:

Основная литература:

1) Физиология человека под редакцией Покровского В.М., Коротько Г.Ф. М.: Медицина, 1998 г.

2) Физиология человека. Курс лекций под редакцией Агаджаняна Н.А., Циркина В.И. Сотис, 1998 г.

3) Физиология. Курс лекций под ред. К.В. Судакова. М.: Медицина, 2000 г.

4) Практикум по нормальной физиологии. Москва. Издательство Российского университета дружбы народов, 1996 г.

5) Задания на самоподготовку к практическим занятиям по нормальной физиологии./ Под ред. Ю.Г. Ткаченко. Курск, 1993 г.

6) Руководство к практическим занятиям по физиологии./ Под ред. К.В. Судакова.- М.: Медицина, 2002 г.

Дополнительная литература:

1) Нормальная физиология: учебное пособие для студ. вузов: в 3-х томах. Частная физиология/ В.Н.Яковлев, И.Э. Есауленко, А.В. Сергиенко и др. Под ред. Яковлева В.Н. – М.: Академия, 2006 г.

2) Физиология человека: Учебник в 3-х томах./ М. Циммерман, В. Ениг, В. Вутке и др. Пер. с англ. Алипова Н.Н. и др. под ред. Костюка П.Г. – 2-е изд. доп., перераб.- М.: Мир,1996 г.

3) Учебные таблицы, видеофильмы, набор тестов.

Основные вопросы темы, подлежащие тестированию и обсуждению:

1) Обмен веществ и его этапы. Анаболизм и катаболизм. Функции клеточного метаболизма.

2) Обмен белков. Обмен жиров. Обмен углеводов.

3) Обмен энергии. Законы термодинамики.

4) Определение энергозатрат организма.

5) Дыхательный коэффициент. Калорический эквивалент кислорода.

Энергетическая ценность питательных веществ.

6) Основной обмен. Факторы, определяющие величину основного обмена. Методы определения. Закон поверхности тела Рубнера.

7) Расход энергии при физической нагрузке. Коэффициент физической активности.

8) Реагирование организма на внешнюю температуру.

9) Функциональная система, поддерживающая оптимальную для метаболизма температуру крови. Динамика её работы.

10) Температурные «ядро» и «оболочка». Температура различных участков тела. Циркадные ритмы колебания температуры тела.

11) Температурная схема тела и её индивидуальные особенности.

12) Классификация терморецепторов. Локализация и свойства.

13) Центры терморегуляции. Их взаимоотношения.

14) Химическая и физическая терморегуляция. Факторы теплообразования. Механизмы теплоотдачи.

15) Работа сосудистого аппарата кожи.

16) Гормональная и условнорефлекторная терморегуляция.

17) Гипотермия и гипертермия. Лихорадка.

Занятия для самостоятельной работы на занятии:

Практическая работа №1

Расчёт основного обмена по таблицам Гарриса – Бенедикта

Основной обмен — минимальное количество энергии, необхо­димое для поддержания жизнедеятельности — работы сердца, мозга, печени, легких, обеспечивающей потребности клеточного метаболизма. Основной обмен определяют в условиях полного физического и эмоционального покоя, натощак, при температуре внешней среды, ощущаемой как комфортная, после 3 сут. безбел­ковой диеты.

Одними из факторов, определяющих величину основного об­мена у людей, являются пол, масса тела, возраст, рост. Исходя из этих данных, можно рассчитать величину основного обмена по специальным таблицам.

Цель работы: рассчитать основной обмен по таблицам Гарриса-Бенедикта.

Оснащение: ростомер, напольные весы, стандартные таблицы для определения основного обмена.

Содержание работы. Определите массу тела и рост ис­пытуемого. На основании пола, массы тела, роста и возраста по соответствующей таблице найдите величину основного обмена.

Пример расчёта. Мужчина 25 лет, рост 180 см, масса тела 75 кг. В таблице на­ходят массу испытуемого (75 кг) и против него число (1098). Также по таблице находят по горизонтали возраст (25 лет), по вертикали рост (180 см) и на пересечении линий число 732. Складывают числа таблиц 1098 и 732. Среднестати­стический уровень основного обмена испытуемого составляет 1830 ккал/сут.

Оформление протокола. Рассчитайте по таблицам ваш собственный основной обмен.

Таблица 1. Определение основного обмена по данным возраста, роста и массы тела для мужчин

Кг	Калорииии	Кг	Калории	Кг	Калории	Рост смсм	Мужчина, возраст (годы)
							-40	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
							÷40	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
							+40	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
									-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Кг	Кал	Кг	Кал	Кг	Кал	Рост, см	Мужчина, возраст (годы)
										-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
											-	-	-	-	-	-	-	-	-
											-	-	-	-	-	-	-	-	-
											-	-	-	-	-	-	-	-	-
												-	-	-	-	-	-	-	-
														-	-	-	-	-	-
															-	-	-	-	-
																-	-	-	-
																	-	-	-
							-										-	-	-
							-										-	-	-
							-										-	-	-
							-										-	-	-
							-										-	-	-
							-	-									-	-	-
							-	-									-	-	-
							-	-									-	-	-
							-	-									-	-	-
							-	-									-	-	-
							-	-	-								-	-	-
							-	-	-								-	-	-
							-	-	-
							-	-	-
							-	-	-
							-	-	-	-
							-	-	-	-
							-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-			863.
							-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-	-	-
				—	—		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Таблица 2. Определение основного обмена по данным возраста, роста и массы тела для женщин

Кг	Калории	Кг	Калории	Кг	Калории	Рост, см	Женщина, возраст (годы)
							-344	-234	-194	-	-	-	-	-	-	-	-	-
							-328	-218	-178	-	-	-	-	-	-	-	-	-
							-312	-202	-182	-	-	-	-	-	-	-	-	-
							-296	-186	-146	-	-	-	-	-	-	-	-	-
							-280	-170	-130	-	-	-	-	-	-	-	-	-
							-264	-154	-114	-118	-	-	-	-	-	-	-	-
							-248	-138	-98	-102	-111	-	-	-	-	-	-	-
							-232	-122	-82	-86	-95	-	-	-	-	-	-	-
							-216	-106	-68	-70	-79	-89	-	-	-	-	-	-
							-200	-90	-50	-54	-62	-73	-	-	-	-	-	-
							-184	-74	-34	-38	-47	-57	-66	-	-	-	-	-
							-168	-58	-18	-22	-31	-31	-50	-	-	-	-	-
							-152	-42	-2	-6	-15	-5	-34	-43	-	-	-	-
							-136	-26					-18	-27	-	-	-	-
							-120	-10					-2	-11	-21	-	-	-
							-104								-5	-14	-	-
							-										-	-
							-										-	-
			124-				-										-	-
							-										-	-
							-										-	-
							-	-									-	-
							-	-									-	-
							-	-									-	-
Кг	Калории	Кг	Кало рии	Кг	Калории	Рост, см	Женщина, возраст (годы)
							-	-									-	-
							-	-									-	-
							-	-	-								-	-
							-	-	-								-	-
							-	-	-
							-	-	-			29Т
							-	-	-
							-	-	-	-
							-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-	-
				-	-		-	-	-	-	-	-	-	-	-

Практическая работа №2

Определение соответствия основного обмена нормативным данным по гемодинамическим показателям и номограмме Рида

Интенсивность протекающих в организме метаболических процессов сопровождается теми или иными изменениями со стороны деятельности внутренних органов и, в частности, со стороны сердечнососудистой системы. Зная частоту пульса (ЧСС) и величину АД испытуемого, можно определить отклонение основного обмена от нормы по формуле или номограмме Рида.

Цель работы: определить соответствие основного обмена нормативным данным по гемодинамическим показателям и номограмме Рида.

Оснащение: тонометр, кушетка медицинская, номограмма Рида.

Содержание работы. Определите у испытуемого пульс, измерьте АД_с и АД_д при соблюдении условий, необходимых для определения основного обмена: в положении лёжа, натощак, в состоянии физического и психического покоя, при комфортной температуре. Рассчитайте пульсовое давление (ПД) по формуле: ПД =АД_сист - АД_диаст

1-й способ. Расчёт метода с использованием формулы Рида:

0,75 · (ЧСС + пульсовое давление · 0,74) — 72;

Результат отражает процент отклонения основного обмена от нормы.

2-й способ. Использование номограммы Рида

Значение частоты пульса сопоставьте со значением пульсового давления на номограмме Рида (Рис.1). Для этого найдите соответствующие значения пульса на шкале слева и пульсового дав­ления на шкале справа и соедините их линейкой. Точка пересе­чения со средней линией показывает величину отклонения основ­ного обмена от нормы в процентах. Отклонение до ±10 % считается нормальным.

Оформление протокола. 1. Сравните результаты, по­лученные первым и вторым способом. 2. Рассчитайте процент отклонения. 3.Сделайте заключение о соответствии вашего реального ос­новного обмена нормативному.

Практическая работа №3

Определение рабочего обмена при дозированной физической нагрузке

Цель работы: определить рабочий обмен при дозированной физической нагрузке

Содержание работы. У спокойно сидящего испытуемого подсчитайте частоту дыхания. Предложите ему дозированную физическую нагрузку (20 приседаний в быстром темпе). Подсчитайте расход энергии после нагрузки по формуле:

М= 0,198 -(ЧД - 3,06),

где М— расход энергии (ккал/мин); ЧД — частота дыхания (цикл/мин).

Оформление протокола. 1. Рассчитайте энергозатраты в покое и при работе. 2. Сравните показатели и сделайте заключение.

Практическая работа №4

Расчёт энергозатрат по таблицам

Суточный расход энергии (можно взять любой день) включает энергозатраты на все виды деятельности.

Цель работы: рассчитать энергозатраты по таблицам

Содержание работы. Составьте таблицу, ориентируясь на ваши собственные виды и продолжительность деятельности в течение суток.

Таблица 3. Энергозатраты человека на все виды деятельности

Вид деятель­ности	Продолжи­тельность деятельности	Энергозатраты за 1 ч на 1 кг массы тела (ккал)	Энергозатраты за время дея­тельности испытуемого (ккал)

В первой колонке укажите состояние или вид работы, проделанной вами, во второй — длительность состояния или работы. Для определения количества калорий, расходуемых за 1 ч на 1 кг массы тела при данном виде деятельности, используйте данные табл. 4. Рассчитайте свои энергозатраты за всё время данной деятельности (табличный показатель умножьте на массу вашего тела и продолжительность указанной деятельности). Продолжи­тельность деятельности, указанная во второй колонке, должна со­ставить 24 ч. Сумма расхода энергозатрат за все время деятельно­сти испытуемого, указанная в четвертой колонке, составит энерогозатраты за сутки.

Оформление протокола. Занесите в тетрадь свои результаты.

Таблица 4.Энерготраты взрослого человека при различной физической активности по отношению к величине основного обмена

Вид деятельности

Расход энергии на 1 кг массы тела (ккал/ч)

Сон Туалет Приём пищи Зарядка Студенты: - занятия - перерыв - запись лекций (сидя) - практические занятия в лаборатории (стоя) - учёба (самоподготовка) Чтение (лёжа) Чтение (сидя) Научные работники, преподаватели: - просмотр научной литературы - реферирование научной литературы - выполнение научного эксперимента Езда в общественном транспорте Прогулка Шитьё, вязание Приготовление пищи Мытьё посуды Глаженье белья Стирка, мытьё пола Выбивание и чистка ковров Игра на фортепиано, скрипке Вождение легковой автомашины Вождение большегрузного автомобиля Езда на велосипеде Волейбол Теннис Футбол Бег 8 км/час Плавание Коньки

1,0 1,4   1,9 2,8 1,5 2,4 1,4 1,3 1,5   1,8 2,0 2,6 1,7 2,7 1,4 2,2 1,4 1,9 3,4 3-4,8 2,2 2,4 3,3 9,0 3,0 6,1 8,5 8,1 7,1 10,0

Практическая работа №5

Определение энергетической адекватности питания по формулам

Цель работы: определить энергетическую адекватность питания по формулам.

Содержание работы. Для оценки адекватности индивидуального питания необходимо рассчитать суточные энерготра­ты и поступление в организм питательных веществ с учётом фи­зиологических норм питания. Энергетическую адекватность питания косвенно можно определить по следующим показателям.

Масса тела, сравниваемая с рекомендуемой (с учётом возраста, пола, конституции)

формула Брока—Бугша:

р = L — 100, если L — 155—165 см.

р = L — 105, если L = 166—175 см.

р — L — 110, если L = 176 см и выше, где р — оптимальная (желаемая) масса, кг; L — длина тела, см.

Macco-ростовые показатели

индекс Брока (ИБ)

при ИБ = 0,9—1,1 массу тела считают нормальной

индекс телесной массы

(ИТМ)

оптимальный ИТМ для женщин - 18,7-23,8; для мужчин - 20,5-25.

Практическая работа №6

Анализ энергетической ценности суточного рациона студента

Калорическая ценность суточного рациона должна покрывать все энергетические потребности человека.

Цель работы: проанализировать энергетическую ценность суточного рациона студента.

Содержание работы. Ознакомьтесь с примерным должным рационом питания для студента (Табл. 5). Используя данные табл. 6, 7 для мужчин и женщин и данные табл. 8 о калорической ценности питательных веществ, рассчитайте энергетическую ценность приведенного ниже рациона. Сделайте заключение о соответствии или несоответствии её нормативным данным, т.е. общим энергозатратам (также с учётом группы труда, возраста и др.).

При составлении пищевого рациона следует помнить, что количество пищевых веществ, входящих в состав суточного рациона питания, по своей калорийности должно полностью покрывать энергетические затраты организма с учётом усвояемости пищи.

Таблица 5.Суточный рацион питания для учащихся (17-20 лет)

Наименование продуктов	Выход и масса продукта, г
ЗАВТРАК
1. Яйцо
2. Хлеб с маслом и сыром:
хлеб пшеничный
масло сливочное
Сыр
3. Какао на молоке:
молоко
какао
сахар
4. Яблоко
ОБЕД
1. Суп картофельный:
картофель
морковь
лук
масло сливочное
сметана
2. Тушеное мясо с макаронами и огурцом:
мясо
морковь
лук
макароны
масло
огурцы соленые
3. Кисель клюквенный:
клюква
сахар
картофельный крахмал
4. Хлеб белый
ПОЛДНИК
1. Молоко с печеньем и вареньем:
молоко
печенье
варенье
УЖИН
1. Рыба жареная с картофельным пюре:
помидоры
рыба свежая
сухари
картофель
молоко
2. Компот:
сухие фрукты
сахар
яблоко
3. Хлеб ржаной

Практическая работа №7

Составление должного пищевого рациона с учётом принципов рационального питания

При составлении рациона учитывают следующие показатели:

- соотношение между белками, жирами, углеводами принято: 1:1,1:4,1— для мужчин и женщин, занятых умственным тру­дом;

1:1,3:5 — при тяжёлом физическом труде;

- суточную энергоценность рациона, принятого за 100 %, должны обеспечивать белки на 13 %, жиры — на 33 %, углеводы — на 54 %;

- белки животного происхождения должны составлять 55 % общего количества белка, а растительные масла как источники незаменимых жирных кислот должны составлять до 30 % общего количества жиров;

- углеводы: крахмал — 75—80 %, легко усваиваемые углеводы — 15—20 %, клетчатка и пектины — 5 %;

- соотношение кальция, фосфора и магния должно быть 1:1,5:0,5.

Нормы питания — суточные дозы питательных веществ, показывающие сбалансированное содержание в пищевом рационе бел­ков, жиров и углеводов, а также витаминов, минеральных веществ и воды. Такая пища должна обеспечить хорошее самочувствие, здоровье и работоспособность человека в нормальных условиях.

Нормы питания определены, исходя из пола, возраста, физи­ческой и умственной нагрузки