Тема: ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Теоретические вопросы

1. Общая характеристика системы кровообращения. Роль кровообращения в жиз­недеятельности организма.

2. Функциональная классификация различных отделов сосудистого русла.

3. Основные показатели системной гемодинамики: артериальное давление, сердеч­ный выброс, общее периферическое сопротивление сосудов, венозный возврат крови к сердцу, объем циркулирующей крови, центральное венозное давление, работа сердца.

4. Факторы, обеспечивающие движение крови по сосудам, непрерывность и одно­направленность кровотока.

5. Артериальное давление как интегральный показатель функционального состоя­ния системы кровообращения. Факторы, определяющие величину артериального давле­ния.

6. Величина кровяного давления в различных отделах сосудистого русла.

7. *Ритмические колебания артериального давления. Артериальный пульс, его ос­новные характеристики, методики регистрации и оценки.

8. Особенности сосудистой области большого объема. Механизмы движения крови по венам. Венозный возврат крови к сердцу, центральное венозное давление.

9. Линейная и объемная скорость кровотока. Их величины в разных отделах сосу­дистой системы. Время кругооборота крови.

10. *Современные методы изучения гемодинамики (методики регистрации артери­ального и центрального венозного давления, ультразвуковая и лазерная флоуметрия (доп-плерография), резистография, реография, плетизмография).

11. Сердце. Строение и гемодинамические функции.

12. *Автоматия сердца и ее происхождение. Опыты, подтверждающие наличие автоматии сердца.

13. Проводящая система сердца. Водители ритма (пейсмекеры) сердца. Ионные ме­ханизмы потенциалов действия пейсмекерных клеток.

14. Ионные механизмы потенциалов действия рабочих кардиомиоцитов. Возбуди­мость миокарда. Абсолютная и относительная рефрактерность миокарда.

15. *Предсердная и желудочковая экстрасистолы, компенсаторная пауза.

16. *Основы электрокардиографии, принцип метода. Стандартные, усиленные и грудные отведения. Происхождение и характеристики зубцов и сегментов ЭКГ.

17. Внутриклеточные и ионные механизмы сопряжения возбуждения и сокращения миокарда. Роль потенциала действия кардиомиоцитов как пускового механизма сокраще­ния и регулятора сократимости миокарда. Особенности сократимости миокарда: незави­симость силы сокращения от интенсивности (закон «все или ничего») и частоты раздра­жителя, зависимость силы сокращения миокарда от степени его растяжения (закон Франка-Старлинга).

18. *Нагнетательная функция сердца. Динамика работы сердца, сердечный цикл и его фазовая структура. Величина давления в полостях сердца и состояние клапанов в раз­ные фазы сердечного цикла (внутрисердечная гемодинамика).

19. *Ударный (систолический) объем и сердечный выброс. Методы определения и их изменения при различных функциональных состояниях организма.

20. Регуляция сердечной деятельности. Миогенные механизмы саморегуляции дея­тельности сердца: гетерометрическая и гомеометрическая регуляция.

21. Центробежные нервы сердца и механизмы их влияний на свойства миокарда и показатели деятельности сердца.

22. Основные рефлексогенные зоны и их значение в регуляции деятельности серд­ца. Внутрисердечные рефлексы.

23. Гуморальная регуляция деятельности сердца (влияние катехоламинов, тирокси­на, кортизола, ацетилхолина, инсулина, глюкагона, ионов калия и кальция).

24. Тонус сосудов и его происхождение. Понятие о базальном тонусе. Миогенный, нейрогенный и гуморальный механизмы регуляции тонуса сосудов. Влияние гормонов, местных вазоактивных веществ и метаболитов. Роль эндотелиальных факторов (оксид азота, эндотелины и др.) в регуляции тонуса сосудов.

25. *Органное кровообращение. Общие закономерности органного кровотока: по­казатели макрогемодинамики, ауторегуляция органного кровотока, функциональная (ра­бочая) и реактивная (постокклюзионная) гиперемия. Особенности макрогемодинамики в миокарде, головном мозге, скелетных мышцах, коже и желудочно-кишечном тракте.

26. Микроциркуляция. Характеристика микроциркуляторного русла: строение и свойства сосудов, особенности кровотока, гидростатическое и онкотическое давление.

27. Механизмы транскапиллярного обмена. Фильтрация и реабсорбция. Регуляция кровотока в капиллярах.

28. *Лимфатическая система: строение и функции. Механизмы лимфообразования и лимфооттока. Состав, свойства и функции лимфы, функции лимфатических узлов.

29. Рефлекторная (срочная) регуляция артериального давления. Современное пред­о­ставление о центре кровообращения. Роль различных отделов центральной нервной сис­темы в регуляции кровообращения.

30. Собственные и сопряженные рефлексы в регуляции кровообращения. Рефлексы с основных рефлексогенных зон. Значение баро-, хемо- и волюморецепторов. Роль работ И.П. Павлова в изучении системы кровообращения.

31. Длительная (гуморальная) регуляция артериального давления. Прессорные и депрессорные механизмы. Роль ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, вазопрессина, предсердного натрийуретического пептида и других гормонов и вазоактивных ве­ществ в регуляции артериального давления.

32. *Взаимодействие системного и органного уровней регуляции кровообращения при физической нагрузке.

33. *Механизмы обеспечения нормального уровня артериального давления при по-стуральных реакциях (ортостаз, антиортостаз). Компенсаторные изменения функций сер­дечно-сосудистой системы при кровопотере.

Практические работы

1. Измерения артериального давления у человека по методу Короткова.

2. Запись механокардиограммы лягушки.

3. Наблюдение абсолютной и относительной рефрактерных фаз сердца. Получение экстрасистолы и компенсаторной паузы.

4. Анализ создающей и проводящей возбуждение систем сердца (лигатуры Станиуса).

5. Регистрация и анализ электрокардиограммы (ЭКГ) человека.

6. Наблюдение рефлекторных вагусных влияний (с рецепторов глазного яблока, с механорецепторов легких) на деятельность сердца человека по изменениям ЭКГ.

7. Анализ изменений частоты сердечных сокращений при ортостатической пробе у человека.

8. Влияние раздражения блуждающего нерва на электрофизиологические свойства сердца по анализу ЭКГ кошки.

9. Изменения электрофизиологических свойств сердца по анализу ЭКГ кошки при применении ацетилхолина и хлорида калия.

10. Влияние раздражения вагосимпатического ствола на частоту и силу сокращений сердца лягушки.

11. Наблюдение за изменениями просвета мелких сосудов и капилляров в языке (брыжей­ке) лягушки под влиянием адреналина, ацетилхолина, холодовых и тепловых воздействий.

12. Определение аэробной физической работоспособности с использованием степ-теста.

13. Определение физической выносливости человека путем расчета кардиореспираторного индекса.

14. Исследование свойств артериального пульса методом пальпации.

15. Регистрация основных параметров системной гемодинамики у человека методом тетраполярной грудной реографии.

16. Измерение линейной скорости кровотока у человека.

Темы рефератов

1. Физиология коронарного кровообращения и профилактика ишемической болезни серд­ца.

2. Физиологические основы возникновения артериальных гипертензий и их профилактика.

3. Проблемы микроциркуляции, значение для клиники.

4. Физиологические особенности кровоснабжения головного мозга.

5. Гемодинамика в легких и ее изменения при функциональных нагрузках на организм человека.

6. Кровообращение и адаптация организма в условиях гипоксии и гипотермии.

7. Эмоции и сердечно-сосудистая система.

8. Влияние физической активности на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы.

9. Гиподинамия и кровообращение.

10. Современные проблемы искусственного кровообращения.

Ситуационные задачи

1. Как можно быстро уменьшить объем циркулирующей крови (например, при сер­дечной недостаточности), не прибегая при этом к кровопусканию?

2. В клинической практике при гипертонической болезни нередко применяются мочегонные препараты. Как объяснить их гипотензивный эффект?

3. Как и почему изменится сердечный выброс, если во время физической работы венозный приток к сердцу увеличился на 1 л/мин?

4. Двое юношей участвовали в беге на длинную дистанцию. Сердечный выброс у обоих увеличился с 5 до 15 л/мин, однако, частота сердечных сокращений у первого возросла с 60 до 120 уд/мин, а у второго с 70 до 180 уд/мин. Какой из юношей более трениро­ван и почему? Какой режим работы сердца является более оптимальным и почему?

5. У человека в состоянии покоя частота пульса составляет 40 уд/мин. Что является водителем ритма сердца? Предложите наиболее простой способ доказательства.

6. У больного по данным ЭКГ частота сердечных сокращений равна 60 уд/мин, длительность интервала PQ равна 0.26 с. Об изменении каких физиологических свойств сердца это свидетельствует?

7. У больного в состоянии покоя частота сокращений сердца 110 уд/мин. На ЭКГ зубцы Р регулярны, интервалы PQ и QT укорочены. Как называется это состояние?

8. У спортсмена частота сокращений сердца в покое 50 уд/мин. На ЭКГ зубцы Р ре­гулярны, интервалы PQ и QT удлинены. Как называется это состояние и какими нервны­ми влияниями оно может быть обусловлено?

9. Как по ЭКГ можно различить предсердную и желудочковую формы экстрасистолии?

10. У больного в состоянии клинической смерти отсутствует пульс, не определяет­ся артериальное давление, не выслушиваются тоны сердца, однако продолжает регистри­роваться ЭКГ. Чем объясняется этот феномен?

11. В эксперименте у собаки вначале перерезали блуждающий, а затем симпатиче­ский нервы. Как при этом будет изменяться частота сердечных сокращений?

12. Собаке пересадили сердце, а после выздоровления пустили ее в вольер к обыч­ным собакам. При погоне за зайцем она вначале отставала в беге от других собак, а затем развивала такую же скорость, как и другие собаки. Чем это объясняется?

13. У больного приступ пароксизмальной тахикардии (внезапное резкое увеличе­ние частоты сердечных сокращений). Как можно быстро оказать помощь больному (пони­зить частоту сердечных сокращений), не имея под рукой необходимых медикаментов?

14. С какой целью перед операцией на органах брюшной полости при общем обез­боливании хирурги в состав премедикационных средств вводят атропин?

15. Почему при резком снижении артериального давления (коллапсе) рекомендует­ся внутривенное введение адреналина и гидрокортизона (кортизола)? За счет изменений каких параметров гемодинамики повышается артериальное давление при использовании указанных препаратов? Почему в клинической практике используют именно комбинацию этих гормонов?

16. Больным нередко назначают горчичники. Они, действуя раздражающе на кожу, вызывают увеличение кровотока во внутренних органах. Каковы механизмы развития этих эффектов? Объясните, почему при применении горчичников расширяются сосуды кожи, хотя горчичники действуют на нервные окончания соматических нервов?

17. При пульпитах для некротизации пульпы и расположенных в ней болевых ре­цепторов к полость зуба вводят мышьяковистую пасту, компоненты которой ослабляют миогенный тонус сосудов зуба. Почему в первые часы после этой манипуляции боль мо­жет усилиться и как можно предотвратить такой побочный эффект?

18. Препарат нитроглицерин часто используется для купирования приступа стено­кардии (болевой синдром в результате несоответствия потребностей миокарда в кислоро­де и возможностями коронарного кровотока). Считается, что одним из главных механиз­мов действия нитроглицерина на систему кровообращения является его эффект на веноз­ные сосуды. В результате расширения вен и снижения венозного притока крови к сердцу, уменьшается преднагрузка левого желудочка, напряжение его стенок и потребление мио­кардом кислорода. Вместе с тем, этот препарат нельзя использовать при инфаркте мио­карда правого желудочка, когда снижена его сократимость. Как вы думаете, почему?

19. Почему для быстрого снижения артериального давления при его резком повы­шении (гипертоническом кризе), в клинике, как правило, применяют препараты, блоки­рующие одновременно как α-, так и β-адренорецепторы сердечно-сосудистой системы?

Дополнительная литература

1. Алмазов В,А., Шляхто Е.В. Артериальная гипертензия и почки. Спб.: Изд. СПб. Гос. Мед. Унив. им. акад. И.П. Павлова, 1999. 296 с.

2. Барабанов СВ., Евлахов В.И., Пуговкин А.П., Рудакова Т.Л., Шалковская Л.Н. Ос­новы физиологии сердца. Под ред. Б.И.Ткаченко.- 2-е изд., перераб. и дополн.- Спб.: Спецли­тература, 2001.- 145 С.

3. Браунвальд Е., Зонненблик Е. (Braunwald E., Sonneblick E.) Механизмы сокращения сердца в норме и при недостаточности.- Пер. с англ.- М.: Медицина.-1974.- 238 с.

4. Гайтон A. (Guyton А.) Минутный объем сердца и его регуляция. - Пер. с англ.- М.: Медицина, 1969.- 468 с.

5. Гриппи М. (Grippi M.) Патофизиология легких.- Пер. с англ.- М.: Бином, 1997.- 306 с.

6. Изаков В.Я., Мархасин B.C., Ясников Г.П., Белоусов B.C., Проценко Ю.Л. Введе­ние в биомеханику пассивного миокарда.- М.: Наука, 2000.-260 с.

7. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. Под ред. А.И. Крупаткина, В.В. Сидорова.- Руководство для врачей. М.: Медицина, 2005, 256 С. Гл.З Фи­зиологические основы функционирования и регуляции тканевого сосудистого русла. С 39-86.

8. Малая Л.Т., Латогуз И.К., Микляев И.Ю., Визир А.Д. Ритмы сердца.- Харьков: Изд. «Основа» при Харьковском универс, 1993.- 656 с.

9. Морман Д., Хеллер Л. (Morman D., Heller L.) Физиология сердечно-сосудистой сис­темы.- Пер. с англ.- 4-е междунар. изд. - Санкт-Петербург: Питер, 2000.- 256 с.

10. Рашмер P. (Rushmer R.) Динамика сердечно-сосудистой системы. - Пер. с англ.- М.: Медицина, 1981.-346 с.

11. Ткаченко Б.И. Движение крови по венам// Физиология кровообращения. Физиоло­гия сосудистой системы/ Ред. Б.И. Ткаченко.- Л.: Наука, 1984.- Гл. 7.- С. 234-278.

12. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Пуговкин А.П., Табаров М.С. Гемодинамика при со-четанных воздействиях.- Санкт-Петербург - Душанбе. - 1996. - 248 с.

13. Ткаченко Б.И., Кульчицкий В.А., Вишневский А.А. Центральная регуляция орган­ной гемодинамики. - Спб.: Наука, 1992. - 342 с.

14. Физиология и патофизиология сердца в 2-х т. Т.2.- Пер. с англ. /Ред. Н. Сперелакис. - 2-е изд. перераб.и дополн., М.: Медицина, 1990.- 624 с.

15. Швалев В.Н., Сосунов А.А., Гуски Г. Морфологические основы иннервации серд­ца.- М.: Наука, 1992.- 368 с.

16. Шмидт Р. Тевс Г. Физиология человека. В 3-х тт. Т. 2- Пер. с англ.- 3-е изд. пере­раб.и дополн., М.: Мир., 2006.- 313 с.

Тема: ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

Теоретические вопросы

1. Физиологическое значение системы дыхания. Респираторная и нереспираторные функции легких.

2. Внешнее и внутреннее дыхание. Компоненты системы внешнего дыхания и их физиологические функции. Кондуктивная, транзиторная и респираторная зоны воздухоносных путей.

3. Механизм дыхательных экскурсий грудной клетки и легких. Основные и вспомогательные респираторные мышцы. Механика их участия в вентиляции легких. Типы дыхания.

4. Условия, необходимые для обеспечения вдоха и выдоха: проходимость дыхательных путей, эластическая тяга легких, герметичность грудной полости, отрицательное внутриплевральное давление. Пневмоторакс.

5. Соотношения между сдвигами альвеолярного и внутриплеврального давления во время дыхательного цикла.

6. Эластическое (упругое) сопротивление дыханию, его компоненты и влияние на дыхательные объемы. Физиологическое значение сурфактанта в процессе дыхания.

7. *Объемы и емкости легких. Минутный объем дыхания. Спирография.

8. * Неэластическое (обусловленное трением) сопротивление дыханию, его компоненты и механизмы изменений во время дыхательного цикла.

9. Анатомическое и функциональное мертвые пространства и эффективность альвеолярной вентиляции.

10. Особенности легочного кровообращения. Вентиляционно - перфузионные отношения. Влияние гравитации на распределение кровотока в легких (I - III зоны Веста). Зависимость легочного сосудистого сопротивления от газового состава крови.

11. *Процентный состав и парциальное давление газов во вдыхаемом, альвеолярном и выдыхаемом воздухе. Напряжение газов в артериальной и венозной крови.

12. Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью. Диффузионная способность легких и факторы ее определяющие.

13. Перенос О₂ кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Причины и физиологическое значение ее сдвигов вправо и влево. Кислородная емкость крови. Коэффициент утилизации О₂.

14. Транспорт СО₂ из тканей большого круга в капилляры и из капилляров в альвеолы. Виды переноса СО₂ кровью. Физиологическое значение зависимости между транспортом эритроцитами СО₂ и степенью насыщения гемоглобина О₂ (эффект Холдейна).

15. Газообмен между кровью и тканями в большом круге кровообращения. Факторы, обуславливающие его интенсивность.

16. Нейрогенная регуляция дыхания. Структура дыхательного центра, локализация нейронов различных типов. Связи дыхательного центра с выше- и нижележащими структурами ЦНС и основными дыхательными мышцами. Роль блуждающего нерва в регуляции дыхания. Физиологическая функция пневмотаксического центра.

17. Механорецепторы легких, проприорецепторы дыхательных мышц, их участие в регуляции дыхания.

18. Центральные и периферические хеморецепторы и их значение в регуляции дыхания. Механизмы изменений дыхания в ответ на сдвиги рО₂, рСО₂ и рН крови.

19. *Роль дыхания в поддержании кислотно-щелочного равновесия крови. Дыхательный ацидоз и алкалоз.

20. *3ащитные дыхательные рефлексы. Рефлекторные механизмы регуляции дыхания при жевании и глотании.

Темы рефератов

1. Дыхание при физической нагрузке различной интенсивности.

2. Физиологические механизмы изменений дыхания при сдвигах температуры, артериального давления, воздействии боли и других неспецифических раздражающих факторов.

3. Защитные функции дыхательных путей.

4. Применение пневмоторакса в клинике.

5. Дыхание чистым кислородом. Гипербарическая оксигенация, ее клинические применения.

6. Дыхание на больших высотах (высокогорье). Физиологическая адаптация в этих условиях.

7. Дыхание аквалангистов на больших глубинах, а также в других гипербарических условиях. Газовые смеси, применяемые в этих случаях.

8. Физиологические особенности погружения и всплытия водолазов с больших глубин. Декомпрессия.

9. Физиологическая адаптация человека к острой и хронической гипоксии.

10. Механизмы влияния барбитуратов на регуляцию дыхания.

Практические работы

1. Модель грудной клетки (модель Дондерса).

2. Измерение максимального экспираторного давления.

3. Определение жизненной емкости легких.

4. Определение объема форсированного выдоха и вычисление индекса Тиффно.

5. Определение насыщения гемоглобина кислородом (оксигемография).

6. Расчет кислородной емкости крови.

7. Влияние повышенного содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе на вентиляцию легких.

8. Изменение легочной вентиляции при физической работе.

Ситуационные задачи

1. При обследовании функций внешнего дыхания у больного обнаружено уменьшение жизненной емкости легких, увеличение функциональной остаточной емкости, остаточного объема. Как изменились эластические свойства легочной ткани? Обоснуйте вывод.

2. При проникающем ранении грудной клетки у больного появились признаки удушья. Чем это вызвано, если проходимость дыхательных путей не нарушена?

3. С лечебной целью у больного произведен односторонний пневмоторакс. Как он отразится на дыхательных экскурсиях этого легкого?

4. Как соотносятся жизненная емкость легких (ЖЕЛ) и форсированная жизненная емкость легких (ЖЕЛ при выдохе с максимально возможной скоростью) и почему?

5. У двух испытуемых одинакового возраста и близкой комплекции зарегистрированы следующие значения дыхательного объема и частоты дыхания: 1) 400 мл, 18 /мин; 2) 600 мл, 16 /мин. В каком случае вентиляция легких более эффективна и почему?

6. Чему равен РО₂ в увлаженном вдыхаемом воздухе у альпиниста, находящегося на вершине Эвереста при атмосферном давлении 247 мм?

7. При подъеме в горы у альпинистов может разниться горная (высотная) болезнь: одышка при движениях, головная боль, внезапная потеря сознания. Местные жители высокогорья не страдают ею (шерпы живут на высоте 5000 м). Объяснить: 1) причины горной болезни; 2) компенсаторные механизмы, развившиеся у жителей высокогорья.

8. Шахтер-угольщик во время работы дышит воздухом, содержащим 18% О₂. Определите парциальное давление вдыхаемого кислорода при барометрическом давлении 747 мм рт. ст. и давлении водяного пара 47 мм рт. ст.

9. Почему у больного с гипоксемией и хронической гиперкапнией при дыхании чистым кислородом рСО₂ в артериальной крови может значительно возрастать?

10. Почему при анестезии слизистой ротовой полости увеличивается опасность аспирации (попадания в дыхательные пути) слюны и пиши?

11. Обоснуйте с физиологической точки зрения использование для вентиляции легких у больных с сердечно-легочной недостаточностью газовой смеси, содержащей 94% О₂ и 6% СО₂?

12. Человек находится под водой и дышит через трубку, выставленную на поверхность. Чем ограничивается максимальная глубина погружения, при которой возможно дыхание?

13. Ныряльщики за жемчугом перед погружением производят гипервентиляцию легких. Почему она способствует более продолжительному пребыванию под водой? Чем опасна избыточная гипервентиляция?

14. Содержание гемоглобина в крови больного составляет 90 г/л. Почему даже при незначительной физической нагрузке у него возникает одышка?

15. Какие преимущества при погружениях водолазов на большую глубину дает использование кислородно-гелиевой дыхательной смеси вместо воздуха?

16. Почему аквалангисты при погружении на большие глубины используют для дыхания газовые смеси с пониженным содержанием кислорода?

17. Артериальное давление у пациента составляет в среднем 100 мм рт. ст., давление в правом предсердии 2 мм. рт. ст. Давление в легочной артерии и легочное капиллярное давление заклинивания (~ давление в левом предсердии), измеренное катетером Сванс-Ганса, равны в среднем 15 и 5 мм рт. ст. соответственно. Рассчитайте легочное сосудистое сопротивление и общее периферическое сопротивление приняв, что сердечный выброс равен 5 л/мин.

18. Определите кислородную емкость крови при содержании НЬ в крови равном 140 г/л (физически растворенный О₂ не учитывать).

19. Оцените насыщение гемоглобина кислородом (НЬО₂%) пробы крови, содержащей 10 г НЬ/100 мл и 10 мл О₂ /100 мл соответственно (физически растворенный О₂ не учитывать)?

20. Оцените коэффициент утилизации О₂, если в артериальной крови содержится 200 мл/л О₂, а в венозной крови - 150 мл/л .

21. Как изменится дыхание после перерезки блуждающих нервов и почему?

22. Проследите зависимость дыхания от пересечений спинного мозга на различных уровнях. Рассечение спинного мозга на каком уровне делает дыхание невозможным и почему?

Дополнительная литература

1. Баранов с соавт. Исследование функции внешнего дыхания. СПб.: Элби-Санкт-Петербург, 2002.

2. Бреслав И.С. Как управляется дыхание человека. Ленинград.: Наука, 1984.

3. Руководство по клинической физиологии дыхания. Под ред. Л.Л. Шика и Н.Н. Канаева. Ленинград.: Медицина, 1980.

4. Руководство к практическим занятиям по физиологии. Под ред. Г.И. Косицкого и В.А. Полянцева. М.: Медицина, 1988.

5. Уэст Дж. Физиология дыхания. Основы. Пер. с англ. М.: Мир, 1988.

6. Физиология дыхания. Под ред. И. С. Бреслава и Г. Г. Исаева. СПб.: Наука, 1994.

7. Физиология человека. Пер. с англ. Под ред. Р. Шмидта и Дж. Тевса. М.: Мир, 3-е изд., 2005 г.

8. Фундаментальная и клиническая физиология. Под ред. А.Г. Камкина и А.А. Каменского М.: Академия, 2004.

9. Michael G. Levitzky. Pulmonary Physiology. The 6-th Edition. McGraw-Hill, 2006.