Определение жизненной емкости легких. Спирометрия.
Контрольные вопросы.
1. Что такое дыхание? Сущность дыхания.
2. Роль легких в механизме дыхания.
3. Как осуществляется механизм акта вдоха и выдоха? Роль диафрагмы и межреберных мышц в дыхании.
4. Что такое внутриплевральное и внутрилегочное давление.
5. Типы дыхания.
6. Что такое жизненная емкость легких?
7. Вредное пространство, его значение в организме.
РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ
КАФЕДРА АНАТОМИИ, ФИЗИОЛОГИИ
И ХИРУРГИИ ЖИВОТНЫХ
Методика
практического занятия
по физиологии и этологии животных:
«Изучение механизма дыхания.
Спирометрия. Пневмография»
Москва 2009
План.
1. Изучение механизма вдоха и выдоха на модели Дондерса.
2. Определение жизненной емкости легких. Спирометрия.
3. Регистрация дыхательных движений. Пневмография.
Изучение механизма вдоха и выдоха на модели Дондерса.
Механизм легочного дыхания. У высших позвоночных животных легкие находятся в герметически замкнутой грудной полости и окружены висцеральным и париетальным листками плевры, между которыми находится межплевральная щель. Так как объем грудной полости больше объема легких, то последние всегда растянуты и обладают упругим эластическим напряжением, т. е. стремлением спадаться. Благодаря упругому напряжению (эластической тяге) легких давление в межплевральной щели обычно ниже внутрилегочного. При увеличении объема грудной полости вследствие сокращения наружных реберных мышц и мышечных волокон купола диафрагмы эта разница давлений возрастает. Объем легких пассивно увеличивается, давление в них понижается, и воздух по воздухоносным путям входит в легкие. Происходит вдох. При выдохе объем грудной клетки уменьшается, давление в плевральной полости увеличивается, легочная ткань сжимается, и воздух выводится наружу.
|
|
|
Модель Дондерса – физическая система, имитирующая взаимоотношения между объемом грудной клетки и объемом легкого в процессе дыхательных движений диафрагмы.
Цель опыта: 1) определить зависимость эластического напряжения легких от их наполнения воздухом, 2) проследить за изменением объема легких при акте дыхания на модели Дондерса.
Подготовка опыта. Для опыта используют свежевырезанные легкие кролика или крупной крысы. Легкие извлекают вместе с сердцем и трахеей, затем удаляют сердце. В трахею ввязывают стеклянную трубку и, погрузив легкие в воду, надувают их. При обнаружении дефектов перевязывают участки легких, пропускающие воздух. Трубку, вставленную в трахею, пропускают через отверстие пробки, закрывающей модель Дондерса. Модель Дондерса (рис. 1) состоит из стеклянной бутыли (или колпака), дно которой заменено плотной резиновой мембраной с кольцом или пуговкой. Стенки сосуда имитируют грудную клетку, а мембрана - диафрагму.
|
|
|
Ход опыта. Трубку с подвешенными легкими (9) поместить внутрь сосуда (7), тщательно проверив герметичность системы. Выступающие отростки отводной трубки (1) и трубки, вставленной в полость сосуда (2), соединить через тройник с ртутными манометрами (5, 6). Снять зажимы (3, 4) с тройников (легкие находятся в спавшемся состоянии).
Определить эластическую тягу легких. Для этого ветвь тройника (4) соединить со шприцем на 20-50 мл, зажим тройника (3) снять.
|
|
Вводя в легкие по 10-20 мл воздуха, отмечать каждый раз показание манометра (5). Построить график эластического напряжения легких (в мм рт. ст.) в зависимости от объема введенного воздуха.
Отъединить шприц, снять зажим (4). Легкие спадаются. Через тройник (3) отсосать из полости воздух до отрицательного давления Рис. 1. Модель Дондерса
8-10 мм рт. ст., после чего наложить зажим (3). Легкие в сосуде слегка растягиваются, диафрагма втягивается внутрь. Это соответствует состоянию легких после выдоха. Оттянуть за отросток резиновое дно бутыли (3), имитируя сокращение диафрагмы и уменьшая тем самым «внутриплевральное давление» (следить по манометру). Легкие раздуваются, происходит «вдох». При вдавливании «диафрагмы» отрицательное давление в полости уменьшается, и легкие спадаются до исходного объема. Снять зажим (3), имитируя пневмоторакс. Воздух поступает в «межплевральное» пространство, давление выравнивается, и легкие полностью спадаются.
|
|
|
|
|
Определение жизненной емкости легких. Спирометрия.
Спирометрия - метод определения жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и составляющих ее объемов воздуха. Объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха можно непосредственно измерить при помощи спирометра. Наиболее распространен водяной спирометр (рис. 2, 3), Для проведения исследований используют также суховоздушный спирометр (рис. 4). Функциональное состояние легких зависит возраста, пола, физического развития и ряда других факторов. Для оценки функции внешнего дыхания у данного лица следует сравнивать измеренные у него легочные объемы с должными величинами. Должные величины рассчитывают по формуле или определяют по номограммам (рис. 5), отклонения на ±15% расценивают несущественные.
Максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после самого глубокого вдоха, называется жизненной емкостью легких.ЖЕЛ слагается из дыхательного, дополнительного резервного воздуха. Например, у человека жизненная емкость составляет в среднем 3,7 л (0,5+1,6+1,6 л соответственно), у лошади - 29 л (5,0+12,0+12,0 л). Однако даже при максимальном выдохе в легких остается часть воздуха, называемого остаточным. Его величина составляет 1000 мл у человека, 10000 мл у лошадей.
|
|
|
Цель опыта: 1) определить жизненную емкость легких и отдельные фракции воздуха у человека, 2) ознакомиться с методикой определения жизненной емкости легких у животных.
|
|
Рис. 2. Спирометр водяной Рис. 3. Спирометр водяной.
(Спиро 1-8В).
Рис. 4. Спирометр Рис. 5. Номограмма для определения ЖЕЛ.
Суховоздушный.
Подготовка опыта. У человека объемные показатели дыхания определяют методом спирометрии. У лабораторных животных жизненную емкость измеряют под наркозом, при вдыхании смеси с высоким содержанием СО2.
Для работы готовят: спирометр с мундштуком, вату, спирт, подушку с газовой смесью (О - 21%, СО2 - 10%, N2 - 69%), стрелочные газовые часы или сухой портативный спирометр.
Спирометр водяной (рис. 3) - прибор, состоящий из двух металлических цилиндров - наружного (1) и внутреннего (2), меньшего диаметра. Наружный цилиндр наполнен водой до метки на стекле смотрового окошка (3). В него погружен вверх дном внутренний цилиндр, уравновешиваемый поплавком с воздухом (4). Цилиндр имеет шкалу с делениями до 7000 мл. По оси наружного цилиндра вертикально расположена металлическая трубка (5), заканчивающаяся отверстием выше уровня воды, под дном внутреннего цилиндра. Снаружи на патрубок одевается резиновая трубка с мундштуком (6). Объем выдыхаемого воздуха определяется по высоте поднятия внутреннего цилиндра и соответствующим показателям на шкале прибора. После каждого измерения открывают пробку (7) цилиндра, выпуская из него воздух.
Спирометрия у человека.
Ход опыта. 1. Протереть мундштук спирометра спиртом и поставить прибор в нулевое положение. Нос испытуемого зажать клеммой или пальцами. Сделать возможно более глубокий вдох и, взяв в рот мундштук спирометра, произвести максимальный выдох. Выдохнутый объем воздуха соответствует жизненной емкости легких.
2. Привести прибор в нулевое положение. Взяв мундштук в рот, дышать спокойно, причем вдох производить через нос, а выдох - через рот. После 5-6 дыхательных движений определить по шкале объем выдохнутого воздуха и, разделив его на число дыханий, вычислить величину дыхательного воздуха.
3.Открыть пробку внутреннего цилиндра, поднять его и установить на определенном уровне (2000 или 3000 мл). После нескольких спокойных дыхательных движений сделать очередной вдох, задержать на мгновение дыхание и, взяв мундштук в рот, сделать максимально глубокий вдох из спирометра. По разности показателей на шкале до и после вдоха вычислить объемдополнительного воздуха.
4. Поставить прибор в нулевое положение. После нескольких спокойных дыхательных движений сделать обычный выдох, несколько задержать дыхание и, взяв в рот мундштук, сделать возможно глубокий выдох в спирометр. Этот выдох характеризует объем резервного воздуха.
Сумму дыхательного, дополнительного и резервного воздуха сравнить с величиной жизненной емкости. Разница не должна превышать 10%.
Примечания: Спирометр водяной нового типа «Спиро 1-8В» (рис. 2) отличается повышенной чувствительностью и меньшим сопротивлением дыханию.
Определение жизненной емкости легких у собак.
Ход опыта. Собаку, подвергнутую общему наркозу, фиксировать в спинном положении. В трахею ввести резиновую трубку с манжеткой на конце, используемую для эндотрахеального наркоза. Трубку через тройник соединить с газовым мешком и газовыми часами. Раздуть манжетку с помощью баллона; при этом исключается возможность прохождения воздуха между трахеей и трубкой. Дать животному дышать из мешка, наполненного газовой смесью с 10% углекислого газа. В момент, когда животное заканчивает особенно глубокий вдох, зажать трубку, идущую от мешка. Следить за стрелкой газовых часов (или сухого спирометра), отклонение которой указывает объем выдохнутого воздуха в миллилитрах. Пробу повторить несколько раз. Величина наибольшего выдоха примерно соответствует жизненной емкости легких. Она составляет у собаки массой 9-12 кг 500-600 мл (при объеме дыхательного воздуха 40-60 мл).
- Регистрация дыхательных движений. Пневмография.
Пневмография - метод регистрации дыхательных движений человека и животного. Дыхательные движения записывают с помощью пневмографов. Эти приборы позволяют регистрировать движение грудной клетки. У вчеловека число дыхательных движений составляет 16-20 в мин. При мышечной работе изменяются и частота, и глубина дыхания. Изменение ритма дыхания и его глубины наблюдаются во время глотания, разговора, после задержки дыхания и т.п.
Пневмографию можно осуществлять с применением различных датчиков - реостатных, тензометрических, емкостных и др. При этом необходимо использовать электронные усилительные и регистрирующие устройства. Наиболее простым и доступным является пневмодатчик с капсулой Марея. Принцип его действия состоит в том, что дыхательные движения изменяют давление воздуха, находящегося в системе замкнутого пространства. Эти изменения регистрируют с помощью капсулы и писчика на кимографе.
Объект исследования - человек.
Для работы необходимы: кимограф, манжетка от сфигмоманометра, капсула Марея, штатив, тройник, резиновые трубки, отметчик времени, раствор аммиака (в ампулах).
Проведение работы. Собирают установку для регистрации дыхательных движений, как показано на рис. 6, А. Манжетку от сфигмоманометра укрепляют на грудной клетке или на животе испытуемого. Усаживают испытуемого так, чтобы он не видел записи своих дыхательных движений. Приставив рычажок с пером, укрепленным на капсуле Марея, к барабану кимографа, подключают отметчик времени и записывают пневмограмму: а) в покое, б) при вдыхании паров аммиака (к носу испытуемого подносят кусочек ваты, смоченной аммиаком), в) во время разговора, г) после гипервентиляции, д) после произвольной задержки дыхания, е) при физической нагрузке. Пневмограммы, записанные при воздействии указанных факторов, представлены на рис. 6, Б.
Результаты работы и их оформление. Полученные пневмограммы наклейте в тетрадь. Рассчитайте количество дыхательных движений в 1 мин при разных условиях регистрации пневмограммы. Сравните характер изменения дыхания под влиянием различных факторов воздействия, объясните причины изменения дыхания.
Рис. 6. Пневмография: А - графическая регистрация дыхания с помощью капсулы Марея; Б - пневмограммы, записанные при действии различных факторов, вызывающих изменение дыхания: 1 - широкая манжетка, 2 - резиновая трубка, 3 - тройник, 4 - капсула Марея, 5 - кимограф, 6 - отметчик времени, 7 - универсальный штатив; а - спокойное дыхание, б - при вдыхании паров аммиака, в - во время разговора, г - при гипервентиляции, д – после произвольной задержки дыхания, е - при физической нагрузке, б' - е' - отметки применяемого воздействия.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1793; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!