Тема 1. Обмен веществ. Теплообмен

ТЕМА 1. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ. ТЕПЛООБМЕН

Работа 1. Оценка массы тела и характера распределения жировой ткани в организме

Цель работы: знакомство с важнейшими антропометрическими показателями организма и их анализ.

Для работы необходимы: ростометр, весы, сантиметровая лента.

Ход работы

Фактическую массу тела и его поперечные размеры определяют утром, натощак, после посещения туалета. Утром же целесообразно и измерение роста (длины тела).

С помощью сантиметровой ленты определяют окружность талии (на уровне самого «узкого» участка тела выше пупка) и окружность бедер (на уровне самого «широкого» участка тела ниже талии).

Далее проводят ряд расчетов.

1. Идеальная масса тела (МТ, кг) для мужчин:

ИМТ= Рост-100-((Рост-100)/20)

Для женщин в знаменателе используют цифру 10: они должны быть «легче» мужчин из-за большего содержания в их организме жировой ткани.

Сравнивают в процентах фактическую массу тела с идеальной (должной), приняв последнюю за 100 %. Нормальным считается фактический показатель, отличающийся от должного не более, чем на 10 %.

2. Весо-ростовой индекс Кетле рассчитывают как частное от деления МТ (кг) на рост (м) в квадрате. Наименьшая смертность в настоящее время соответствует параметрам 22-30, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний – 23-25.

3. Тип распределения жировой ткани в организме определяется путем деления окружности талии на окружность бедер. При «женском» (наиболее благоприятном для здоровья) типе распределения этот показатель не превышает 0,8, при «промежуточном» типе равен 0,81-0,99, при «мужском» – 1,0 и более. Последний при избыточной массе тела является наименее благоприятным, т.к. обычно сочетается с нарушениями липидного обмена, характерными для атеросклероза.

Такую же информацию может дать соотношение окружности талии и роста: в норме оно не должно превышать 50 %.

В заключении следует дать оценку рассчитанных параметров путем сравнения их с нормальными (оптимальными). При отклонениях фактических показателей от оптимальных попытайтесь наметить пути коррекции данных параметров и отразить их в протоколе.

 

Работа 2. Расчет должной величины энергорасхода в условиях основного обмена по таблицам

Цель работы: знакомство с методом расчета должной величины основного обмена.

Для работы необходимы: ростометр, весы, таблицы для определения основного обмена.

Ход работы

Измеряют рост испытуемого и взвешивают его. Допустим, что испытуемый – мужчина 23 лет, имеющий рост 170 см и должную массу тела, равную 65 кг (расчет этого показателя производится по формуле, приведенной в работе 1). Для расчета энергорасхода у мужчин и женщин используются разные таблицы, так как у мужчин основной обмен примерно на 10 % выше, чем у женщин.

 

Таблица 2.1

Энергетические затраты (ккал) на 1 м² поверхности тела

за 24 часа (по Бойсу)

 

Возраст, годы	мужчины	женщины
16-18
18-20
20-30
30-40

Вначале по таблице 2.1 определяют величину энергорасхода, приходящуюся на 1 м² поверхности тела за 24 часа. В нашем примере эта величина равна 948 ккал/м².

Затем по номограмме (рис.1) находят величину поверхности тела: она равна 1,74 м² .

Наконец, определяют искомую величину энергорасхода в ккал, умножая первый найденный показатель на второй.

 

 

Рис.1. Номограмма для определения величины поверхности тела человека

Значение площади поверхности тела находят в точке пересечения прямой, соединяющей показатели роста (на шкале I) и веса (на шкале III), со шкалой II.

 

 

Оценка пробы

Таблица 4.1

Показатели	Переносимость пробы (устойчивость к холоду)
	хорошая	удовлетворительная	плохая
ЧП на 1-ой минуте охлаждения	Уменьшение ЧП	Увеличение ЧП не более, чем на 4 уд./мин.	Увеличение ЧП более, чем на 4 уд./мин.
ЧП на 3-ей минуте восстановления	Полное вос-становление ЧП до исход-ного уровня	Незначительное увели-чение (на 1-2 уд./мин.) или снижение ЧП	Заметное (более чем на 2 уд./мин.) превышение ЧП после пробы по сравнению с исход-ными данными
Субъективная реакция	-	-	Резкие неприятные ощущения при охлаждении

 

В заключении указывают степень устойчивости к холоду. Если результат работы свидетельствует о плохой переносимости охлаждения стоп, желательно продумать индивидуальный путь к закаливанию – регулярным охлаждающим процедурам, например, водным. Это может повысить не только устойчивость к холоду и простудным заболеваниям, но и резервы сердечно-сосудистой системы, а также способность справляться со стрессами.

ТЕМА 2. ДЫХАНИЕ

ТЕМА 3. ПИЩЕВАРЕНИЕ

Таблица 14

Момент исследования	Показатели	Нетренированный студент	Студент, тренированный к динамической ФН
До ФН	ЧСС
АД
УО
После ФН	ЧСС
АД
УО
% увеличения	ЧСС
АД
УО

 

В заключении делается вывод о различиях параметров работы сердца (ЧСС, УО) тренированных и нетренированных лиц в условиях покоя и процента увеличения этих параметров при ФН.

 

Работа 15. Измерение артериального давления у человека способами Рива-Роччи и Короткова

Цель работы: знакомство с методами непрямого измерения артериального давления.

Для работы необходимы: тонометр, стетофонендоскоп.

Ход работы

Сидя на стуле боком к столу с опорой на спинку стула без скрещивания, испытуемый кладет руку на стол. После 50-минутного отдыха на обнаженное плечо испытуемого накладывают манжетку так, чтобы она плотно охватывала плечо, но не давила на ткани. Нижний край манжеты должен быть на 2 см выше локтевой ямки.

А Пальпаторный метод Рива-Роччи

Одной рукой исследователь пальпирует пульс в области лучевой артерии, а другой – с помощью резинового баллона нагнетает воздух в манжетку. О давлении в манжете судят по показаниям манометра. В полости манжеты создают давление, примерно на 30 мм превышающее максимальное, о чем судят по исчезновению пульса, а затем, непрерывно наблюдая за показаниями манометра, медленно – примерно со скоростью 2 мм/с – понижают давление, открывая винтовой клапан и выпуская воздух. Показания манометра в момент появления пульса на лучевой артерии совпадают с систолическим давлением в плечевой артерии. Диастолическое давление этим методом обычно не определяют.

Б. Аускультативный метод Короткова

В локтевой ямке пальпаторно находят и затем выслушивают с помощью фонендоскопа или стетоскопа участок пульсации артерии. При этом звуки отсутствуют. Закрыв винтовой клапан, создают давление в манжете вышеуказанным способом. Затем, выпуская воздух из манжеты, с помощью выслушивания отмечают появление, усиление, ослабление и исчезновение сосудистых тонов. При этом одновременно следят за показаниями монометра. Момент появления тонов соответствует систолическому давлению, момент исчезновения – диастолическому. Исследования проводят два-три раза на обеих руках с интервалами не менее 1 минуты и указывают среднее значение двух последних измерений на той руке, где показатели выше. Определяют величину пульсового давления.

В заключение протокола следует указать, соответствуют ли полученные данные физиологической норме, и отметить преимущества аускультативного метода Короткова перед пальпаторным методом Рива-Роччи.

 

 

Работа 16. Определение биологического возраста по параметрам системы кровообращения

Биологический возраст (БВ) – это мера систематической дезинтеграции организма в процессе старения. Для определения БВ у мужчин и женщин используются разные формулы:

Для мужчин:

БВ=26,985 + 0,215 АДС – 0,149 ЭДВ – 0,151 Х × СБ + 0,723 СОЗ;

Для женщин:

БВ= -1,463 + 0,415 АДП – 0,140 СБ + 0,248 × МТ + 0,694 СОЗ

Где АДС – артериальное давление систолическое;

АДП – артериальное давление пульсовое.

Эти показатели определяются с помощью аппарата Рива-Роччи (см. работу 15).

СБ – статическая балансировка – определяется при состоянии испытуемого на левой ноге без обуви с согнутой в колене правой ногой. Глаза должны быть закрыты, руки опущены вдоль туловища (без предварительной тренировки). Продолжительность СБ в секундах измеряется трижды с интервалами 5 минут. Учитывается наилучший результат.

ЗДВ – продолжительность задержки дыхания в секундах после глубокого вдоха – измеряется трижды с интервалами 5 минут. Учитывается наибольшая величина.

МТ- масса тела (фактическая величина) в кг.

СОЮЗ – субъективная оценка здоровья – производится с помощью анкеты, включающей 29 вопросов:

1. Беспокоят ли Вас головные боли?

2. Можно ли сказать, что Вы легко просыпаетесь от любого шума?

3. Беспокоят ли Вас боли в области сердца?

4. Считаете ли Вы, что в последние годы у Вас ухудшилось зрение?

5. Считаете ли Вы, что в последние годы у Вас ухудшился слух?

6. Стараетесь ли Вы пить только кипяченую воду?

7. Уступают ли Вам место в автобусе, трамвае, троллейбусе младшие по возрасту?

8. Беспокоят ли Вас суставы?

9. Бываете ли Вы на пляже?

10. Влияет ли на Ваше самочувствие перемена погоды?

11. Бывают ли у Вас такие периоды, когда из-за волнений Вы теряете сон?

12. Беспокоят ли Вас запоры?

13. Считаете ли Вы, что сейчас Вы также работоспособны, как прежде?

14. Беспокоят ли Вас боли в области печени?

15. Бывают ли у Вас головокружения?

16. Считаете ли Вы, что сосредоточиться сейчас Вам стало труднее, чем в прошлые годы?

17. Беспокоят ли Вас ослабление памяти, забывчивость?

18. Ощущаете ли Вы в различных частях тела жжение, покалывание, «ползание мурашек»?

19. Бывают ли у Вас такие периоды, когда Вы чувствуете себя радостным, возбужденным, счастливым?

20. Беспокоят ли Вас шум и звон в ушах?

21. Держите ли Вы для себя в домашней аптечке один из следующих медикаментов: валидол, нитроглицерин, сердечные капли?

22. Бывают ли у Вас отеки на ногах?

23. Приходятся ли Вам отказываться от некоторых блюд?

24. Беспокоят ли Вас боли в области поясницы?

25. Бывает ли у Вас одышка при быстрой ходьбе?

26. Приходится ли Вам употреблять в лечебных целях какую-либо минеральную воду?

27. Беспокоит ли Вас неприятный вкус во рту?

28. Можно ли сказать, что Вы стали легко плакать?

29. Как Вы оцениваете состояние своего здоровья?

Для первых 28 вопросов возможны ответы «ДА» или «НЕТ». Неблагоприятными считаются ответы «ДА» на вопросы №№ 1-8, 10-12, 14-18, 20-28 и ответы «НЕТ» на вопросы №№9, 13, 19. Для 29-го вопроса возможны ответы «хорошее», «удовлетворительное», «плохое», «очень плохое». Неблагоприятным считается один из двух последних ответов.

После заполнения анкеты подсчитывается общее число неблагоприятных ответов, и эта величина (СОЗ) вводится в формулу для определения БВ.

С помощью приведенных выше формул вычисляются величины БВ. Для того, чтобы судить, в какой мере степень постарения соответствует календарному возрасту (КВ) обследованного, следует сопоставить фактическую величину БВ (ФБВ) с должным БВ (ДБВ), который характеризует популяционный стандарт темпа старения.

Величина ДБВ вычисляется по приведенным ниже формулам:

Для мужчин: ДБВ = 0,629 × КВ +18,56;

Для женщин: ДБВ = 0,581 × КВ + 17,24.

Вычислив индекс ФБВ ÷ ДБВ, можно узнать, в какой степени БВ обследованного больше или меньше, чем средний БВ его сверстников. Если степень постарения обследованного меньше, чем средняя степень постарения лиц равного с ним КВ, то ФБВ÷ ДБВ< 1.

В заключении следует указать показатель степени постарения испытуемого и попытаться объяснить выявление отличия его от 1.

 

Работа 17. Ортостатическая проба

Цель работы: Изучение влияния фактора тяжести крови на систему кровообращения и анализ приспособительных изменений системы кровообращения в условиях ортостаза.

Для работы необходимы: тонометр, стетофонендоскоп, часы с секундной стрелкой.

Ход работы

Исследуемый в течение 15-20 минут находится в горизонтальном положении с приподнятым головным концом. По истечении этого времени у испытуемого определяют частоту пульса и измеряют артериальное давление. Не снимая манжету, испытуемый быстро принимает вертикальное положение и стоит по стойке «смирно», но без напряжения мышц. При этом вновь определяют частоту пульса и артериальное давление.

У здоровых людей при выполнении ортостатической пробы обычно на 5 - 15 мм рт. ст. снижается артериальное давление, на 10 - 30 ударов возрастает частота сердечных сокращений. Эти показатели через 1 - 3 минуты восстанавливаются до исходного уровня.

В заключение протокола необходимо охарактеризовать изменения гемодинамических показателей при выполнении ортостатической пробы, а так же объяснить их механизмы и биологическое значение. При этом следует отметить, последовательность изменений сердечно-сосудистой системы, развивающихся в данном опыте, как непосредственный результат «возмущающего воздействия», и какие приспособительные реакции, следующие друг за другом.

 

Работа 18. Оценка уровня здоровья человека по показателям ортостатической пробы

Цель работы: убедиться в наличии связи ортостатической реакции со здоровьем человека.

Ход работы

Работа проводится так, как описано выше (работа 17). Но при этом подсчитывается пульс только за 10 секунд дважды: 1) в положении лежа; 2) через минуту после перехода в вертикальное положение.

Если число ударов пульса за 10 с увеличивается на 1 удар, здоровье можно оценивать на 5, на 2 удара – на 4, на 3 удара – на 3, на 4 и более удара – на 2.

Работа 19. Влияние дыхания на артериальное кровяное давление

Цель работы: убедиться в возможности произвольного изменения артериального давления (АД).

Для работы необходимы: тонометр, стетофонендоскоп, часы с секундной стрелкой.

Ход работы

После 5-минутного отдыха в положении сидя у испытуемого определяют АД. Далее в течение 20 минут испытуемый делает задержки дыхания после каждого вдоха – секунд на 10 - 15 и после каждого выдоха – секунд на 5 - 10, по возможности не меняя глубину дыхания. Вновь определяют АД. В большинстве случаев оно снижается.

В заключении следует объяснить полученный результат.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федюкович Н.И. Анатомия и физиология человека. Учебник. Издательство: Феникс 2011. – 510 с

2.Юшкова О.И. Основы физиологии человека. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004. – 246 с.

3. Смирнов В.М. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / В.М. Смирнов, С.М. Будылина. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 336 с.

4. Агаджанян А.А., Власова И.Г., Ермаков Н.Е., Трошин В.И. Основы физиологии человека. М.: РУДН., 2004.

5. Белов С.В. (ред.) Безопасность жизнедеятельности. М.: Высшая школа, 2004.

 

 

6. Суднева Е.М. Основы физиологии человека. Курс лекций.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Список принятых обозначений

ЧСС – частота сердечных сокращений

ЖЕЛ – жизненная емкость легких

ИМТ – идеальная масса тела

АД – артериальное давление

ЧП – частота пульса

ЧД – частота дыхания

ГД – глубина дыхания

ДО – дыхательный объем

МОД – минутный объем дыхания (МОД = ГД × ЧД)

ЗД – задержка дыхания

СОЭ – скорость оседания эритроцитов

МВЛ – максимальная вентиляция легких

УО – ударный объем (крови)

СО – систолический объем

ПД – пульсовое давление (ПД = СД – ДД)

СД – систолическое давление

ДД – диастолическое давление

СИ – сердечный индекс

Приложение 2. Основные физиологические константы

Физико-химические свойства крови

 

Плотность цельной крови	1,050 - 1,064 г/мл
Текучесть (вязкость) крови	м 4,3 - 5,3 ж 3,9 - 4,9
pH плазмы	7,35 - 7,47
Осмотическое давление плазмы	7,6 атм.
Коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы	25 - 30 мм рт. ст., 0,03 - 0,04 атм., или 33 – 40 гПа
Объем крови (7 % от массы тела)	м 5,0 л ж 4,0 л
Величина гематокрита	м 40 - 48 % ж 36 - 42 %
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ)	м 1 - 10 мм/ч ж 2 - 15 мм/ч
Осмотическая резистентность эритроцитов в % раствора NaCl	Максимальная – 0,28 Минимальная – 0,56

 

Форменные элементы крови

Эритроциты
Количество эритроцитов	м 4,0 - 5,0х1012/л ж 3,7 - 4,7х1012/л
Количество ретикулоцитов	2 - 10% от числа эритроцитов
Количество гемоглобина	м 130,0 - 160,0 г/л ж 120,0 - 140,0 г/л
Цветовой показатель	0,85 - 1,05
Среднее содержание гемоглобина в одном эритроците (СГЭ)	30 - 35 пг
Лейкоциты
Количество	4,0 - 9,0'109/л
Лейкоцитарная формула:
Палочкоядерные нейтрофилы	1 - 6%
Сегментоядерные нейтрофилы	45 - 72%
Эозинофилы	0,5 - 5%
Базофилы	0 - 1%
Лимфоциты	20 - 40%
Моноциты	2 - 11%
Тромбоциты
Количество	180 - 320' 109/л

 

Обмен веществ и энергии

Физиологические требования к пищевым рационам

• Средняя энергетическая ценность суточного рациона (ккал): для мужчин возраста 18 - 29 лет по различным группам интенсивности труда: I - 2800; II - 3000; III -3200; IV - 3700; V - 4300.

Для мужчин I - IV групп 30 – 39 лет эти нормативы меньше на 100 ккал, а для представителей V группы - меньше на 200 ккал.

Для мужчин I - IV групп 40 - 59 лет эти нормативы уменьшены на 150 ккал.

Средняя энергетическая ценность суточного рациона женщин на 15 % меньше, чем ценность рациона мужчин.

• Соотношение массы белков, жиров и углеводов в суточном пищевом рационе должно соответствовать 1:1, 2:4,6.

• Калорийность каждого приема пищи, выраженная в процентах к калорийности суточного рациона, должна приближаться к следующим показателям: завтрак – 25 %, обед – 35 %, полдник – 15 %, ужин – 25%.

 

Дыхание

Легочные объемы и емкости (статические показатели внешнего дыхания) в мл – для мужчин:

Дыхательный объем (ДО)	400 (200 - 600)
Резервный объем вдоха (РОвд)
Резервный объем выдоха (РОвыд)
Остаточный объем (ОО)
Жизненная емкость легких (ЖЭЛ)	4000 - (3000 - 4500)
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ)
Общая емкость легких (ОЕЛ)

 

Показатели легочной вентиляции (динамические показатели внешнего дыхания) для мужчин:

Частота дыхания (ЧД)	16 - 20 в мин.
Минутный объем дыхания (МОД)	6 - 8 л/мин
Максимальная вентиляция легких (МВЛ)	До 140 (у мужчин) 130 (у женщин) л/мин
Пневмотахометрия выдоха (ПТМ выд.)	4 – 8 л/с

 

Кислородная емкость крови 16-22 об. %.

Коэффициент утилизации кислорода в покое 30-50%, при мышечной нагрузке 50-60%

Сердечно-сосудистая система

Частота сердечных сокращений (ЧСС) в покое: 60 - 90 уд. в мин.

Систолический, или ударный объем крови (СО или УО) в покое 40 - 70 мл

Минутный объем (МО) крови, выбрасываемой сердцем в покое, 4,0 - 6,0 л/мин.

Сердечный индекс (СИ) в покое 3 - 4 л/ м²/ мин.

Участки системы кровообращения	мм рт. ст.
Аорта и крупные артерии (системное давление):	Систолическое	115-139
Диастолическое	60-89
	Пульсовое	30-60
Среднее динамическое	80-100
Оптимальное	<115/<75
Высокое нормальное	130/139
Артериолы	Начало
Конец
Капилляры	Начало
Конец
Вены среднего калибра		05. сен
Полая и другие крупные вены		0 - (-6)

 

Средняя скорость движения крови по сосудам в покое

Аорта Капилляры Полые вены

0,3 м/с 0,3 мм/с 0,15 м/с

Время оборота крови по большому кругу 21-23 с.

Скорость распространения пульсовой волны:

• По артериям эластического типа 5 - 8 м/с

• По артериям мышечного типа 6 - 10 м/с

 

 

ТЕМА 1. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ. ТЕПЛООБМЕН