 |
Схема функциональной системы регуляции оптимального для метаболизма кислотно-основного равновесия.
|
|
|
|
Занятие 7.
Тема занятия: Физиология ФУС, поддерживающей оптимальный для метаболизма кислотно-основной баланс в организме. Роль буферных и выделительных систем.
Цель занятия: Изучить периферические и центральные механизмы поддержания на опти-мальном уровне одной из наиболее жестких констант организма: рН внеклеточной среды.
| Знать | Уметь |
| 1) Показатели кислотно-основного равнове-сия в биологических жидкостях организма, их значение для метаболических процессов. 2) Общую схему организации ФУС регуля-ции кислотно-основного равновесия, её центральные и периферические элементы, роль буферных систем крови, а также лёг-ких, почек, органов пищеварения, потовых желёз в поддержании рН крови. | Оценивать лабораторные показатели кислот-но-основного баланса организма. Использовать знания о системных механиз-мах восстановления кислотно-основного равновесия в случаях его отклонения от нор-мы для анализа защитно-приспособитель-ных реакций организма. Анализировать роль различных уровней и механизмов регуляции рН крови при дейст- вии внутренних и внешних факторов среды с целью определения мер профилактики и коррекции нарушений кислотно-основного баланса. |
Вопросы, изученные ранее и необходимые для освоения данной темы:
- Физиологическая характеристика буферных систем крови.
- Гемато-энцефалический барьер и его роль в поддержании рН цереброспинальной жидкости.
- Физиологические соединения гемоглобина.
- Понятие ацидоза и алкалоза. Химическая составляющая показателя рН.
Контрольне вопросы для самостоятельной внеаудиторной работы:
1. Общая характеристика рН жидких сред и тканей организма, как жёсткая константа. Факторы на неё влияющие. Физиологическое значение для жизнедеятельности.
|
|
|
2. Аппарат контроля, рецепция результата. Характеристика периферических и центральных хеморецепторов.
3. Характеристика центров регуляции оптимального для метаболизма кислотно-основного равновесия, расположенных на уровне ствола мозга, гипоталамуса, лимбической системы, коры больших полушарий.
4. Механизмы саморегуляции рН на тканевом уровне. Принцип разведения кислых продуктов обмена веществ в тканях, включение их в дальнейшие процессы окисления (цикл Кори).
5. Состав и свойства буферных систем крови и тканевой жидкости. Их значение в регуля-ции рН.
6. Центральные механизмы поддержания оптимального для организма кислотно-основного баланса. Роль дыхательных рефлексов.
7. Механизмы почечной регуляции. Кислотообразующая функция почек.
8. Роль других выделительных органов в регуляции кислотно-основного баланса: пищева-рительного тракта, потовых желёз.
В тетради для практических занятий выполнить следующие задания:
1. Укажите физиологические показатели рН следующих жидких сред организма человека и их функциональное значение.
рН артериальной крови
рН венозной крови
рН цереброспинальной жидкости
рН тканевой жидкости
рН желудочного сока
рН мочи
2. Укажите основные химические реакции восстановления рН с участием буферных сис-тем: гемоглобиновой, карбонатной, фосфатной и белковой. Отметьте, в каких биологичес-ких жидкостях каждая из них наиболее эффективна.
Информационный блок.
Постоянство кислотно-основного баланса зависит от взаимодействия нескольких механи-змов: активности процессов обмена, буферных свойств кров, газообмена в лёгких, функции выделительных органов.
Буферы организма образованы слабой кислотой и сопряжённым сильным основанием и являются первым «рубежом обороны», поддерживающим рН его биологических жидкостей.
|
|
|
Клеточные буферы составляют около 88% буферной ёмкости организма. Из них наиболее эффективны фосфатный (в 400 раз превышает ёмкость аналогичного буфера крови) и белко-вый (в 20 раз превышает ёмкость белкового буфера крови), бикарбонатный – только в 2,5 раза по ёмкости больше буфера крови.
Мощность буферов крови: бикарбонатный – ёмкость в плазме составляет 53%, в эритроци-тах - 30%. Мощность гемоглобинового буфера в эритроцитах 55%. Мощность белкового буфера крови составляет всего 7%, фосфатного – 5%.
Роль костной ткани: при хронических ацидозах ионы Н поступают в кости в обмен на Са, К, Nа (явление остеопороза, гиперкалиемии). При алкалозе ионы Н костной ткани замещают-ся на Са, К, Nа крови со снижением их концентрации в плазме.
Механизмы активной секреции ионов Н в мочу: При ацидозе усиление реабсорбции в нефроне бикарбонатов с целью сохранения щелочного резерв. Усиление секреции Н+ и синтеза аммиака, их выведение в виде аммонийных солей и кислых фосфатов.
Компенсаторная рефлекторная гипервентиляция – увеличение лёгочной вентиляции, напри-мер, в 2 раза при снижении рН на 0,1.
синтеза аммиака, их выведение в виде аммонийных солей и кислых фосфатов.
Компенсаторная рефлекторная гиповентиляция – уменьшение лёгочной вентиляции, напри-мер, в 2 раза при повышении рН на 0,1.
Механизм секреции соляной кислоты париетальными клетками желудка:
1. Наличие Н+/К+-АТФ-зы (протонной помпы) на мембране секреторных микроворсинок
2. Источником Н+ является процесс диссоциации Н2СО3, при участии карбоангидразы.
3. Ионы НСО3 перемещаются в кровь, в обмен на ионы Cl-
4. Продуцируют соляную кислоту одной концентрации – 160 ммоль/л
Схема функциональной системы регуляции оптимального для метаболизма кислотно-основного равновесия.
Учебная литература основная:
1. Нормальная физиология: Учебник. /Под ред. К.В. Судакова.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 880 с.
2. Физиология человека: Атлас динамических схемК.В. Судаков, В.В. Адрианов, Ю.В. Вагин, И.И. Киселёв. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 416 с.
3. Нормальная физиология. Практикум. /Под ред. К.В. Судакова.- М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. – 232 с.
4. Физиология функциональных систем. Учебно-методическое пособие кафедры нормальной физиологии для студентов лечебного и педиатрического факультетов к практическим занятиям.
|
|
|
5. Лекции по нормальной физиологии и физиологии ФУС.
Дополнительная литература:
6. Нормальная физиология. В 3 т.: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ В.Н. Яков-лев, И.Е. Есауленко, А.В. Сергиенко и др. Том 2. Частная физиология. – М.: Издательский центр «Академия», 2006.- 288 с.
7. Введение в курс физиологии здорового ребёнка. Учебное пособие для самостоятельной внеаудиторной работы студентов 2 курса педиатрического факультета по нормальной физиологии. Владимирова Л.П., Фельдшеров Ю.И.-Издательство ДВГМУ, 2007. - 124с.
8. Физиология. Основы и функциональные системы: курс лекций. /Под ред. К.В. Судакова.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2002. -784с.
Тематика рефератов:
1. Источники протонов в организме.
2. Роль пищеварительного тракта в регуляции рН. Значение метаболических процессов в печени.
Практические работы:
Работа 1. Анализ пневмограммы после произвольной гипервентиляцией с учётом изменений
показателей кислотно-основного баланса и способов его восстановления.
На представленном образце графической регистрации движений грудной клетки после произвольного увеличения глубины и частоты дыхания у испытуемого наблюдаются компен-саторные изменения параметров лёгочной вентиляции. Опишите эти изменения в дыхании. Обоснуйте их причину возможными отклонениями со стороны рН крови, вызванными глубо-ким и частым дыханием. Объясните механизм изменений лёгочной вентиляции после пробы. В выводах укажите роль внешнего дыхания в регуляции кислотно-основного баланса организма.
Работа 2. Системные механизмы поддержания в организме оптимального для метаболизма
кислотно-основного равновесия при отклонениях рН крови от физиологического
уровня.
После длительной интенсивной физической нагрузки исследование крови у спортсмена с помощью микрогазоанализатора выявило величину её рН =7,2. Оцените этот показатель. Ис-пользуя схему ФУС регуляции кислотно-основного баланса, опишите динамику восстановле-ния реакции крови до оптимального уровня с включением всех элементов системы.
|
|
|
В выводах укажите значение кислотно-основного состояния организма для его жизнедея-тельности и физиологические пределы возможных колебаний рН крови. Перечислите основ-ные факторы, вызывающие эти сдвиги.
Ситуационные задачи
1. Как изменится у человека устойчивость к развитию ацидоза при железодефицитной ане-мии? С чем связана основная причина этих изменений.
2. При нарушении функции лёгких в крови повышается уровень углекислого газа и снижа-ется рН. Через некоторое время рН возвращается к норме. Объясните механизмы восстановления рН.
3. После длительной речевой нагрузки для профилактики головной боли лектору предло-жили выпить чай с лимоном. Обоснуйте физиологический механизм этого воздействия.
4. Человек придерживается вегетарианской диеты. Какие изменения могут у него обнару-житься со стороны кислотно-основного баланса и рН мочи?
Тестовые задания по разделу:
«Физиология ФУС, поддерживающей оптимальный для метаболизма кислотно-основной баланс в организме. Роль буферных и выделительных систем».
1. Ацидоз – это появление в крови относительного или абсолютного _____ 1) избытка кислот
2) избытка углекислого газа 3) недостатка кислот 4) избытка оснований.
2. Алкалоз – это появление в крови относительного или абсолютного ____ 1) избытка кислот
2) избытка углекислого газа 3) недостатка кислот 4) избытка оснований.
3. Показатель рН артериальной крови в норме _____. 1) 6,2 2)7,0 3) 7,2 4) 7,4 5) 7,8.
4. Показатель рН отражает содержание в крови ____. 1) бикарбонатов 2) ионов водорода
3) недиссоциированных кислот 4) диссоциированных оснований 5) анионов кислот.
5. Повышенное содержание ионов водорода в крови может быть нейтрализовано _____.
1) анионами 2) катионами 3) водой 4) низкомолекулярными
неполярными соединениями.
6. Буферные системы – это вещества, способные связать ионы водорода, благодаря наличию в них ___. 1) катионов оснований 2) анионов слабых кислот 3) анионов
сильных кислот 4) катионов сильных кислот.
7. Уровень рН крови влияет на _____ 1) транспорт веществ через мембрану клеток
2) возбудимость мембран 3) сродство гемоглобина к кислороду 4) тонус дыха-
тельного центра 5) все перечисленное.
8. Карбоангидраза катализирует реакцию ____. 1) образования карбогемоглобина
2) распад карбогемоглобина 3) образования угольной кислоты 4) образования
карбоксигемоглобина 5) диссоциацию угольной кислоты.
9. Хеморецепторы, контролирующие рН, расположены в _____ 1) продолговатом мозге
2) синокаротидной зоне 3) аорте 4) в мышцах 5) во всем перечисленном.
|
|
|
10. Более 80% буферной емкости крови составляют такие буферные системы, как _____
1) белковая и бикарбонатная 2) гемоглобиновая и бикарбонатная 3) гемоглобиновая
и фосфатная 4) гемоглобиновая и белковая 5) белковая и фосфатная.
11. Исполнительными органами в функциональной системе регуляции рН выступают _____
1) легкие 2) желудочно-кишечный тракт 3) почки 4) кости 5) все перечисленное.
12. К механизмам коррекции ацидоза относятся _____ 1) гипервентиляция и повышение
секреции ионов водорода почками 2) гиповентиляция и понижение секреции ионов
водорода почками 3) гиповентиляция и повышение секреции ионов водорода
почками 4) гипервентиляция и понижение секреции ионов водорода почками
5) усиленное потоотделение и снижение кислотности в желудке
13. К механизмам коррекции алкалоза относятся _____ 1) гипервентиляция и повышение
секреции ионов водорода почками 2) гиповентиляция и понижение секреции ионов
водорода почками 3) гиповентиляция и повышение секреции ионов водорода
почками 4) гипервентиляция и понижение секреции ионов водорода почками
5) сниженное потоотделение и повышение кислотности в желудке.
14. Потеря желудочного сока при рвоте может вызвать _____ 1) ацидоз 2) алкалоз
3) кислотно-основное равновесие не изменит 4) изменения рН различны.
15. Употребление преимущественно растительной пищи в реакции крови _____
1) способствует сдвигу в кислую сторону 2) способствует сдвигу в щелочную
сторону 3) не вызывает изменений 4) проявляется непредсказуемо.
16. Употребление преимущественно животной пищи в реакции крови _____
1) способствует сдвигу в кислую сторону 2) способствует сдвигу в щелочную
сторону 3) не вызывает изменений 4) проявляется непредсказуемо.
17. Костная ткань может участвовать в регуляции кислотно-основного равновесия при обмене _____. 1) кальция на ионы водорода 2) калия на ионы кальция 3) кальция на
бикарбонат-ионы 4) кальция на ионы натрия 5) бикарбонат-ионы на ионы хлора.
18. В регуляции рН и утилизации молочной кислоты с образованием гликогена, метаболизма кетоновых тел принимают участие ______ 1) почки 2) клетки печени 3) кости
4) легкие 5) потовые железы.
19. При раздражении хеморецепторов каротидной зоны ионами водорода легочная венти-ляция рефлекторно _____ 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется
4) меняется непредсказуемо.
20. При алкалозе активность хеморецеторов _____ 1) увеличивается 2) уменьшается
3) не изменяется 4) меняется непредсказуемо.
21. Буферная емкость ликвора, по сравнению с буферной емкостью крови _____
1) выше 2) ниже 3) одинакова 4) нет зависимости.
22. При повышении уровня углекислого газа в крови показатель рН _____
1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется 4) меняется непредсказуемо
23. При понижении уровня углекислого газа в крови показатель рН _____
1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется 4) меняется непредсказуемо.
24. При гипервентиляции показатель рН крови _____ 1) увеличивается 2) уменьшается
3) не изменяется 4) меняется непредсказуемо.
25. При гиповентиляции показатель рН крови _____ 1) увеличивается 2) уменьшается
3) не изменяется 4) меняется непредсказуемо
|
|
|
