При каждом сокращении сердца человека левый и правый желудочки изгоняют соответственно в аорту и легочной ствол примерно по 70-75 мл крови. Если организм находится в состоянии покоя, то объём для левого и правого желудочков одинаков и называется систолическим или ударным.
Умножив систолический объём на число сокращений в 1 мин, можно вычислить минутный объём. Он составляет в среднем 4,5-5,0 л.
В сутках 24 часа, это 1440 минут.
Значит:
1440 х 4,5 л=6480 л/сутки и 1440 х 5,0 л=7200 л/сутки
Ответ: левый желудочек сердца за сутки изгоняет 6480—7200 л.
Задача № 134: Вычислите величину альвеолярной вентиляции при условии, что минутный объём дыхания равен 8 л, объём «мёртвого» пространства 150 мл, дыхательный объём 250 мл.
Легочная вентиляция – это тот объем воздуха, который поступает в лёгкие за единицу времени (чаще за 1 минуту).
Вентиляция – это дыхательный объем умноженный на частоту дыхательных циклов. При этом в легочном газообмене участвует лишь та часть воздуха, которая достигает альвеол, а не весь вентилируемый воздух.
Кроме того, на вентиляцию так называемого мертвого пространства приходится примерно 1/3 дыхательного объема покоя. Мёртвое пространство заполнено воздухом, который непосредственно не участвует в газообмене и лишь перемещается в просвете воздухоносных путей при вдохе и выдохе. Обмен газов в легких обеспечивает альвеолярная вентиляция. Таким образом, альвеолярная вентиляция – представляет собой легочную вентиляцию за вычетом вентиляции мертвого пространства.
В нашей задаче: минутный объём дыхания равен 8л, объём «мёртвого» пространства 150 мл, дыхательный объём 250мл.
Вычислим частоту дыхания:
8000мл/250мл=32 вдоха.
На вентиляцию «мёртвого пространства» приходится:
32 х 150мл = 4800мл /мин
Итого, величина альвеолярной вентиляции будет ровна:
8000-4800= 3200 мл/мин.
Задача № 154: Одинаково ли количество желудочного сока, отделяемого при виде пищи, при акте еды и после него, т.е. при попадании пищи в желудок? Ответы поясните.
Секреция желудочного сока происходит не постоянно, а только в связи с приемом пищи. Кроме того, сок может выделяться уже при виде, запахе и даже при разговоре о еде, а не только при попадании пищи в рот или в желудок. При этом неприятный запах или вид пищи может уменьшить или полностью прекратить выделение сока.
Количество желудочного сока, отделяемого при виде пищи, при акте еды и после него не одинаково. В зависимости от места действия раздражителя выделяют 3 фазы в регуляции желудочной секреции:
1. Мозговую
2. Желудочную
3. Кишечную
Мозговая фаза осуществляется на основе комбинирования условного (вид пищи, запах) и безусловного рефлекса (жевание и глотание).
Стимулами для возникновения секреции желудочных желез являются все факторы, сопровождающие приём пищи. Эта фаза – пусковая для включения желудочной секреции. Достаточно кормления в течение 2-3 мин, чтобы получить секрецию желудочного сока в течение 3-4 ч.
Желудочная фаза - начинается с попадания пищи в желудок. При растяжении желудка и действии на его оболочку продуктов гидролиза белка, некоторых аминокислот, а также экстрактивных веществ мяса и овощей.
Три механизма:
а) рефлекторный;
б) гуморальный;
в) местный.
а) Рефлекторный механизм - безусловный рефлекс, возникающий при раздражении рецепторов желудка.
б) Гуморальный механизм.
Гормоны ЖКТ - в фазу стимулируется деятельность железистых клеток, которые располагаются в пилорической части желудка.
Они возбуждаются под действием кислого содержимого желудка. Это:
1. гастрин – G–клетки пилорической части желудка. Через кровь стимулируют секрецию желудочного сока. В первую очередь - НСl;
2. болебезин – стимулирует выделение гастрина;
3. мотилин – пилорическая часть желудка. Незначительно стимулирует секрецию всех компонентов желудочного сока.
Гормоны желез внутренней секреции. Секреция желудочного сока стимулируется инсулином, тормозится - адреналином. БАВ-гистамин. Минеральные вещества - ионы К+ - увеличивают секрецию.
в) Местный механизм. Осуществляется благодаря наличию в желудке МНС. Содержимое желудочного сока раздражает рецепторы сплетений, что ведет к изменению секреции.
Местное действие оказывают:
1. экстрактивные вещества (особенно экстракт мяса);
2. минеральные вещества;
3. наличие белков;
4. пряности;
5. НСl и другие кислоты;
6. слюна.
Кишечная фаза начинается с попадания пищи в 12-перстную кишку. 2 механизма: рефлекторный и гуморальный.
Рефлекторный механизм - по типу безусловного рефлекса.
Результат - усиление желудочной секреции.
Гуморальный механизм.
Гормоны ЖКТ:
1. гастрин - G-клетки 12-перстной кишки и верхних отделов тонкого кишечника (энтерогастрин); стимулирует секрецию НСl;
2. бомбезин;
3. секретин - в 12-перстной кишке и верхних отделах тонкого кишечника - стимулирует секрецию ферментов и тормозит - НСl;
4. холецистокинин - панкреоземин - действует как секретин;
5. мотилин;
6. бульбагастрон - вырабатывается в 12-перстной кишке и уменьшает секрецию желудочного сока.
Эти 3 фазы выделяются в процессе пищеварения, вне его наблюдается периодическая секреторная деятельность желудка. Через каждые 45-90 мин – выделение желудочного сока. Период секреции - 15-20 мин. При этом выделяется желудочный сок с умеренным содержанием ферментов.
Вывод: меньше всего желудочный сок выделяется при виде пищи, при акте еды секреция желудочного сока увеличивается, в момент попадания пищи в сам желудок желудочного сока будет выделяться больше всего, т.к. будет работать и нервная, и гуморальная системы. При попадании пищи в 12-перстную кишку, будут выделяться гормоны, вызывающие угасание выделения желудочного сока.
Задача № 174: Испытуемый в течение 10 минут выполнял работу на велоэргометре при дыхательном коэффициенте равном 1. Кислородный запрос был равен 48 л, на кислородный долг пришлось 8%. Из всего тепла, образованного при работе, 60% было отдано путём теплопроведения, а остальное количество – испарением. Сколько пота было выделено организмом испытуемого за 1 мин.?
Количество теплоты, высвобождающейся после потребления организмом 1 л кислорода – это энергетический (калорический) эквивалент кислорода, который определённому дыхательному коэффициенту.
Дыхательному коэффициенту равному 1 соответствует энергетический эквивалент равный 21,13 кДж.
Кислородный долг представляет собой разность между тем количеством кислорода, которое необходимо для покрытия всех энергетических затрат (кислородного запроса), и количеством, которое было потреблено за время работы фактически.
Таким образом высчитаем сколько было фактически потреблено кислорода:
Объём кислородного долга будет равен:
48 • 0,08=3,84 л
В таком случае, остаток кислорода без кислородного долга:
48 – 3,84=44,16 л.
Затем рассчитываем количество тепла. На 1 л кислорода выделяется 21,13 кДж тепла, а на 44,16 л кислорода:
44,16 • 21,13= 933,1 кДж
Количество тепла отданного путём теплопроведения 60%. Значит тепло, отданное испарением 100 % - 60%=40%
т.е. 933,1• 0,4 = 373,24 кДж
На 1 л пота тратится 2400 кДж теплоты. Значит на 373,24 кДж теплоты выделится:
1•373,24/ 2400=0,155л пота за 10 минут.
Соответственно, за 1 минуту выделится:
0,155/10=0,015 л пота.
Задача №194: Первый испытуемый выделил за сутки 850 мл мочи с удельным весом 1,04, а второй испытуемый такого же роста, веса и возраста – 1300 мл мочи с удельным весом 1,00. Какие из процессов мочеобразования более активны у первого испытуемого?
Удельный вес мочи зависит от двух факторов: 1) от количества выведенной за сутки мочи; 2) от количества содержащихся в ней плотных веществ.
Для здорового человека среднее количество выделенной мочи за сутки составляет 1- 1,5 л.
В нормальных условиях удельный вес мочи колеблется в пределах от 1,012 до 1,025,что связано с приемами пищи и воды, а тaкже потерей жидкости другими путями (пот).
Первый испытуемый выделил более концентрированную мочу (0,02/850 = 0,0012 мг/мл), чем второй (1/1300 = 0,0007 мг/мл). Это может быть из–за:
1) Высокий удельный вес мочи говорит о нарушении концентрационной способности почек, т.е. одного из последних этапов мочеобразования—канальцевой реабсорбции. За сутки в почках человека образуется 150–180 л первичной мочи, а объём выделяемой мочи составляет около1,0–1,5 л. Остальная жидкость всасывается в почечных канальцах и собирательных трубочках.
Канальцевая реабсорбция – это процесс обратного всасывания воды и веществ из содержащейся в просвете канальцев мочи в лимфу и кровь. Основной смысл реабсорбции состоит в том, чтобы сохранить организму все жизненно важные вещества в необходимых количествах. Образовавшаяся первичная моча содержит большое количество полезных для организма веществ, а также большое количество воды, выведение которых было бы значительным расточительством со стороны организма, и поэтому в извитых канальцах нефрона происходит реабсорбция (обратное всасывание) воды и нужных организму веществ. Обратное всасывание происходит во всех отделах нефрона. Осуществляется обратное всасывание за счет осмотического давления, диффузии и активного транспорта клетками стенок канальцев.
2) Осмотическое концентрирование – в процессе осмотического концентрирования мочи в почке принимают участие все отделы канальцев, сосуды мозгового вещества, межклеточная ткань. В почках у млекопитающих 2/3 первичной мочи, образовавшейся в клубочках, реабсорбируется к концу проксимального сегмента. Оставшаяся в канальцах жидкость содержит осмотически активные вещества в такой же концентрации, как и плазма крови, хотя и отличается от неё по составу. В следствие реабсорбции органических веществ и ионов. Т.о. различие деятельности петли Генле, конечных частей дистального сегмента и собирательных трубок обуславливает способность почек при водной нагрузке выделять большие объёмы разведённой, гипотонической мочи, а при дефиците воды в организме малые количества мочи, осмотически более концентрированной чем кровь.
Из вышесказанного, можно сделать вывод, что у первого испытуемого процесс обратного всасывания воды (канальцевая реабсорбция) более активен, чем у второго испытуемого. Это подтверждает и малое количество выделенной мочи, и её высокий удельный вес.
Литература.
1. Гальперин С.И. Физиология человека и животных. М.:Высшая школа, 1977.
2. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 кн. Учеб. Для биол. И медиц. спец. вузов/ Под ред. А.Д.Ноздрачёва. М.: Высшая школа, 1991.
3. Физиология человека / Под ред. Р.Ф.Шмидта, Г. Тевса. Перевод с англ. под ред. П.Г. Костюка/ в 4 томах. М.:Мир, 1985.
4. Физиология человека / под ред. Н.В. Зимкина. – М.: Физкультура и спорт, 1975.