Физиология обмена веществ и энергии. Терморегуляция.

9-1. По способу Дугласа-Холдена определено, что испытуемый за 5 минут выдохнул 35 л воздуха. Его газовый состав - 17, 0% кислорода и 3, 53% углекислого газа. Определите суточные траты энергии.

9-2. Рассчитайте объем кислорода, поглощенного в 1 мин, если МОД равен 6 л. Во вдыхаемом воздухе содержится 20, 93% кислорода, в выдыхаемом - 16, 93%.

9-3. Рассчитайте ДК, если испытуемый поглощает в минуту 0, 4 л кислорода и выделяет 0, 36 л углекислого газа.

9-4. Рассчитайте расход энергии за час, если испытуемый поглощает в минуту 0, 3 л кислорода, а дыхательный коэффициент равен 1.

9-5. Рассчитайте энергетические затраты у испытуемого, если по данным непрямой калориметрии установлено, что МОД - 10 л, состав вдыхаемого воздуха: 21% кислорода и 0, 03% углекислого газа, состав выдыхаемого воздуха: 16% кислорода и 4, 03% углекислого газа.

9-6. У женщины ростом 150 см и весом 60 кг основной обмен оказался равным 1600 ккал. Определите, соответствует ли это норме.

9-7. У больного мужчины ростом 180 см и весом 100 кг основной обмен равен 1900 ккал. Соответствует ли норме эта величина, если поверхность тела равна 2, 18 кв.м.?

9-8. Может ли ДК быть меньше 0, 7? Если да, то в каком случае?

9-9. В каком случае у человека ДК может быть больше 1? Почему?

9-10. Испытуемый поглощает за 1 минуту 300 мл кислорода. ДК равен 1. Сколько калорий за минуту тратит организм?

9-11. С мочой выделилось в сутки 12 г азота. Сколько белка распалось в организме?

9-12. Взрослый человек принял в сутки 70 г белка, 300 г углеводов, 100 г жиров. Соответствует ли это суточной потребности человека в питательных веществах?

9-13. Какие условия необходимо учитывать при составлении пищевых рационов, кроме соответствия калорийности пищи суточным затратам энергии?

9-14. Целесообразно ли в жаркую погоду питаться мясом?

9-15. Почему, несмотря на одинаковое содержание воды в различных органах, процент воды во всем теле у женщин и мужчин разный?

9-16.Как изменится величина ДК после длительной гипервентиляции?

9-17. Вычислите количество выделившейся энергии, если за время опыта окислялись только углеводы, и при этом выделилось 6 литров СО₂.

9-18. Чем большую работу совершает мышца, тем интенсивнее она потребляет кислород. Можно ли утверждать, что чем более сложную задачу решает мозг, тем больше кислорода он потребляет?

9-19. Как изменится величина ДК при быстром ожирении, например, при откармливании гусей зерном в условиях гиподинамии?

9-20. Величина КПД сердца определяется как соотношение величины произведенной сердцем работы и количества поглощенного кислорода. В эксперименте на сердечно-легочном препарате установили, что величина КПД увеличивается, когда сердце находится в критическом, близком к гибели, состоянии. Объясните этот странный результат.

9-21. У молодой здоровой женщины при поступлении с пищей 120 г. белка в сутки выделено с мочой 16 г азота. Какое предположение о состоянии женщины можно сделать?

9-22. При подготовке собаки или кошки к участию в выставке некоторые хозяева содержат ее на холоде и при этом кормят жирной пищей. Зачем это делают?

9-23.Экспериментальное оперативное вмешательство привело к тому, что существенно снизилась способность животного поддерживать изотермию в условиях низкой температуры. Какова возможная локализация оперативного вмешательства?

9-24.Температура воздуха +38оС. На пляже люди борются с перегреванием разными способами: один лежит, свернувшись калачиком, другой находится в воде при той же температуре, третий завернулся в мокрую простыню, четвертый стоит. Какой способ наиболее эффективный?

9-25.Почему при одной и той же температуре воздуха мы больше зябнем в слякотную погоду, чем в сухую?

9-26. Что общего между ушами кролика, хвостом крысы и рогами козла?

9-27. Всегда ли увеличение количества выделяющегося пота приводит к увеличению теплоотдачи?

9-28. Одно животное периодически помещают в холодную воду, а другое - в комнату с воздухом той же температуры. У кого более значительно изменится обмен веществ?

9-29. Почему человек, находящийся на морозе в состоянии алкогольного опьянения, особенно подвержен угрозе замерзания?

9-30. Минимальные размеры тела известных гомойотермных животных около 2 см. Несколько лет назад в Италии был обнаружен вид мышей меньшего размера. Доставка этих мышей из ловушек в лабораторию занимала 2-3 часа, и за это время многие животные погибли. В чем причина?

9-31. Почему в нейлоновой рубашке жара переносится значительно тяжелее, чем в хлопчатобумажной одежде?

9-32. У многих животных, в отличие от человека, при действии высокой температуры среды температура тела повышается до весьма значительного уровня (у некоторых антилоп до 46оС) и затем стабилизируется на этом уровне. Попытайтесь объяснить физиологический смысл такой реакции.

9-33. Если человек вынужден работать при высокой температуре среды и стопроцентной влажности воздуха, то в этих условиях все механизмы терморегуляции оказываются неэффективными. Если работа достаточно продолжительная, может наступить опасное для жизни перегревание. Как помочь системе терморегуляции искусственным путем? Использование защитных костюмов исключается.

(Задачи №№ 9-34 – 9 -42 заимствованы из CD-приложения к Учебнику «Физиология с основами морфологии» под ред. К.В. Судакова и В.Ф. Волкова [4])

9-34. Суточные энергозатраты обследуемого составили 2700 ккал. В состав его пищевого рациона входят: 120 г белка, 110 г жиров и 360 г углеводов. Количество азота мочи за сутки у пациента составило 19 г. Восполняет ли данный пищевой рацион суточные энергозатраты обследуемого? Является ли данный рацион сбалансированным? Оцените азотистый баланс.

9-35. Молодая здоровая женщина 28 лет потребляет с пищей 120 г белка ежесуточно. В сутки с мочой выделяется 16 г. азота. В какую сторону сдвинут азотистый баланс? Какое предположение о состоянии данной женщины можно сделать?

9-35. Двух одинаковых собак жарким летом хозяева кормят: первую кормом с высоким содержанием белка, другой дают преимущественно углеводный корм. Какая из собак будет легче переносить жару?

9-36. Человек находится на санаторно-курортном лечении в условиях сухого степного климата с высокой температурой окружающей среды. Какие механизмы теплоотдачи преобладают в данных условиях? Для каких больных благоприятно санаторное лечение в указанных климатических условиях?

9-73. Измерение температуры кожи стоп у 50-летнего мужчины показало, что разница температур составляет 3аС. Что может быть причиной нарушения температурной схемы тела?

9-38. Время остановки кровотечения из мелких сосудов не превышает 10 минут. Однако, зимой даже небольшие ссадины пальцев руки могут кровоточить больше 10 минут. Почему на холоде время кровотечения в указанной области тела увеличивается?

9-39. При заболевании гриппом у человека происходит изменения многих параметров гомеостаза. Одной из первых меняется температура тела. Как изменится содержание оксигемоглобина в крови при повышении температуры тела? Как при этом изменятся параметры внешнего дыхания? Изменится ли кривая диссоциации оксигемоглобина?

9-40. Определение суточного водного баланса у человека дало следующие результаты: поступление воды с питьем – 1400 мл, поступление воды в составе пищевых продуктов – 800 мл; потеря воды с мочой – 1500 мл, испарение воды с поверхности тела и через легкие – 900 мл, потеря воды с калом -100 мл. Можно ли на основании этих данных сделать заключение о нарушении водного баланса? Если баланс нарушен, то как должна измениться осмотическая концентрация плазмы крови данного человека? Как изменится диурез в случае повышения осмотической концентрации плазмы крови?

9-41. В условиях температурного дискомфорта один испытуемый выпивает 0, 5 литра слабоминерализованной воды, другой - 0, 5 л минеральной воды с высоким содержанием солей. У какого из испытуемых после такой водной нагрузки диурез будет выше? Какие гомеостатические функции почек проявляются при изменении диуреза после водной нагрузки?

9-42. В эксперименте на животном область мозгового вещества почек была подвергнут избирательному охлаждению. Как охлаждение отразится на составе и количестве вторичной мочи?

(Задачи №№ 9-43 – 9- 48 заимствованы из Задачника Г.И. Косицкого [ 1])

9-43. Одинаковое ли количество тепла освобождается при сжигании 1 г белка в калориметрической бомбе, или при окислении его в организме?

9-44. При окислении глюкозы, как и при окислении жира, израсходован 1 литр кислорода. В каком случае выделилось больше тепла и почему?

9-45. Для поддержания постоянной температуры тела важно регулировать не только образование тепла, но и отдачу его в окружающую среду. Об этом свидетельствует следующий факт: воробей весом 50 г вырабатывал 3, 3 ккал/кг в час. Если прекратить отдачу тепла в окружающую среду, то в течение каждого часа температура его тела будет подниматься на 3°С. Что произойдет с птицей через 19 часов, если известно, что исходная температура ее тела около 43°С?

9-46. Мир животных огромен и разнообразен, однако, только человек и лошадь способны регулировать теплоотдачу при помощи потоотделения. Все птицы и млекопитающие, в том числе и человек, отдают тепло в окружающую среду также при помощи конвекции, теплопроведения и теплоизлучения. Однако, при хорошей теплоизоляции (перья, мех, пух, подкожная жировая прослойка) птицы и подавляющее большинство млекопитающих эти механизмы используют в меньшей степени. Какой еще важный способ теплоотдачи используют птицы и млекопитающие (особенно те, кто не умеет «потеть») для терморегуляции?

9-47. Потоотделение у человека является важным, механизмом в процессе терморегуляции. При сравнительно невысокой температуре воздуха (26—27° С) человеку в тропическом лесу было душно и жарко, хотя по телу бежали ручейки пота. Почему обильное потоотделение в данном случае не являлось эффективным средством теплоотдачи?

9-48 Где находится центр терморегуляции? Что произойдет с терморегуляцией при перерезках центральной нервной системы по линиям I, II, III, IV? (Рис.70).

Схема, иллюстрирующая нервный механизм терморегуляции.1) Гипоталамус. 2) Шейный отдел спинного мозга. 3) Грудной отдел спинного мозга.