FYZIOLOGIE ŢIVOČICHŮ A ČLOVĚKA

Transkript

1 FYZIOLOGIE ŢIVOČICHŮ A ČLOVĚKA č. 2 a č. 3 Prostudujte návod a poté proveďte experimenty, zaznamenejte výsledky měření, vyhodnoťte je a NAPIŠTE ZÁVĚR KE KAŢDÉMU ÚKOLU: Úkol č. 1 Zjišťování tepu hmatem Úkol č. 2 Poslech srdeční činnosti Úkol č. 3 Apnoická pauza Úkol 3c: Stangeho zkouška Úkol č. 4 Zkouška vystupováním Brouhův step-up-test Úkol č. 5 Měření hodnot srdeční minutové frekvence a hodnot krevního tlaku Úkol č. 6 Vypracujte kontrolní úkoly za kapitolou č. 2 ve skriptech: Hruška, M.: Fyziologie ţivočichů a člověka, I. a II. díl, viz internet: 1

2 Úkol č. 1 Zjišťování tepu hmatem Komentář: Důkazem činnosti levé srdeční komory je arteriální tep. Krev je vypuzovaná do aorty - vytváří tlakovou vlnu, která postupuje tepnami a jejich větvemi aţ k okrajovým oblastem těla, kde zaniká. Tep zjišťujeme nejčastěji na tepně na zápěstí hmatem. Tepová frekvence se mění s věkem a ovlivňují ji také práce, námaha, emoce aj. Zvýšená frekvence tepu je průvodním jevem při horečnatých onemocněních. Při šoku, mdlobě, je tep naopak téměř nehmatný, je nitkovitý. Postup: Na tepnu na zápěstí poloţíme bříška tří prostředních prstů a počítáním po dobu 30 vteřin zjistíme tepovou frekvenci (tepovou minutovou frekvenci budeme nejprve zjišťovat v tělesném klidu). Pozn.: Pulz je nezbytné nahmátnout napoprvé PRVNÍ POMOC!!! Ţivot můţe smrtelně ohrozit bezdeší TŘI aţ PĚT MINUT!!! Úkol: U všech přítomných osob změřte vţdy nejméně dvakrát aţ třikrát v půlminutových intervalech arteriální tep. Vypočítaný průměr vyjádřete v POČTECH TEPŮ ZA MINUTU. Deset výsledků (nejlépe pěti muţů a pěti ţen) zaznamenejte do tabulky viz list 3. tohoto návodu. Úkol č. 2 Poslech srdeční činnosti Změřte vlastní tepovou frekvenci hmatem a s pomocí fonendoskopu. Poté změřte klidovou tepovou frekvenci u jiného studenta skupiny výsledky nejméně deseti studentů zaznamenejte do tabulky viz list č. 3 tohoto návodu. Komentář: Činnost srdce provázejí zvuky, které nazýváme srdeční ozvy. Můţeme je poslouchat přiloţením ucha na hrudník v oblasti srdce (tzv. auskultace neboli vyšetření poslechem). Z hygienických důvodů a pro zlepšení poslechu pouţíváme fonendoskop. U zdravého člověka slyšíme obyčejně nad oblastí srdce dvě ozvy (ozva systolická a diastolická). Podobně můţeme poslouchat činnost srdce na paţi v loketním ohbí. Úkol: Vyšetřete fonendoskopem srdeční ozvy pokusné osoby a výsledky vyšetření zaznamenejte stručným popisem. Pozn.: První ozva systolická, vzniká při systole komor. Bývá delší a hlubší. Druhá ozva je vyšší, kratší a jasná. Nejlépe je naslouchat v oblasti druhého meziţeberního prostoru. Ozva vzniká přesně na začátku diastoly uzavřením poloměsíčitých chlopní. Nazýváme ji diastolická ozva. Při poslechu současně hmatem (palpačně), sledujeme volnou rukou tep (puls) na tepně na zápěstí, neboť jeho náraz je téměř současný se systolickou ozvou, coţ nám pomůţe určit prvou ozvu. 2

3 Úkol č. 3 Apnoická pauza Komentář: Snadno proveditelnou dechovou zkouškou je zadrţení dechu, tzv. apnoická pauza. Při pokusu sledujeme dobu, po kterou vyšetřovaný po mohutném vdechu (po normálním výdechu nebo po mohutném výdechu) vydrţí co nejdéle nedýchat. Po zadrţeném dýchání, po vdechu (tzv. apnoická pauza inspirační) naměříme u muţů průměrnou hodnotu pauzy 50 aţ 60 vteřin, u ţen 40 aţ 50 vteřin. Zadrţíte-li dýchání na vrcholu výdechu (tzv. apnoická pauza expirační), je průměrná hodnota pauzy u muţů 30 aţ 40 vteřin a u ţen 25 aţ 35 vteřin. U trénovaných sportovců je apnoická pauza o 50 aţ 100 % delší. Při tělesné námaze se doba zadrţení dechu zkracuje. Úkol 3a: Apnoickou pauzu změřte při klidovém dýchání. Zkoumaná osoba dvakrát zhluboka vdechne a vydechne. Potom hluboce vdechne a zadrţí dýchání tak dlouho, pokud to vydrţí. Pomocník sleduje čas na stopkách nebo hodinkách s vteřinovou ručičkou. Pokusná osoba se musí snaţit potlačit subjektivní pocity ke konci apnoického pokusu, které mohou vést k předčasnému ukončení bezdeší. Současně si však uvědomujeme, ţe pokusná osoba můţe upadnout následkem těţké hypoxie do bezvědomí. Pomocník sleduje pokusnou osobu. V případě jejího zčervenání a následnému zblednutí je nutné pokus ihned ukončit. Úkol 3b: Po zklidnění dýchání vyčkáme asi 1 minutu a sledovaná osoba zadrţí dech na konci klidového výdechu. Dobu trvání obou apnoických pauz, inspirační a expirační, u všech měřených studentů (nejméně 10 osob) zaznamenejte přehledně do tabulky. Při obou úkolech sledujte a do protokolu připojte záznam o době trvání a charakteru kompenzační ventilace. Pokuste se zdůvodnit rozdíly mezi jednotlivými studenty. 3

4 Úkol 3c Stangeho zkoušku podstoupí nejméně pět studentů. Po zklidnění dechu proveďte Stangeho zkoušku. Stangeho zkouška je funkční zkouškou zjištění apnoické pauzy po pracovní zátěţi. Postup: Zapište si hodnotu inspirační apnoické pauzy pokusné osoby. Poté pokusná osoba provede 20 dřepů během 30 sekund. Ihned po ukončení pracovní zátěţe změřte její inspirační apnoickou pauzu. Jednu minutu po změření apnoické pauzy změřte u stejné pokusné osoby znovu inspirační apnoickou pauzu. Získáte tedy 3 údaje o apnoické pauze. První hodnota je klidová viz úkol č. 1, druhá bezprostředně po fyzické námaze, třetí za 1 minutu po skončené druhé apnoi. Výsledek: Všechny tři naměřené hodnoty zapište do tabulky a porovnejte. U zdatných, trénovaných jedinců bývá hodnota inspirační apnoické pauzy naměřené bezprostředně po námaze zkrácena na polovinu doby zadrţení dechu při klidovém dýchání. Doba třetího zadrţení dechu bývá u zdatných osob shodná s časovým úsekem prvého zadrţení dechu. Spolehlivost této metody ovlivňují volní a emoční faktory zkoumaného jedince. číslo a jméno studenta průměr muţi průměr ţeny klidová tepová frekvence hmat klidová tepová frekvence - fonendoskop apnoická pauza inspirační apnoická pauza exspirační Vyjádřete graficky návrat tepové frekvence do klidové hodnoty osa x: čas, osa y: tepová frekvence 4

5 Úkol č. 4 Zkouška vystupováním Brouhův step-up-test Brouhův step-up-test proveďte u nejméně pěti studentů. Komentář: Při této zkoušce sledujeme změny tepové frekvence po vystupování na stupeň určité výšky a hodnotíme dynamiku změn návratu tepové frekvence k výchozí (klidové) hodnotě. Z doby vystupování a za naměřených hodnot tepové frekvence vypočítáme index zdatnosti. Postup: Pokusná osoba vystupuje na bedničku následujícím způsobem. Nejprve se postaví jednou nohou na bedničku a pak na ni vystupuje v rytmu 30 výstupů za minutu. Pravidelnost výstupů sledujeme pomocí metronomu nebo pomocník říká v pravidelných vteřinových intervalech Nahoru! a poté Dolů! Pokusná osoba si při výstupu nesmí pomáhat opřením o koleno, ani se přidrţovat rukama. Na zem musí došlapovat vedle bedničky (stoličky) vţdy plným chodidlem. Nohy můţe podle potřeby pravidelně střídat Předpokladem pro všechna hodnocení zkoušky vystupováním je naprosto přesné dodrţování podmínek pokusu. Zejména záleţí na frekvenci vystupování, na přesném zvedání těţiště do předepsané výšky tím, ţe se při výstupu na bednu napínají kolena, a konečně na přesném sníţení těţiště došlapováním na plné chodidlo na zemi. Úkol: Třikrát změřte klidovou tepovou frekvenci pokusné osoby ve třicetisekundových intervalech a vypočítejte průměr (lze pouţít výsledky z předcházejících úloh). Připravte si bedničku (ţidli, stoličku), která je zpravidla vysoká pro muţe 50 cm, pro ţeny 40 aţ 45 cm a pro ţáky 30 cm. Pokusná osoba provede výstupy (viz postup) po dobu 5 minut. Ihned po ukončení výstupů měřte 30 vteřin tepovou frekvenci a poté ještě nejméně pětkrát (vţdy 30 vteřin měření a 30 vteřin pauza) nebo i vícekrát aţ do okamţiku, kdy se tep pokusné osoby vrátí ke klidovým hodnotám, doplňte tabulku: Čas v minutách od ukončení vystup ování: tepová frekvence za 30 vteřin 0,5 0 aţ 1,0 aţ 1,5 2,0 aţ 2,5 3,0 aţ 3,5 4,0 aţ 4,5 5,0 aţ 5,5 A B C Vypočítejte index zdatnosti, vykonanou práci a výkon. 5

6 Výpočet indexu zdatnosti: Podle původního předpisu (Brouh) vypočítejte index zdatnosti (I) z doby vystupování a z hodnot tepové frekvence: (doba vystupování v sekundách).100 I = = bodů ((součet A+B+C).2) Výsledky, vyjádřené v bodech, hodnotí autor zkoušky takto: slabá tělesná kondice. méně neţ 55 bodů nízký průměr 55 aţ 64 bodů vysoký průměr. 65 aţ 79 bodů zdatnost 80 aţ 89 bodů vysoká zdatnost a více bodů Vypočítejte výkon ve wattech a celkovou vykonanou práci v joulech pokusné osoby při výstupech (x ve vztazích odpovídá početní operaci násobení) POTŘEBNÉ PŘEVODNÍ VZTAHY a JEDNOTKY výkon v kpm/min = výška stupně v metrech x x počet výstupů/min x x tělesná hmotnost v kg x x 1,33 (Pozn.: 1,33 korigující faktor k negativní práci při sestupu) celková práce v kpm = výška stupně v metrech x x počet výstupů x x hmotnost vyšetřované osoby v kg POZN.: Jednotky kpm/min a kpm povaţujeme za staré jednotky. Dnes častější jsou J (joule), W (watt) viz příloha. 6

7 Přehled potřebných jednotek SI a převodních vztahů 1) rychlost v metrech za sekundu (v) = dráha v metrech (s). čas v sekundách (t) Rychlostí 1 metr za 1 sekundu se pohybuje těleso, které urazí rovnoměrným pohybem dráhu 1 metru za 1 sekundu. 2) zrychlením rozumíme časovou změnu vektoru rychlostí Zrychlení 1 ms -2 má bod pohybující se rovnoměrně, kdyţ se jeho rychlost zvětší o hodnotu 1 ms -1 za čas 1 sekundy. 3) síla (F) v N (newton) = hmotnost v kg. zrychlení v m.s -2 (zjednodušeně) Jeden newton je síla, která uděluje volnému tělesu o hmotnosti 1 kg zrychlení 1 metr za sekundu na druhou. Stará jednotka síly je kp (kilopond), platí: 1 kp = 9, N 4) práce (W) = síla (F). dráha (s) Platí 1 m 2. kg. s -2 = 1 J (joule) Práci 1 joulu vykoná těleso, které působí stálou silou 1 newtonu na dráze 1 metru - leţící ve směru síly. Stará jednotka práce 1 kpm (kilopondmetr) = 9, J (přesně) 1 cal (kalorie) = 4, 1868 J (přesně), (pro kcal ) Pozn.: také platí: práce = výkon. čas 5) výkon = práce : čas (zjednodušeně) Platí 1 kg. m 2. s -3 = 1 W (watt) Zařízení má výkon 1 wattu, vykoná-li práci 1 joulu za 1 sekundu. Staré jednotky: 1 kpm.s -1 = 9, W 1 kpm.min -1 = 0, W 1 cal.s -1 = 4, 1868 W (přesně) 1 kcal.h -1 = 1, 163 W (přesně) 1 W = 0, kp.m.s -1 = 6, kp.m.min -1 = 0, cal. s -1 7

8 Úkol č. 5 Měření hodnot srdeční minutové frekvence a hodnot krevního tlaku Změřte klidové hodnoty krevního tlaku studentů ve skupině (tlak systolický/tlak diastolický, tlak střední). Současně sledujte srdeční minutovou frekvenci (tep na artérii radialis). Totéţ proveďte po zatíţení 50 dřepů (popř. i po zatíţení 75 dřepů). Výsledky zaznamenejte do tabulky. Graficky vyjádřete zjištěné hodnoty tlaku a tepové frekvence v klidu a po námaze - změny vyjádřete v procentech (ZVÝŠENÍ nebo SNÍŢENÍ o. PROCENT. Změny porovnejte nejméně s pěti studenty ze skupiny. Krevní tlak a měření krevního tlaku Krevní tlak lze měřit přímou metodou tak, ţe se do cévy zavede kanyla naplněná protisráţlivým roztokem a tlak se odečítá manometricky nebo sloţitějším registračním zařízením, které bylo předem kalibrováno. Této metody se pouţívá běţně u laboratorních zvířat, ale u lidí se většinou pouţívá nepřímé metody auskultační nebo palpační za pomoci tonometru. Tonometr se skládá z nafukovací gumové manţety spojené s manometrem. Manţetou ovinutou kolem paţe ve výšce srdce stlačujeme nafukovaným vzduchem artérii v nadloktí a stetoskopem posloucháme arteriální tep na artérii v lokti. Po úplném stlačení neslyšíme ţádný zvuk (proud krve neteče). Pomalým vypouštěním vzduchu klesá tlak v manţetě a v okamţiku, kdy právě poklesne pod úroveň arteriálního systolického tlaku, začne procházet proud krve při kaţdém úderu srdce. To slyšíme v stetoskopu jako ostré klapnutí výška manometrického sloupce v manometru udává v tomto okamţiku systolický tlak (arteriální). Při dalším poklesu tlaku v manţetě se zvuk postupně zesiluje a pak opět zeslabuje - aţ mizí (tzv. Korotkův fenomén). Při tlaku vyšším neţ je tlak diastolický je zvuk vţdy aspoň nakrátko přerušen (staccatový zvuk), jakmile poklesne pod hodnotu diastolického tlaku, ozývá se sice ještě šelest (od vířivého proudu krve ve zúţené cévě), ale je tlumený, ne staccatový. Tento okamţik indikuje velikost diastolického tlaku, který odečteme na manometru. Protoţe hydrostatický tlak je ovlivňován gravitací, našli bychom na různých místech stojícího člověka různě velký arteriální tlak (největší v artériích chodidla). Aby metoda byla standardní, musíme měřící manţetu upevnit a tlak měřit vţdy ve výši srdce, popř. vleţe. Změřené hodnoty zaznamenáváme jako poměr systolického a diastolického tlaku (např. 16, 7/ 10, 7 kpa dříve 125/80 Torr). Převodní vztah: 1 Torr = Pa = 133, 32 Pa 8

9 Rozdíl mezi systolickým a diastolickým tlakem se nazývá tlak pulsový. Průměrný tlak v artérii po celou dobu srdečního cyklu je tlak střední a jeho přesná hodnota se zjistí integrací plochy tlakové křivky získané časovým grafickým záznamem tlakových změn. Pro přibliţné určení se počítá jako součet tlaku diastolického a třetiny tlaku pulsového. číslo a jméno studenta průměr - muţi: průměr - ţeny klidový krevní tlak systolický klidový krevní tlak diastolick ý systolický tlak po zátěţi diastolický tlak po zátěţi srdeční pulz změřený tonometrem Úkol č. 6 Vypracujte kontrolní úkoly za kapitolou č. 2 ve skriptech: Hruška, M.: Fyziologie ţivočichů a člověka, I. a II. díl, viz internet: 9