Embed Size (px)
Citation preview
PRIRUČNIK ZA VJEŽBE IZ ANIMALNE
FIZIOLOGIJE
Interna skripta
2
PRAKTIKUM IZ ANIMALNE FIZIOLOGIJE 2016./17.
VODITELJI PRAKTIKUMA: Julija Erhardt, Anica Horvat Knežević, Duje Lisičić
CILJ:
Cilj praktikuma je svladavanje osnovnih laboratorijskih tehnika koje se koriste u fiziologiji
i lakše svladavanje gradiva iz fiziologije jer su činjenice i metode koje će studenti naučiti u
praktikumu dio ispitnog gradiva.
Od studenata očekujemo da po završetku praktikuma znaju rukovati laboratorijskim životinjama i
usvoje temeljna pravila o radu s istima, da znaju rukovati uzorcima, da mogu samostalno izmjeriti
neke fiziološke parametre, interpretirati rezultate i procijeniti njihovu valjanost, te da mogu kritički
ocijeniti kvalitetu svoga rada.
NAČIN RADA:
Tijekom praktikuma studenti će raditi s laboratorijskim životinjama (miševi, štakori, žabe), neka
mjerenja obavljat će na sebi, a dio gradiva obrađivat će pomoću računalnih simulacija.
Od studenata se očekuje međusobna suradnja, jer će najčešće raditi u skupinama.
ORGANIZACIJSKE UPUTE:
Na praktikumu studenti obavezno trebaju nositi bijelu kutu.
Studenti na nastavu moraju dolaziti u svom turnusu.
Dozvoljen je jedan izostanak u semestru. Zbog ograničenog prostora i broja računala, nadoknada
propuštene vježbe moguća je samo uz prethodni dogovor s voditeljem vježbi ili zamjenom sa nekim
od kolega iz ostalih turnusa, i to u tjednu u kojem se po rasporedu održava ta vježba. Kasnija
nadoknada izostale vježbe nije predviđena i u slučaju da je student izostao više od jedanput, kolegij
se ponovo upisuje.
Na kraju semestra studenti pišu kolokvij iz gradiva praktikuma. Za prolaz na kolokviju potrebno je
postići 55 %.
VREDNOVANJE PRAKTIKUMA:
Praktikumska nastava donosi određen broj bodova koji ulaze u ukupnu ocjenu iz kolegija Animalna
fiziologija. Maksimalni broj bodova koji student može prikupiti na praktikumu iznosi 20. Od toga:
18 ili manje bodova (ovisno o rezultatu) donosi kolokvij, a 2 boda se dodjeljuju za uredno pohađanje
onim studentima koji nisu niti jednom izostali s praktikuma. Studenti koji su jednom izostali ne
dobivaju bodove za uredno pohađanje, bez obzira na rezultat postignut na kolokviju.
*O mogućim izmjenama vrednovanja kolegija biti ćete naknadno obaviješteni.
UVJETI ZA POTPIS:
1. Uredno pohađanje praktikuma
2. Položen kolokvij
3
Raspored vježbi:
1. Živčani impuls (simulacija) Neuromuskularna veza. Prestanak provođenja impulsa kroz
narkotizirani živac. Du Bois - Raymondovo pravilo. Mišići (simulacija)
2. Izotonička i izometrička kontrakcija (simulacija). Miografska krivulja. Kontrakcija
rashlađenog i zagrijanog mišića. Izotonička i izometrička kontrakcija kontrakcija. Učinak
opterećenja mišića na jačinu kontrakcije. Sumacija impulsa. Ovisnost kontrakcije mišića o jakosti
podražaja.
3. Srce – (simulacija). Zakon "sve ili ništa" na žabljem srcu. Prijevremena sistola. Centri
automacije srca - Stanniusove ligature. Kontrakcija izoliranog srca. Utjecaj simpatikusa i
parasimpatikusa na rad srca. Utjecaj iona kalcija i kalija na rad srca. Djelovanje snižene
temperature na rad srca.
4. Laboratorijske životinje (miševi, štakori, žabe). Rukovanje životinjama. Održavanje životinja.
Visokosrodni sojevi. Tehnike davanja tvari, anestezija i analgezija životinja. Zakon o dobrobiti
životinja.
5. Prijenos tvari kroz staničnu membranu (simulacija). Ponašanje eritrocita u otopinama
različitog osmotskog tlaka. Osmotska otpornost eritrocita. Difuzija boje u agaru.
6. Brojanje krvnih stanica. Priprema diferencijalne krvne slike (DKS). Bojanje DKS-a.
7. Vrste krvnih stanica - usporedba kralježnjaka i beskralježnjaka. Pregled DKS. Sedimentacija
eritrocita. Hematokrit. Određivanje hemoglobina po Sahliju. Teichman-ovi kristali.
8. Dobivanje seruma i plazme. Dokazivanje fibrinogena po Howe-u. Dokazivanje proteina u
serumu. Vrijeme krvarenja. Vrijeme zgrušavanja. Računanje hematoloških indeksa.
9. Disanje (simulacija). Pneumogram. Intrapleuralni tlak. Dondersov model pluća. Statička i
dinamička spirometrija (Biopac).
10. Bubrezi (simulacija). Acidobazna ravnoteža (simulacija). Puferska svojstva seruma i plazme.
11. EKG; Krvni tlak.
12. Kolokvij
4
Simulacija
ŽIVČANI IMPULS
U ovoj ćete simulaciji istražiti kakvi sve podražaji mogu izazvati akcijski potencijal te ispitati učinak
nekih tvari na pojavu i provođenje akcijskog potencijala u živcu.
POBUĐIVANJE ŽIVČANOG IMPULSA
1. Elektrostimulacija
Namjesti napon na 1.0 V. Pritisni tipku Single Stimulus za jednokratan podražaj. Ako nema odgovora
živca, obriši ekran pritiskom na tipku Clear, povećaj napon i ponovo pritisni Single Stimulus sve dok
se na ekranu ne pokaže krivulja koja ukazuje na pojavu akcijskog potencijala.
Pri kojem se naponu prvi puta javlja akcijski potencijal? ____________________
Ovaj napon se naziva naponom praga.
Ostavi krivulju na ekranu, povećaj napon za 0.5 V i pritisni Single Stimulus. Kako se dobivena
krivulja razlikuje od krivulje dobivene pri naponu praga? Obrazloži! _____________________________________________________________________ Nastavi povećavati napon za 0.5 V i jednokratno podraživati živac dok ne nađeš napon kod kojeg je amplituda krivulje maksimalna, tj. kada se daljnjim povećanjem napona krivulja više ne mijenja. Zabilježi vrijednost maksimalnog napona: ____________________
2. Mehanička stimulacija
Obriši ekran osciloskopa pritiskom na Clear.
Pritiskom na tipku miša podigni stakleni štapić u donjem lijevom uglu ekrana, dovuci ga iznad živca
i otpusti. Što primjećuješ na ekranu osciloskopa?
_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Kako izgleda ova krivulja u odnosu na prethodne? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Ostavi krivulju na ekranu za usporedbu sa sljedećim zadatkom.
5
3. Termostimulacija
Stavi stakleni štapić na grijač (Heater) u donjem lijevom uglu ekrana i pritisni Heat. Kad se zagrije,
dovuci ga iznad živca i otpusti.
Po čemu se ova krivulja razlikuje od krivulje dobivene nezagrijanim štapićem?
_____________________________________________________________________
Kako to objašnjavate?
_____________________________________________________________________
4. Kemijska stimulacija
Pritisni mišem na čep bočice s otopinom natrijevog-klorida i dovuci kapaljku iznad živca, a zatim ispusti sadržaj. Javlja li se akcijski potencijal? ____________________ Namjesti napon na vrijednost napona praga i pritisni Stimulate. Razlikuje li se trag na ekranu od prethodnog i zašto? ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Isperi živac pritiskom na Clean. Ponovi postupak, ovaj puta s klorovodičnom kiselinom. Javlja li se akcijski potencijal prilikom dodavanja kiseline? ______________________ Imajući na umu prijašnje pokuse, navedi kakvi sve podražaji mogu izazvati akcijski potencijal: _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
INHIBICIJA ŽIVČANOG IMPULSA
Pritisni tipku Experiment i odaberi vježbu Inhibiting a nerve impulse.
U ovoj vježbi ispituje se učinak etera, kurarea i lidokaina na funkciju živca. Kurare je biljni ekstrakt
čija se aktivna tvar veže za receptore acetil-kolina na postsinaptičkoj membrani i onemogućava
prijenos impulsa. Lidokain je antagonist natrijevih kanala u staničnoj membrani i djeluje kao lokalni
anestetik.
5. Ispitivanje učinka etera
Pritisni mišem na čep bočice s eterom i dovuci kapaljku iznad živca, a zatim ispusti sadržaj. Namjesti
napon na vrijednost napona praga i pritisni Stimulate. Javlja li se akcijski
potencijal?______________
6
Pritisni tipku Time (min) smještenu ispod ekrana osciloskopa. Vremenska skala sada je postavljena
na 10 minuta, s odjeljcima od jedne minute. Uz ovakvu skalu akcijski potencijal će izgledati kao
okomita crta. Namjesti vremenski razmak između podražaja Interval between stimuli na 2.0 min i pritisni Stimulate. Nakon koliko vremena se javlja prvi akcijski potencijal? Kako to objašnjavate? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Pritisni Stop, a zatim tipku Time (msec). Vremenska skala sada je opet postavljena na 10 msec. Obriši ekran osciloskopa i postavi vremenski razmak između podražaja Interval between stimuli na 0. 6. Ispitivanje učinka kurarea Pritisni mišem na čep bočice s kurareom i dovuci kapaljku iznad živca, a zatim ispusti sadržaj. Namjesti napon na vrijednost napona praga i pritisni Stimulate. Kakav učinak na pojavu akcijskog potencijala ima kurare i kako to objašnjavate? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Što mislite, kakav bi učinak izazvao kurare u organizmu? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 7. Ispitivanje učinka lidokaina Pritisni mišem na čep bočice s lidokainom i dovuci kapaljku iznad živca, a zatim ispusti sadržaj. Namjesti napon na vrijednost napona praga i pritisni Stimulate. Javlja li se akcijski potencijal i kako to objašnjavate? _____________________________________________________________________ _____________________________
7
NEUROMUSKULARNA VEZA
PRESTANAK PROVOĐENJA IMPULSA KROZ NARKOTIZIRANI ŽIVAC
Podražljivost (ekscitabilnost) je sposobnost reakcije živčanog vlakna na podražaj (električni,
mehanički, toplinski, kemijski, elektromagnetski) stvaranjem akcijskog potencijala. Podraženost je
stanje koje se javlja u vlaknu nakon primjene dovoljno jakog podražaja, a zove se još i impuls. Ako
je podražaj izazvao akcijski potencijal u živcu i taj se potencijal provede do mišiće dolazi do njegove
kontrakcije. Mjesto gdje impuls prelazi sa živčanog vlakna na mišićno zove se neuromuskularna
veza. Primjenom anestetika na živac dolazi do sprečavanja provođenja akcijskog potencijala na
mišićna vlakna.
Svrha vježbe: dokazati da narkotizirani živac ne prenosi impulse na mišićna vlakna
Pribor: uređaj za podraživanje istosmjernom strujom
Pflügerov stolić
škare
pinceta
eter
Eksperimentalni objekt: neuromuskolarni preparat žabe
Postupak:
Na elektrode Pflügerovog stolića postavite neuromuskularni preparat tako da n. ischiadicus
prebacite preko elektroda stolića i podražite izvorom istosmjerne struje. Vatom natopljenom eterom
narkotizirajte živac. Uočite kako anestetik djeluje na kontrakciju mišića.
DU BOIS-REYMONDOVO PRAVILO
Ako se na neuromuskularni preparat primjeni stalna struja, neće doći do kontrakcije mišića
bez obzira na jakost struje. Samo nagle promjene jakosti struje, bez obzira da li je to porast ili pad
jakosti, izazvati kontrakciju mišića.
Svrha vježbe: pokazati da u živčanom vlaknu pobuđivanje akcijskog potencijala
istosmjernom strujom ne ovisi samo o jakosti podražaja već i o brzini
promjene intenziteta
Pribor: uređaj za podraživanje istosmjernom strujom
Pflügerov stolić
škare
pinceta
Eksperimentalni objekt: neuromuskularni preparat žabe
Postupak:
Na elektrode Pflügerovog stolića postavite neuromuskularni preparat. Jednu elektrodu spojite
s mostićem potenciometra, a drugu s jednom od dviju stezaljki na lijevom kraju potenciometra. Na
neuromuskularni preparat primijenite: a) stalnu struju; b) struju kojoj polagano mijenjate jakost; c)
struju kojoj naglo mijenjate jakost; d) zatvaranje strujnog kruga (katodne struje), odnosno otvaranje
(anodne struje). Promatrajte učinak primijenjenih struja na kontrakciju mišića.
8
Simulacija
MIŠIĆI
A) POJEDINAČNI PODRAŽAJ
Na slici vidimo mišić i uređaj za mjerenje i prikaz podataka. Mišić se podražuje elektrodama
povezanima sa električnim simulatorom. Iznad simulatora je osciloskop koji grafički prikazuje
podatke dobivene eksperimentom. Ispod simulatora je tablica za brojčano upisivanje podataka.
Zatezanje mišića ili mišićni trzaj može se podijeliti na tri faze: latencija, kontrakcija i
relaksacija.
A1) Određivanje perioda latencije
Dužina mišića je 75 mm. Klizeća oznaka 200 msec treba biti povučena skroz udesno na Y-osi
osciloskopa. Napon namjestiti na 5.0 V i pritisnuti Stimulate. Nakon što se očitaju podaci odabrati
Measure i pritisnuti desnu strelicu kod Time(msec) prozorčića dok se ne primijeti prvo povećanje
vrijednosti Active force. Sada lijevom strelicom spuštati ovu vrijednost u Time(msec) prozorčiću dok
Active force ne pokaže vrijednost 0.0. Očitano vrijeme je vremensko trajanje perioda latencije.
Koliko dugo traje period latencije?_____________________
Što se događa u mišiću tijekom ovog perioda?
___________________________________________________________________________
A2) Određivanje praga podražaja (minimalni podražaj)
Pritisnuti Clear tracings. Napon podesiti na 0.1 V, pritisnuti Stimulate i nakon toga Record data.
Postupak ponavljati svaki put povećavajući napon za 0.1 V dok se ne očita vrijednost veća od 0.0 u
Active force prozorčiću.
Što je minimalni podražaj i kolika mu je vrijednost?
___________________________________________________________________________
A3) Istraživanje odgovora mišića na povećanje intenziteta podražaja (maksimalni podražaj)
Izbrišite dosadašnje rezultate sa Clear tracings. Napon spustite na 0.0 V, pritisnite Stimulate i zatim
Record data. Postupak ponavljajte tako da napon svaki put podignete za 0.5 V do vrijednosti od 10
V.
Na osnovi dobivenog miograma odgovorite da li reakcija mišića na podražaj teče po principu “sve ili
ništa” ili je možete drukčije opisati?
___________________________________________________________________________
Pritisnite Tools – Plot Data. Klizeće oznake na dužinama ispod tablice namjestite tako da na Y-osi
imate Active force, a na X-osi Voltage. Odaberite Draw it za grafički prikaz odabranih podataka.
9
Postoji li podražaj iznad kojeg na dolazi do povećanja kontrakcije ma koliko povećavali napon?
___________________________________________________________________________
Zašto se to događa i kolika je ta vrijednost?
___________________________________________________________________________
Minimalni napon koji aktivira sve stanice u mišiću zove se maksimalni podražaj.
Podražaj jači od minimalnog, a slabiji od maksimalnog zove se submaksimalni podražaj.
B) VIŠEKRATNI PODRAŽAJ
U izborniku odaberite "multiple stimulus".
B1) Istraživanje učinka stepenica
Sila kojom se mišić kontrahira nakon pojedinačnog podražaja manja je od sile koju proizvede
nakon niza uzastopnih podražaja u kratkom vremenskom razmaku.
U ovoj vježbi, mišić treba biti potpuno relaksiran u trenutku dolaska novog podražaja.
Napon je 8.2 V, dužina mišića je 75 mm. Povucite oznaku 200 msec do centra X-osi na osciloskopu.
Slijedeća tri koraka idu u brzom nizu jedan za drugim pa ih proučite prije početka simulacije.
Pritisnite Single Stimulus i kad na osciloskopu primijetite da se mišić relaksirao pritisnite opet Single
Stimulus, a zatim još jednom nakon nove relaksacije.
Što se događa sa snagom djelovanja mišića nakon ovakvog uzastopnog stimuliranja?
___________________________________________________________________________
B2) Sumacija podražaja
Sumacija podražaja na motoričkoj jedinici način je povećanja snage kojom mišić reagira na
podražaj. Sumacija nastaje: a) povećanjem broja motoričkih jedinica koje se istodobno
kontrahiraju - prostorna sumacija, b) povećanjem učestalosti kojom se pojedine motoričke
jedinice kontrahiraju - vremenska sumacija.
Pritisni Clear Tracings. Napon treba namjestiti na maksimalni podražaj (8.2 V), a dužinu mišića na
75 mm. Pritisnuti Single Stimulus i zatim opet Single Stimulus dok je mišić tek polovično relaksiran.
Kakva je sila proizvedena drugom kontrakcijom mišića u odnosu na prvu kontrakciju?
___________________________________________________________________________
Pokušajte sada podražiti mišić još većom frekvencijom brzo pritišćući Single Stimulus.
Kakva je sada sila koju mišić proizvodi?
___________________________________________________________________________
Pokušajte održati kontrakciju mišića oko vrijednosti 2 gms (Y os), a zatim oko vrijednosti 3 gms.
10
Da li je moguće proizvesti glatku kontrakciju ili snaga stalno raste i pada?______________
U kojem slučaju je mirnija krivulja na osciloskopu?
__________________________________________________________________________
Što se događa sa silom djelovanja mišića ako upotrijebite submaksimalni podražaj?
___________________________________________________________________________
B3) Istraživanje tetaničke kontrakcije
Napon namjestite na 8.2 V, dužinu mišića na 75 mm, a frekvenciju podražaja na 30 stimuli/sec.
Slijedeći korak izvodi se u brzom nizu pa ga dobro proučite prije izvršenja vježbe: Pritisnite Multiple
Stimulus koji sada promjeni naziv u Stop Stimulus. Kad je krivulja na osciloskopu blizu desnog kraja
ekrana pritisnite Stop Stimulus pa Record Data.
Opišite dobiveni graf.
___________________________________________________________________________
Ponovite postupak povećavajući svaki put frekvenciju za vrijednost od 10 stimuli/sec do 150
stimuli/sec.
Kako se krivulja mijenja s povećanjem frekvencije podražaja?
___________________________________________________________________________
Odaberite Tools – Plot Data. Klizače na grafu namjestite Active Force na Y-os, a Stimuli/sec na X-
os. Na dobivenom grafu procijenite frekvenciju podražaja nakon koje nema značajnijeg povećanja
sile.
Namjestite frekvenciju podražaja tako da dobijete tetaničku kontrakciju. Pokušajte postići stabilnu
kontrakciju na Force=2 gms i Force=3 gms mijenjajući samo napon počevši od 1.0 V i povećavajući
napon za 0.1 V do željenog rezultata.
Objasnite što se događa u mišiću pri ovom eksperimentu.
___________________________________________________________________________
11
B4) Istraživanje zamora mišića
Zamor mišića je rezultat nedostatka ATP-a u mišićnim stanicama.
Napon treba namjestiti na 8.2 V, dužinu mišića 75 mm, a frekvenciju podražaja 120 stimuli/sec.
Odaberite Multiple Stimulus i kada krivulja nekoliko puta prođe preko ekrana pritisnite Stop
Stimulus.
Objasnite što se dogodilo i zašto?
___________________________________________________________________________
Ne brišite rezultate! Preko postojećeg grafa napravit ćete još jedan istim postupkom s time da
pritisnete Stop Stimulus kad se krivulja drugi put pojavi na ekranu , odmah zatim Multiple Stimulus i
nastavite kontrakciju. Pritisnite Stop Stimulus nakon što krivulja prođe kroz ekran 2-3 puta.
Postoje li razlike između ove dvije krivulje i možete li ih objasniti?
___________________________________________________________________________
C) IZOMETRIČKA KONTRAKCIJA
Izometrička kontrakcija je kontrakcija kod koje se dužina mišića ne mijenja bez obzira na snagu koju
mišić proizvodi (iso-isto; metric-dužina). Aktivna snaga (Active force) je snaga koju mišić postiže
svojom kontrakcijom. Pasivna snaga (Pasive force) je snaga kojom se mišić opire istezanju i nastaje
zahvaljujući elastičnim svojstvima mišićnog tkiva. Puna snaga mišića (Total force) je zbroj ove dvije
vrijednosti.
Crvena strelica uz lijevi ekran označava vrijednost pasivne snage mišića.
Napon je 8.2 V, a dužina mišića treba biti 50 mm. Pritisnite Stimulate - Record Data. Proučite
aktivnu, pasivnu i punu snagu mišića na desnom ekranu osciloskopa. Postupak ponavljajte
povećavajući dužinu mišića svaki put za 2 mm do maksimalne dužine od 100 mm.
Što se događa sa aktivnom, pasivnom i punom snagom mišića kako se duljina mišića mijenja od 50
do 100 mm?
___________________________________________________________________________
Postoji li optimalna dužina mišića pri kojoj se oslobađa najveća snaga i ako postoji objasni na
staničnoj razini zašto do toga dolazi.
___________________________________________________________________________
D) IZOTONIČKA KONTRAKCIJA
Za vrijeme izotoničke kontrakcije dužina mišića se mijenja, a snaga ostaje ista (iso-isto; tonic-snaga).
U ovom pokusu mišić opterećujemo utezima koji se nalaze u ormariću ispod mišića, a osim
uobičajenih parametara mjerimo i brzinu rada mišića.
Napon treba biti 8.2 V, a visina platforme 75 mm. Pritisnite Stimulate – Record Data.
Na krivulji vidite zaravnjeni dio. Što se u tom trenutku događa sa mišićem?
12
___________________________________________________________________________
Opišite aktivnost mišića pomoću krivulje uzimajući u obzir izometričku i izotoničku kontrakciju.
___________________________________________________________________________
Ponovite postupak sa preostalim utezima redajući ih prema porastu težine. Odaberite Tools - Plot
Data. Namjestite Weight na X-os,a Total force na Y-os i pritisnite Draw it. Proučite graf, pa
napravite novi na kojem je na X-osi Velocity.
Kako se mijenja snaga i brzina mišića ovisno o opterećenju?
___________________________________________________________________________
Izbrišite postojeće podatke. Na mišić pričvrstite uteg od 1.5 g i izvedite niz simulacija povećavajući
visinu platforme po 5 mm u rasponu od 60 do 90 mm visine. Nakon svakog pokusa pritisnite Record
Data. Birajte Tools – Plot data. Postavite Velocity na Y- os, a Lenght na X-os i nacrtajte tablicu.
Opišite odnos dužine mišića i brzine rada mišića.
___________________________________________________________________________
Možete li pronaći potpuno izometričku i potpuno izotoničku kontrakciju?
Objasnite svoj odgovor.
___________________________________________________________________________
13
MIOGRAFSKA KRIVULJA
Miografija je metoda registracije mišićne kontrakcije pomoću uređaja koji se zove miograf.
Registrirana krivulja naziva se miogram.
Jednostavni mišićni trzaj nastaje kao posljedica primjene jednog jakog električnog podražaja
na mišić ili na motorički živac. To izaziva nastanak akcijskog potencijala koji se širi mišićnim
vlaknima i pobuđuje kontrakciju. Na dobivenoj krivulji moguće je razlikovati fazu latencije,
kontrakcije i relaksacije, trajanje kontrakcije i trajanje relaksacije, te skraćenje mišića.
Svrha vježbe: registrirati miografsku krivulju
Pribor: miograf
kimograf
škare
pinceta
konac
izvor istosmjerne struje
elektrode
Ringerova otopina (0,65 % NaCl)
Eksperimentalni objekt: m. gastrocnemius žabe
Postupak:
Dekapitirajte žabu, izolirajte m. gastrocnemius i učvrstite ga na miograf. Povežite elektrode s
izvorom struje i utaknite ih u mišić. Uključite kimograf na brzinu od oko 20 cm/s. Zatvaranjem
strujnog kruga primijenite jedan kratkotrajni električni podražaj na mišić i tako izazovite izotonički
trzaj m. gastrocnemiusa. Na miografskoj krivulji odredi fazu kontrakcije i relaksacije, trajanje
kontrakcije i trajanje relaksacije, te skraćenje mišića (visina kontrakcije).
14
KONTRAKCIJA RASHLAĐENOG I ZAGRIJANOG MIŠIĆA
Kontrakcija mišića posljedica je određenih fizikalnih i kemijskih procesa koji se u mišiću
događaju nakon prolaska akcijskog potencijala. Budući da brzina kemijskih reakcija ovisi o
temperaturi (povećanjem temperature za 10°C brzina kemijskih reakcija povećava se oko 2 puta),
promjena temperature mišića bitno će utjecati na mišićnu kontrakciju i izgled miografske krivulje.
Žaba je, kao poikilotermna životinja, vrlo prikladan organizam za ovakav pokus.
Svrha vježbe: registrirati miografsku krivulju rashlađenog i zagrijanog mišića
Pribor: miograf
škare
pinceta
konac
izvor istosmjerne struje
elektrode
Ringerova otopina (0,65 % NaCl)
kapaljka
led
Eksperimentalni objekt: m. gastrocnemius žabe
Postupak:
Nakon registracije miografske krivulje u prethodnoj vježbi, rashladite m. gastrocnemius
trljajući ga ledom. Podražite mišić strujom i registrirajte miografsku krivulju rashlađenog mišića.
Mišić zatim zagrijate polijevanjem s Ringerovom otopinom ugrijanom na 40°C, električki ga
podražite i registrirate miografsku krivulju. Označite faze kontrakcije i relaksacije, trajanje
kontrakcije i trajanje relaksacije, te skraćenje mišića. Usporedite s normalnom miografskom
krivuljom.
OVISNOST VELIČINE MIŠIĆNE KONTRAKCIJE
O JAKOSTI PODRAŽAJA
Minimalni podražaj je najslabiji podražaj koji izaziva impuls u najpodražljivijim motoričkim
jedinicama. Kontrakcija cijelog mišića uz takav podražaj je slaba, jer je podražen samo mali broj
motoričkih jedinica. Maksimalni podražaj je podražaj koji pobuđuje impuls u svim motoričkim
jedinicama mišića, pa je kontrakcija mišića tada maksimalna. Podražaji koji su jači od minimalnog, a
slabiji od maksimalnog nazivaju se submaksimalni podražaji. U rasponu submaksimalnih podražaja,
kontrakcija mišića je proporcionalna jakosti podražaja. Što je submaksimalni podražaj jači, to se
uključuje više motoričkih jedinica, pa je zbog toga kontrakcija cijelog mišića jača. Ovisnost
kontrakcije mišića o jakosti submaksimalnih podražaja posljedica je toga što se kontrakcije
motoričkih jedinica sumiraju (prostorna sumacija). Podražaji koji su jači od maksimalnog nazivaju se
supramaksimalnima. Izazivaju maksimalnu kontrakciju, a ne veću, jer je već maksimalni podražaj
aktivirao sve motoričke jedinice.
Svrha vježbe: jačina kontrakcije ovisi o jakosti primijenjenog podražaja.
Pribor: miograf
15
izvor električne struje
induktor
elektrode
škare
pinceta
Eksperimentalni objekt: m. gastrocnemius žabe
Postupak:
Izolirajte m. gastroknemius i učvrstite ga na miograf. Na početku pokusa, sekundarnu
zavojnicu induktora maksimalno udaljite od primarne. Pomoću sklopke zatvorite primarni strujni
krug i nakon 3 s ga otvorite. Promatrajte dolazi li do kontrakcije mišića. Sekundarnu zavojnicu zatim
primaknute primarnoj za 1 cm, zatvorite strujni krug, pričekajte 3 s i ponovno ga otvorite. Postupak
ponavljajte dokle god se na miografu ne zabilježi slab mišićni trzaj prilikom otvaranja strujnog
kruga. Od tog trenutka nastavite s podraživanjem tako da svaki put najprije rukom okrenete miograf
za 1 cm, a zatim sekundarnu zavojnicu primaknete za 0.5 cm bliže primarnoj. Kontrakcije postaju
sve jače što je udaljenost između dvije zavojnice manja, sve dok se ne dosegne udaljenost pri kojoj
se postiže maksimalna jačina kontrakcije. Daljnjim približavanjem sekundarne zavojnice primarnoj,
jačina kontrakcije se više ne mijenja. Na dobivenom miogramu označite minimalni, submaksimalni,
maksimalni i supramaksimalni podražaj.
SUMACIJA IMPULSA
Ako na mišić dovodimo električni podražaj vrlo brzo jedan iz drugog, mišić se ne stigne
normalno relaksirati što dovodi do sumacije impulsa i nastanka tetaničke kontrakcije. Tetaničku
kontrakciju izazivamo: 1. povećanjem broja motoričkih jedinica koje se istodobno kontrahiraju -
prostorna sumacija ili sumacija motoričkih jedinica; 2. povećanjem učestalosti kontrakcija pojedinih
motoričkih jedinica - vremenska sumacija valova kontrakcija.
Svrha vježbe: pokazati da se uzastopnim podražajima određene frekvencije može postići
maksimalna sumacija valova kontrakcija.
Pribor: miograf
izvor električne struje
induktor
elektrode
škare
pinceta
Eksperimentalni objekt: m. gastrocnemius žabe
Postupak:
16
M. gastrocnemius pričvrstite na miograf. Uređaj za podraživanje podesite na maksimalnu
jakost el. struje i što veći broj pojedinačnih impulsa u jedinici vremena. Na miografu registrirajte
krivulju tetaničke kontrakcije.
NPT PT
m – miogram
P - učestalost podraživanja
NPT - nepotpuni tetanus,
PT - potpuni tetanus
IZOTONIČKA I IZOMETRIČKA KONTRAKCIJA
UTJECAJ OPTEREĆENJA NA JAČINU KONTRAKCIJE
Izotonička kontrakcija je kontrakcija kod koje se ne mijenja se tonus (napetost) mišića, već
se ovisno o jakosti podražaja mijenja njegova duljina. Izometrička kontrakcija je kontrakcija kod
koje se mijenja tonus mišića, a ne dolazi do njegova skraćivanja.
Svrha vježbe: pokazati na koji način različito opterećenje utječe na mišićnu kontrakciju
Pribor: miograf,
izvor električne struje, induktor
elektrode
škare
pinceta
Eksperimentalni objekt: m. gastrocnemius žabe
Postupak:
Preparat pričvrstite na miograf. Valjak miografa okrenite rukom za cijeli krug tako da
pero miografa zabilježi horizontalnu crtu koja prikazuje početnu dužinu neopterećenog mišića.
Primjenom el. podražaja izazivajte mišićne trzaje koji se na miografu bilježe kao vertikalne crte.
Nakon svakog podražaja rukom pomaknite valjak miografa za 1 cm i opteretite mišić s utegom.
Postupno povećavajte težinu opterećenja i bilježite visine kontrakcije.
17
Simulacija
SRCE
Srčani mišić, za razliku od skeletnog mišića, posjeduje svojstvo samostalnog ritmičnog
podraživanja. Srce žabe građeno je od dvije pretklijetke i jedne nepotpuno pregrađene klijetke.
Srčani predvodnik smješten je u venskom zatonu (područje između vene cave i desnog atrija). Na
aktivnost srca djeluju: živci autonomnog živčanog sustava (simpatikus, parasimpatikus), hormoni,
ioni, proizvodi metabolizma i dr.
U glavnom izborniku izaberi Frog Cardiovascular Physiology.
A) Kontrakcija srca
Na ekranu je prikazano srce na koje neprestano kapa Ringerova otopina. Osciloskop prikazuje
kontrakcije srca, frekvenciju kontrakcija (Heart Rate) te opisuje aktivnost srca: normalni srčani ritam
u mirovanju (Heart Rate Normal), promjenljivi ritam (Heart Rate Changing) i stabilni ritam koji je
niži ili viši od ritma u mirovanju (Heart Rate Stable). Program se prilagođava brzini vašeg
kompjutora, pa o tome ovisi prikaz brzine otkucaja srca koji vidite na osciloskopu (frekvencija je
ista), a prikaz se može promijeniti u izborniku Tools, Modify Display, Increase Speed.
Na krivulji kontrakcije srčanog mišića uočite kontrakciju pretklijetki i klijetke (sistola), relaksaciju
klijetke (dijastola), te zabilježi broj otkucaja u minuti
__________________________________________________________________________
Srčani ciklus je razdoblje od završetka jedne kontrakcije do završetka druge kontrakcije srca.
A1) Utvrđivanje vremena nepodražljivosti (refraktnosti)
Srčani mišić je nepodražljiv prema ponovljenom podražaju koji slijedi za vrijeme akcijskog
potencijala (vrijeme funkcionalne nepodražljivosti) i zbog toga se ne može tetanički kontrahirati.
Mišem odvucite elektrodu (Direct Heart Stimulation) na držač s desne strane srca. Primjenjujte
pojedinačni podražaj (Single Stimulus) u slijedećim razdobljima srčanog ciklusa: a) neposredno prije
kontrakcije klijetke
b) na vrhu kontrakcije klijetke
c) za vrijeme relaksacije klijetke
Uočite nastanak prijevremene sistole (ekstrasistola) i kompenzacijske pauze.
Tijekom kojeg dijela srčanog ciklusa je moguće izazvati prijevremenu sistolu?
___________________________________________________________________________
Primjenom višestrukog podražaja (Multiple Stimulus) pokušajte izazvati tetaničku kontrakciju. Koji
je rezultat primijenjenog podražaja?
__________________________________________________________________________
Obzirom na funkciju srca zašto je važno da se srčani mišić ne može tetanički kontrahirati?
__________________________________________________________________________
18
A2) Utvrđivanje učinka Nervus Vagusa na srce
N. Vagus prenosi parasimpatičke impulse i time utječe na srčani ciklus.
Vratite Direct Heart Stimulation elektrodu na mjesto i stavite Vagus Nerve Stimulation elektrodu na
držač s desne strane srca. Namjestite stimulator na 50 stimuli/sec. Primjenjujte višestruki podražaj.
Podražaj zaustavite nakon što srce počne ponovo kontrahirati (bijeg od vagusa).
Kako stimulacija vagusa utječe na rad srca?
____________________________________________________________________
B) Učinak fizičkih i kemijskih modifikatora rada srca
U izborniku Experiment odaberi Modifiers of Heart Rate.
B1) Učinak temperature na rad srca
Pritisnite 5 oC Ringer's i promatrajte rad srca u hladnoj Ringerovoj otopini. Kada se pojavi poruka na
osciloskopu Haert rate Stable zabilježite rezultat u tablicu.
Što ste uočili? Koliki je broj otkucaja srca?
___________________________________________________________________________
Pritisnite 23oC Ringer's da vratite srce na normalnu temperaturu i kada se pojavi poruka Heart Rate
Normal pritisnite 32oC Ringer's. Rezultat zabilježite u tablicu.
Što ste uočili? Koliki je broj otkucaja srca?
___________________________________________________________________________
Pritisnite 23oC Ringer's kako bi se srce vratilo na normalnu temperaturu prije početka idućeg
pokusa.
B2) Učinak pilokarpina na rad srca
Pilokarpin simulira učinak parasimpatikusa stimulirajući povećano oslobađanje acetilkolina.
Podražite srce pilokarpinom, promatrajte rad srca do pojave oznake Heart Rate Stable te zabilježite
rezultat u tablicu. Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC.
Kako pilokarpin utječe na rad srca?
___________________________________________________________________________
B3) Učinak atropina na rad srca
Podražite srce atropinom i promatrajte rad srca do pojave oznake Heart Rate Stable te zabilježite
rezultat. Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC.
Kakav učinak ima atropin? Da li su pilokarpin i atropin agonisti ili antagonisti?
___________________________________________________________________________
19
B4) Učinak adrenalina na rad srca
Podražite srce adrenalinom, promatrajte rad srca do pojave oznake Heart Rate Stable te zabilježite
rezultat u tablicu. Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC.
Kakav učinak ima adrenalin? Koji dio autonomnog živčanog sustava oponaša učinak adrenalina?
___________________________________________________________________________
B5) Učinak digitalisa na rad srca
Podražite srce digitalisom, promatrajte rad srca do pojave oznake Heart Rate Stable te zabilježite
rezultat u tablicu.
Kakav učinak ima digitalis?
__________________________________________________________________________
B6) Učinak iona na rad srca
a) Učinak kalcijevih iona
Podražite srce kalcijevim ionima, promatrajte rad srca do pojave oznake Heart Rate Stable te
zabilježite rezultat u tablicu. Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC.
Kakav učinak imaju ioni kalcija na rad srca?
___________________________________________________________________________
b) Učinak natrijevih iona
Podražite srce natrijevim ionima, promatrajte rad srca do pojave oznake Heart Rate Stable te
zabilježite rezultat u tablicu. Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC.
Kakav učinak imaju ioni natrija na rad srca?
___________________________________________________________________________
c) Učinak kalijevih iona
Podražite srce kalijevim ionima, promatrajte rad srca do pojave oznake Heart Rate Stable te
zabilježite rezultat u tablicu. Srce isperite 23oC Ringerovom otopinom.
Kakav učinak imaju ioni kalija na rad srca?
___________________________________________________________________________
20
KONTRAKCIJA IZOLIRANOG SRCA
I
PRIJEVREMENA SISTOLA (Ekstrasistola)
U vrijeme trajanja akcijskog potencijala stanične su membrane potpuno nepodražljive, a
nakon toga slijedi kratko razdoblje u kome ponovnu depolarizaciju može izazvati samo podražaj jači
od uobičajenog. Za razliku od skeletnog mišića u kome je akcijski potencijal veoma kratak, mnogo
kraći od kontrakcije, u miokardu akcijski potencijal traje izrazito dugo, gotovo koliko i sama
kontrakcija. To ujedno znači da je u srcu period apsolutne nepodražljivosti (apsolutna refrakternost)
mnogo duži nego u skeletnom mišiću i da se praktički podudara s trajanjem sistole. Ovo je svojstvo
miokarda važno stoga što sprečava nastajanje tetaničke kontrakcije, kakva u skeletnom mišiću može
nastati pri učestalom uzastopnom podražavanju.
U dijasistoli srce je relativno refrakterno, pa na podražaj jači od uobičajenog reagira prijevremenom
kontrakcijom - ekstrasistolom. Ekstrasistola je utoliko jača ukoliko je podražaj stigao bliže kraju
dijastole. Nakon ekstrasistole i njene dijastole slijedi tzv. kompenzacijska pauza u kojoj srce čeka
naredni spontani podražaj iz primarnog centra srčane automacije, tj. iz sinus-atrijskog čvora.
Prethodni spontani podražaj zatekao je srce u ekstrasistoli i stoga je ostao bez učinka.
Kompenzacijskom pauzom srce, dočekavši naredni spontani impuls, “hvata korak”, tj. nastavlja rad
svojim normalnim ritmom.
Svrha vježbe: prikazati postojanje srčane automacije, zabilježiti kardiogram srca na kardiografu,
pokazati da abnormalni prijevremeni podražaji mogu narušiti normalni srčani ritam
izazivajući prijevremene kontrakcije miokarda
Pribor: kardiograf
škare i pinceta
Ringerova otopina
Eksperimentalni objekt: srce žabe
Postupak: Dekapirajte žabu i izvadite srce. Izolirano žablje srce ovlažite Ringerovom otopinom i
položite na elektrode kardiografa. Zatim se na ventrikul položite pelotu pisača za registraciju pokreta
srca. Na kardiografu se, u laganoj vrtnji, prvo bilježi spontani ritmički rad srca, pri čemu ulazni krak
krivulje označava sistolu, a silazni dijastolu. Nakon toga u toku sistole, srce podražite strujom
maksimalnog intenziteta (ne uzrokuje promjenu srčanog ritma). Nasuprot tome, podražaj primljen u
dijastoli izaziva kontrakciju izvan normalnog ritma, koju nazivamo prijevremenom kontrakcijom ili
ekstrasistolom.
Nacrtajte uočenu krivulju normalnog rada srca i ekstrasistole.
21
ZAKON „SVE ILI NIŠTA“ NA ŽABLJEM SRCU
Miokard je u funkcionalnom smislu , što znači da se akcijski potencijal nastao u bilo kojoj
stanici , praktički bez zapreke prenosi na sve ostale. Ako se uzbudi jedna stanica ventrikula,
uzbuđenje će zahvatiti čitav ventrikulski mišić. Ako pak akcijski potencijal nastane u stanici atrija,
on će se proširiti po atrijskom sinciciju, a zatim će se kroz provodni sustav stići u ventrikulski
sincicij, pa će se tako uzbuditi čitavo srce.
Svrha vježbe: prikazati da srce na svaki podražaj koji je dosegao prag podražaja reagira
maksimalnom kontrakcijom, bez obzira na intenzitet podražaja.
Oprema: kardiograf
škare i pinceta
Ringerova otopina
Aparatura za podraživanje induciranom strujom
Eksperimentalni objekt: srce žabe
Postupak: Dekapirajte žabu i izvadite srce. Izolirano žablje srce presiječe se tik ispod atrio-ventrikulske
granice, da bi se ventrikul odijelio od centara automacije. Takav ventrikul stavite na elektrode
kardiografa uključenog u krug inducirane struje. Ventrikul ovlažite Ringerovom otopinom i na njega
položite pelotu pisača. Podraživanje ventrikula započnite najmanjim intenzitetom inducirane struje te
pojačavajte intenzitet podražaja dok ne dosegnete prag podražljivosti miokarda (minimalni
podražaj). Postupnim primicanjem sekundarne zavojnice primarnoj pojačavajte jačinu podražaja.
Nakon svakog podraživanja ručno okrenite kimograf za par milimetara. Visine krivulja nacrtane na
kimografu predstavljaju jačine kontrakcija.
CENTRI AUTOMACIJE SRCA - STANNIUSOVE LIGATURE
NA ŽABLJEM SRCU
Iz sinus-atrijskog čvora, predvodnika srčane aktivnosti (nalazi se u žabljem srcu u venskom
sinusu, a u ljudskom srcu u desnom atriju), impulsi se prenose do atrioventrikularnog čvora (AV-
čvor), smještenog u stjenci desnog atrija tik uz atrioventrikularnu granicu. U normalnim uvjetima
AV-čvor služi samo za provođenje impulsa, a ne odašilje vlastite impulse. Oštećenjem SA-čvora ili
sprječavanjem normalnog širenja impulsa, AV-čvor može stvarati vlastite impulse, pa se naziva
sekundarnim centrom srčane automacije. Frekvencija odašiljanja impulsa iz ovog je centra znatno
manja nego iz SA-čvora.
Svrha vježbe: pokazati mjesto nastanka i putove širenja impulsa, koji izazivaju kontrakciju
žabljeg srca, u normalnim i promijenjenim uvjetima.
Pribor: pribor za preparaciju žabljeg srca
konac
kapaljka
Ringerova otopina
Eksperimentalni objekt: srce žabe
22
Postupak: Dekapitiranoj žabi ispreparirajte srce in situ, te se promatrajte njegov rad i odredite
frekvenciju. Prva Stanniusova ligatura (podvez) stavlja se tako da se desetak centimetara duga nit
konca, pomoću pincete, podvuče pod trunkus arteriosus. Konac ostavite ispod aorte, a pincetu
pažljivo izvucite. Vršak srca malo odignite da bi se presjekla spona između dorzalne strane srca i žila
ispod njega. Srce tada prevrnite apeksom prema glavi žabe, kako bi na njegovoj stražnjoj strani mogli
zapaziti tanku bijelu crtu, koja se nalazi upravo na granici između venskog sinusa i atrija. Konac
namjeste pod tu crtu i potpuno zategnite. Nakon toga srce vratite u normalan položaj i promatrajte
nastalu promjenu srčanog rada. Ako je prva Stanniusova ligatura ispravno postavljena, venski
sinus će i dalje pulsirati normalnom frekvencijom, ali će kontrakcije atrija i ventrikula prestati.
Međutim, ako se tada područje atrioventrikulske granice podraži pritiskom pincete, atrij i ventrikul će
reagirati jednom sistolom. Na istom srcu veže se zatim druga Stanniusova ligatura. Malenu omču
konca navucite, preko vrška srca, do atrioventrikularne granice i tu polagano stegnite. Nakon
ispravnog vezivanja druge Stanniusove ligature proradit će dijelovi srca koji su nakon prve ligature
prestali s radom. U tim novonastalim uvjetima treba usporediti frekvenciju venskog sinusa s
frekvencijom atrija i ventrikula.
Zaključak: Podvezivanjem žabljeg srca prvom Stanniusovom ligaturom sprečava se prijenos impulsa iz
primarnog centra srčane automacije, smještenog u venskom sinusu, u ostale dijelove srca, koji
prestaju raditi, dok se venski sinus nesmetano dalje ritmički kontrahira. Ako se tako podvezano srce
ostavi izvjesno vrijeme na miru i vlaži Ringerovom otopinom, atriji i ventrikul mogu se ponovno
početi kontrahirati, ali s manjom frekvencijom nego što je to normalno; dolazi do “buđenja” vlastite
automacije AV-čvora, koja je inače prekrivena impulsima iz SA-čvora. Pobuđivanje AV-čvora može
se, međutim, postići i mehaničkim podraživanjem srca u području atrioventrikulske granice, bilo
trenutno, ubodima pincetom ili trajno, drugom Stanniusovom ligaturom.
Kad bi se načinila samo druga Stanniusova ligatura (bez prethodnog vezivanja prve ligature),
nastala bi disocijacija ritma između atrija i ventrikula, koju nazivamo totalnim atrioventrikulskim
blokom. Sinus venosus i atriji kontrahirali bi se normalnom frekvencijom vođeni impulsima iz SA-
čvora, a ventrikul bi radio znatno manjom frekvencijom vođen impulsima iz AV-čvora.
I Stanniusova ligatura II Stanniusova ligatura
23
DJELOVANJE HIPOTERMIJE NA RAD SRCA
Za razliku od hipertermije, hipotermija smanjuje brzinu provođenja iona, te se u S-A čvoru
sporije stvaraju impulsi, a i brzina provođenja impulsa kroz srce je usporena. Stoga opada i
frekvencija srca (npr. prezimari u zimskom snu, organizmi u hibernaciji).
Svrha vježbe: učinak povišene temperature na rad žabljeg srca
Pribor: škarice
pinceta
0.65% NaCl
konac
žica s ušicom
Eksperimentalni objekt: srce žabe
Postupak:
Izolirano srce prenijeti iz posude s fiziološkom otopinom na sobnoj temperaturi u fiziološku
otopinu pothlađenu na 15°C. Odrediti frekvenciju srca i usporediti s frekvencijom u fiziološkim
uvjetima. Isti pokus ponoviti stavljanjem izoliranog srca u fiziološke otopine od 10 i 5°C.
DJELOVANJE IONA KALCIJA NA RAD SRCA
Ioni kalcija (Ca2+) poznati su kao kontraktilno sredstvo. Višak iona kalcija pojačava snagu
kontrakcija srca (veći udarni volumen), dok će manjak istih iona uzrokovati opadanje snage mišićne
kontrakcije srca, a s time i manji udarni volumen. Promjena koncentracije iona neće bitno utjecati na
frekvenciju srca.
Svrha vježbe: učinak povećane izvanstanične koncentracije iona kalcija na rad srca
Pribor i eksperimentalni objekt: kao u prethodnoj vježbi
Podražajno sredstvo: 0.1% CaCl2
Postupak: Na izolirano srce kapajte otopinu CaCl2 i promatrajte snagu kontrakcije
24
DJELOVANJE IONA KALIJA NA RAD SRCA
Višak iona kalija (K+) u izvanstaničnoj tekućini uzrokuje smanjenje membranskog potencijala
svih stanica pa tako i stanica SA-čvora. Srčani mišić sa suviškom K+ kontrahira se sve slabije
(dilatacija srca ), a opada i frekvencija.
Svrha vježbe: učinak povećane izvanstanične koncentracije iona kalija na rad srca
Pribor i eksperimentalni objekt: kao u prethodnoj vježbi
Podražajno sredstvo: 0.1% KCl
Postupak:
Na izolirano srce kapajte otopinu KCl i promatrajte rad srca.
DJELOVANJE PARASIMPATIKUSA NA RAD SRCA
Živčana vlakna parasimpatikusa (vagusa) djeluju na rad srca suprotno od simpatikusa
(antagonistički). Lučenjem acetil-kolina na neuromuskularnoj vezi sa srcem, parasimpatikus
smanjuje frekvenciju srca jer usporava stvaranje impulsa u SA- čvoru, a koči prijenos impulsa kroz
AV- čvor.
Svrha vježbe: učinak acetil-kolina na rad žabljeg srca
Pribor i eksperimentalni objekt: kao u prethodnoj vježbi
Podražajno sredstvo: otopina acetil-kolina (1: 10 000)
Postupak:
Na izolirano srce kapa se otopina acetil-kolina. Promatra se frekvencija srca i snaga mišićne
kontrakcije.
25
DJELOVANJE SIMPATIKUSA NA RAD SRCA
Autonomni živčani sustav može utjecati na rad srca i to ili na S-A čvor ili na mišiće djelujući
na snagu mišićne kontrakcije. Snaga mišićne kontrakcije određuje i udarni volumen srca.
Lučenjem adrenalina na neuromuskularnoj vezi, živci simpatikusa uzrokuju povećanje
frekvencije i udarnog volumena srca. Stoga se adrenalin i koristi kod iznemoglosti srca
(intrakardijalna primjena).
Svrha vježbe: učinak adrenalina na rad žabljeg srca
Pribor i eksperimentalni objekt: kao u prethodnoj vježbi.
Podražajno sredstvo: otopina adrenalina (1:1000)
Postupak: U Petrijevu zdjelicu, u kojoj se nalazi u malo fiziološke otopine i izolirano srce, dokapava se
otopina adrenalina. Promatra se frekvencija srca i snaga mišićne kontrakcije.
LABORATORIJSKE ŽIVOTINJE
Visokosrodni ili singenični sojevi su sojevi dobiveni nakon najmanje 20 uzastopnih
generacija srođivanja brata sa sestrom (engl. inbred). Takve su životinje genetički gotovo potpuno
identične. Danas se koristi preko 1000 genetički definiranih sojeva miševa i preko 400 genetički
definiranih sojeva štakora.
Na Zavodu za animalnu fiziologiju u nastavne svrhe koriste se miševi (Mus musculus),
štakori (Rattus norvegicus) i žabe (Rana sp.)
Miš sojevi:
CBA Podložan je spontanom razvoju tumora mliječne žlijezde
CBA/T6T6 Srodan je soju CBA. Uslijed kromosomske translokacije došlo je do
nastanka malog kromosoma koji služi kao marker
BALB/C Koristi se npr. u istraživanjima makrofaga i u transplatacijiskoj
imunologiji
C57BL Podložnan je razvoju leukemija. Koriste se u pokusima
transplatacije.
Štakor sojevi:
Wistar nesrodan (engl. outbred) soj laboratorijskih albino štakora
Sprague-Dawley nesrodan soj
Y59 visokosrodan soj; podložan je spontanom nastanku adenokarcinoma
debelog crijeva.
Uporaba laboratorijskih životinja u znanstvenim istraživanjima i nastavi regulirana je Zakonom o
zaštiti životinja (NN 47/11). U radu sa životinjama treba se voditi smjernicama nazvanima „3 R“, od
engl. Replace, Reduce, Refine. Replace (zamijeniti) znači zamjenu životinjama in vitro tehnikama ili
kompjutorskim modelima uvijek kada je to moguće; Reduce (smanjiti) znači smanjenje broja
životinja koje koristimo na najmanji broj koji nam je potreban; Refine (poboljšati) znači poboljšanje
uvjeta držanja životinja, eksperimentalnih tehnika i metoda kako bi životinje bile zdrave i
zadovoljne. Pokuse treba pažljivo isplanirati i izvoditi na način kojim se životinjama poklanja
maksimalna pažnja.
Praktični dio
Izvažite miša i štakora i odredite im spol.
Nakon toga, primite miša i štakora i izbrojati bradavice i prste na prednjoj i stražnjoj šapi.
pokusna životinja ________________________
broj pari bradavica ________________________
broj prstića - prednja šapa ________________________
- stražnja šapa ________________________
masa ________________________
spol ________________________
29
TEHNIKE DAVANJA TVARI LABORATORIJSKIM ŽIVOTINJAMA
ANESTEZIJA I ANALGEZIJA
Tvari se mogu davati na tri načina:
preko kože ili sluznice
enteralno (uvođenjem u probavni trakt, npr. per os)
parenteralno (injekcijom): i.c. (i.d.) - intrakutano (intradermalno)
s.c. - supkutano
i.m. - intramuskularno
i.v. - intravenski
i.p. - intraperitonealno
Anestezija je reverzibilno stanje u kojem su potisnute percepcija bolnih i drugih podražaja i
motoričke reakcije na podražaj. Može biti lokalna i opća (gubitak svijesti), a prema načinu davanja
anestetika može biti inhalaciona i injekciona.
Stupnjevi anestezije: 1. omama (analgezija)
2. ekscitacija (delirij)
3. kirurška anestezija (tolerancija)
4. intoksikacija (kolaps)
Analgezija je privremena neosjetljivost ili smanjenje osjetljivosti na bolni podražaj.
Praktični dio
Svrha vježbe: Anesteziranje životinja i promatranje stupnjeva anestezije.
Pribor: injekcione štrcaljke i igle
Anestetici: Ketamin (Narketan) i Ksilazin (Xylapan)
Sat
Mješavina anestetika za štakora: 7,5 ml narketana
5 ml ksilapana i 7.5 ml redestilirane vode.
Doza za štakora: 0,2 ml / 100 g
Mješavina anestetika za miša: 1 ml narketana; 0.5 ml ksilapana; 8,5 ml redestilirane vode
Ovom kombinacijom postižemo kiruršku narkozu u trajanju od 20 – 30 minuta.
Pokusni objekt: miš ili štakor
Postupak:
Izvažite miša ili štakora i izračunajte dozu anestetika. Uštrcajte anestetik i.p. i odmah počnite
pratiti ponašanje životinje, zapisujte opažene promjene u ponašanju i zabilježite vrijeme gubitka
određenih refleksa.
Zapažanja upisujte u tablicu.
30
pokusna životinja:
masa:
V anestetika:
Praćenje uspavljivanja - gubitak refleksa vrijeme
nekontrolirano kretanje
refleks hvatanja (npr. hvatanje za rešetku kaveza)
padanje u bočni položaj
polaganje glave na stol
refleks zatvaranja oka (dotaknuti kut oka komadićem vate)
pedalni refleks (uštipnuti životinju za kožu između prstiju)
31
Simulacija
PRIJENOS TVARI KROZ STANIČNU MEMBRANU
Selektivno propusna stanična membrana građena je od lipidnog dvosloja u kojem su
raspršene velike molekule bjelančevina.
Prijenos tvari kroz staničnu membranu odvija se na dva osnovna načina: difuzijom (pasivni prijenos)
i aktivni prijenos (primarni i sekundarni).
Pasivni prijenos
Dva su načina pasivnog prijenosa tvari kroz membranu: difuzija i filtracija.
Difuzija je gibanje molekula i iona s područja veće u područje manje koncentracije, a
posljedica je postojanja koncentracijskog gradijenta (razlika u koncentraciji). Molekule pasivno
difundiraju ako su: dovoljno male da prođu kroz pore ili ako su topive u lipidnom dvosloju. Promet
tvari kroz polupropusnu membranu naziva se jednostavna difuzija. Difuzija vode kroz polupropusnu
membranu naziva se osmoza.
Prijenos otopljenih tvari kroz polupropusnu membranu
a) Jednostavna difuzija U glavnom izborniku izaberi opciju Cell Transport Mechanisms and Permeability.
Na ekranu Simple Diffusion se pojavljuju dvije staklene posude. S njihove desne strane nalazi se
ormarić s membranama različitih veličina pora (MWCO - molecular weight cutoff). Na dnu ekrana
nalazi se tablica za unos podataka.
1. Mišem odvuci membranu propusnosti 20 (MWCO 20) u prostor između dva spremnika.
2. Ispod lijevog spremnika podesi koncentraciju Na+ i Cl- na 9 mM i pritisni Dispense.
3. Ispod desnog spremnika pritisni Deionized Water i Dispense.
4. Namjesti Timer na 60 minuta i pritiskom na Start pokreni difuziju.
5. Prati koncentracije Na+ i Cl- koji su difundirali iz lijevog u desni spremnik kroz polupropusnu
membranu. Zabilježi rezultate!
6. Isperi spremnike pritiskom na Flush.
Ponavljajući korake od 1 do 6 upotrijebi sve ponuđene membrane Zabilježi u tablicu je li došlo do
difuzije (+/-) ili nije!
Izvedi isti eksperiment za ureju, albumin i glukozu ponavljanjem koraka od 1 do 6.
veličine pora MWCO
20 50 100 200
Na+ / Cl-
Ureja
Albumin
Glukoza
32
Što je potrebno učiniti da ureja selektivno prijeđe u desni spremnik ako otopina u lijevom spremniku
sadrži NaCl, ureju i albumin, a da koncentracija NaCl ostane nepromijenjena?
___________________________________________________________________________
b) Olakšana difuzija
Molekule netopive u lipidnom dvosloju ili prevelike da bi prošle kroz pore membrane
prenose se pasivnim transportom koji nazivamo olakšana difuzija. Promet tvari se odvija uz pomoć
specifičnog nosača.
U Eksperiment izaberi opciju Facilitated Diffusion. Ekran izgleda slično kao i kod prethodnog
eksperimenta. Na desnoj strani ekrana nalazi se prozorčić Membrane Builder pomoću kojega se
može mijenjati broj nosača za glukozu na membrani.
1. Namjesti broj nosača za glukozu na 500 i stisni Build Membrane. U membranu se ugrađuje 500
nosača. Mišem povuci membranu u prostor između dva spremnika.
2. Ispod lijevog spremnika podesi koncentraciju Na+ i Cl- na 9 mM i koncentraciju glukoze na 2 mM
i stisni Dispense.
3. Desni spremnik napuni destiliranom vodom pritiskom na Deionized Water i Dispense.
4. Timer namjesti na 60 minuta i stisni Start.
5. Promatraj koncentracije Na+/Cl- i glukoze tijekom difuzije.
6. Rezultate zabilježi u tablicu.
7. Isperi spremnike pritiskom na Flush.
8. Vrati membranu u prozorčić Membrane Builder i ponovi korake od 1 do 7 koristeći membrane sa
700, a zatim 900 nosača.
9. Vrijeme trajanja difuzije zabilježi u tablicu.
Ponovi korake od 1 do 9 pri koncentraciji glukoze od 8,0 mM.
Broj proteinskih nosača za glukozu
Koncentracija
glukoze (mM) 500 700 900
2,00
8,00
1. Kako povećanje proteinskih nosača za glukozu utječe na olakšanu difuziju? Objasni!
___________________________________________________________________________
2. Što će se dogoditi ako u oba spremnika stavimo jednaku koncentraciju glukoze?
___________________________________________________________________________
33
3. Utječe li NaCl na difuziju glukoze? Provjeri simulacijom!
___________________________________________________________________________
c) Osmoza Difuzija vode kroz polupropusnu membranu iz područja veće u područje manje koncentracije
naziva se osmoza.
U Eksperiment izaberi opciju Osmosis.
1. Mišem odvuci membranu propusnosti 20 (MWCO 20) u prostor između dva spremnika
2. Namjesti koncentraciju NaCl na 8,0 mM u lijevom spremniku i pritisni Dispense.
3. Desni spremnik napuni destiliranom vodom pritiskom na Deionized Water i Dispense
4. Timer namjesti na 60 minuta i stisni Start.
5. Vrati membranu u prozorčić Dialysis Membrane. Ponovi korake od 1 do 4 koristeći membrane 50,
100 i 200 MWCO.
U tablicu upiši dobivenu vrijednost osmotskog tlaka u mmHg!
veličine pora MWCO
Tvari 20 50 100 200
Na+ / Cl-
Albumin
Glukoza
1. Utječe li veličina čestica na osmotski tlak?
___________________________________________________________________________
2. Javlja li se osmotski tlak prilikom difuzije otopljenih tvari? Objasni odgovor.
___________________________________________________________________________
3. Povećaj koncentraciju albumina u lijevom spremniku na 9 mM, a zatim na 10 mM i objasni vezu
između koncentracije otopine i osmotskog tlaka.
_________________________________________________________________________
4. Što će se dogoditi s osmotskim tlakom ako zamijenimo deioniziranu vodu u desnom spremniku s
otopinom albumina iste koncentracije kakva je u lijevom spremniku?
___________________________________________________________________________
5. Što će se dogoditi s osmotskim tlakom ako dvostruko povećamo koncentraciju albumina u lijevom
spremniku u odnosu na desni?
___________________________________________________________________________
34
6. Napuni lijevi spremnik s 9 mM otopinom albumina a desni s 10 mM otopinom glukoze koristeći
membranu 200 MWCO. Što utječe na osmotski tlak u ovom slučaju?
___________________________________________________________________________
7. Ponovi eksperiment iz prethodnog zadatka s membranom 100 MWCO. Što sad utječe na osmotski
tlak?
__________________________________________________________________________
8. U lijevom spremniku namjesti koncentraciju NaCl na 6 mM, a u desnom spremniku namjesti
koncentraciju glukoze na 10 mM koristeći membranu 20 MWCO. Objasni dobiveni
rezultat._________________________________________________________________
d) Aktivni prijenos
Prijenos tvari s područja niže koncentracije u područje više uz pomoć energije i proteinskih
nosača naziva se aktivni prijenos. Aktivni prijenos, obzirom na izvor energije koja se upotrebljava
prilikom prijenosa, dijelimo na: primarni i sekundarni.
U primarnome aktivnome prijenosu energija potječe izravno iz razgradnje ATP-a ili nekog drugog
energijom bogatog fosfatnog spoja (Na+/K+ crpka). U sekundarnom aktivnom prijenosu energija
potječe od ionskog koncentracijskog gradijenta stvorenog primarnim aktivnim prijenosom
(kotransport glukoza / Na+, kontratransport Na+/K+).
Unošenje malih organskih molekula (otopljeni proteini i masti) iz izvanstanične tekućine u stanicu
naziva se pinocitoza, dok se unos većih netopivih čestica (npr. bakterije) u stanicu naziva
fagocitoza.
U Eksperiment izaberi opciju Active Transport. Na ekranu su prikazani spremnici između kojih se
smješta membrana u koju se mogu ugraditi nosači za glukozu i aktivni transport Na+/K+crpke. Lijevi
spremnik predstavlja unutrašnjost stanice, a desni izvanstanični prostor.
1. Namjesti broj nosača za glukozu i Na+/K+crpku na 500 i stisni Build Membrane. U membranu se
ugrađuje 500 nosača. Mišem povuci membranu u prostor između dva spremnika.
2. U lijevom spremniku namjesti koncentraciju NaCl na 9 mM i stisni Dispense.
3. Desni spremnik napuni KCl-om 6mM i stisni Dispense.
4. Prilagodi količinu ATP-a na 1 mM i stisni Dispense ATP.
5. Timer namjesti na 60 minuta i stisni Start.
6. Rezultate snimi u tablicu.
7. Isperi spremnike pritiskom na Flush.
1. Promatraj promjene u koncentracijama Na+ i K+ iona. Zašto transport Na+prestaje prije
isteka vremena?
___________________________________________________________________________
35
2. Ponovi korake od 3 do 6 namještanjem koncentracije ATP-a 3 mM. Što se događa s
transportom Na+?
___________________________________________________________________________
3. Što se događa sa smanjenjem broja Na+/K+crpki?
__________________________________________________________________________
4. Ponovi korake od 1 do 6 koristeći 9,00 mM NaCl u lijevom spremniku i i 10 mM NaCl u
desnom spremniku (umjesto 6 mM KCl). Da li te promjene utječu na transport Na+? Objasni!
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
5. Da li se promet Na+ i K+ mijenja povećanjem koncentracije glukoze?
___________________________________________________________________________
6. Navedite osobine primarnog i sekundarnog aktivnog transporta.
___________________________________________________________________________
36
PONAŠANJE ERITROCITA U OTOPINAMA RAZLIČITOG TONICITETA
Za krvnu plazmu, odnosno staničnu tekućinu vrijede ove konstante:
Molaritet: 0,15 M
Osmolalnost: 0,30 Osmol = 300 mOsmol
Osmotski tlak: 6,72 atm = 5107 mm Hg (prema dest. vodi)
Izračunavanje osmolalnosti
Osmolalnost ovisi o broju čestica u otopini. Npr. 1 M otopina nedisocirajuće tvari kao što je
glukoza je 1 osmolalna otopina. 1 M otopina NaCl je 2 osmolalna, a 1 M otopina Na2SO4 je 3
osmolalna. U našem slučaju, osmolalnost 0,9 % otopine NaCl je 0,15 M x 2 = 0,3 Osmol.
Svrha vježbe: promatranje stanica u otopinama različitog toniciteta
Pribor: tri predmetna stakla
3,6 % NaCl
0,9 % NaCl
0,4 % NaCl
mikroskop
Eksperimentalni objekt: krv
Postupak:
Na svako od tri predmetna stakla stavite po jednu kap 3,6 %; 0,9 %;i 0,4 % i 0,2% otopine
NaCl. U svaku od kapi dodajte po kap krvi i promiješajte. Stavite pokrovnicu i promatrajte pod
velikim povećanjem.
37
DIFUZIJA BOJE U AGARU
Odnos između molekularne mase i brzine difuzije može se jednostavno istražiti promatranjem
difuzije molekula boje u agaru. Boje koje se koriste u ovom pokusu su metilensko modrilo, čija je
molekularna masa 320 g/mol, i kalijev permanganat, ljubičasta boja molekularne mase 158 g/mol.
Agar sadrži 98,5 % vode i omogućava slobodno kretanje i difuziju molekula boje.
Opis pokusa:
Na predmetno stakalce izlijte 1,5 % agar. S jedne strane stakalca, centimetar od ruba,
stavite kristalić metilenskog modrila, a s druge kristalić kalijevog permanganata i zabilježite vrijeme.
Nakon 30 minuta izmjerite pomičnom mjerkom koliko daleko je svaka boja difundirala od kristala.
• kalijev permanganat _________ mm
• metilensko modrilo __________ mm
• trajanje difuzije __________ min
Izračunajte brzinu difuzije:
• kalijev permanganat __________ mm/min
• metilensko modrilo __________ mm/min
Koja je boja brže difundirala i kakav je odnos između molekularne mase i brzine difuzije?
___________________________________________________________________________
38
OSMOTSKA OTPORNOST ERITROCITA
Selektivno propusne stanične membrane uspostavljaju osmotski gradijent između stanične i
izvanstanične tekućine. Jačina osmotskog tlaka ovisi o koncentraciji nedifuzibilnih iona s obje strane
membrane. Za 0,9 % otopinu NaCl kaže se da je izotonična: stavimo li eritrocite u takav medij,
preko njihove će se membrane uspostaviti osmotka ravnoteža između stanične i izvanstanične
tekućine, pa će neto ulaz i izlaz vode biti nula. U hipertoničnom mediju, npr. 1,8 % NaCl, stanice
gube svoj normalni bikonkavni oblik uslijed brzog osmotskog gubitka vode. U hipotoničnom
mediju, npr. 0,4 % NaCl ili destilirana voda, dolazi do povećanog ulaska vode u stanicu: stanice
bubre, narušava se integritet stanične membrane i dolazi do hemolize – hemoglobin izlazi iz stanice i
otapa se u okolnom mediju.
U ovom se eksperimentu koristimo svojstvom da je osmotska otpornost pojedinih eritrocita
različita i da broj stanica koje su u hemolizi ovisi o hipotoničnosti izvanstaničnog medija.
Koncentracija oslobođenog hemoglobina u svakoj test otopini je pokazatelj stupnja osmotske
hemolize. Vaš je zadatak istražiti odnos između stupnja hemolize i osmolalnosti medija u kojem su
eritrociti suspendirani.
Svrha vježbe: odrediti osmotsku otpornost (rezistenciju eritrocita)
Pribor: stalak za epruvete
10 epruveta
menzura
parafilm
Pasteurova pipeta
kivete
milimetarski papir
Eksperimentalni objekt: krv
Postupak:
Pripremti niz epruveta s po 9 ml 0,9 %; 0,8 %; 0,7 %; 0,6 %; 0,5 %; 0,4 %; 0,3 %; 0,2 %; 0,1
% i 0,0 % otopine NaCl. Uzorak krvi promiješati štapićem kako bi dobili homogenu suspenziju
stanica. Pipetom rasporediti po 0,1 ml uzorka krvi u priređene epruvete. Epruvete pokriti
parafilmom, nekoliko puta preokrenuti i ostaviti stajati 30 min. Pregledom epruveta ustanoviti u
kojim je otopinama došlo do hemolize, u kojima je hemoliza djelomična, a u kojima je izostala.
Epruvete zatim centrifugirati 10 min na 2200 okretaja/min. Supernatant iz svake epruvete prebaciti
pomoću Pasteurove pipete u kivete za spektrofotometar.
Spektrofotometar namjestiti na 540 nm. 1. epruvetu (0,9 % NaCl) staviti u spektrofotometar i
vrijednost apsorbancije namjestiti na nulu (to je izotonična otopina u kojoj ne dolazi do hemolize).
Nakon toga očitati vrijednosti apsorbancije za preostale epruvete.
39
Primjer
epruveta NaCl g/100 ml osmolalnost
Osmol/L
A 540 nm
1 0,9 0,30 0,00
2 0,6 0,20 0,02
3 0,5 0,17 0,03
4 0,4 0,14 0,31
5 0,3 0,10 0,82
6 0,0 0,00 0,88
Na milimetarskom papiru nacrtajte kalibracijsku krivulju. Na os x nanose se vrijednosti
apsorbancije, a na os y % hemolize. Ako znate da je u 1. epruveti hemoliza iznosila 0 %, a u zadnjoj
(destilirana voda) 100 %, možete nacrtati linearnu zavisnost između % hemolize i apsorbancije. Iz
dobivenog grafa očita se % hemolize za svaku epruvetu.
Zatim nacrtajte graf ovisnosti % hemolize o osmolalnosti medija. Na os x nanose se
vrijednosti osmolalnosti, a na os y % hemolize (očitano iz kalibracijske krivulje). Dobivena krivulja
bi trebala imati sigmoidalni oblik. Preko uskog raspona koncentracija krivulja ima strmi pad, iz čega
možemo zaključiti da eritrociti imaju uzak raspon osmotske otpornosti.
Minimalna otpornost eritrocita može se definirati kao koncentracija NaCl kod koje je započela
hemoliza.
Maksimalna otpornost eritrocita može se definirati kao koncentracija NaCl kod koje je hemoliza
potpuna.
Raspon od minimalne do maksimalne otpornosti zove se širina otpornosti.
Izračunavanje osmolalnosti
Osmolalnost ovisi o broju čestica u otopini. Npr. 1 M otopina nedisocirajuće tvari kao što je
glukoza je 1 osmolalna otopina. 1 M otopina NaCl je 2 osmolalna, a 1 M otopina Na2SO4 je 3
osmolalna. U našem slučaju, osmolalnost 0,9 % otopine NaCl je 0,15 M x 2 = 0,3 Osmol.
40
41
BROJANJE KRVNIH STANICA
Pribor: vata
alkohol
britvica
eritrocitni ili leukocitni melanžer
pipetor za melanžere
Bürker-Türkova komorica
Hayemov reagens (za brojanje eritrocita) ili Türkova otopina (za brojanje leukocita)
mikroskop
Pokusni objekt: krv
Postupak:
Učvrstite pokrovno stakalce na Bürker-Türkovu komoricu (Slika 1 B). Odaberite eritrocitni ili
leukocitni melanžer, pričvrstite pipetor, a zatim vršak melanžera uronite u kap krvi i navucite krv do
oznake 0,5 ili do oznake 1. Potom nadopunite Hayemovom otopinom do oznake 101 ili Türkovom
otopinom do oznake 11, ovisno o tome koju vrstu stanica ćete brojati. Melanžer nakon toga lagano
protresite i ispuste jednu do dvije kapi tekućine, a slijedeću kap se stavite na komoricu uz rub
pokrovnice pokraj ugravirane mrežice.
1/20 mm
3 mm
1/5 mm1 mm
Slika 1. Bürker-Türkova komorica za
brojanje stanica
Slika 2. Ugravirana mrežica na Bürker-Türkovoj
komorici
42
Određivanje broja eritrocita:
Eritrociti se broje u središnjem dijelu mrežice (Slika 2.). Najčešće se broje četiri dijagonalna polja
(64 kvadratića), a za veću preciznost može se izbrojati još jedno rubno polje (ukupno 80 kvadratića).
Duljina stranice jednog kvadratića iznosi 1/20 mm, a nakon što se na komoricu stavi pokrovno
stakalce nad svakim kvadratićem nastaje prostor visine 1/10 mm (Slika 1. A).
Treba izračunati srednji broj eritrocita () po jednom kvadru i iz toga broj eritrocita u mm3 krvi
(uzeti u obzir razrjeđenje!).
E = x 1/V x razrjeđenje
V - volumen kvadra
Normalne vrijednosti: ♀ 4,3 - 5,7 x 1012/L
♂ 5,1 - 5,8 x 1012/L
Miš: 9 – 11 x 1012 /L
Određivanje broja leukocita:
Leukociti se broje u vanjskim dijelovima Bürker-Türkove komorice (Slika 2.). Treba izbrojati 64
kvadrata, s time da se broje svi leukociti koji se nalaze unutar kvadrata i na njegove dvije susjedne
stranice. Duljina stranice jednog kvadrata iznosi 1/5 mm, a nakon što se na mrežicu stavi pokrovnica
nad svakim kvadratom nastaje prostor visine 1/10 mm (Slika 1. A).
Izračunajte srednji broj leukocita po jednom kvadru ()i iz toga broj leukocita u mm3 krvi
(uzeti u obzir razrjeđenje!).
L = x 1/Vx razrjeđenje
V - volumen kvadra
Normalne vrijednosti: ♀ 3,3 - 9,3 x 109/L
♂ 3,5 - 10,0 x 199/L
Miš: 6 – 9 x 103 / L
43
PRIPREMA KRVNOG RAZMAZA ZA DIFERENCIJALNU KRVNU SLIKU (DKS)
Pribor: sterilna lanceta
predmetna stakalca
zaporni sat
imerziono ulje
May-Grünwald
Giemsa
Pokusni objekt: krv
Postupak:
Priprema krvnog razmaza Uz rub predmetnog stakla kapnite kap krvi. Predmetno staklo pomoću kojeg pravite razmaz
prislonite na predmetnicu pod kutom od 45o i jednakomjernim potezom razmažite krv po dužini
predmetnog stakla. Za analizu su prikladni samo tanki, jednakomjerni razmazi.
Nakon sušenja razmaza na zraku (najmanje 1 sat) pristupite bojanju razmaza metodom po
Pappenheim-u.
Bojanje krvnog razmaza
Krvni razmaza postavite na mostić za bojanje, prelijte bojom May-Grünwald i ostavite stajati
7 minuta. Nakon toga isperite destiliranom vodom i ocijedite. Preparat zatim prelite vodenom
otopinom Giemse (2 dijela vode : 1 dio Giemse) i ostavite stajati 10 do 15 minuta. Boju isperite
destiliranom vodom i osušite u kosom položaju.
44
PREGLED DIFERENCIJALNE KRVNE SLIKE
Na obojeni krvni razmaz kapnite kap imerzione tekućine (cedrovo ulje ili anisol) i analizirajte
pod imerzionim objektivom. Prilikom pregleda razmaza potrebno je analizirati najmanje 100 stanica
iz reda leukocita da bi se relativni broj pojedinih vrsta leukocita moga izraziti u postocima. U svaki
od 10 okomitih stupaca tablice upisuje se po 10 stanica.
Diferencijalna krvna slika – brojevni udio pojedinih vrsta leukocita u krvi, izražen u numeričkoj
frakciji (%) od ukupnog broja.
leukociti u krvi čovjeka:
- neutrofili 65-70 %
- eozinofili 2-5 %
- bazofili 0,4 %
- monociti 5-10 %
- limfociti 30 %
leukociti u krvi miša:
- neutrofili 30 %
- eozinofili 2-5 %
- bazofili 0,4 %
- monociti 5-10 %
- limfociti 65-70 %
Granulociti:
Neutrofili – (promjer 9–12 ). Citoplazma je blijedo ružičasta, ispunjena finim ružičastim zrncima.
Jezgra je izrazito nepravilna i podijeljena na nekoliko međusobno povezanih segmenata (obično 3,
rjeđe 2 ili 4, a vrlo rijetko 5). Pored ovih tzv. segmentiranih neutrofilnih granulocita, postoje u
normalnim prilikama i neutrofilni nesegmentirani granulociti, čija jezgra ima štapićasti ili
potkovičasti oblik.
Eozinofili – nešto su veći od neutrofila (11-14 ). Citoplazma ima brojna gruba svijetlo ružičasto –
narančasta zrnca kuglastog ili izduženog oblika. Zrnca su jednakomjerno raspoređena u citoplazmi.
Jezgra ima obično 2 (rijetko 3) međusobno spojena segmenta.
Bazofili –manji su od neutrofila (8-10 ). Posjeduju gruba i nepravilna intenzivno plavo obojena
zrnca kuglastog ili izduženog oblika. Zrnca su jednakomjerno raspoređena u citoplazmi. Jezgra je
razmjerno velika, segmentirana (obično 2 segmenta) ili samo lagano utisnuta, blijeda i pokrivena
bazofilnim zrncima.
Agranulociti:
Limfociti – mogu se podijeliti na velike limfocite (10-15) i male limfocite (7-8 ).
45
Posjeduju veliku okruglastu jezgru s mnogo kromatina koji se intenzivno boji bazičnim bojama. Jako
bazofilna, plavo obojena citoplazma svedena je na vrlo uzak polumjesečast pojas oko jezgre. Veliki
limfocit ima obilniju citoplazmu s manjim brojem azurofilnih zrnaca.
Monociti - (krvni makrofagi) – su najveće stanice (15-20) i po svom obliku najrazličitije stanice
bijele krvne loze. Jezgra obično leži ekscentrično i ima nestalan oblik (bubrežast, jajast ili
potkovičast). Imam manje kromatina od limfocita i on je nejednako gust, pa je zato jezgra slabije i
ne jednakomjerno obojena, za razliku od jezgre limfocita.
Citoplazma je prožeta vakuolama i u njoj se nalaze brojna fina azurofilna zrnca. Citoplazma je tamno
sivo-plave boje.
vrsta
leukocita
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 %
apsolutni
broj / L
neutrofili
eozinofili
bazofili
limfociti
monociti
ukupno
46
KRVNE STANICE PTICA
Broj stanica varira obzirom na sezonske promjene (pada od zime do jeseni. Eritrociti ptica
ovalnog su oblika i posjeduju jezgru. Veličine su od 10,7 do 15,8 µm. Broj eritrocita ovisi o vrsti, a
kreće se od 2,9 do 5,1 x 1012/L. Životni vijek iznosi im svega 28 do 45 dana.
Postoji nekoliko tipova leukocita: heterofoli, eozinofili, bazofili, limofociti i monociti.
Heterofili (pseudoeozinofili) - veličina 10 do 15 µm
- udio 11,3 % do 57,3 %
- u citoplazmi mogu posjedovati jasno do mutno crvene štapiće; jezgra
je polimorfna s različitim brojem segmenata.
Eozinofili - udio 6,0 % do 59,3 %
- u citoplazmi se nalaze crvene granule; segmentirana jezgra je izrazito plave boje.
Bazofili - udio 0 % do 3,8 %
- citoplazma je neobojena s puno tamno obojenih granula; jezgra je okrugla ili ovalna
oblika.
Limfociti - udio 24 % do 59 %
- citoplazma je slabo bazofilna; jezgra je okruglog oblika i tamno obojena
Monociti - udio 1,3 % do 5,3 %
- veći od limfocita; citoplazma je slabo sivo obojena; jezgra je bubrežastog oblika.
Trombociti su ovalnog oblika s okruglom jezgrom. Broj im se kreće od 2,0 do 3,0 x 109/L. Obično
dolaze u nakupinama.
Praktični dio:
Pregled krvnog razmaza goluba (Columba livia) i supa (Gyps fulvus).
KRVNE STANICE GMAZOVA
Tipovi leukocita:
Neutrofilni granulociti (heterofili) su okrugle ili blago ovalne stanice često u skupinama.
Mala nepravilna jezgra leži blizu periferije stanice, boji se tamno ljubičasto. Citoplazma može
sadržavati nježne bazofilne granule (boje se tamno ružičasto do svijetlo ljubičasto) i azurofilne
granule (boje se ljubičasto crveno). Stariji neutrofili često sadrže veći broj vakuola.
Eozinofilni leukociti su najveće stanice u krvi. Jezgra je mala, okrugla smještena uz rub
stanice. Slabo je bazofilna i boji se svijetlo plavo. U citoplazmi se nalaze gusto organizirane velike
acidofilne granule koje pokazuju jaki afinitet prema eozinu pa se boje ciglasto crveno ili narančasto
smeđe. Eozinofili zmija i guštera mogu biti bez granula u citoplazmi.
Bazofilni leukociti veličine su srednjeg leukocita. Jezgra je smještena u sredini stanice i
obično je prekrivena brojnim bazofilnim granulama koje se nalaze u citoplazmi, a boje se ljubičasto
plavo.
Limfociti su okrugle stanice, čiji najveći dio zauzima jezgra s gustim bazofilnim kromatinom
(boji se tamno plavo-ljubičasto). Tanka periferna citoplazma slabo je bazofilna i boji se blijedo
plavo. U citoplazmi se ponekad mogu vidjeti azurofilna zrnca. Mali limfociti su vrlo slični
trombocitima.
Monociti su okrugle katkada ovalne stanice s jezgrom ovalnog ili bubrežastog oblika,
smještenom na periferiji. Boje se poput limfocita.
47
Eritrociti su ovalnog oblika i imaju jezgru.
Trombociti su malene elipsoidne stanice s izduženom centralno smještenom jezgrom. Imaju
tanak rubni sloj gotovo bezbojne citoplazme. Lako se oštećuju i obično se nalaze u nakupinama.
Praktični dio:
Pregled krvnog razmaza poskoka (Vipera ammodytes).
HEMOCITI KUKACA
Hemolimfa kukaca sastoji se od tekućeg dijela i stanica- hemocita.
Tekući dio (92% vode, slobodne aminokiseline, peptidi, hormoni, enzimi, pigmenti) ima važnu ulogu
u transportu i raspodjeli različitih organskih i anorganskih spojeva, mehaničku te hidrauličku ulogu.
Hemociti imaju važnu ulogu u koagulaciji, fagocitozi skladištenju hranjivih tvari i imunološkom
odgovoru. Klasificirani su u nekoliko tipova obzirom na oblik i funkciju: prohemociti, plazmatociti,
granularni hemociti (granulocuti), koagulociti, sferulociti. Ukupan broj hemocita varira u odnosu na
stupanj razvoja, fiziološkom stanju jedinke, a kreće se od 30000 - 50000 stanica / mm3.
Shema: hemociti kukaca
PR - prohemocit , PL - plazmocit, GR- granulocit, SP - sferulocit, CO – koagulocit
PRPL
PLGR
SP
PLCO
48
Praktični dio:
Pregled razmaza hemolimfe paličnjaka (Carasius morosus)
Obojeni razmaz hemolimfe paličnjaka gledati pod imerzijom. Uz pomoć sheme i fotografija
potrebno je prepoznati sve vrste hemocita.
Nacrtaj zapažene hemocite.
ODREĐIVANJE BRZINE SEDIMENTACIJE KRVI
Eritrociti imaju veću specifičnu težinu od krvne plazme*, pa u krvi koja miruje i kojoj je
dodano sredstvo protiv koagulacije postupno sedimentiraju. Za brzinu sedimentacije važan je odnos
broja eritrocita i volumena plazme, koncentracija i sastav bjelančevina i masti u krvnoj plazmi,
količina električnog naboja stanica i dr. Sedimentacija eritrocita (SE) povećava se kod infektivnih
bolesti, upala, tumora, nakon zračenja, unosa cjepiva i seruma, trudnoće i dr. Sedimentacija je
snižena kod policitemija, alergijskih reakcija i dr. Brzina sedimentacije krvi znatno varira kod
različitih životinjskih vrsta.
Normalne vrijednosti sedimentacije nakon 60 min.:
Novorođenče 1-2 mm
Odrasla osoba M 6-12 mm, Ž 14-16 mm
Pas 2 mm
Mačka 3 mm
Konj 135 mm
Štakor 1 – 2 mm
Pribor: graduirane pipete za SE (duljina 300 mm promjer 2,5 mm)
stalak za fiksiranje pipeta u okomiti položaj sa gumenim podlošcima
3,8% otopina natrijevog citrata, pribor za uzimanje krvi
Pokusni objekti: krv štakora
*Specifična težina eritrocita - 1,080 - 1,090
Specifična težina plazme - 1,025 - 1,030
49
Postupak:
Svježe izvađenu krv, kojoj je dodano antikoagulativno sredstvo (natrijev citrat), navucite u
pipetu po Westergreenu do oznake 0. Držeći kažiprstom vrh pipete, da sadržaj ne iscuri, stavite donji
dio pipete na gumeni podložak stalka, te opružnim poklopčićem učvrstite pipetu u okomiti položaj.
Zabilježite vrijeme, te nakon 1 i 2 sata (po potrebi i nakon 24 sata) očitajte za koliko se mm spustio
sloj stanica.
ODREĐIVANJE HEMATOKRITA MIKROMETODOM
Hematokrit je volumni udio stanica u krvi. Više od 99% krvnih stanica čine eritrociti, pa
hematokrit ovisi o koncentraciji eritrocita u krvi i volumenu pojedinačnog eritrocita. Prosječna
vrijednost hematokrita za zdravog muškarca je 0,42 - 0,52 a za zdravu ženu 0,37 - 0,47. U stanjima
anemija hematokrit može pasti i na 0,30, a kod policitemija može narasti i na 0,70. Hematokritske
vrijednosti variraju s obzirom na spol, dob, klimu, nadmorsku visinu, hranu, fizičku kondiciju i dr.
Pribor:
vata
alkohol
lanceta
heparinizirane kapilare
plamenik
centrifuga za mikrohematokrit
skala za očitavanje hematokrita
Pokusni objekt: krv
Postupak:
U kapilare uvući krv i zataliti ih na jednom kraju, zatim ih centrifugirati 5 minuta u centrifugi
za mikrohematokrit i na skali očitati razinu sabijenih eritrocita. Očitana vrijednost je hematokrit.
50
ODREĐIVANJE KONCENTRACIJE HEMOGLOBINA METODOM PO SAHLIU
Hemoglobin (Hb) je krvni pigment. Važno svojstvo hemoglobina je da može labilno vezati
molekularni kisik i jednako lako taj kisik otpustiti. Valentno stanje željeza u hemu pri tome se ne
mijenja, tj. ono ostaje dvovalentno. Promjene u koncentraciji Hb mogu ukazati na različite
poremećaje normalnog procesa stvaranja i sazrijevanja eritrocita, odnosno na njihovo pojačano
raspadanje. U metodi po Sahliu koncentracija Hb određuje se kolorimetrijski usporedbom s obojenim
standardom.
Normalne vrijednosti koncentracije Hb: muškarci 140 - 180 g/L
žene 120 - 160 g/L
Na koncentraciju hemoglobina utječu razni čimbenici kao krvarenje, gubitak vode iz
organizma, poremećaji u metaboličkim procesima, naporan fizički rad itd.
Pribor: hemoglobinometar po Sahliu
0.1 N HCl
destilirana voda
sterilna igla
alkohol
Pasteurove pipete
Pokusni objekt: krv
Postupak:
U graduiranu epruvetu hemoglobinometra pipetom se unese 0.1 N HCl do crne oznake 10
(treba paziti da kiselina ne navlaži rubove epruvete!). Nakon toga, laboratorijskoj životinji se očisti
alkoholom mjesto na kojem će se uzeti krv iz krvne žile. Prvu kap krvi obrišemo vatom, a drugu
uvučemo u kapilarnu pipetu do oznake 0.02 ml. Krv iz pipete ispuštamo u epruvetu s kloridnom
kiselinom, a pipetu isperemo višekratnim uvlačenjem i ispuštanjem otopine. Sadržaj ostavimo da
stoji 3 do 5 min. Za to vrijeme hem se oksidira u hemin koji otopinu oboji smeđe. Nakon toga
Pasteurovom pipetom dodamo kap po kap destilirane vode uz miješanje staklenim štapićem tako
dugo dok otopina ne poprimi jednaku boju kao standardi s lijeve i desne strane epruvete.
Na graduiranoj epruveti očitamo vrijednost koncentracije Hb na crvenoj skali u g % Hb (g Hb
/100 ml krvi).
51
RAČUNANJE HEMATOLOŠKIH INDEKSA (MCV, MCH, MCHC)
Iz izmjerenih vrijednosti hemoglobina, hematokrita i broja eritrocita mogu se izračunati tzv.
hematološki indeksi.
Srednji volumen eritrocita MCV (mean corpuscular volume)
Normalna vrijednost za čovjeka 83.0 - 100.2 fL
Srednji sadržaj hemoglobina MCH (mean corpuscular hemoglobin)
Normalna vrijednost za čovjeka 27.4 - 33.9 pg
Srednja koncentracija hemoglobina MCHC (mean corpuscular hemoglobin concentration)
Normalna vrijednost za čovjeka 320 - 345 g/L
1510)(
)()( X
krviueritrocitaBroj
udiovolumniHematokrit = fLMCV
L1
1210)(
)/()( X
krviueritrocitaBroj
LgahemoglobinijaKoncentrac = pgMCH
L1
)(
)/()/(
udiovolumniHematokrit
LgahemoglobinijaKoncentrac = LgMCHC
52
TEICHMANNOVI KRISTALI (KLORHEMIN)
Klorhemin je derivat protoporfirina koji ima vezan atom trovalentnog željeza (feri), a na taj
atom još i ion Cl-. Hem za razliku od hemina ima dvovalentno željezo (fero). Kristali klorhemina su
smeđe boje i imaju karakterističan oblik. Obično ih nazivamo Teichmannovim kristalima, po autoru
koji ih je otkrio 1852. godine. Dobivanje Teichmannovih kristala može poslužiti kao reakcija za
dokazivanje krvi (npr. u sudsko-kemijskoj analizi). Krv različitih vrsta daje iste kristale klorhemina
jer njihovi hemoglobini imaju iste hem skupine.
Pribor: mikroskop
tri predmetnice
dvije pokrovnice
NaCl
octena kiselina
plamenik
kapaljka
Pokusni objekt: krv miša
Postupak:
Na predmetnicu stavite manju kap krvi i pomoću druge predmetnice napravite razmaz.
Razmazu dodajte nekoliko kristala NaCl. Kad se krv osuši, pokrijte je pokrovnicom i oprezno uz rub
pokrovnice dodajte kap CH3COOH, koja će se kapilaritetom proširiti ispod pokrovnice.
Nakon toga preparat blago zagrijavajte 30 do 60 sekundi na plameniku. Pripazite da kiselina ne
provrije, a ukoliko kiselina ispari dokapajte još jednu kap kiseline. Nakon zagrijavanja preparat
pustite da se ohladi, a zatim pod mikroskopom promatrajte kristale. Teichmannovi kristali vide se
kao smeđe iglice koso odrezanih krajeva.
Pri izvedbi ove vježbe odigravale su se ove reakcije: octena kiselina hemolizira eritrocite,
zagrijavanjem NaCl i CH3COOH nastaje HCl (1), koja hidrolizira hemoglobin (2) i pretvara hem u
klorhemin (3).
1. CH3COOH + NaCl HCl + CH3COONa
2. Hemoglobin + HCl Hem + Globin
3.
N N
N N
Fe2+
HEM
N N
N N
Fe3+ Cl
KLORHEMIN
+ HCL
53
DOBIVANJE SERUMA I PLAZME
Plazma je izvanstanična tekućina koja preostaje kad se iz krvi uklone stanični elementi.
Plazma se iz krvi može izdvojiti centrifugiranjem uz dodatak antikoagulansa koji sprječava
zgrušavanje krvi. Ako krv ostavimo stajati neko vrijeme bez dodatka antikoagulansa, stvorit će se
ugrušak i uz njega serum. Serum je po svom sastavu sličan plazmi, ali mu nedostaju faktori
koagulacije (zgrušavanja).
Pribor: antikoagulans
epruvete
centrifuga
škarice
pincete
Pasteurove pipete
alkohol
vata
sterilne igle
šprice od 10 ml
Pokusni objekt: krv miša ili štakora
Postupak:
Dobivanje plazme
Životinju iskrvarite i krv stavite u epruvetu u kojoj se nalazi antikoagulans. Krv centrifugirajte 10
minuta na 2200 okretaja /minuti.
Dobivanje seruma
Životinju iskrvarite i krv stavite u epruvetu bez antikoagulansa. Krv ostavite 5 do 10 minuta na
sobnoj temperaturi da dođe do koagulacije. Nakon toga centrifugirajte 10 minuta na 2200 okretaja
/minuti.
54
DOKAZIVANJE FIBRINOGENA PO HOWE-u
Fibrinogen u plazmi kojoj je dodan natrijev citrat ne može prijeći u fibrin, jer nisu prisutni
slobodni kalcijevi ioni. Dodavanjem topive kalcijeve soli omogućena je pretvorba fibrinogena u
fibrin.
Pribor: pipete
staklena tikvica
menzura
staklene čašice
parafilm
0,9% NaCl
2,5% CaCl2
pokusni objekt: krv
Postupak:
28 ml otopine NaCl izmiješajte u čistoj suhoj tikvici s 1 ml plazme i 1 ml 2,5 % CaCl2.
Tikvicu protresite, začepite i stavite u termostat na 37 oC. Fibrinogen se izlučuje kao bijela nježna
mrežica, a tekućina postaje želatinozna. Obično je koagulacija završena poslije 30 minuta, ali katkad
ona traje mnogo dulje, pa je najbolje ostaviti smjesu da stoji preko noći. Kad je fibrin koaguliran,
tekućinu oprezno miješajte tankim staklenim štapićem. Ugrušak se kontrahira i fibrin prianja uz
štapić.
55
DOKAZIVANJE PROTEINA U PLAZMI I SERUMU
Krvna plazma je izvanstanična tekućina bogata proteinima (70 g/L). Proteini plazme dijele se
u tri glavne skupine:
albumini 45 g/L - stvaraju koloidno-osmotski tlak
globulini 25 g/L - i transportiraju druge tvari u plazmi;
sudjeluju u obrani organizma
fibrinogen 3 g/L - sudjeluju u procesu zgrušavanja krvi
Svrha vježbe: dokazati nazočnost proteina u krvnoj plazmi i serumu taložnom
ili biuretskom reakcijom
Pribor: stalak s epruvetama
kapaljke
trikloroctena kiselina
5% NaOH
0.25% Cu SO4
Pokusni objekt: krvna plazma i serum
Postupak:
Taložna reakcija U uzorak krvne plazme i seruma kapaljkom dodati nekoliko kapi trikloroctene kiseline. Što
opažate?
Biuretska reakcija
U uzorak plazme dodati 20 kapi 5% NaOH i malo promiješati. Zatim dodati 30 kapi 0.25%
CuSO4 i opet malo promiješati. Što opažate ?
56
VRIJEME KRVARENJA
Vrijeme krvarenja i vrijeme zgrušavanja krvi metode su za dokazivanje poremećaja u
mehanizmu koagulacije krvi. Nedostatak bilo kojeg faktora zgrušavanja ili njegova nedovoljna
koncentracija dovode do poremećaja u procesu zgrušavanja krvi. Normalno vrijeme krvarenja kod
čovjeka iznosi 1 do 3 minute.
Pribor: vata
alkohol
sterilna lanceta
filter papir
zaporni sat
Pokusni objekt: krv miša
Postupak:
Alkoholom očistiti jagodicu prsta (ili rep prethodno zagrijanog miša) i ubosti sterilnom
lancetom. Čim spontano navre prva kap krvi zabilježimo vrijeme. Svakih 15 sekundi rubom filter-
papira upijati nastale kapljice krvi, pazeći da ne dotaknemo mjesto uboda. Kao vrijeme krvarenja
bilježimo vrijeme kada filter-papirom više ne možemo upiti krv.
VRIJEME ZGRUŠAVANJA KRVI
Odmah nakon manje ozljede krvne žile njezina se stjenka kontrahira, a trombociti začepe
male pukotine. Kod većih ozljeda za zaustavljanje krvarenja uz trombocitni čep stvara se i ugrušak
krvi. Proces zgrušavanja započinje aktivacijskim tvarima iz oštećenog tkiva. Uz sudjelovanje niza
koagulacijskih faktora stvara se aktivator protrombina koji pospješuje pretvorbu protrombina u
trombin. Trombin djeluje kao enzim pri pretvorbi fibrinogena u niti fibrina koje zapletu trombocite,
krvne stanice i plazmu stvarajući ugrušak (koagulum).
Normalno vrijeme zgrušavanja krvi kod čovjeka iznosi 5-18 minuta.
Pribor: vata
alkohol
žilet
staklene kapilare
zaporni sat
Pokusni objekt: miš
Postupak:
Miša zagrijte pod lampom i rep lagano zarežite žiletom. Čim se pojavi prva kap krvi
zabilježite vrijeme. Dvije ili tri kapilarne cjevčice duljine oko 7 cm napunite krvlju i odložite na
stranu. Nakon dvije minute, nježno odlomite 1 cm cjevčice. Postupak ponavljajte svakih 30 sekundi
do trenutka kad između dva odlomljena dijela cjevčice uočite formiranu fibrinsku nit. Zabilježite
vrijeme kao vrijeme zgrušavanja.
57
Simulacija
DISANJE (RESPIRACIJA)
Respiracija se može podijeliti u četiri funkcionalne cjeline:
1. ventilacija pluća - strujanje zraka između atmosfere i plućnih alveola
razlikujemo dvije faze: udisaj ili inspirij i izdisaj ili ekspirij
2. difuzija kisika i ugljičnog dioksida između alveola i krvi
3. prijenos kisika i ugljičnog dioksida krvlju i tjelesnim tekućinama do stanica i iz stanica do
pluća
4. kontrola ventilacije i ostali aspekti disanja
Mehanika disanja - stezanje i rastezanje pluća vrši se:
1. spuštanjem i podizanjem ošita
2. podizanjem i spuštanjem rebara
3. kontrakcijom trbušnih mišića
A) Ispitivanje učinka smetnji pri protoku zraka na dišni volumen
Plućne bolesti se dijele na opstruktivne (podrazumijeva smetnje pri izdisaju npr. kronični
bronhitis i astma) i restriktivne (ukazuju na smanjenje udisajnog volumena). Premda se ne koriste u
dijagnostici, testovi plućnih funkcija mogu pomoći u kliničkom određivanju razlike između
opstruktivnih i restriktivnih poremećaja. FEV1 je volumen zraka izdahnut najsnažnijim izdisajem
tijekom jedne sekunde. Kod opstruktivnih smetnji otpor protoku zraka je povećan i FEV1 će biti
manji. Ovdje ćemo istražiti učinke promjene promjera dišne cijevi na plućnu funkciju.
1. Namjesti radijus dišne cijevi na 4.50 mm.
2. Pritisni Start za početak udisaja i aktiviraj FVC
3. Očitajte vrijednost FEV1.
4. Rezultat spremi u tablicu.
5. Smanji radijus dišne cijevi za 0.50 mm i ponovi korake od 2. do 4. do minimalnog radijusa (3.00
mm). Između svakog očitavanja pritiskom na Clear Tracings obriši ekran osciloskopa.
FEV1 možemo izraziti kao % FVC -a. Upiši vrijednosti FEV1 i VC u Tablicu 1 i izračunaj postotak
podijelivši vrijednost FEV1 sa VC.
Tablica 1.
FEV1 kao % VC
Radijus FEV1 VC FEV1 %
5.00
4.50
4.00
3.50
3.00
58
B) ČIMBENICI KOJI DJELUJU NA RESPIRACIJU
U izborniku Experiment izaberi Factors Affecting Respirations.
Pritiskom na Open Valve izjednačavamo tlak u staklenom zvonu (grudni koš) sa atmosferskim
tlakom. Pritiskom na Reset možemo započeti s novom simulacijom. Pritiskom na Surfactant
mjerimo količinu surfaktanta u plućima.
B1) Ispitivanje učinka surfaktanta
Na granici tekuće i plinske faze privlačne sile među molekulama tekućine puno su jače nego one
između tekućine i plina, uslijed čega se na površini tekuće faze javlja površinska napetost. Ova se
sila opire povećanju površine tekućine i teži smanjenju volumena koji površina omeđuje, bila to
kapljica tekućine ili alveole u plućima. Zbog djelovanja sila površinske napetosti, bilo bi teško, ako
ne i nemoguće, proširiti pluća i udahnuti kada bi film tekućine u alveoli bio sastavljen samo od vode.
Međutim, u alveolama postoji tvar koja se zove surfaktant, lipoprotein sa svojstvima detergenta
(izlučuju ga alveolarne epitelne stanice tipa II), koji smanjuje površinsku napetost vodenog filma
tako da smanjuje privlačne sile među molekulama vode. Surfaktant smanjuje površinsku napetost u
alveolama 2 - 10 puta i ima glavnu ulogu u sprečavanju kolapsa alveola. Nedonoščad često ima
poteškoća pri disanju upravo zbog nedostatka surfaktanta.
U ovom eksperimentu ispitat ćemo utjecaj surfaktanta.
1. Radijus dišne cijevi treba biti namješten na 5.00 mm.
2. Pritisni Start i pusti da pokus proteče bez dodavanja surfaktanta.
3. Snimi podatke u tablicu.
4. Dvaput pritisni Surfactant.
5. Pritisni Start i čekaj da pokus završi.
6. Snimi podatke u tablicu.
7. Snimljene podatke ostavi za slijedeću vježbu.
Usporedi kako se mijenja protok zraka (air flow) u pokusu sa i bez surfaktanta.
Objasni zašto bi se to moglo događati.
_____________________________________________________________________
B2) Ispitivanje intrapleuralnog tlaka
Tlak u pleuralnoj šupljini, intrapleuralni tlak je manji od tlaka u alveolama. Ovaj negativni
tlak uvjetuju dvije sile: elastičnih svojstava plućnog tkiva i površinske napetosti u alveolama. Kako
ove dvije sile povlače pluća od torakalnog zida tako se stvara potlak u pleuralnoj šupljini.Budući da
je tlak u intrapleuralnom prostoru niži od atmosferskog svaki otvor u torakalnom zidu dovodi do
izjednačavanja tlakova što nazivamo pneumotoraks. U pneumotoraksu dolazi do kolapsa pluća,
stanja koje se naziva atelektaza.
1. Pritisni Clear Tracings za brisanje ekrana, a zatim Flush za čišćenje pluća od surfaktanta.
2. Radijus dišne cijevi namjesti na 5.00 mm
3. Pritisni Start. Uoči pojavu negativnog tlaka pri udisaju (prozorčići ispod osciloskopa).
4. Po završetku pokusa rezultate snimi u tablicu.
5. Pritisni Open Valve na lijevoj strani staklenog zvona (lijevo plućno krilo),a zatim pritisni Start.
6. Po završetku pokusa rezultate snimi u tablicu.
59
Što se dogodilo s lijevim plućnim krilom?
_____________________________________________________________________
Usporedi tlakove u lijevom i desnom plućnom krilu i objasni odgovor.
_____________________________________________________________________
Usporedi protoke zraka u vježbama s pneumotoraksom i normalnom plućnom funkcijom!
_____________________________________________________________________
Što bi se dogodilo kada bi oba plućna krila bila u cjelovitoj šupljini?
____________________________________________________________________
7. Zatvori ventil koji si ranije otvorio pritiskom na Valve open i pritisni Start.
8. Po završetku pokusa rezultate snimi u tablicu.
Da li su se pluća opet napuhala? Objasni svoj odgovor.
_____________________________________________________________________
9. Pritisni Reset, pa zatim Start.
10. Po završetku pokusa rezultate snimi u tablicu.
Što se dogodilo s lijevim plućnim krilom? Objasni.
_____________________________________________________________________
C) RAZLIČITI TIPOVI DISANJA
Istražiti ćemo učinke hiperventilacije, ponovnog udisanja izdahnutog zraka i zadržavanja
daha na razinu CO2 u krvi.
Iz izbornika Experiment izaberi Variations in Breathing.
U prozorčićima ispod osciloskopa ratimo vrijednosti za različite tipove disanja.
Pritiskom na Hyperventilation (Rapid Breathing) dolazi do bržeg disanja od normalnog. Vrećica
zatvara
dišnu cijev kad se pritisne Rebreathing. Pritiskom na Breath Holding disanje prestaje, a za
uspostavljanje normalnog disanja pritisni Normal Breathing. U prozorčiću do tipke Start ispisuje se
vrsta disanja koje se simulira.
C1) Ispitivanje različitih tipova disanja
1. Radijus dišne cijevi namjestite na 5.00 mm
2. Pritisni Start i nakon 2 sekunde pritisni Hyperventilation i promatraj prozorčić za PCO2.
3. Pritisni Stop prije nego što krivulja disanja dođe do kraja ekrana osciloskopa.
4. Podatke upiši u tablicu i obriši ekran osciloskopa.
60
Što se događa s pCO2 tijekom hiperventilacije? Objasni odgovor.
_____________________________________________________________________
C2) Ponovno udisanje izdahnutog zraka
1. Pritisni Start i nakon dvije sekunde Rebreathing.
2. Promatraj krivulju disanja i vrijednosti pCO. Pritisni Stop prije nego što krivulja disanja dođe do
kraja ekrana osciloskopa.
Što se događa s pCO2 tijekom ponovnog udisanja izdahnutog zraka?
_____________________________________________________________________
Mijenja li se dubina disanja tijekom ponovnog udisanja izdahnutog zraka? Dobro prouči promjene i
objasni ih!
_____________________________________________________________________
C3) Zadržavanje daha
1. Pritisni Start i nakon dvije sekunde pritisni Breath Holding.
2. Nakon otprilike 5 sekunda pritisni opet Normal Breathing.
3. Pritisni Stop prije nego što krivulja disanja dođe do kraja ekrana osciloskopa.
Što se događa s pCO2 tijekom zadržavanja daha?
____________________________________________________________________
Objasni promjene u disanju nakon povratka na normalno disanje!
_____________________________________________________________________
61
PNEUMOGRAM
Pneumogram je naziv za krivulju dišnih pokreta koju bilježi uređaj pneumograf.
Pneumogram pokazuje frekvenciju disanja, amplitudu dišnih pokreta, ritmičnost disanja, te
vremensko trajanje inspiracije i ekspiracije.
Frekvencija disanja izražava se brojem udisaja po minuti. Za vrijeme mišićnog rada
povećavaju se metaboličke potrebe za kisikom i proizvodnja CO2, što rezultira povećanjem dubine i
frekvencije disanja. Emocionalna stanja također utječu na amplitudu dišnih pokreta i frekvenciju
disanja, baš kao i stimulacija senzoričkih receptora za bol, toplinu i hladnoću. Promjene u
koncentraciji O2, CO2 i H+ djeluju na dišni centar u središnjem živčanom sustavu i mijenjaju dubinu
disanja i broj udisaja u jedinici vremena.
Svrha vježbe: zabilježiti krivulju disanja i uočiti njezine karakteristike
Pribor: kimograf
anestetik
Eksperimentalni objekt: štakor
Postupak:
Uspavati štakora i na njušku mu nataknuti lijevak koji je gumenom cijevi povezan s
kimografom. Pratiti krivulju disanja i promjene koje se na njoj javljaju kao posljedica nakupljanja
CO2 u zraku kojeg štakor udiše.
MJERENJE INTRAPLEURALNOG TLAKA
Kretanje zraka u i iz pluća događa se kao posljedica razlike tlakova na dva kraja dišnih
putova. Razlika tlakova nastaje zbog promjena u volumenu pluća, odnosno promjena u volumenu
torakalne šupljine. Volumen torakalne šupljine se mijenja kontrakcijom i relaksacijom respiracijskih
mišića. Pri normalnom disanju, kontrakcijom se volumen torakalne šupljine povećava a relaksacijom
se smanjuje. Uz torakalni zid usko je priljubljena pleura extrena (costalis, parietalis), a uz nju
priliježe pleura interna (pulmonalis, visceralis), koja obavija pluća. Između pleure externe i interne je
vrlo uzak intrapleuralni prostor, ispunjen intrapleuralnom tekućinom.
Prilikom udisaja kontrakcija respiracijske muskulature uzrokuje povlačenje obje pleure uz
torakalni zid, a s pleurama se rastežu i plućna krila. U njima se zbog povećanja volumena smanjuje
alveolarni tlak i postaje negativan (-3 mm Hg) u odnosu na atmosferski pa zrak dišnim putevima
ulazi u pluća. Pri izdisanju alveolarni tlak raste i postaje pozitivan (+3 mm Hg) u odnosu na
atmosferski uslijed čega se zrak potiskuje iz pluća. Tlak u intrapleuralnom prostoru također se
mijenja za vrijeme udisaja i izdisaja. Na vrhuncu udisaja iznosi -6 mm Hg, a na kraju izdisaja -3 mm
Hg.
Intrapleuralni tlak je uvijek negativan i niži od alveolarnog.
62
Svrha vježbe: uočiti promjene tlaka u intrapleuralnom prostoru za vrijeme
disanja
Pribor: veća injekciona igla
manometar s vodom
gumeno crijevo
anestetik
Eksperimentalni objekt: štakor
Postupak:
Pokusnu životinju uspavajte te polegnute na bok. Iglom, koja je s gumenim crijevom
povezana s vodenim manometrom, ubodite oprezno između rebara u torakalni zid. Kada je vrh igle u
intrapleuralnom prostoru, započinje na manometru pomak stupca vode u ritmu disanja. Potrebno je
zapaziti promjene tlaka u intrapleuralnom prostoru za vrijeme udisaja i izdisaja. Također obratite
pažnju na smanjeni srednji intrapleuralni tlak u odnosu na atmosferski.
MEHANIZAM DISANJA (DONDERSOV MODEL)
Zrak ulazi u alveole i izlazi iz njih zbog razlike tlaka zraka između okoline i alveole. U
inspiriju alveolarni tlak je negativan (-3 mm Hg), a u ekspiriju pozitivan (+3 mm Hg) u odnosu na
atmosferski tlak.
Svrha vježbe: pokazati ulogu ošita i “negativnog” tlaka u intrapleuralnom
prostoru u stvaranju dišnih pokreta
Pribor: staklena cijev s elastičnim gumenim dnom
gumeni čep s dvije cijevi
vodeni manometar
Eksperimentalni objekt: izolirana pluća štakora
Postupak:
Iz torakalne šupljine ispreparirajte pluća, te povežite dušnikom za cijev u gumenom čepu.
Čep, na kojem su obješena kolabirana pluća, stavite u staklenu cijev i začepite otvor. Šuplja cijev
predstavlja torakalni prostor, a elastično gumeno dno zamjenjuje ošit. Povlačenjem gumenog dna
stvara se negativan tlak u staklenoj cijevi (obratite pažnju na manometar!) i u alveole pluća ulazi zrak
kroz dišne putove.
Ako se omogući ulazak zraka u “torakalni prostor” (otvorite pipac na cijevi s manometrom!)
ulazit će znatno manje zraka u alveole.
63
BIOPAC
PLUĆNI VOLUMENI I KAPACITETI – STATIČKA SPIROMETRIJA
Volumeni zraka za vrijeme udisaja i izdisaja mogu se mjeriti pomoću spirometra. Zapis koji se
dobije mjerenjem naziva se spirogram. U ovoj vježbi ćemo kompjuterskom obradom pretvoriti
vrijednosti protoka zraka u plućne volumene.
Ukupni plućni kapacitet (TLC; total lung capacity) je količina zraka koja se nalazi u plućima nakon
maksimalnog udisaja i prosječno iznosi oko 5,8 L. Zbroj četiri volumena zraka u plućima daje TLC
(Slika 1)
Respiracijski volumen (VT; tidal volumen) - volumen zraka koji se udiše ili izdiše pri normalnom
disanju. Prosječno iznosi oko 0.5 L u mirovanju, dok se pri tjelesnom radu VT može povećati na
3L
Inspiracijski rezervni volumen (IRV; inspiratory reserve volume ) - volumen zraka koji se, nakon
normalnog udisaja, može udahnuti forsiranom inspiracijom. Normalno oko 3 L za muškarce i
oko 1,9 L za žene.
Ekspiracijski rezervni volumen (ERV; expiratory reserve volume) - volumen zraka koji se nakon
normalnog izdisaja može izdahnuti forsiranom ekspiracijom. Iznosi oko 1 L kod muškaraca i oko
0,7 L kod žena.
Rezidualni volumen (RV; residual volume) - volumen zraka koji ostaje u plućima nakon
najsnažnijeg izdisaja. U prosjeku oko 1.2 L kod muškaraca i oko 1,1 L koda žena.
Plućni kapaciteti su zbrojevi dvaju ili više volumena. Pet je plućnih kapaciteta koji se računaju na
sljedeći način:
13. Inspiracijski kapacitet (IC) = VT+IRV ili VC-ERV - volumen zraka koji se može forsirano
udahnuti nakon normalnog izdisaja. Prosječno oko 3,5 L.
14. Ekspiracijski kapacitet (EC) = VT+ERV
Funkcionalni rezidualni kapacitet (FRC) = ERV+RV - volumen zraka koji ostaje u plućima
nakon normalnog izdisaja. U prosjeku iznosi oko 2.3 L.
15. Vitalni kapacitet (VC) = IRV+VT+ERV - maksimalni volumen zraka koji se može izdahnuti
nakon maksimalnog udisaja. Iznosi oko 4.6 - 5L. Jednak je zbroju VT+IRV+ERV.
Ukupni kapacitet pluća (TLC) = IRV+VT+ERV+RV - ukupni volumen zraka u plućima na
kraju maksimalnog udisaja. Normalno oko 6L.
MATERIJALI
BIOPAC provodnik zraka
Jednokratni nastavak za usta i bakteriološki filtar
Nosna štipaljka
BIOPAC 0,6 sustav za kalibraciju
Računalo te Biopac Student Lab Software V3.0
64
IZVOĐENJE VJEŽBE
1. Uključite računalo
2. Provjerite je li Biopac MP30 jedinica isključena
3. Uključite provodnik protoka zraka (SS11LA) u kanal I (CH1)
4. Uključite jedinicu MP30.
5. Postavite filtar na završni dio kalibracijske štrcaljke.
6. Spojite kalibracijsku štrcaljku i filtar s provodnikom protoka zraka
7. Pokrenite Biopac Student Lab program.
8. Izaberite opciju Lesson 12 (L12-Lung-I)
9. Utipkajte naziv dokumenta (Filename) i kliknite OK.
KALIBRACIJA
1. Kalibraciju izvodi voditelj vježbe uz pomoć demonstratora ili studenta.
2. Sustav za kalibraciju treba biti spojen na provodnik protoka zraka (Slika 2.).
Slika 2.
3. Važno je da se za vrijeme trajanja kalibracije ne drži ruka na provodniku zraka.
4. Pritisnite tipku Calibrate.
5. Prva kalibracija traje osam sekundi. Za to vrijeme ne dirajte sustav za kalibraciju.
Klip štrcaljke je isključen!!
6. Druga kalibracija izvodi se kroz pet ciklusa brzim potiskivanjem i izvlačenjem klipa
kalibracijske štrcaljke ovim ritmom:
potiskivanje klipa ----------- jedna sekunda
stanka------------------------- dvije sekunde
izvlačenje klipa------------- jedna sekunda
stanka------------------------- dvije sekunde.
7. Ukoliko ste dobro proveli kalibraciju dobit ćete zapis na ekranu kao na slici 3.
Slika 3.
8. Ako trebate ponoviti postupak kalibracije, pritisnite tipku Redo Calibration.
Pretvarač protoka zraka Klip kalibracijske štrcaljke
65
MJERENJE I SNIMANJE PODATAKA
1. Priprema za snimanje
Ispitanik mirno disati prije početka snimanja
Provodnik protoka zraka za vrijeme snimanja mora biti u vodoravnom položaju
(Slika 4.).
Ispitanik uvijek počinje disati u provodnik prije početka snimanja i nastavlja disati
nakon završetka snimanja.
Ako je snimanje započelo s udisajem, treba završiti s izdisajem i obrnuto.
Svaki ispitanik koristi vlastiti čisti nastavak za usta.
Slika 4.
2. Ispitanik stavlja nosni nastavak, sjedi uspravno i počinje disati kroz provodnik zraka.
3. Pritisnite Record i snimajte bez prekidanja dok ispitanik diše prema uputama.
4. ISPITANIK (Obavezno pročitati cijeli postupak mjerenja prije početka istog)
Diše 3 ciklusa normalno. (Jedan ciklus je jedan udah i jedan izdah.)
Udahne najdublje moguće.
Izdahne do točke normalnog izdaha. (Potrebna posebna pažnja – ne smiju se kontrahirati trbušni
mišići).
Diše 3 ciklusa normalno.
Izdahne najviše moguće (nakon 3. normalnog izdaha).
Diše 3 ciklusa normalno.
OPERATER
Prekida snimanje pritiskom na Stop.
Ukoliko je potrebno postupak ponoviti mjerite i snimate ponovo pritiskom na Redo.
Ako ste zadovoljni učinjenim pritisnite Done i snimite podatke na disketu.
66
ANALIZA PODATAKA
Slika 5.
Pritisnite na Review Saved Data.
Na monitoru vidite 2 krivulje odnosna 2 kanala. Kanal 1 (CH 1) prikazuje ono što je uređaj mjerio, a
to je zračni tok. Kanal 2 (CH 2) prikazuje volumene koji bi odgovarali zračnom toku. Kako nas
zanimaju isključivo volumeni, sa monitora uklonite kanal koji prikazuje zračni tok (CH 1) pritiskom
na tipku “Ctrl” na tipkovnici i istovremenim označavanjem broja suvišnog kanala mišem (lijevo
iznad krivulja su kvadratići sa brojevima kanala).
Podesite prozorčiće za mjerenje (pravokutni okviri iznad krivulja) na slijedeći način:
kanal mjerimo:
CH 2 p-p
CH 2 max
CH 2 min
CH 2 Δ
p-p – pokazuje razliku između najveće i najmanje izmjerene vrijednosti u odabranom
području
max – pokazuje najveću vrijednost u odabranom području
min - pokazuje najmanju vrijednost u odabranom području
Δ - pokazuje razliku u amplitudi između prve i posljednje izmjerene točke u
odabranom području
Podsjetnik: područje za mjerenje odabirete I-beam kursorom.
67
Postupak:
Mjerimo plućne volumene. U fiziologiji dišnog sustava postoje 4 plućna volumena, a njihovom
kombinacijom dobivamo plućne kapacitete.
Slika 6. Slika 7.
Prije početka očitavanja podataka promotrite krivulju. Na apscisi je vrijeme, a na ordinati volumen
zraka u plućima u danom trenutku prikazan u litrama. Primijetite da podjela kreće od 1L. Za
razumijevanje ovog podatka nužno je znati da ne postoji mogućnost da izbacimo čitav zrak iz pluća,
čak ni najdubljim maksimalnim izdahom. Taj volumen iznosi oko 1 L i kao takav je postavljen u
Biopac programu (u udžbeniku iz fiziologije Guytonu 1,2L), a nazivamo ga rezidualnim volumenom.
Mjerenje plućnih volumena
Koristeći I-beam kursor označite područje od početka mjerenja do završetka trećeg ciklusa tj. onaj
dio krivulje koji pokazuje mirno disanje.
Očitajte p-p vrijednost i upišite je u Tablicu 1. kao respiracijski volumen.
Promotrite ostale pravokutne okvire. Max i min pokazuju najveću i najmanju količinu zraka u
plućima u određenom vremenskom periodu, odnosno odabranom području i njihova razlika je
upravo ona vrijednost koju očitavamo kao p-p.
Delta u 4. prozorčiću pokazuje razliku u količini ventiliranog zraka između početne i posljednje
točke odabranog područja.
Služeći se Δ podacima u 4. prozorčiću izmjerite preostala 2 volumena:
Inspiracijski rezervi volumen - kursorom obilježite područje od najveće vrijednosti normalnog
udaha u 3. ciklusu normalnog disanja do najveće vrijednosti maksimalnog udaha. Očitanu vrijednost
upišite u tablicu 1.
Ekspiracijski rezervni volumen - obilježite područje od najniže vrijednost normalnog izdaha do
najniže vrijednosti maksimalnog izdaha. Očitanu vrijednost iz 4. prozorčića upišite u tablicu 1.
Rezidualni volumen je zadan kompjutorskim programom (nije mjeren) i on iznosi 1 L.
68
Tablica 1.
NAZIV VOLUMENA LITRE
Respiracijski volumen (TV) (Tidal volume)
Inspiracijski rezervni volumen (IRV)
Ekspiracijski rezervni volumen (ERV)
Rezidualni volumen (RV) 1L
Na kraju očitavamo vrijednost za vitalni kapacitet. Kursorom obilježite područje koje
obuhvaća najveći udah i najveći izdah. U p-p prozorčiću očitana vrijednost je vitalni kapacitet.
Vitalni kapacitet (VC) = _______________________L
Vaša analiza krivulje je gotova, a slijedi računanje podataka i usporedba očekivanog i izmjerenog
vitalnog kapaciteta.
Tablica 2. Izračunajte slijedeće plućne kapacitete koristeći izmjerene vrijednosti plućnih
volumena:
KAPACITET FORMULA VRIJEDNOST
Inspiracijski (IC) IC=TV+IRV
Ekspiracijski (EC) EC=TV+ERV
Funkcionalni rezidualni (FRC) FRC=ERV+RV
Ukupni plućni (TLC) TLC=IRV+TV+ERV+RV
Tablica 3. Usporedba izmjerenog i očekivanog vitalnog kapaciteta
spol formula za izračunavanje predviđenog
vitalnog kapaciteta(VC)
muškarci VC = 0.052H – 0.022A – 3.60
žene VC = 0.041H – 0.018A – 2.69
VC - vitalni kapacitet (L)
H - visina (cm)
A - dob (godine)
*Koristeći formulu iz tablice izračunajte očekivani vitalni kapacitet ispitanika (VC).
Predviđeni vitalni kapacitet:__________________ L
69
A sad usporedite predviđeni vitalni kapacitet sa onim dobivenim mjerenjem pomoću Biopaca.
Izmjereni vitalni kapacitet izrazite kao postotak predviđenog vitalnog kapaciteta.
Izmjereni VC
X 100 = ---------- %
Predviđeni VC
Primjedba: Vitalni kapacitet ovisi i o nekim drugim čimbenicima osim o dobi i visini.
Stoga se 80% od predviđenih vrijednosti još uvijek smatra normalnim.
PITANJA
1. Koja je veza između plućnih volumena i kapacitet?
__________________________________________________________________
2. Od kojih plućnih volumena je sastavljen vitalni kapacitet?
_________________________________________________________________
3. Zašto predviđeni vitalni kapacitet ovisi o visini osobe?
_________________________________________________________________
4. Navedite ostale čimbenike koji bi mogli utjecati na plućne kapacitete i volumene?
_________________________________________________________________
5. Da li bi došlo do promjena plućnih volumena i kapaciteta nakon teškog fizičkog rada?
_________________________________________________________________
70
BIOPAC
DINAMIČKA SPIROMETRIJA
1. MJERENJE - FEV (forsirani ekspiracijski volumen)
Dinamičko mjerenje plućnih volumena i kapaciteta, pri kojem se, pored veličine izdisaja, registrira i
brzina izdisaja, daje nam važne podatke o funkciji dišnog sustava i predstavlja korisno sredstvo za
određivanje zdravstvenog stanja i sposobnosti čovjeka. U ovoj vježbi mjerit će se:
Forsirani vitalni kapacitet (FVC, forced vital capacity) – maksimalna količina zraka koju ispitanik
može snažno izdahnuti nakon maksimalnog udisaja;
Forsirani ekspiracijski volumen (FEV, forced expiratory volume) – postotak FVC koju ispitanik
snažno izdahne u intervalima od jedne, dvije i tri sekunde (FEV1, FEV2, FEV3);
Maksimalna voljna ventilacija (MVV, maximal voluntary ventilation) – test plućne funkcije koji
uključuje omjere volumena i protoka objedinjujući plućnu ventilaciju. MVV je maksimalna količina
zraka koju ispitanik može udahnuti odnosno izdahnuti u jednoj minuti.
Ova mjerenja se zasnivaju na mogućnostima respiracijskog sustava ispitanika i određuju krajnje
granice rada koji ispitanik može obaviti. Kada ispitanik maksimalno udahne zrak, a zatim
maksimalno izdahne, volumen izdahnutog zraka predstavlja vitalni kapacitet (VC, single stage
vital capacity). Vrijeme koje je potrebno za postizanje maksimalnog izdisaja nema utjecaja na
određivanje VC.
VC je ograničen veličinom grudnog koša. Stoga varijable koje utječu na veličinu grudnog koša (dob,
spol, tjelesna težina) imaju utjecaj i na kapacitet dišnog sustava (tablica 1.).
spol formula za izračunavanje predviđenog
vitalnog kapaciteta(VC)
muškarci VC = 0.052H – 0.022A – 3.60
žene VC = 0.041H – 0.018A – 2.69
VC - vitalni kapacitet (L)
H - visina (cm)
A - dob (godine)
*Koristeći formulu iz tablice izračunajte očekivani kapacitet VC ispitanika.
Kod odraslih se osoba prosječni plućni kapacitet smanjuje s dobi. Žene imaju prosječno manje
plućne volumene od muškaraca iste dobi i tjelesne težine. Kod iste osobe, opskrba i potreba za
zrakom se razlikuje obzirom na stupanj aktivnosti i zdravstveno stanje. U skladu s tim, razina i
dubina ventilacije (volumen plina koji se udahne i izdahne tijekom jedne minute) nisu statični, već se
neprestano prilagođuju potrebama organizma. Kada iz stanja mirovanja poraste tjelesna aktivnost,
plućni volumeni i indeksi plućne ventilacije također se mijenjaju. Promjene plućnih volumena, kao i
brzina kojom se postižu te promjene, koriste se za procjenu stanja dišnog sustava.
71
Pri mjerenju dinamičkih plućnih volumena i kapaciteta ispitanih mora, s maksimalnim
ekspiracijskim naporom, što brže izdisati, dok ne izdahne sav zrak. Za razliku od statičkog mjerenja
ovdje je rezultat krivulja koja uključuje i vremensku komponentu. Količina zraka koja se izdahne
najveća je u prvoj sekundi, a kasnije eksponencijalno pada. Iz osnovne krivulje mogu se izračunati
indeksi plućne ventilacije, tj. vrijednosti koje govore o brzini izdisanja zraka u pojedinim
vremenski intervalima, odnosno o vremenu koje je potrebno da bi se izdahnula određena količina
zraka. Indeksi plućne ventilacije su:
Forsirani ekspiracijski protok (FEV0,2-1,2L, forced expiratory flow) – mjeri najveću brzinu protoka
zraka tijekom forsiranog izdisaja. Izražava se u litrama po sekundi;
Forsirani srednjeekspiracijski protok (strujanje) (FEVud. 0,25-0,75, forced midexpiratory flow) –
označava prosječnu brzinu protoka zraka u srednje 2/4 forsiranog vitalnog kapaciteta. Izražava se u
litrama po sekundi;
Vrijeme forsiranog srednjeekspiracijskog protoka (FMFT, forced midexpiratory flow time) –
vrijeme potrebno da se izdahnu srednje 2/4 zraka. Mjeri se u sekundama.
Kronične plućne bolesti se s patofiziološkog stajališta mogu podijeliti u dvije skupine:
1. kronična opstruktivna plućna bolest (KOPB)
2. kronična restriktivna plućna bolest
3. Kod kronične opstruktivne plućne bolesti, primjerice astme ili emfizema, protok
zraka u pluća i iz pluća u jednoj minutu (plućna ventilacija) je smanjen .
Kod astme, upalni proces stjenke dišnih putova i izlučivanje gustog mukoznog sekreta
smanjuje promjer i povećava otpor u dišnim putovima, što uzrokuje karakteristični
zviždeći zvuk. Dijagnoza KOPB obično zahtijeva statička i dinamička mjerenja plućnih
volumena i kapaciteta.
Kod kronične restriktivne plućne bolesti smanjena je rastezljivost pluća, što uzrokuje
smanjenje neki9h plućnih volumena i kapaciteta. Primjerice kod fibroze pluća (kao što
je bolest kopača ugljena) vitalni kapacitet je smanjen uslijed smanjenja IRV i ERV.
Smanjenje vitalnog kapaciteta javlja se i u silikozi i drugim kroničnim bolestima
praćenim smanjenom rastezljivošću pluća.
Pojedini bolesnici često mogu imati istovremeno opstruktivnu i restriktivnu plućnu
bolest , iako svaka od njih može imati različit uzrok i početi u različito vrijeme. Tako
bolesnik može patiti istovremeno od emfizema i plućne fibroze.
Osoba s astmom može imati normalni ili skoro normalni vitalni kapacitet mjeren
statičkom metodom, kod kojeg ispitanik može maksimalno udisati i izdisati toliko dugo
koliko je potrebno. Međutim kad astmatičar izdiše vitalni kapacitet s maksimalnim
naporom i što brže može, sve FEV vrijednosti su snižene jer gusti mukozni sekret i
djelovanje glatke bronhalne muskulature smanjuje promjer dišnih putova i treba više
vremena za izdisanje vitalnog kapaciteta nasuprot povećanom otporu u dišnim
putovima. Pad FVC ukazuje na restriktivnu plućnu bolest, dok pad FEV ukazuje na
opstruktivnu plućnu bolest. Istodobni pad FEV0,2-1,2L ukazuje na opstrukciju velikih
dišnih putova, dok porast FMFT ili pad FEVud. 0,25-0,75 ukazuje na opstrukciju malih
dišnih putova.
72
Da bi izmjerili navedene parametre izvest ćemo dva testa:
1. mjerenje forsiranog ekspiracijskog volumena (FEV)
2. mjerenje maksimalne voljne ventilacije (MVV)
Kompjuterskom obradom se vrijednosti protoka zraka dobivene pomoću provodnika zraka
(airflow transducer) i mjerača pretvaraju u plućne volumene.
MJERENJE FORSIRANOG EKSPIRACIJSKOG VOLUMENA (FEV)
Forsirani vitalni kapacitet (FVC) je ukupni volumen zraka koji ispitanik izdahne do kraja šeste
sekunde. U zdrave osobe vrijednost FVC obično je jednaka vrijednosti vitalnog kapaciteta određenog
statičkim mjerenjem. Ukoliko su vrijednosti različite (u tom slučaju FVC je redovito manji od VC)
uzima se veća vrijednost.
Forsirani ekspiracijski volumen se osniva na vremenu u kojem ispitanik mora izdahnuti volumen
zraka koji odgovara vitalnom kapacitetu. FEV1, FEV2 i FEV3 su postotci VC koji se mogu snažno
izdahnuti nakon maksimalnog udisaja tijekom razdoblja od jedne (FEV1), dvije (FEV2) ili tri (FEV3)
sekunde (slika 1.). Zdrava odrasla osoba može maksimalnim naporom izdahnuti u jednoj sekundi 66-
83% svog VC, u dvije sekunde 75-94% VC i u tri sekunde 78-97% svog VC.
Slika 1. Krivulja forsiranog ekspiracijskog volumena (FEV)
MJERENJE MAKSIMALNE VOLJNE VENTILACIJE (MVV)
Maksimalna voljna ventilacija (naziva se i maksimalni kapacitet disanja) mjeri maksimalne
sposobnosti pluća i dišne muskulature. MVV se računa kao volumen zraka koji prolazi kroz dišni
sustav u jednoj minuti za vrijeme hiperventilacije. Tijekom izvođenja testa ispitanik diše što je
moguće brže i dublje (jedan udah u sekundi), uz istodobno mjerenje plućnog volumena i veličine
73
respiracije. Budući da je takav ritam disanja vrlo teško održati tijekom cijele minute, ispitanih
hiperventilira maksimalno 15 sekundi. Zatim se prosječni plućni volumen po jednom respiracijskom
ciklusu množi s brojem ciklusa po minuti.
MVV se može izraziti iz ukupnog volumena zraka koji je prošao kroz dišni sustav tijekom 12
sekundi (ukupni volumen zraka x 5 = MVV) (slika 2.), te izračunati indirektnim putem, najčešće
preko formule FEV1 : MVV = FEV1 x 37,5).
Normalne vrijednosti MVV ovise o spolu, dobi i tjelesnoj građi.
Slika 2. Krivulja volumen – protok za izračunavanje MVV
MATERIJALI
BIOPAC provodnik zraka
Jednokratni nastavak za usta i bakteriološki filter
BIOPAC 0,6 štrcaljka za kalibraciju
Računalo s Biopac Student Lab Software V3.0
IZVOĐENJE VJEŽBE
1. Uključite računalo
2. Provjeriti je li Biopac MP30 jedinica isključena
3. Uključite provodnik protoka (SS11LA) u kanal I (CH1)
4. Uključite jedinicu MP30
5. Postavite filtar na završni dio kalibracijske štrcaljke
6. Spojite kalibracijsku štrcaljku i filtar na provodnik protoka zraka
7. Pokrenite Biopac Student Lab program
8. Izaberite opciju Lesson 13 (L13-Lung-2)
9. Utipkajte naziv dokumenta (filename) i kliknite OK
Rijetko možete prekoračiti vaš MVV, čak i na kratko vrijeme. Stoga je MVV krajnji
čimbenik koji određuje opskrbu kisikom za vrijeme mišićne aktivnosti. Za vrijeme
vježbanja duljeg od 10 minuta normalno se iskorištava maksimalno 50% MVV. Većina
ljudi osjeća otežano disanje kada koriste samo 30-40% dostupnog MVV. MVV je
smanjen i u restriktivnoj i u opstruktivnoj plućnoj bolesti.
74
KALIBRACIJA
Ponovite postupak kalibracije iz Vježbe - RESPIRACIJSKI CIKLUS (Statička spirometrija).
SNIMANJE PODATAKA
ISPITANIK
Obavezno pročitati cijeli postupak mjerenja prije početka istog.
Ispitanik diše u nastavak za usta, a na nosu ima kvačicu.
Diše 3 ciklusa normalno. (Jedan ciklus je jedan udah i jedan izdah.)
Udahne najdublje moguće.
Nakratko zadrži dah (npr. 1sek.)
Izdahne najdublje i najbrže što može.
Diše 3 ciklusa normalno.
OPERATER
Pritisne Record i snima bez prekidanja dok ispitanik diše prema uputama.
Prekida snimanje pritiskom na Stop.
Pritiskom na naredbu Stop krivulja koja pokazuje zračni tok automatski se prevodi u krivulju koja
pokazuje zračne volumene.
U slučaju da niste zadovoljni krivuljom, ponovite mjerenje pomoću naredbe Redo.
U protivnom, I – beam kursorom obilježite područje koje obuhvaća vremenski period od najmanje 3
sek.od početka jakog izdaha.
Pritiskom na naredbu Setup FEV dobivate krivulju koja pokazuje volumen ispuhanog zraka u
ovisnosti o vremenu u prve 3 sek.
2. MJERENJE – MVV (maksimalna voljna ventilacija u minuti)
Aktiviranjem naredbe Begin MVV podaci dobiveni mjerenjem za FEV automatski se pohranjuju na
disk, a na ekranu se pojavljuju postavke za mjerenje MVV.
Postupak:
OPERATER
Pritisne Record MVV i snima bez prekidanja dok ispitanik diše prema uputama. Važno je da sa
snimanjem počne nakon što ispitanik već diše u uređaj.
ISPITANIK
Diše 5 ciklusa normalno.
Diše duboko i brzo 12 – 15 sek. U slučaju jače vrtoglavice prekida ranije. Frekvencija bi trebala biti
barem od 65 ciklusa/min.
Diše 5 ciklusa normalno.
75
OPERATER
Pritiskom na naredbu Stop krivulja toka prelazi u krivulju volumena. Ukoliko ste zadovoljni
mjerenjem pritisnite Done. u protivnom Redo.
ANALIZA PODATAKA
Koristeći naredbu Rewiew saved data potražite svoje podatke.
1. FEV (forsirani ekspiratorni volumen)
Da bi podjele na apscisi i ordinati postale vidljive koristite se naredbama File, Display preferences,
Grids, Show grids. Po potrebi namjestite vremenske odsječke na 1 sek (kliknite mišem ispod grafa).
Prozorčiće za mjerenje namjestite na slijedeći način:
CH1 T
CH1 p – p
Dobivene podatke unesite u priložene tablice i/ili ih upišite ispod grafa.
I – beam kursorom obuhvatite čitavu krivulju. Ako ista obuhvaća čitav izdahnuti zrak, u prozorčiću p
– p dobit ćete vrijednost za VC. U protivnom vrijednost za VC uzmite iz prethodne vježbe.
Slika 3.
I – beam kursorom obuhvatite područje od početka krivulje do završetka prve sekunde (pratite delta
T prozorčić). Ovaj podatak (p – p) koristit će vam za računanje FEV1 što predstavlja %VC ispuhanog
u prvoj sekundi.
Slika 4.
Potom I – beam kursorom obuhvatite područje od početka krivulje do završetka druge
sekunde. Ovaj podatak koristit će vam za računanje FEV2 što predstavlja %VC ispuhanog u prve
dvije sekunde.
Na isti način odredite volumen zraka ispuhan u prve 3 sek. (FEV3).
76
T
FEV (p-p)
VC
(FEV/VC)
x 100= %
=
FEV
Prosječne
vrijednosti
0 - 1 (%) FEV1 83%
0 – 2 (%) FEV2 94%
0 - 3 (%) FEV3 97%
2. MVV (maksimalna voljna ventilacija u minuti)
Potražite zapis. Povećalom uvećajte područje hiperventilacije. Uklonite povećalo.
Prozorčiće za mjerenje namjestite na slijedeći način:
CH2 T
CH2 p – p
I – beam kursorom označite 12 sek. hiperventilacije od početka prvog dubokog udaha
(pratite delta T prozorčić). Postavite marker iznad završetka obilježenog područja.
Slika 5.
Označavajte svaki potpuni individualni ciklus u odabranom području . Dobivene volumene zraka (p-
p vrijednost) upisujte u tablicu. Te ćete podatke koristiti dalje za izračunavanje prosječnog volumena
zraka po ciklusu (PVPC).
Analizu završite pohranom podataka ili ispisom, a zatim pritisnite Quit.
77
Izračunajte:
1. Broj ciklusa u minuti
______________________
2. Prosječni volumen ventiliranog zraka po ciklusu.
_________________________________________________________________
3. MVV (1. x 2.)
_________________________________________________________________
4. Definirajte FEV!
_________________________________________________________________
5. Kakve su ispitanikove vrijednosti za FEV u odnosu na prosječne vrijednosti (veće, manje, iste)?
_____________________________________________________________________
6. Definirajte MVV!
____________________________________________________________________
7. Astmatičari imaju sužene dišne putove zbog konstrikcije glatke muskulature, zadebljanja stijenki i
sluzi. Kako to utječe na njihov VC, FEV i MVV? Da li je moguće da osoba ima normalni VC, a
snižene FEV vrijednosti? Obrazložite!
________________________________________________________________________
ciklus br. p - p
78
Simulacija
BUBREG
A) Simulacija glomerularne filtracije
U nefron krv dovodi aferentna arteriola, a odvodi je eferentna arteriola. Stezanje aferentne
arteriole smanjuje pritisak i protok krvi u glomerulu, a stezanje eferentne arteriole povećava pritisak
u glomerulu. Normalno je promjer aferentne arteriole veći od promjera eferentne arteriole. To dovodi
do povećanog pritiska u glomerulu i pospješivanja filtracije. Na taj način se iz krvi u glomerularnu
kapsulu filtrira sve osim stanica i proteina. Slika prikazuje nefron i pripadajući dio krvotoka.
Pritiskom na Help - Balloons On i pomicanjem miša po slici možemo vidjeti nazive pojedinih
dijelova nefrona: dotok krvi (lijevi spremnik), aferentna arteriola, glomerularna kapsula, H petlja,
distalni tubul, sabirna cijev, sakupljač urina, eferentna arteriola, odvod krvi (desni spremnik).
A1.) Učinak promjera arteriola na glomerularnu filtraciju Plavom bojom obilježeno je Afferent među podacima (Data Sets).
Koncentracijski gradijent podešen je na 1200 mOsm, a tlak krvi na 90 mm Hg. U pokusu mijenjamo
polumjer aferentne arteriole. U prvom koraku podesimo polumjer aferentne arteriole na 0.35 mm, a
eferentne na 0.40 mm. Pritisnemo Start nakon čega slijedi filtracija. Podatke zapišemo u tablicu
pritiskom na Record Data. Prije ponavljanja postupka pritisnemo Refill da se lijevi spremnik
ponovo napuni krvlju. Polumjer aferentne arteriole podesimo na 0.40 mm i dalje postupamo kao u
prethodnom slučaju. Cijeli postupak ponavljamo povećavajući u svakom koraku polumjer aferentne
arteriole za 0.05 mm do konačnog polumjera od 0.60 mm.
Što se događa s veličinom filtracije povećavanjem polumjera aferentne arteriole?
___________________________________________________________________________
Predvidi učinak povećanja ili smanjenja polumjera eferentne arteriole na veličinu filtracije. Provjeri
simulacijom.
___________________________________________________________________________
A2.) Učinak krvnog tlaka na filtraciju
Pritisnuti Pressure među podacima (Data Sets). Isprazniti tablicu pritiskom na Clear Data
Set i ponovo pritisnuti Refill. Pritisak u lijevom spremniku podesiti na 70 mm Hg, polumjer
aferentne arteriole na 0,55 mm, a eferentne na 0,45 mm (polumjere krvnih žila u ovom pokusu ne
mijenjati). Pritisnuti Start i nakon završene filtracije podatke unijeti u tablicu. Prije početka idućeg
koraka opet pritisnuti Refill, povećati pritisak u lijevom spremniku za 10 mm Hg i dalje postupati
kao u prethodnom koraku. U svakom novom koraku povećavati pritisak u lijevom spremniku za 10
mm Hg, do konačnog tlaka od 100 mm Hg.
Što se događa s veličinom glomerularne filtracije? Obrazloži svoj odgovor.
___________________________________________________________________________
79
A3.) Promatranje kombiniranih učinaka (A1 i A2) na glomerularnu filtraciju Pritisnuti Combine među podacima (Data Sets). Isprazniti tablicu pritiskom na Clear Data
Set. Podesiti početne uvjete: krvni pritisak na 100 mm Hg, polumjer aferentne arteriole na 0,55 mm,
a eferentne na 0,45 mm. Pritisnuti Refill da se napuni lijevi spremnik i Start da bi započela filtracija.
Mijenjajući zadane parametre pokušaj odgovoriti na sljedeća pitanja:
Objasni kako se u tijelu može povećati veličina glomerularne filtracije!
___________________________________________________________________________
Ako se poveća pritisak u lijevom spremniku, koji drugi uvjeti se moraju promijeniti da bi veličina
glomerularne filtracije ostala ista?
___________________________________________________________________________
B) Simulacija stvaranja urina
Slika prikazuje osnovne dijelove nefrona i bubrežni intersticij koji ga okružuje.
B1) Učinak osmotskog gradijenta na koncentraciju urina
Tijekom procesa stvaranja urina voda se iz lumena tubula kreće pasivno, zbog
koncentracijskog gradijenta (osmoze) u bubrežni intersticij.
Među podacima (Data Set) plavom bojom istaknut je Gradient. Ukoliko tablica nije prazna,
isprazniti tablicu (Clear Data Set). Mišem doći do bočice s ADH (desno na slici) i dovesti kapaljku
do sivog otvora iznad sabirne cijevi, te ispustiti ADH na sabirnu cijev. Podesiti koncentracijski
gradijent na 300 mOsm (imati na umu da je osmolarnost krvi isto 300 mOsm). Pritisnuti Dispense i
nakon toga Start. Po završetku pokusa unijeti podatke u tablicu (Record Data). Ponavljati
eksperiment povećavajući u svakom koraku osmolarnost intersticija za 300 mOsm do konačne
koncentracije 1200 mOsm. U svakom koraku ponovo treba dodati ADH!
Što se događa s koncentracijom urina porastom koncentracije intersticija?
___________________________________________________________________________
Koji čimbenik ograničava maksimalnu koncentraciju urina?
___________________________________________________________________________
Koncentracija krvi je 300 mOsm, a intersticija 1200 mOsm, što znači da se urin 4 puta koncentrira.
Koja bi koncentracija urina bila da je intersticij 3000 mOsm? Provjeriti simulacijom
___________________________________________________________________________
80
B2) Učinak hormona na stvaranje urina
Iako medularni gradijent omogućava koncentriranje urina, konačna koncentracija urina je pod
utjecajem hormona. Aldosteron se stvara u nadbubrežnoj žlijezdi i utječe na reasporpciju natrija (a
time i vode) uz gubitak kalija. ADH povećava propusnost distalnih tubula i sabirne cijevi za vodu,
omogućavajući reapsorpciju vode iz bubrežnog filtrata.
Pritisnuti Hormone među podacima (Data Sets). Podesiti koncentracijski gradijent na 1200 mOsm -
Dispense - Start. Unijeti podatke u tablicu. Ne mijenjajući koncentracijski gradijent dodati
aldosteron. Nakon toga dodati ADH u drugom koraku. Nakon svakog koraka podatke unijeti u
tablicu, a potom ih usporediti.
Kako se mijenja volumen urina u prisutnosti aldosterona, a kako u prisutnosti ADH? Obrazloži!
__________________________________________________________________________
Kako se mijenja koncentracija kalija u urinu u prisutnosti aldosterona, a kako u prisutnosti ADH?
Obrazloži!
__________________________________________________________________________
Koja je maksimalna koncentracija urina ako se intersticijski gradijent povećava od 300 do 3000
mOsm, a ADH nije prisutan?
___________________________________________________________________________
81
Simulacija
PUFERI I ACIDOBAZNA RAVNOTEŽA
Regulacija acidobazne ravnoteže u organizmu podrazumijeva regulaciju koncentracije
vodikovih iona u tjelesnim tekućinama. Vrlo mala odstupanja od normalnih vrijednosti mogu
uzrokovati značajne promjene brzine kemijskih reakcija, te je stoga regulacija koncentracije
vodikovih iona jedan od najvažnijih aspekata homeostaze. Koncentracija vodikovih iona izražava se
kao -log konc. H+ i označava kao pH. Normalna pH vrijednost arterijske krvi iznosi 7,4, a venske
krvi i međustanične tekućine 7,35. Niska pH vrijednost naziva se acidoza, a visoka vrijednost
alkaloza. Donja granica koju čovjek može preživjeti iznosi oko 6,8, a gornja oko 8,0.
Nastanak acidoze i alkaloze u organizmu sprečava se trima glavnim nadzornim sustavima:
1. acido-bazni puferski sustavi
2. regulacija disanjem
3. regulacija bubrezima
1. Acido-bazni puferi su otopine dvaju ili više kemijskih spojeva koje sprečavaju znatnije promjene
pH.
a) Bikarbonatni puferski sustav sastoji se od ugljične kiseline i natrijeva bikarbonata.
HCl + NaHCO3 H2CO3 + NaCl
NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O
b) Fosfatni pufer djeluje gotovo na isti način kao i bikarbonatni pufer.
HCl + Na2HPO4 NaHPO4 + NaCl
c) Bjelančevinski puferski sustav čini 3/4 ukupnog kemijskog puferskog sustava u tijelu.
2. Regulacija disanjem
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3
Promjena pH krvi uzrokuje povećanje ili smanjenje plućne ventilacije.
Respiracijska acidoza i alkaloza
Respiracijska acidoza posljedica je smanjene, a respiracijska alkaloza povećane plućne
ventilacije. Acidoza može biti posljedica patoloških stanja npr. oštećenja centra za disanje u
produženoj moždini, opstrukcija dišnih putova, upala pluća i dr. Respiracijska alkaloza je stanje
smanjenje količine CO2 u krvi. Javlja se često kod boravka na visokim nadmorskim visinama
(smanjeni parcijalni tlak O2) ili hiperventilaciji gdje dolazi do povećanog izbacivanja CO2 i
smanjenja pH krvi.
82
VJEŽBA 1
U glavnom izborniku (Experiment) izaberi opciju Acid-Base Balance. Na ekranu se
pojavljuje Respiratory Acidosis/Alkalosis. Na lijevoj strani ekrana prikazana su pluća, iznad njih
pH-metar, a ispod Start. Desno se nalazi osciloskop koji grafički prikazuje respiracijske volumene.
Ispod se nalaze tri opcije Normal Breathing, Hyperventilation i Rebreathing, a sa njihove desne
strane prozorčići u kojima se očitava parcijalni tlak CO2.
a) Normalno disanje
Pritisni Start i pokrenut će se Normal Breathing tj. simulacija normalnog disanja. Uoči pH
vrijednost i pCO2, te oblik krivulje na osciloskopu. Zabilježi vrijednosti pH nakon 20, 40 i 60
sekundi. Zabilježi rezultate u tablicu pritiskom na Record Data. Za brisanje ekrana osciloskopa
pritisni Clear Tracings.
Da li se pH vrijednost mijenjala tijekom normalnog disanja? Objasni!
_________________________________________________________________________
Da li je pH vrijednost bila u fiziološkim granicama?
__________________________________________________________________________
Da li se i kako mijenjala vrijednost pCO2 tijekom normalnog disanja?
__________________________________________________________________________
b) Hiperventilacija
Pritisni Start. Pusti 10-ak sekundi normalno disanje, a zatim pritisni Hyperventilation.
Promatraj pH i pCO2, te oblik krivulje na osciloskopu. Zabilježi vrijednosti pH nakon 20, 40 i 60
sek. Zabilježi rezultate u tablicu. Očisti ekran.
U čemu se razlikuju krivulje normalnog disanja i hiperventilacije na osciloskopu?
___________________________________________________________________________
Što može uzrokovati hiperventilaciju?
___________________________________________________________________________
Pritisni Start i pusti 10-ak sekundi normalno disanje, zatim pritisni Hyperventilation i pusti desetak
sekundi te ponovno Normal Breathing 20 sekundi Zabilježi rezultate.
Što se dogodilo nakon prekidanja hiperventilacije?
___________________________________________________________________________
Da li se disanje trenutačno vratilo na normalu? Objasni!
___________________________________________________________________________
83
c) Ponovno udisanje već izdahnutog zraka npr. u papirnatu vrećicu
Pritisni Start. Pusti 10-ak sekundi normalno disanje, a zatim pritisni Rebreathing. Promatraj pH i
pCO2, te oblik krivulje na osciloskopu. Zabilježi vrijednosti pH nakon 20, 40 i 60 sekundi. Zabilježi
rezultate. Očisti ekran.
Da li se pH vrijednost mijenjala tijekom disanja? Objasni!
___________________________________________________________________________
Da li je pH vrijednost bila u fiziološkim granicama?
___________________________________________________________________________
Kada je pH vrijednost bila izvan normalne vrijednosti?
___________________________________________________________________________
Da li se i kako mijenjala vrijednost pCO2 tijekom disanja?
___________________________________________________________________________
U čemu se razlikuju dobivena krivulje disanja i normalna krivulja disanja?
___________________________________________________________________________
Da li su se mijenjali plućni volumeni? ____________________________________
3. Regulacija bubrezima
Bubrezi nadziru koncentraciju vodikovih iona tj. pH izvanstanične tekućine izlučivanjem
kisele ili lužnate mokraće.
U simulaciji ćemo promatrati kako se povećanje i smanjenje P CO2 odražava na količinu H+ i HCO3-
koji se izlučuju mokraćom.
VJEŽBA 2
U glavnom izborniku (Experiment) izaberi opciju Renal System Compensation. Na ekranu
su pokazana dva spremnika. Lijevi spremnik opskrbljuje bubreg krvlju. Pri vrijednosti pCO2=40, pH
stvorenog urina je 7,4. Pritiskom na Start pokreće se proces filtracije krvi i stvaranja urina. Ispod
spremnika očitaj koncentraciju H+ i HCO3-
a) Namjesti pC02 na 40 i pokreni filtraciju pritiskom na Start. Zabilježi rezultate u tablicu. Prije
svake promjene vrijednosti pC02, pritiskom na Refill napuni lijevi spremnik.
Kakva je konc. H+ i HCO3- u urinu kod normalnih vrijednosti pC02 i pH?
___________________________________________________________________________
Zašto se promjenom pC02 mijenja i pH vrijednost krvi?
___________________________________________________________________________
84
b) Uloga bubrega u respiracijskoj alkalozi
Namještajući pC02 na nižu vrijednost od normalne simuliramo stanje respiracijske alkaloze.
Namjesti pC02 na 35 i pokreni filtraciju pritiskom na Start. Zabilježi rezultate.
Smanjujući vrijednosti pC02 na 30, a zatim na 20 provjeri konc. H+ i HCO3¯ u urinu pri svakoj
promjeni, te zabilježi rezultate u tablicu.
Kakva je koncentracija H+ i HCO3- u urinu za svaku od ispitivanih vrijednosti pC02?
_________________________________________________________________________
c) Uloga bubrega u respiracijskoj acidozi
Namještajući pC02 na višu vrijednost od normalne simuliramo stanje respiracijske acidoze.
Namjesti pC02 na 60 i pokreni filtraciju pritiskom na Start. Zabilježi rezultate.
Povećavajući vrijednosti pC02 na 75, a zatim na 90 provjeri konc. H+ i HCO3- u urinu pri svakoj
promjeni, te zabilježi rezultate u tablicu.
Kakva je koncentracija H+ i HCO3- u urinu za svaku od ispitivanih vrijednosti pC02?
__________________________________________________________________________
Metabolička acidoza i alkaloza
Metabolička acidoza i alkaloza odnose se na sve druge poremećaje acido-bazne ravnoteže
osim one prouzročene poremećajima u disanju.
Metaboličku acidozu karakterizira smanjenje HCO3- i pH plazme. Uzroci mogu biti proljev, uremija,
šećerna bolest i dr.
Metaboličku alkalozu karakterizira povišenje HCO3- i pH plazme. Uzroci mogu biti
povraćanje, uzimanje velikih količina alkaličnih lijekova, opstipacija i dr.
Dišni sustav kompenzira nastanak metaboličke acidoze i alkaloze izlučivanjem ili
zadržavanjem CO2 u krvi. Bubrežni sustav kompenzira nastanak metaboličke acidoze i alkaloze izlučivanjem ili
zadržavanjem HCO3- u krvi.
VJEŽBA 3
U glavnom izborniku (Experiment) izaberi opciju Metabolic Acidosis/Alkalosis. Na ekranu
su prikazana pluća i srce na koje se nastavlja mjerač metaboličke aktivnosti stanica.
a) Disanje kod normalnog metabolizma
Namjesti Metabolic Rate na "normalnu" vrijednost (50). Pritiskom na Start prati na ekranu
osciliskopa krivulju disanja. Rezultate zabilježi u tablicu. BPM pokazuje broj udisaja u minuti. Za
čišćenje ekrana osciloskopa pritisni Clear Tracings.
Da li su dobivene vrijednosti pH i pC02 unutar normalnih vrijednosti?
___________________________________________________________________________
85
b) Disanje kod povećanog metabolizma
Namjesti Metabolic Rate na 60. Pritiskom na Start prati na ekranu osciloskopa krivulju
disanja. Rezultate zabilježi u tablicu. Povećaj vrijednosti Metabolic Rate na 70, a zatim na 80.
Rezultate zabilježi u tablicu. Očisti ekran.
Kako ubrzanje metabolizma djeluje na disanje?
__________________________________________________________________________
Kako se mijenjaju pH, pC02, H+ i HCO3
-?
___________________________________________________________________________
c) Disanje kod smanjenog metabolizma
Namjesti Metabolic Rate na 40. Pritiskom na Start prati na ekranu osciloskopa krivulju
disanja. Rezultate zabilježi u tablicu. Smanjuj vrijednosti Metabolic Rate na 30, a zatim na 20.
Rezultate zabilježi u tablicu.
Kako smanjenje metabolizma djeluje na disanje?
___________________________________________________________________________
Kako se mijenjaju pH, pC02, H+ i HCO3
-?
___________________________________________________________________________
86
PUFERSKA SVOJSTVA SERUMA I PLAZME
Svrha vježbe: Pokazati da tjelesne tekućine imaju puferska svojstva.
Pribor: 4 graduirane epruvete
stalak za epruvete
destilirana voda
fosfatni pufer
pH indikator fenolftalein
0,05 % otopina NaOH
Ekserimentalni objekt: serum, plazma
Postupak:
U prvu epruvetu stavi 7 ml destilirane vode, u drugu 7 ml fosfatnog pufera u treću 7 ml krvnog
seruma, a u četvrtu 7 ml plazme. U svaku epruvetu dodaj pet kapi fenolftaleina i dobro promućkaj.
Elektronskim pH-metrom izmjeri početni pH. Dodaj 0,05 % otopinu NaOH kap po kap do oznake 8
ml. Prati što se događa nakon dodavanja svake pojedine kapi. Ima li razlike u ponašanju pojedinih
uzoraka? Usporedi obojenje uzoraka prije i poslije dodavanja NaOH i ponovno izmjeri pH u svakom
uzorku. Rezultate unesi u tablicu i izračunaj koncentraciju vodikovih iona H+. Dijeljenjem više
koncentracije s nižom, izračunaj faktor promjene koncentracije vodikovih iona H+.
prije dodavanja NaOH poslije dodavanja NaOH
uzorak pH H+ pH H+ faktor promjene H+
dest. H2O
fosfatni pufer
plazma
serum
87
BIOPAC
EKG – ELEKTROKARDIOGRAM
UVOD
Glavna funkcija srca je stvaranje gradijenta tlaka koji uzrokuje cirkuliranje krvi kroz
sistemsku i plućnu cirkulaciju. Tri vrste stanica srcu omogućavaju obavljanje te zadaće:
Srčani predvodnik, u kojem nastaju električni impulsi (SA-čvor)
Provodna muskulatura, koja širi električni signal kroz srce (Slika 1.)
Kontraktilne stanice, s mehaničkom ulogom izbacivanja krvi.
SA-čvor je normalni predvodnik srca, koji započinje svaki električni i mehanički ciklus. Kada se
SA-čvor depolarizira, električni impuls se širi kroz atrijske mišićne stanice, uzrokujući njihovu
kontrakciju (atrijska sistola). Dakle, depolarizaciju SA-čvora slijedi kontrakcija atrija. Impuls se iz
SA-čvora širi preko internodalnih putova do AV-čvora. Val depolarizacije ne može se izravno
širiti iz atrija u ventrikule jer ih od atrija dijeli neprovodljivo tkivo (vezivo i sl.), tako da je jedini
mogući put kojim impuls može preći iz atrija u ventrikule AV-čvor. Signal se u AV-čvoru zadržava
otprilike 0,20 sekundi (dok traje atrijska kontrakcija) i nakon toga se širi preko Hissova snopa, lijeve
i desne grane te Purkinijevih vlakana u miokard ventrikula, što uzrokuje njihovu kontrakciju
(ventrikularna sistola).
Slika 1.
Lijevi atrij
Hissov snop
Lijevi ventrikul
Purkinijeva vlakna
Desni ventrikul
AV-čvor
SA-čvor
Desni atrij
88
Elektrokardiogram (EKG) je snimka električnih zbivanja (akcijskih potencijala) u srcu, dobivenih
s površine tijela. Glavni elementi EKG-a su bazalna (izoelektrična) crta, P-val, QRS-kompleks i T-
val (Slika 2.).
Izoelektrična crta je ravna crta na EKG-u. Od nje započinje depolarizacija i repolarizecija
srčanog ciklusa.
P-val nastaje zbog depolarizacije atrija. Označava početak atrijske sistole.
QRS-kompleks nastaje zbog depolarizacije ventrikula i označava početak ventrikularne
sistole.
T-val nastaje zbog repolarizacije ventrikula i označava početak dijastole ventrikula.
Slika 2.
Na EKG-u se ne vidi val repolarizacije atrija jer je prekriven većim QRS-kompleksom koji se odvija
u isto vrijeme. Mehanička aktivnost srca (sistola, dijastola) malo kasne za električnim
manifestacijama (de- i repolarizacija)
Uz navedene valova i komplekse, u EKG-u možemo određivati intervale i segmente. Interval je dio
EKG-a koji sadrži dio izoelektrične crte i barem jedan val. Primjerice, PQ-interval (odnosno PR-
interval, jer u nekim odvodima nemamo Q zubac) sastoji se od P-vala i izoelektrične crte do početka
QRS-kompleksa. PQ-interval pokazuje koliko vremena treba da impuls iz SA-čvora dođe do
ventrikula. Segment sadrži samo izoelektričnu crtu između dva vala. Primjerice, PR-segment
pokazuje koliko se vremena zadrži impuls u AV-čvoru prije nego dođe do ventrikula.
89
Normalne EKG vrijednosti:
KOMPONENTE TRAJANJE
(sekunde)
AMPLITUDE (milivolti)
P val 0.06 - 0.11 <0.25
P-R interval 0.12 - 0.20
P-R segment 0.08
QRS- kompleks < 0.12 0.8 - 1.2
S-T segment 0.12
Q-T interval 0.36 - 0.44
T-val 0.16 <0.5
S obzirom da se EKG široko primjenjuje, osnovni elementi su standardizirani. Na osi X prikazano je
vrijeme i to tako da najmanji kvadrat odgovara vremenu od 0,04 sekunde, a veći kvadrati odgovaraju
vremenu od 0,2 sekunde (obuhvaćaju pet malih kvadrata). Na osi Y je napon u milivoltima (mV).
Manji kvadrati odgovaraju 0,1 mV, a veći predstavljaju 0,5 mV.
Otkloni u EKG-u nastaju jer je dio srca pozitivniji ili negativniji od drugog dijela. Tako se za vrijeme
depolarizacije ventrikula dio srca depolarizirao, a dio još nije, pa postoji razlika potencijala koja
uzrokuje tijek struje. Na EKG-u se to vidi kao otklon od izoelektrične crte. Kad je na EKG-u
izoelektrična crta to znači da je cijelo srce depolarizirani ili repolarizirano. Kako se električni impulsi
uvijek šire istim putem kroz srce (od SA-čvora do ventrikula) od baze prema vršku srca, te će struje
imati određeni smjer u prostoru, odnosno električnu os. Pošto jačina struje ovisi o količini tkiva koje
je depolarizirano, a ventrikuli čine glavninu mase srca, najveće razlike potencijala nastaju tijekom
depolarizacije ventrikula. Zbog toga QRS-kompleks ima najveći otklon od izoelektrične crte.
Štoviše, budući da je lijevi ventrikul deblje stjenke od desnog, većina QRS-kompleksa nastaje zbog
depolarizacije lijevog ventrikula.
Elektrokardiografski odvodi
Struje iz srca šire se do površine tijela, gdje ih možemo mjeriti. Način i mjesto postavljanja elektroda
na tijelo također su standardizirani. Određena kombinacija dviju elektroda, pozitivne i negativne, s
trećom koja služi kao uzemljenje, naziva se odvod. Razmještaj elektroda određuje smjer tog odvoda,
što se naziva njegovom osi ili kutom. Os je određena smjerom između negativne i pozitivne
elektrode. EKG bilježi razliku (amplitudu) između pozitivne i negativne elektrode. Položaj elektroda
za različite odvode je standardiziran. Za ovu vježbu koristiti ćemo Odvod II, koji ima pozitivne
elektrode na lijevom gležnju, negativne elektrode na zaglavku desne ruke, a elektrode za uzemljenje
na desnom gležnju.
PRIPREMA UREĐAJA
Na računalo je priključen uređaj MP30 koji prima signale pretvarača ili elektroda, pojačava ih
prenosi u računalo. Elektrode su priključene na CH2.
Provjeri da li je uređaj MP30 uključen.
Ispitanik treba biti u ležećem položaju.
Priključi elektrode na ispitanika na slijedeći način:
90
1. Po jednu vinil-elektrodu zalijepi na zaglavak desne ruke i na unutrašnju stranu obje
noge, malo iznad gležnja i pričvrsti ljepljivom trakom. Kožu na koju se lijepi elektroda prethodno
namazati elektrodnim gelom.
2. Na desnu ruku priključi bijelu elektrodu (negativna), na lijevu nogu crvenu elektrodu
(pozitivna), a na desnu nogu crnu elektrodu (uzemljenje).
I ove elektrode pričvrsti ljepljivom trakom.
Ispitanik treba opušteno ležati.
Pokreni BIOPAC Student Lab Program
Izaberi Lesson L05-ECG.1
Unesi ime ispitanika.
Potvrdi sa OK.
KALIBRACIJA
Dobro provjeri stanje elektroda i provjeri je li ispitanik opušten.
Izaberi Calibrate. Tijekom kalibracije ispitanik mora ležati opušten, a uređaj automatski bilježi
njegov EKG.
Pričekaj dok se kalibracijski postupak završi (oko 8 sec.)
Provjeri podatke dobivene kalibracijom.
Ukoliko su dobiveni podaci ispravni pripremi se za slijedeći korak (Slika 3). U suprotnom,
kalibracija se ponavlja pritiskom na Redo Calibration.
Slika 4.
MJERENJE
Upozorenje! Za vrijeme snimanja EKG-a vrlo je bitno da kod ispitanika nema pokreta tijela zbog
interferencije s EMG-om. Svaki put prije snimanja obavezno provjeri stanje elektroda. Dobro
pročitaj postupak prije izvođenja svake vježbe.
Vježba 1 -Ležeći položaj
Pritisni Record.
Snimaj 20 sekundi.
Pritisni Suspend.
91
Provjeri dobivenu krivulju. Ako rezultati nisu ispravni, ponovi postupak pritiskom na Redo, u
protivnom idi na slijedeći korak.
Vježba 2 - Sjedeći položaj
Ispitanik treba brzo sjesti i umiriti se.
Izaberi Resume.
Snimaj 20 sekundi.
Pritisni Suspend.
Provjeri dobivenu krivulju. Ako rezultati nisu ispravni, ponovi postupak pritiskom na Redo, u
protivnom idi na slijedeći korak.
Vježba 3 - Sjedeći položaj, duboko disanje Izaberi Resume.
Snimaj 20 sekundi. Tijekom snimanja ispitanik treba 5 puta duboko udahnuti. Za vrijeme bilježenja
krivulje potrebno je markerom obilježiti početak svakog udisaja i izdisaja (pritiskom na F9).
Pritisni Suspend.
Provjeri dobivenu krivulju. Ako rezultati nisu ispravni, ponovi postupak pritiskom na Redo, u
protivnom idi na slijedeći korak.
Vježba 4 - Nakon tjelovježbe
Ispitanika treba isključiti s elektroda, ali vinil-elektrode ostaviti zalijepljene na koži. Ispitanik treba
vježbati pet minuta da poveća broj otkucaja srca. Nakon tjelovježbe treba ponoviti mjerenje EKG-a u
sjedećem položaju.
Izaberi Resume.
Snimaj 60 sekundi.
Pritisni Suspend .
Provjeri dobivenu krivulju. Ako rezultati nisu ispravni, ponovi postupak pritiskom na Redo, u
protivnom idi na slijedeći korak.
Izaberi Done. Snimi podatke!
Elektrode treba skinuti i navlaženom vatom očistiti gel sa kože.
ANALIZA PODATAKA
Analiziramo komponente EKG-a srčanog ciklusa i mjerimo njihove amplitude (mV) i trajanje
(msec).
Izaberi Review Saved Data.
Potpune krivulje dobivamo na ekranu pritiskom na Display - Autoscale horizontal . Za podešavanje
visine valova koristimo Autoscale waveforms.
U donjem desnom uglu prozora su simboli za izbor (strelica), obilježavanje (I-Beam kursor) i
povećavanje (lupa) područja. Iznad krivulja nalazi se 5 pravokutnih okvira u kojima očitavamo
izmjerene podatke.
Postavite okvire za podatke s lijeva na desno (pritiskom u prozorčić none) kako slijedi:
CH2 delta T (razlika u vremenu između početne i krajnje točke odabranog područja)
92
CH2 bpm (broj otkucaja u minuti)
CH2 delta (razlika u amplitudi između zadnje i prve izmjerene točke u mjerenom području u
milivoltima).
Slika prikazuje kako ćete I-Beam kursorom odabrati željeno područje ( ovo je primjer kako
očitavamo razliku u amplitudi „delta“ ) na krivulji EKG-a.
A. Ležeći položaj
U odgovarajućem dijelu krivulje odaberi tri uzastopna srčana ciklusa i povećaj ih. I-Beam kursorom
što preciznije obilježi područje između vrhova dva susjedna R vala na povećanom dijelu krivulje. U
okvirima za podatke pojaviti ce se odgovarajuće vrijednosti. Očitane vrijednosti upiši u Tablicu 1.
Ponovi postupak za iduća dva srčana ciklusa. Izračunaj srednju vrijednost (s.v.) i raspon.
Tablica 1
Mjerenje
Srčani ciklus
SV*
Raspon 1 2 3
∆T
BPM
*srednja vrijednost
Zatim na prvom od tri odabrana srčana ciklusa analiziraj pojedinačne komponente EKG-a i upiši ih u
Tablicu 2. Istovremeno popunjavajte vrijednosti trajanja i amplitude. Zbroji očitane vrijednosti za ∆T
1. ciklus Σ =__________i usporedi ih s vrijednošću ∆T za 1. ciklus iz Tablice 1. Razlikuju li se
dobivene vrijednosti. Ako da, zašto?
93
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Na drugom i trećem ciklusu očitaj podatke o trajanju sistole i dijastole, upiši ih u Tablicu 2 i
izračunaj srednje vrijednosti.
Tablica 2
Sve vrijednosti koje upisuješ u tablicu zaokruži na dvije decimale!
Komponente
EKG-a
Trajanje
∆T
Amplituda (mV)
∆
1.Ciklus 2.Ciklus 3.Ciklus SV* 1.Ciklus 2.Ciklus 3.Ciklus SV*
P val
PR interval
PR segment
QRS kompleks
QT interval
Sistola
ST segment
T val
kraj T- do početka
idućeg R-vala (TR)
Dijastola
* srednja vrijednost
B. Sjedeći položaj
U odgovarajućem dijelu krivulje odaberi tri srčana ciklusa i povećaj ih. I-Beam kursorom što
preciznije obilježi područje između vrhova dva susjedna R vala. Rezultate zabilježi u Tablicu 3 i
izračunaj srednje vrijednosti. Ponovi postupak za još dva srčana ciklusa.
Tablica 3
Srčani ritam 1.Ciklus 2.Ciklus 3.Ciklus SV
∆T
BPM
Q-T (sistola)
T-R (dijastola)
94
C. Sjedeći položaj, duboko disanje
U dijelu krivulje koji odgovara udisaju odaberi tri srčana ciklusa i povećaj ih. I-Beam kursorom što
preciznije obilježi područje između vrhova dva susjedna R vala. Rezultate zabilježi u tablicu 4 i
izračunaj srednje vrijednosti. Ponovi postupak za još dva srčana ciklusa. Isto ponovi za izdisaj.
Tablica 4
Srčani
ritam 1.Ciklus 2.Ciklus 3.Ciklus SV
Udisaj
∆T
BPM
Izdisaj
∆T
BPM
D. Nakon tjelovježbe
U odgovarajućem dijelu krivulje odaberi tri srčana ciklusa. Ispuni tablicu potrebnim podacima
i izračunaj SV.
Tablica 5
Srčani ritam 1.Ciklus 2.Ciklus 3.Ciklus SV
∆T
BPM
Q-T (sistola)
T-R (dijastola)
PITANJA:
1. Usporedi dobivene vrijednosti u Tablici 2 s normalnim EKG vrijednostima. Ima li razlike? Ako
da, navedi moguće razloge.
_____________________________________________________________________
95
2. Uoči nazubljenost linije EKG zapisa u mjerenjima 2, 3 i 4 u odnosu na 1. mjerenje (ležeći
položaj). Zašto se to događa?
_____________________________________________________________________
3. Uoči postoje li razlike među podacima za udisaj i izdisaj u Tablici 4. Što primjećuješ? Objasni!
____________________________________________________________________
4. Usporedi ∆T i BPM (srednje vrijednosti) u sjedećem položaju i nakon tjelovježbe. Što
primjećuješ? Objasni!
________________________________________________________________________
5. Kakav je odnos trajanja sistole i dijastole između EKG-a u sjedećem položaju i nakon
tjelovježbe?
_____________________________________________________________________
96
BIOPAC – Vježba 16: Krvni tlak
Krvni tlak je pritisak krvi na stjenke krvnih žila u svakom dijelu tijela. Krv protječe kroz
krvne žile upravo zato što se nalazi pod određenim tlakom i to iz područja višeg u
područje nižeg tlaka. Protok krvi može se izraziti jednadžbom: Q = P/R, gdje je Q protok
krvi, P srednji arterijski tlak, a R otpor (koji je posljedica viskoznosti i trenja).
Tlak se stvara radom srca kao pumpe. Pri svakoj kontrakciji srca (sistola), tlak se
povisuje, a kod relaksacije srca (dijastola), tlak se snižava. Stoga se mjere dvije
vrijednosti krvnog tlaka, gornja vrijednost, sistolički i donja vrijednost, dijastolički krvni
tlak. Te promjene tlaka (pulsacije) prenose se kroz arterije u obliku vala koji putuje
mnogo brže od krvne struje, tako da val bila (val pulsa) gotovo istodobno (nakon 0,1 do
0,2 s) stigne i do distalnog kraja podlaktice, gdje se iznad arterije radijalis obično pipa
puls.
Sistolički tlak je najviši arterijski tlak izmjeren tijekom ventrikularne sistole. Normalan
raspon sistoličkog tlaka iznosi 100 – 139 mm Hg.
Dijastolički tlak je najniži arterijski tlak izmjeren tijekom ventrikularne dijastole.
Normalan raspon dijastoličkog tlaka za vrijeme mirovanja je 60 – 89 mm Hg.
Razlika između sistoličkog i dijastoličkog tlaka naziva se tlak pulsa. Tlak pulsa
podložan je promjenama jer se u nekim situacijama mijenja samo jedan od tlakova (npr.
tijekom vježbanja raste samo sistolički tlak, a time i tlak pulsa). Tlak pulsa je
proporcionalan udarnom volumenu srca i obrnuto proporcionalan broju otkucaja i
perifernom otporu.
Srednji arterijski tlak (MAP) je nešto niži od aritmetičke sredine između sistoličkog i
dijastoličkog tlaka, jer dijastola traje duže od sistole. On približno odgovara zbroju
dijastoličkog tlaka i trećine tlaka pulsa.
tlak pulsa
MAP = —————— + dijastolički tlak
3
Za rutinsko mjerenje krvnog tlaka služimo se indirektnom (auskultacijskom) metodom.
Princip metode:
Manžetu napuhujemo toliko, da bi tlak koji manžeta tvori komprimirao arteriju u
tolikoj mjeri da kroz nju više ne može protjecati krv. Potom manžetu ispuhujemo čime
se postepeno smanjuje tlak na arteriji. U trenutku kad tlak manžete na arteriju padne
ispod sistoličkog tlaka, krv u mahovima počne protjecati kroz komprimirani dio arterije.
U tom trenutku pomoću stetoskopa možemo čuti zvukove turbulentnog, ritmičnog toka
krvi. Ti se šumovi zovu Korotkovljevi šumovi. Kako se tlak manžete smanjuje krv sve
lakše u mahovima protječe kroz arteriju dok na koncu tlak postane toliko nizak da
omogući kontinuiran tijek krvi. Budući nema više ritmičnog protjecanja krvi, šumove
više ne čujemo.
U trenutku kad prvi put začujemo šumove tlak manžete po vrijednosti je blizak
sistoličkom tlaku, pa ga kao takvog i bilježimo. U trenutku kad više ne čujemo zvukove,
tlak u manžeti neznatno je niži od dijastoličkog tlaka. Nestanak šuma se obično koristi
kao indikator dijastoličkog tlaka.
97
Na krvni tlak utječu mnogi čimbenici: genetski, životna dob, tjelesna masa, stupanj
fizičke aktivnosti, udio soli, kofeina ili nekih drugih tvari u tijelu, a na samo mjerenje
auskultacijskom metodom utječe i sluh osobe koja mjeri krvni tlak.
Vrijednosti krvnog tlaka za odraslu osobu u stanju mirovanja:
KATEGORIJA SISTOLIČKI tlak mmHg DIJASTOLIČKI tlak
mmHg
OPTIMALNI < 120 < 80
NORMALNI < 130 < 85
POVIŠENI 130 - 139 85 – 89
HIPERTENZIJA
(visoki tlak)
stupanj 1 - blaga 140 – 159 90 – 99
stupanj 2 - umjerena 160 - 179 100 – 109
stupanj 3 - jaka ≥ 180 ≥ 110
MJERENJE KRVNOG TLAKA:
1. Ispitanik treba udobno sjediti i podlakticu nasloniti na stol
Prilikom namještanja manšete treba iz nje istisnuti sav zrak i nakon toga zatvoriti ventil. Manšetu treba
namjestiti tako da je oznaka “Artery” iznad brahijalne arterije ispitanika (sa strelicom na oznaci prema
dole). Treba pažljivo namjestiti kablove sfigmomanometra i manšete.
2. S dva ili tri prsta napipa se (palpira) bilo na radijalnoj arteriji distalnog kraja podlaktice.
3. Drugom rukom utiskuje se zrak u manšetu.
4. Kad nestane bilo na arteriji radijalis napumpa se u manšetu još malo zraka, a zatim se zrak pomalo
ispušta postupnim otvaranjem ispusnog ventila na pumpici. Pulsacije radijalne arterije mogu se jasno
osjetiti u trenutku kad se tlak u manšeti spusti malo ispod stvarnog sistoličkog tlaka u brahijalnoj
arteriji. Čim se osjeti prvi udarac bila očita se visina tlaka na manometru (sistolički tlak).
5. Nastavljamo lagano ispuštati tlak iz manšete i u trenutku kada šumovi nestanu očitamo dijastolički tlak .
6. Nakon što smo očitali krvni tlak naglim otvaranjem ispusnog ventila istisnemo preostali zrak iz
manšete.
Upozorenje!
Ispitanik ne smije imati nikakav zdravstveni poremećaj, hipertenziju, srčanu bolest,
srčani udar ili bilo kakve kardiovaskularne probleme! Ispitanik se treba sat vremena prije
mjerenja tlaka suzdržati od konzumiranja kofeina i nikotina!
Sve dijelove opreme koji dolaze u dodir sa kožom, potrebno je prije mjerenja prebrisati
alkoholom za svakog novog ispitanika!
PRIPREMA UREĐAJA:
1. Uključite kompjuter!
2. Jedinica MP30 treba biti isključena.
3. BP manšeta (SS19L) se uključuje na CH 1.
4. Stetoskop (SS30L) se uključuje na CH 3.
5. Elektrode (SS2L) se uključuje na CH 4
6. Uključite MP30 jedinicu.
7. Očistite slušalice i membranu stetoskopa.
8. Elektrode zalijepite na zapešće desne ruke i na unutarnju stranu oba gležnja ispitanika.
9. Kablovi (SS2L) se pričvrste na elektrode i to: Bijeli odvod – elektroda na zapešću,
Crni odvod (uzemljenje) – elektroda na desnom gležnju, Crveni odvod – elektroda na lijevom gležnju.
98
10. Otvorite ventil na manšeti i iz nje istisnite zrak, te zatvorite ventil.
11. Pokrenite Biopac Student Lab Program.
12. Izaberite Lesson 16 (L-16-BP-1)i potvrdite sa OK.
KALIBRACIJA
Ispitanik relaksirano sjedi. Elektrode trebaju biti ispravno namještene. Za vrijeme
kalibracije manšeta ne smije biti na ruci ispitanika.
Pritisnite Calibrate.
Napumpajte zrak u manšetu do 100 mm Hg.
Pritisnite OK.
Pritisnite OK
Lagano kucnite dva puta po opni stetoskopa i čekajte da se snimanje kalibracije samo zaustavi.
Na monitoru su prikazana 3 kanala: tlak, mikrofon stetoskopa i EKG.
MJERENJE
Namjestite manšetu na lijevu ruku ispitanika. Zrak iz manšete treba ispustiti, a zatim zatvoriti ventil na
manometru. Ruka ispitanika treba biti opušteno oslonjena na stol.
Mjerenje 1 - sjedeći položaj
Manšetu napumpaj na 160 mm Hg (ne držati manšetu pod ovim tlakom duže od 1 min.)
Pritisni OK.
Smanjuj tlak u manšeti za 2-3 mm Hg/sekundi i registriraj pojavu prvih Korotkovljevih šumova
(sistolički).
Pritiskom na F9 ili Esc umetni marker Systolic
Slušaj šumove i u trenutku kada potpuno iščeznu ponovo označi marker Diastolic.
Pritisni Suspend
Ispuši manšetu nakon nestanka šumova.
Ako rezultati nisu ispravni, ponovi postupak pritiskom na Redo, u protivnom idi na slijedeći korak.
Mjerenje 2 - ležeći položaj
Ispitanik treba opušteno ležati.
Izaberi Resume.
Manšetu napumpaj do tlaka pri kojem smo registrirali prve Korotkovljeve šumove.
Pritisni OK.
Smanjuj tlak u manšeti za 2-3 mm Hg/sekundi i umetni markere za sistolički i dijastolički tlak.
Ispuši manšetu nakon nestanka šumova.
Mjerenje 3 nakon tjelovježbe Isključi elektrode sa ispitanika.
Ispitanik treba vježbati oko 5 min. na sobnom biciklu ili trčati na mjestu oko 5 min. da bi povećao
srčani ritam na umjerenu razinu. Nakon vježbe ispitanik treba sjesti.
Elektrode se ponovo priključuju na ispitanika, a manšeta stavi na desnu ruku.
Izaberi Resume.
Ponovi postupak iz prethodnih mjerenja. Ako se prije drugog mjerenja srčani ritam vratio na normalnu
vrijednost ispitanik treba ponoviti vježbanje prije početka drugog mjerenja.
ANALIZA PODATAKA
U ovoj vježbi na kanalu 1 pratimo pritisak u manšeti (mmHg); na kanalu 3 je mikrofon stetoskopa
(mV); na kanalu 4 je EKG (mV).
Izaberi Review Saved Data.
99
Postavite okvire za podatke s lijeva na desno (pritiskom na prozorčiće SC i none) sljedećim redom:
kanal (SC) mjerenje (none)
CH 1 Value - pokazuje amplitudu za kanal u odabranoj točci ili u završnoj točci područja
označenog - beam kursorom.
CH 3 BPM - broj otkucaja u min.
CH 4 T - razlika u vremenu između početne i krajnje točke odabranog područja.
Sistolički tlak
I-Beam kursorom što preciznije obilježi područje koji odgovara prvom markeru na krivulji. U okvirima
za podatke pojaviti će se odgovarajuće vrijednosti. Očitane podatke unesi u tablicu 1. Korotkovljev šum
bi se trebao poklapati sa T valom na krivulji EKG-a. Zatim se I-Beam kursorom što preciznije obilježi
područje koje korespondira sa pojavom prvog šuma koji je registrirao mikrofon. Očitane podatke unesi
u tablicu 1.
Dijastolički tlak
I-Beam kursorom što preciznije obilježi područje koje korespondira sa drugim markerom na krivulji. U
okvirima za podatke pojaviti ce se odgovarajuće vrijednosti. Očitane podatke unesi u tablicu 2.
Korotkovljev šum bi se trebao poklapati sa T valom na krivulji EKG-a. Zatim se I-Beam kursorom što
preciznije obilježi područje koje korespondira sa zadnjim šumom koji je registrirao mikrofon. Očitane
podatke unesi u istu tablicu.
Tablica 1.
na mjestu markera
(zabilježila osoba
koja je mjerila tlak)
pri pojavi prvog
šuma (registrirao
uređaj)
Sjedeći položaj Sistolički
Dijastolički
Ležeći položaj Sistolički
Dijastolički
Nakon tjelovježbe Sistolički
Dijastolički
Mjerenje BPM
Na EKG krivulji I-Beam kursorom izaberi područje između dva susjedna R – vala. To je
jedan srčani ciklus ( BPM ). Upišite u tablicu 2 vrijednosti BPM za tri ciklusa za redom,
te izračunajte njihovu srednju vrijednost.
Tablica 2.
Stanje
Ciklusi
1 2 3 srednja
vrijednost
Sjedeći položaj
Ležeći položaj
Nakon tjelovježbe
100
Završna tablica
Upišite odgovarajuće podatke u tablicu 3 (iz tablica 1 i 2), te izračunajte srednji arterijski tlak
( MAP ) i tlak pulsa:
Tablica 3.
Stanje Sistolički
tlak
Dijastolički
tlak BPM
Izračun:
MAP Tlak
pulsa
Sjedeći položaj
Ležeći položaj
Nakon tjelovježbe
Odgovorite na pitanja:
1. Primijetite razliku u vrijednostima sistoličkog tlaka u trenutku kada ga je detektirao mikrofon i i
u trenutku kada ga je promatrač čuo i označio markerom. (Npr. 141 mmHg – 135 mmHg = 6
mmHg ). Zbog čega dolazi do ove razlike? Bi li razlika bila jednaka kad bi zamijenili
promatrača?
2. a) Mijenja li se vrijednost sistoličkog i dijastoličkog tlaka sa rastom broja otkucaja srca?
b) kako ta promjena utječe na tlak pulsa?
3. Nabrojite neke od razloga za moguće greške pri očitanju tlaka indirektnom metodom.
4. Protok krvi (litra/min.) kroz plućni krvotok jednak je protoku kroz sistemski krvotok, ali otpor u
plućnom krvotoku je 5 puta manji nego u sistemskom. Koristeći jednadžbu koja pokazuje
ovisnost protoka krvi o krvnom tlaku i otporu pokažite da je krvni tlak u plućnom krvotoku 5
puta manji nego u sistemskoj cirkulaciji.
5. Objasnite pojavu prvog Korotkovljevog šuma i njegov nestanak. Povežite to s krvnim tlakovima
6. Zašto srednji arterijski tlak nije jednak (sistolički tlak – dijastolički tlak) / 2 ?
![Skripta iz praktikuma fizikalne kemije 1 [585,85 KiB]](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/586cbf071a28ab123a8c235e/skripta-iz-praktikuma-fizikalne-kemije-1-58585-kib.jpg)
