ZDRAVSTVENO VELEUČILIŠTE

KATEDRA ZA ANATOMIJU I FIZIOLOGIJU

Priručnik za vježbe iz Fiziologije za izvanredni

studij sestrinstva

rujan 2015.

Priredili:

dr.sc. Ivna Kocijan (ivna.kocijan@zvu.hr)

Tomislav Čengić, dr.med. (tomislav.cengic@gmail.com)

Stipe Ćorluka, dr.med. (stipe.corluka@zvu.hr)

Domagoj Gajski, dr. med. (domagoj.gajski@zvu.hr)

Prilagođeno prema PhysioEx 5.0 Laboratory simulations in Physiology i Biopac Student Lab

1

Popis vježbi:

1. Diferencijalna krvna slika

2. Prijenos tvari kroz staničnu membranu (PhysioEx)

3. Živčani impuls (PhysioEx)

4. Principi registracije i analize EEG-a (BIOPAC)

5. Fiziologija kontrakcije srčanog mišića (PhysioEx) i EKG (BIOPAC)

6. Dišni sustav (PhysioEx)

7. Spirometrijske vježbe (BIOPAC)

Vježbe iz fiziologije su obavezne za sve studente.

Voditelji vježbi:

dr.sc. Ivna Kocijan (ivna.kocijan@zvu.hr)

dr.sc. Ana Mojsović-Ćuić

Ante Subašić, dr.med.

Domagoj Gajski, dr.med. (domagoj.gajski@zvu.hr)

Filip Vrban, dr.med. (filip.vrban@zvu.hr)

Dejan Blažević, dr.med. (dejan.blazevic@zvu.hr)

2

DIFERENCIJALNA KRVNA SLIKA

Diferencijalna krvna slika je razmaz krvi na predmetnom stakalcu pomoću kojeg se dobivaju podaci o veličini i izgledu stanica te o udjelu pojedinih vrsta leukocita u ukupnom broju. Razmaz je obojan bojama koje stanične strukture čine vidljivima pod svjetlosnim mikroskopom.

Fiziološki raspon broja leukocita iznosi 5-10 x 109 /litri krvi. Prema izgledu, zastupljenosti i funkciji razlikujemo pet glavnih vrsta leukocita: neutrofile, eozinofile, bazofile, limfocite i monocite. Neutrofili, eozinofili i bazofili sadrže granule u citoplazmi zbog čega ih nazivamo granulocitima, dok monociti i limfociti nemaju granula pa ih nazivamo agranulocitima. Neutrofili su najbrojniji leukociti s udjelom od 60-70%. Druga najbrojnija skupina su limfociti (20-40%), a slijede ih monociti (2-6%), eozinofili (1-4%) i bazofili (0.5-1%)

Vježba: Na pripremljenom krvnom razmazu potražite stanice iz reda leukocita, pregledajte 100 stanica i za svaku odredite kojoj vrsti leukocita pripada. Upišite u tablicu i na kraju izračunajte postotni udio.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ukupno postotak

vrsta leukocita

neutrofili

eozinofili

bazofili

limfociti

monociti

UKUPNO

3

PRIJENOS TVARI KROZ STANIČNU MEMBRANU (PhysioEx)

U ovoj računalnoj simulaciji istražujemo kako tvari prolaze kroz staničnu membranu. Upoznat ćete

procese jednostavne i olakšane difuzije, osmoze i aktivnog prijenosa.

Stanična membrana selektivno propušta otopljene tvari iz izvanstanične tekućine u citoplazmu, i obrnuto. Prijenos tvari kroz membranu odvija se aktivno ili pasivno, ovisno o tome troši li stanica pritom energiju (ATP) ili ne.

� Otvorite program PHYSIOEX i u glavnom izborniku izaberite vježbu pod rednim brojem 1 - CELL TRANSPORT MECHANISMS AND PERMEABILITY (Stanični mehanizmi prijenosa tvari i propusnost).

Vježba 1. Jednostavna difuzija

Difuzija kroz staničnu membranu je oblik pasivnog prijenosa tvari. Javlja se zbog razlike u koncentraciji otopljene tvari između unutarnje i vanjske strane stanične membrane (koncentracijskog gradijenta). Otopljena tvar difundira kroz staničnu membranu iz područja svoje veće koncentracije u područje svoje manje koncentracije, dakle niz koncentracijski gradijent. Da bi otopljena tvar mogla difundirati, čestice moraju biti dovoljno male da mogu proći kroz pore u membrani ili tvar mora biti topiva u fosfolipidnom dvosloju stanične membrane.

� Na zaslonu su prikazana dva staklena spremnika. Dolje lijevo i dolje desno od spremnika nalaze se tipke (+) i (–) pomoću kojih reguliramo koncentracije NaCl, ureje, albumina i glukoze u otopinama. Na desnoj strani zaslona nalaze se četiri membrane različite propusnosti (DIALYSIS MEMBRANES). Svaka od ovih membrana sadrži pore koje propuštaju samo one tvari čija je relativna molekulska masa jednaka ili manja od vrijednosti naznačene ispod membrane (20, 50, 100 i 200 MWCO – engl. ˝molecular weight cutoff˝). Na dnu zaslona nalazi se tablica za unos podataka u koju možete upisati rezultate pritiskom na tipku RECORD DATA.

Zadatak:

1. Postavite membranu propusnosti 20 (MWCO 20) u prostor između dva spremnika. 2. U lijevi spremnik treba staviti 9 mM otopinu NaCl. Učinite to tako da ispod lijevog spremnika

podesite koncentraciju iona Na+ i Cl⁻ na 9 mM i pritisnite tipku DISPENSE. 3. U desni spremnik stavite deioniziranu vodu, na način da ispod desnog spremnika pritisnete

tipku DEIONIZED WATER i tipku DISPENSE. 4. Namjestite zaporni sat (TIMER) na 60 minuta i pritiskom na START pokrenite difuziju. 5. Pratite koncentracije Na+ i Cl⁻ u oba spremnika. Zabilježite rezultate u tablicu. 6. Isperite spremnike pritiskom na tipku FLUSH. 7. Ponavljajući korake od 1 do 6 upotrijebite sve ponuđene membrane. Zabilježite u Tablicu 1. da

li je došlo do difuzije (+) ili nije (-). 8. Ponovite isti eksperiment za ureju, albumin i glukozu, ponavljanjem koraka od 1 do 7.

4

Tablica 1. Rezultati jednostavne difuzije

Propusnost membrane

Otopljena tvar 20 50 100 200

Na+ Cl-

ureja

albumin

glukoza

Odgovorite na pitanja:

1. Koje su tvari mogle difundirati iz lijevog spremnika u desni kroz membranu propusnosti 20, 50, 100 i 200?

20: ______________________________________________________________________

50: ______________________________________________________________________

100: _____________________________________________________________________

200: _____________________________________________________________________

2. Koja tvar nije mogla difundirati? Objasnite zašto.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

3. Objasnite što znači da je neka membrana selektivno propusna:

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

4. Pretpostavimo da lijevi spremnik sadrži otopinu NaCl, ureje i albumina. Kakvu biste otopinu trebali

staviti u desni spremnik i koju biste membranu upotrijebili da iz lijevog spremnika uklonite ureju, a da se pritom koncentracija NaCl u lijevom spremniku ne promijeni? Što treba napraviti da se ureja u potpunosti ukloni iz lijevog spremnika? Provjerite simulacijom i obrazložite odgovor.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

5

Vježba 2. Olakšana difuzija

Molekule netopive u lipidima ili prevelike da bi prošle kroz pore membrane prenose se niz koncentracijski gradijent uz pomoć specifičnih proteinskih nosača koji se nalaze u staničnoj membrani. Ovakav oblik pasivnog prijenosa koji ovisi o nosaču nazivamo olakšanom difuzijom.

� U izborniku EXPERIMENT odaberite opciju FACILITATED DIFFUSION (olakšana difuzija). Zaslon izgleda slično kao i kod prethodnog eksperimenta. Tvari koje koristimo u ovoj vježbi su NaCl i glukoza, i njihove koncentracije reguliramo pritiskom na tipke (+) i (–). Na desnoj strani zaslona nalazi se prozorčić MEMBRANE BUILDER pomoću kojeg se može mijenjati broj nosača za glukozu u membrani.

Zadatak:

1. Namjestite broj nosača za glukozu na 500 i pritisnite tipku BUILD MEMBRANE. U membranu se ugrađuje 500 nosača. Postavite membranu u prostor između dva spremnika.

2. Ispod lijevog spremnika podesite koncentraciju iona Na+ i Cl⁻ na 9 mM i koncentraciju glukoze na 2 mM, te pritisnite tipku DISPENSE.

3. Desni spremnik napunite destiliranom vodom pritiskom na tipku DEIONIZED WATER i zatim na tipku DISPENSE.

4. Zaporni sat namjestite na 60 minuta i pritisnite START. 5. Promatrajte promjenu koncentracije Na+ i Cl⁻ i glukoze tijekom difuzije. 6. Zabilježite u tablicu vrijeme trajanja olakšane difuzije glukoze. 7. Isperite spremnike pritiskom na tipku FLUSH. 8. Ponovite korake od 1 do 7 pri koncentraciji glukoze od 8,0 mM. 9. Vratite membranu na njezino mjesto, a zatim ponovite korake od 1 do 8 koristeći membrane

sa 700 i 900 nosača.

Tablica 2. Rezultati olakšane difuzije

Broj nosača glukoze

Konc. glukoze (mM)

500 700 900

2.00

8.00

Odgovorite na pitanja:

5. Kako povećanje broja proteinskih nosača za glukozu utječe na trajanje olakšane difuzije? Objasnite svoj odgovor.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

6. Utječe li NaCl na brzinu olakšane difuzije glukoze? Objasnite svoj odgovor.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

6

Vježba 3. Osmoza Difuziju vode kroz polupropusnu membranu nazivamo osmoza. Kao i sve druge tvari, i voda difundira iz područja svoje veće koncentracije u područje svoje manje koncentracije.

� U izborniku EXPERIMENT odaberite opciju OSMOSIS. Zaslon izgleda slično kao u prethodnoj vježbi, s tom razlikom da sada koristimo NaCl, albumin i glukozu, i da se iznad svakog spremnika nalazi manometar koji mjeri promjenu tlaka u spremniku.

Zadatak:

1. Postavite membranu propusnosti 20 u prostor između dva spremnika 2. Namjestite koncentraciju NaCl u lijevom spremniku na 8,0 mM i pritisnite tipku DISPENSE. 3. Desni spremnik napunite destiliranom vodom. 4. Zaporni sat namjestite na 60 minuta i pritisnite START. Obratite pozornost na promjene tlaka

na manometrima. 5. Po završetku eksperimenta, u tablicu zabilježite osmotski tlak u milimetrima žive (mm Hg). 6. Vratite membranu u prozorčić DIALYSIS MEMBRANE i ponovite korake od 1 do 5 koristeći

membrane propusnosti 50, 100 i 200. 7. Ponovite isti eksperiment od 1. do 6. koraka za albumin, a poslije toga i za glukozu. U koraku 2

umjesto NaCl stavit ćete u lijevi spremnik 9,0 mM otopinu albumina, odnosno 9,0 mM otopinu glukoze. Ponovite još jednom eksperiment za glukozu koristeći 10,0 mM otopinu.

Tablica 3. Rezultati osmoze: osmotski tlak u milimetrima žive (mmHg).

Propusnost membrane

Otopljena tvar 20 50 100 200

Na+ Cl⁻

albumin

glukoza Odgovorite na pitanja:

7. Zašto se javlja osmotski tlak?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

8. Javlja li se osmotski tlak ako otopljena tvar može slobodno difundirati kroz membranu?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

9. Objasnite kako koncentracija otopljene tvari utječe na osmotski tlak.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

7

10. Ovisi li osmotski tlak o vrsti otopljenih čestica? A o njihovom broju u otopini?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

11. Navedite barem tri čimbenika koji utječu na osmotski tlak.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Vježba 4. Aktivni prijenos

Aktivni prijenos je način prijenosa tvari kroz membranu pri kojem stanica troši energiju. Energija za prijenos tvari je potrebna uvijek kada se tvar prenosi suprotno koncentracijskom ili elektrokemijskom gradijentu, te u slučaju da su čestice tvari prevelike za prolazak kroz membranske kanale. U aktivnom prijenosu sudjeluju i specifični proteinski nosači koje nazivamo crpke. Najrašireniji tip crpke u organizmu jest Na+/K+ crpka koja ione Na+ i K+ prenosi kroz membranu u smjeru suprotnom od njihovog koncentracijskog gradijenta: 3 Na+ izbacuje iz stanice i istovremeno 2 K+ ubacuje u stanicu.

� U izborniku EXPERIMENT izaberite opciju ACTIVE TRANSPORT (aktivni prijenos). Zaslon izgleda

slično kao u prethodnoj vježbi, osim što se sada umjesto manometra iznad svakog spremnika nalazi uređaj pomoću kojeg u spremnike dodajemo ATP. Tipkama + i – reguliramo koncentraciju NaCl, KCl i glukoze u otopini. Desno od spremnika je membrana u koju se mogu ugraditi nosači za glukozu i Na+-K+crpke za aktivni prijenos. U ovoj vježbi lijevi spremnik predstavlja unutrašnjost stanice, a desni spremnik predstavlja izvanstanični prostor.

Zadatak:

1. Pripremite membranu: namjestite broj nosača za glukozu i broj Na+/K+ crpki na 500 i pritisnite tipku BUILD MEMBRANE. Ovako pripremljenu membranu postavite u prostor između dva spremnika.

2. U lijevom spremniku namjestite koncentraciju NaCl na 9 mM i pritisnite DISPENSE. 3. U desnom spremniku namjestite koncentraciju KCl na 6 mM i pritisnite DISPENSE. 4. Namjestite koncentraciju ATP-a na 1 mM i pritisnite DISPENSE ATP. 5. Zaporni sat namjestite na 60 minuta i pritisnite START. 6. Rezultate zabilježite u tablicu pritiskom na tipku RECORD DATA.

Odgovorite na pitanja:

12. Promatrajte promjene u koncentracijama iona Na+ i K+. Prijenos Na+ se usporava i zatim potpuno prestaje prije isteka vremena. Razmislite zašto i obrazložite.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

13. Što bi se dogodilo da uopće niste dodali ATP?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

8

14. Isperite oba spremnika pritiskom na tipku FLUSH. Ponovite korake od 2 do 5, s time da u koraku 4 koncentraciju ATP-a namjestite na 3 mM. Promatrajte promjene u koncentracijama iona Na+ i K+. Što se sada događa s transportom Na+?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

15. Isperite oba spremnika pritiskom na tipku FLUSH. Ponovite korake od 2 do 6 koristeći 9,00 mM

otopinu NaCl u lijevom spremniku i 10 mM otopinu NaCl u desnom spremniku (umjesto 6 mM KCl). Utječe li ova promjena na prijenos Na+? Obrazložite svoj odgovor.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

16. Hoće li se promet Na+ i K+ promijeniti ako u otopinu dodamo glukozu? Razmislite i provjerite

simulacijom koristeći uvjete iz početnog zadatka.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Vježba 4. Aktivni prijenos

Aktivni prijenos je način prijenosa tvari kroz membranu pri kojem stanica troši energiju. Energija za prijenos tvari je potrebna uvijek kada se tvar prenosi suprotno koncentracijskom ili elektrokemijskom gradijentu, te u slučaju da su čestice tvari prevelike za prolazak kroz membranske kanale. U aktivnom prijenosu sudjeluju i specifični proteinski nosači koje nazivamo crpke. Najrašireniji tip crpke u organizmu jest Na+/K+ crpka koja ione Na+ i K+ prenosi kroz membranu u smjeru suprotnom od njihovog koncentracijskog gradijenta: 3 Na+ izbacuje iz stanice i istovremeno 2 K+ ubacuje u stanicu.

� U izborniku EXPERIMENT izaberite opciju ACTIVE TRANSPORT (aktivni prijenos). Zaslon izgleda slično kao u prethodnoj vježbi, osim što se sada umjesto manometra iznad svakog spremnika nalazi uređaj pomoću kojeg u spremnike dodajemo ATP. Tipkama + i – reguliramo koncentraciju NaCl, KCl i glukoze u otopini. Desno od spremnika je membrana u koju se mogu ugraditi nosači za glukozu i Na+-K+crpke za aktivni prijenos. U ovoj vježbi lijevi spremnik predstavlja unutrašnjost stanice, a desni spremnik predstavlja izvanstanični prostor.

Zadatak:

7. Pripremite membranu: namjestite broj nosača za glukozu i broj Na+/K+ crpki na 500 i pritisnite tipku BUILD MEMBRANE. Ovako pripremljenu membranu postavite u prostor između dva spremnika.

8. U lijevom spremniku namjestite koncentraciju NaCl na 9 mM i pritisnite DISPENSE. 9. U desnom spremniku namjestite koncentraciju KCl na 6 mM i pritisnite DISPENSE. 10. Namjestite koncentraciju ATP-a na 1 mM i pritisnite DISPENSE ATP. 11. Zaporni sat namjestite na 60 minuta i pritisnite START. 12. Rezultate zabilježite u tablicu pritiskom na tipku RECORD DATA.

9

Odgovorite na pitanja:

17. Promatrajte promjene u koncentracijama iona Na+ i K+. Prijenos Na+ se usporava i zatim potpuno prestaje prije isteka vremena. Razmislite zašto i obrazložite.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

18. Što bi se dogodilo da uopće niste dodali ATP?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

19. Isperite oba spremnika pritiskom na tipku FLUSH. Ponovite korake od 2 do 5, s time da u koraku 4 koncentraciju ATP-a namjestite na 3 mM. Promatrajte promjene u koncentracijama iona Na+ i K+. Što se sada događa s transportom Na+?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

20. Isperite oba spremnika pritiskom na tipku FLUSH. Ponovite korake od 2 do 6 koristeći 9,00 mM

otopinu NaCl u lijevom spremniku i 10 mM otopinu NaCl u desnom spremniku (umjesto 6 mM KCl). Utječe li ova promjena na prijenos Na+? Obrazložite svoj odgovor.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

21. Hoće li se promet Na+ i K+ promijeniti ako u otopinu dodamo glukozu? Razmislite i provjerite

simulacijom koristeći uvjete iz početnog zadatka.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

10

ŽIVČANI IMPULS (PhysioEx)

U ovoj simulaciji ćemo istražiti koji podražaji mogu izazvati živčani impuls i ispitati učinak nekih tvari na pojavu i provođenje živčanog impulsa. POBUĐIVANJE ŽIVČANOG IMPULSA

Vježba 1. Elektrostimulacija Zadaci i pitanja:

� Namjestite napon na 1.0 V pritiskom na tipku (+). � Pritisnite tipku za jednokratan podražaj SINGLE STIMULUS i promatrajte zaslon osciloskopa.

1. Je li na zaslonu zabilježen odgovor živca?_________________________ Ako je na zaslonu osciloskopa zabilježena ravna crta znači da nema odgovora živca na stimulaciju strujom, odnosno da se nije pobudio akcijski potencijal.

� Obrišite zaslon pritiskom na tipku CLEAR, povećajte napon i ponovo pritisnite tipku SINGLE STIMULUS sve dok se na zaslonu ne pojavi krivulja koja označava pojavu akcijskog potencijala.

2. Koliko iznosi napon praga, tj. napon pri kojem se prvi puta javlja akcijski potencijal? _____________V

� NEMOJTE BRISATI ZASLON! Ostavite krivulju na zaslonu, povećajte napon za 0.5 V i pritisnite

SINGLE STIMULUS.

3. Razlikuje li se dobivena krivulja od krivulje dobivene pri naponu praga? Promotrite detaljno zapis i obrazložite odgovor. _________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

� Nastavite povećavati napon za 0.5 V i jednokratno podraživati živac sve dok ne nađete napon kod kojeg je amplituda krivulje maksimalna, tj. kada se daljnjim povećanjem napona amplituda krivulje više ne mijenja.

4. Zabilježite vrijednost maksimalnog napona: _________ V

Vježba 2. Mehanička stimulacija

� Obrišite zaslon osciloskopa pritiskom na tipku CLEAR. � Pritiskom na tipku miša podignite stakleni štapić u donjem lijevom uglu zaslona, dovucite ga

iznad živca i otpustite. 5. Što primjećujete na zaslonu osciloskopa?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

6. Kako izgleda ova krivulja u odnosu na prethodne? _________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

� NEMOJTE BRISATI ZASLON! Ostavite krivulju na zaslonu za usporedbu sa sljedećim zadatkom.

11

Vježba 3. Termostimulacija

� Stavite stakleni štapić na grijač HEATER u donjem lijevom uglu zaslona i pritisnite tipku HEAT. Kad se štapić zagrije, dovucite ga iznad živca i otpustite.

7. Po čemu se ova krivulja razlikuje od krivulje dobivene nezagrijanim štapićem? Kako to objašnjavate?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Vježba 4. Kemijska stimulacija

� Pritisnite mišem na čep bočice s otopinom soli NaCl (SODIUM CHLORIDE) i dovucite kapaljku iznad živca, a zatim ispustite sadržaj.

8. Javlja li se akcijski potencijal? ____________________

� Isperite živac pritiskom na tipku CLEAN i obrišite zaslon osciloskopa pritiskom na tipku CLEAR. Sada na živac nakapajte klorovodičnu kiselinu HCl (HYDROCHLORIC ACID).

9. Javlja li se akcijski potencijal prilikom dodavanja kiseline? ______________________ Zaključak

10. Na temelju naučenog u prethodnim vježbama, navedite kakvi sve podražaji mogu izazvati akcijski potencijal u živcu.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

INHIBICIJA ŽIVČANOG IMPULSA

Neke tvari mogu inhibirati živčane impulse. U ovoj vježbi ćete ispitati učinak etera, kurarea i lidokaina na nastanak i provođenje akcijskog potencijala u živcu.

Eter je organsko otapalo koje ima anestetička svojstva i u prošlosti se koristilo za izazivanje opće anestezije. Kurare je biljni ekstrakt kojeg južnoamerički indijanci koriste prilikom lova tako što njime namažu strelice. Toksin iz kurarea veže se za receptore acetilkolina na postsinaptičkoj membrani čime onemogućava vezivanje acetilkolina i prijenos impulsa s jednog neurona na drugi, uslijed čega u organizmu dolazi do paralize. Lidokain je blokator natrijevih kanala u staničnoj membrani i djeluje kao lokalni anestetik.

� U izborniku EXPERIMENT odaberite opciju INHIBITING A NERVE IMPULSE (inhibicija živčanog impulsa).

12

Vježba 5 . Učinak etera

� Provjerite podražljivost živca: namjestite napon na vrijednost napona praga i pritisnite STIMULATE.

11. Da li je na zaslonu osciloskopa zabilježena krivulja akcijskog potencijala?_______________

� Obrišite krivulju. Sada mišem uzmite kapaljku iz bočice s eterom i ispustite sadržaj na živac. Namjestite napon na vrijednost napona praga i pritisnite STIMULATE.

12. Javlja li se akcijski potencijal?______________

� Pritisnite tipku TIME (min) - vrijeme u minutama, smještenu lijevo ispod zaslona osciloskopa. Vremenska skala sada je postavljena na 10 minuta, s odjeljcima od jedne minute. Na ovakvoj skali akcijski potencijal više neće imati oblik krivulje već okomite crte.

� Namjestite vremenski razmak između podražaja (INTERVAL BETWEEN STIMULI) na jednu minutu i pritisnite tipku STIMULATE.

13. Nakon koliko vremena se javlja prvi akcijski potencijal? Kako to objašnjavate?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

� Pritisnite STOP, a zatim tipku TIME (msec). Vremenska skala sada je opet postavljena na 10

milisekundi. Isperite živac pritiskom na tipku CLEAN, obrišite zaslon osciloskopa pritiskom na CLEAR i postavite vremenski razmak između podražaja Interval between stimuli na 0.

Vježba 5 . Učinak kurarea

� Uzmite kapaljku s kurareom i nakapajte ga na živac. Namjestite napon na vrijednost napona praga i pritisni STIMULATE.

14. Javlja li se akcijski potencijal? Obrazložite.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

15. Što mislite, kakav bi bio učinak kurarea u živom organizmu?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

� Isperite živac pritiskom na tipku CLEAN i obrišite zaslon osciloskopa pritiskom na CLEAR.

Vježba 6 . Učinak lidokaina

� Uzmite kapaljku s lidokainom i nakapajte ga na živac. Namjestite napon na vrijednost napona praga i pritisni STIMULATE.

16. Javlja li se akcijski potencijal? Obrazložite.

__________________________________________________________________________________

13

PRINCIPI REGISTRACIJE I ANALIZE EEG-a (BIOPAC) UVOD Elektroencefalografija (EEG) je dijagnostička i istraživačka metoda koja registrira bio električne aktivnosti mozga. Registriranje se vrši pomoću elektroda koje postavljamo na kožu lubanje, a ispod lubanje je dio mozga koji pratimo (Vidi Sliku 1.). Izvorno dobivamo vrlo male oscilacije potencijala između tako postavljenih elektroda, pa zbog toga koristimo aparate za pojačavanje ovih oscilacija (engl. amplifier). Oscilacije bio električnih potencijala s moždane kore se tako prikazuju u obliku kontinuiranih krivulja, različitih oblika, u kojima prepoznajemo različite cerebralne ritmove.

Slika 1. Prikaz moždane kore i osnovnih mjesta postavljanja EEG elektroda Kod standardnog snimanja EEG-a osoba je budna, relaksirana i zatvorenih očiju. U takvoj snimci možemo razlikovati nekoliko osnovnih cerebralnih ritmova koji su prikazani na Slici 2.

Slika 2. Prikaz jednostavnih cerebralnih ritmova: alfa, beta, theta i delta

14

Ovi osnovni cerebralni ritmovi se razlikuju po: a) svojoj frekvenciji (koja se mjeri u Hz ili ciklima u sekundi), b) amplitudi valova (mjeri se u μV), c) mjestu gdje su snimani (lokalizacija elektroda u odnosu na moždanu koru). U Tablici 1. su prikazani osnovni cerebralni ritmovi podijeljeni po frekvenciji i amplitudi.

Cerebralni ritam frekvencija (Hz) amplitude (μV)

alfa ritam 8-13 25-50 (rijetko do 100)

beta ritam 14-22 (do 35 Hz moguća je vrlo brza beta aktivnost)

5-30

theta ritam 4-7 10

delta ritam 0-3 20-200

Tablica 1. Osnovni cerebralni ritmovi u kliničkim mjerenjima podijeljeni prema frekvenciji i amplitudi Alfa ritam Ovo je osnovni cerebralni ritam stanja mirovanja u budnog bolesnika sa zatvorenim očima. Rasprostranjen je u stražnjem dijelu moždane kore, a postepeno se gubi prema prednjim moždanim regijama. Maksimalne amplitude se registriraju okcipitalno i parijetalno (Vidi Sliku 1.; O i P elektrode). Primijećeno je da je ukupna srednja frekvencija alfa ritma u žena viša nego u muškaraca, dok amplituda alfa ritma npr. ovisi o tome da li je ispitanik usredotočen na neku mentalnu radnju koju provodi zatvorenim očima. Alfa ritam je izraženiji kod “više društvenih” osoba i pojačava se između 13:30 do 14:30 kada je i većina ispitanika manje usredotočena na ono što radi. Blokiranje alfa ritma

Ukoliko ispitanik otvori oči pojavljuje se nova moždana aktivnost i novi moždani ritam. Osnovni alfa ritam će se izgubiti tj. doći će do “blokiranja alfa ritma” i zamijenit će ga niževoltažni brzi valovi. Neurofiziološki gledano reakcija cijelog sustava moždanih neurona ovisi o tome koliko se aktivnih neuronskih jedinica uključilo i koji je vremenski slijed njihove aktivacije. Dakle, snimanjem EEG-a za vrijeme otvaranja očiju i “podražaja” svjetlom, možemo procijeniti koliko i gdje su neuronski elementi “već zauzeti” i zbog toga i “neraspoloživi” u vrijeme stimulacije. Ukoliko je dovoljan broj neurona “raspoloživ” oni će se aktivirati i uslijedit će “razbijanje sinhronog alfa ritma”. Dobit ćemo desinhroni odgovor tj. doći će do promjene karakteristike vala, tzv. desinhronizacije. Beta valovi su nižih amplituda od alfa valova. To ne znači da je tada mozak manje električki aktivan, već da se “zbrojena i registrirana” pozitivna i negativna izbijanja potencijala moždane kore međusobno djelomično poništavaju i kao rezultat daju manji ukupni val pri ispisu. Beta ritam Beta ritam i njegovi valovi predstavljaju fazu fizičke odnosno psihičke aktivnosti mozga, tj. postavlja mozak u stanje “više pripravnosti”, a povezuju se s prisjećanjem zapamćenog. Beta ritam se javlja i prilikom spavanja i to u fazi spavanja s brzim pokretima očiju (REM faza), U spavanju je EEG obično karakterističnog vretenastog izbijanja. Različiti lijekovi kao barbiturati i sedativi pojačavaju upravo ovu aktivnost. Rasprostranjenost beta valova je prisutna u prednjem dijelu korteksa, u frontalnoj regiji i tzv. “centralnom korteksu” (Vidi Sliku 1: F i C elektrode)

15

Theta ritam U budnom stanju ovaj ritam smatramo normalnim ukoliko se registrira povremeno, umjerenih amplituda, simetrično iznad temporalnih regija (Vidi Sliku 1: T elektrode), a povezuje ga se s aktivnostima medijalne strane temporalnih režnjeva, koji sudjeluju u formiranju emocija. Ukoliko nije patološki, theta ritam možemo blokirati otvaranjem očiju u isto vrijeme kada i alfa ritam. Ponekad je prisutan i do 25 godine života kao znak nedovršenog sazrijevanja mozga. Ovaj moždani ritam je normalno prisutan i za vrijeme sna sve do početka REM faze. Dok ispitanik pada u sve dublji san, usporava se naime i njegova moždana aktivnost. Delta ritam Ovaj ritam je u odraslih osoba uvijek nepoželjan i patološki ritam. Sporiji valovi (delta, ali isto tako i theta valovi ) inače kod budnih ispitanika mogu značiti: a) postojanje bio električnog žarišta u području korteksa, koje remeti uobičajeni moždani ritam, kao što je to slučaj s tumorima ili nekim vaskularnim moždanim oštećenjima, b) poremećaj bio električne sinkronizacije dublje u moždanom tkivu ukoliko postoji sporiji moždani ritam u samo jednoj od hemisfera, c) postojanje teškog i cjelovitog oštećenja moždane kore s poremećajem stanja svijesti (koma) kada u cijeloj snimci prevladavaju ovi valovi. Tehnike EEG snimanja u vježbama Elektrode se postavljaju na kožu lubanje, a ispod lubanje je dio kore mozga čiji bio električki potencijal registriramo (Vidi sliku 1.). Elektrode se označavaju prema regiji moždane kore koju snimaju: 1. F- frontalna regija 2. C- regija centralnog sulkusa 3. P- parijetalna regija 4. T- temporalna regija 5. O- okcipitalna regija Registrirat ćemo promjenu električnih potencijala (u μV) između dva aktivna pola smještena na dvije odabrane elektrode. Treća elektroda je tzv. elektroda uzemljenja (Engl. ground electrode), smještena na uški i služi kao “uzemljenje”, tj. za postavljanje i održavanje osnovnih vrijednosti napona tijela ispitanika za vrijeme mjerenja. Elektrode u kliničkom snimanju EEG-a se postavljaju prema “Internacionalnom sistemu 10-20” Kada u kliničkoj praksi analiziramo osnovne aktivnosti (cerebralni ritam) u EEG snimci bolesnika gledamo: 1. Da li je cerebralni ritam simetričan u obje hemisfere? 2. Koji od je od cerebralnih ritmova najizraženiji? 3. Da li su cerebralni ritmovi lokalizirani tamo gdje ih očekujemo (npr. alfa-straga, beta-sprijeda) ? 4. Da li se EEG snimka cerebralnog ritma mijenja na otvaranje očiju ispitanika? 5.Da li je prema valovima bolesnik budan, u snu, ili bez svijesti ? 6. Da li su prisutne i druge neželjene, patološke aktivnosti moždane kore uz neki od tipičnih patoloških izgleda cerebralnog ritma: kao sto su npr. pojava šiljaka, oštrih šiljaka, sporih šiljaka ili pojava još kompleksnije patološke aktivnosti (npr. šiljak val kompleks kod petit mal epilepsije)

16

PRIPREMA UREĐAJA: 1. Uključite računalo. 2. Provjerite je li Biopac MP30 jedinica isključena. 3. Spojite BIOPAC elektrode (SS2L) u kanal I (CH1). 4. Uključite jedinicu MP30. 5. Uputite ispitanika da zauzme relaksirajući sjedeći položaj s opuštenim mišićima glave i vrata, i glavom nagnutom na jednu stranu 6. Postavite elektrode prema shemi na Slici 3.

Slika 3. Postavljanje EEG elektroda 7. Spojite žice na EEG elektrode prema bojama istaknutim na Slici 3. 8. Dodatno pritisnite i učvrstite elektrode za kožu glave s 3M suportivnom plastičnom folijom 9. Zatražite ispitanika da se potpuno opusti u trajanju od 5 minuta 10. Pokrenite Biopac Student Lab program. 11. Izaberite opciju Lesson 3 (L03-EEG-I). 12. Utipkajte naziv dokumenta (Filename) i kliknite OK. KALIBRACIJA 1. Kalibraciju izvodi voditelj vježbe uz pomoć demonstratora ili studenta. 2. Provjerite montažu elektroda 3. Pritisnite tipku Calibrate. 4. Provjerite montažu elektroda 5. Pritisnite tipku OK 6. Provjerite podatke o kalibraciji koja traje 15 sec. 7. Ukoliko ste dobro proveli kalibraciju dobiti ćete zapis na ekranu kao na Slici 4.

Slika 4. 8. Ako trebate ponoviti postupak kalibracije, pritisnite tipku Redo Calibration.

17

Vježba 1. Mjerenje i snimanje podataka

� Priprema za snimanje

− Elektrode moraju biti maksimalno priljubljene uz kožu ispitanika

− Ispitanik mora ležati i mirno disati prije početka snimanja i opustiti mišiće lica.

− Kroz period snimanja s otvorenim očima ispitanik ne smije treptati � Pritisnite Record.

VODITELJ VJEŽBE: Upućuje ispitanika da ostane opušten, te kada treba otvoriti ili zatvoriti oči prema shemi:

vrijeme (sec) položaj očnih kapaka

0-10 oči zatvorene

10-20 oči otvorene

20-30 oči zatvorene

ASISTENT : Postavlja markere kad se mijenja stanje otvorenih /zatvorenih očiju prema shemi:

vrijeme (sec) marker

u 10-toj sec oči otvorene

u 20-toj sec oči zatvorene

Na kraju mjerenja pritisne tipku Stop.

� Ukoliko je snimka na monitoru slična Slici 5 prelazi se u slijedeći dio mjerenja. Ukoliko je potrebno postupak ponoviti mjerite i snimate ponovo pritiskom na Redo

Slika 5.

� Ukoliko ste zadovoljni s mjerenjem pritisnite redom tipke: a) alpha, b) beta, c) delta d) theta

� Ukoliko je izgled monitora sličan Slici 6 pritisnite tipku Done i završite mjerenje. Ukoliko je potrebno postupak ponoviti pritisnite tipku Redo

18

Slika 6.

� Uklonite elektrode s ispitanika Vježba 2. Analiza podataka

� Pritisnite na Review Saved Data. � Na monitoru vidite sliku sličnu Slici 6: 5 krivulja, odnosno 5 kanala.

Kanal 1 (CH 1) prikazuje ono što je uređaj mjerio, a to je ukupni EEG signal. Kanal 2 (CH 2) prikazuje izdvojeni alfa cerebralni ritam Kanal 3 (CH3) prikazuje izdvojeni beta cerebralni ritam Kanal 4 (CH4) prikazuje izdvojeni delta cerebralni ritam Kanal 5 (CH5) prikazuje izdvojeni theta cerebralni ritam

� Budući da nas zanimaju isključivo izdvojeni kanali cerebralnog ritma, s monitora uklonite kanal koji prikazuje ukupni EEG signal

(CH 1) pritiskom na tipku “Ctrl” na tipkovnici i istovremenim označavanjem broja suvišnog

kanala mišem (lijevo iznad krivulja su kvadratići s brojevima kanala).

1. Zadatak: Mjerenje amplituda EEG-a

� Podesite prozorčiće za mjerenje (pravokutni okviri iznad krivulja) na slijedeći način:

Kanal mjerimo

CH2 stddev

CH3 stddev

CH4 stddev

CH5 stddev

stdev– standardna devijacija je mjera varijabilnosti podataka. Podaci su amplitude cerebralnog ritma.

Ovaj način prikaza odstranjuje krajnje vrijednosti ili artefakte koji tako ne utječu na provedeno

mjerenje Podsjetnik: područje za mjerenje odabirete I-beam kursorom i to od početka mjerenja (0 sec) do

postavljanja prvog markera, te područja između dva markera.

� Izmjerene podatke upišite u Tablicu 1. Amplitude EEG-a /standardna devijacija

19

Tablica 1.

Cerebralni ritam Kanal Oči zatvorene Oči otvorene Oči ponovno zatvorene

alfa CH2

beta CH3

delta CH4

theta CH5

2. Zadatak: Mjerenje frekvencija EEG-a

� Podesite prozorčiće za mjerenje (pravokutni okviri iznad krivulja) na slijedeći način

Kanal mjerimo

CH2 Freq

CH3 none

CH4 none

CH5 none

� Uvećajte područje od početka mjerenja (0 sec) do prvog markera tj. onaj dio krivulje koji prikazuje cerebralne ritmove ispitanika sa zatvorenim očima i uočite liniju valova

� Na krivulji alfa ritma, I-kursorom označite područje od vrha jednog vala do vrha idućeg vala (jedan ciklus) i očitajte frekvenciju. Potrebna je preciznost jer ako označite više od jednog ciklusa frekvencija neće biti točno očitana. Vrijednost frekvencije za ciklus 1 unesite u tablicu 2. Isto ponovite za još dva ciklusa i unesite u tablicu.

� Na isti način očitajte frekvencije za beta, delta i theta ritam i unesite u tablicu 2. Freq–pretvara odabrani vremenski segment u vrijednost frekvencije (ciklusi u sekundi ili Hz) i

primjenjuje se za sve kanale s obzirom da se izračunava uz pomoć horizontalne vremenske skale.

Mjerenje frekvencije može se provesti samo za jedan vremenski period, a ne više njih.

� Očitajte vrijednost Freq i upišite je u Tablicu 2. kao frekvenciju svakog pojedinog cerebralnog ritma u zadanim ciklusima snimanja.

Tablica 2.

Cerebralni ritam

Kanal Ciklus 1 Ciklus 2 Ciklus 3 Srednja vrijednost

alfa

beta

delta

theta

Odgovorite na pitanja: 1. Po kojim značajkama se razlikuju osnovni cerebralni ritmovi? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

20

2. Navedite 4 osnovna cerebralna ritma uz pripadajuće frekvencije i amplitude ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3. Što u EEG-u znači “blokiranje alfa ritma” ? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Nakon analize alfa i beta moždanog ritma u provedenom mjerenju odgovorite na slijedeća pitanja: 4. Koji moždani ritam ima valove manje amplitude kada bolesnik ima otvorene oči i zašto? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5. Koji je ritam izraženiji kada ispitanik ima otvorene oči? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Dok je mjerenje amplitude alfa valova odraz moždane aktivnosti, kod valova beta moždanog ritma nema ovakve izravne povezanosti ukoliko su oči ispitanika otvorene. Objasni. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Koji cerebralni ritam nije nikada prisutan kod zdravih odraslih osoba? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8. Navedi po jedan primjer a) kada je usporeni moždani ritam normalna pojava i b) kada je znak bolesnog stanja ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

21

FIZIOLOGIJA KONTRAKCIJE SRČANOG MIŠIĆA (PhysioEx)

Srčani mišić se razlikuje od skeletnog strukturno i funkcionalno. Za razliku od skeletnih mišića, pojedina srčana mišićna vlakna posjeduju i sposobnost spontane depolarizacije (samopodraživanja), što znači da za pojavu akcijskog potencijala na vlaknima srčanog mišića i kontrakciju srca nije potreban vanjski živčani impuls. Samopodraživanje se normalno javlja u pravilnim vremenskim razmacima u srčanom predvodniku nazvanom sinus-atrijski čvor ili sinusni čvor. To je dio srčanog mišića smješten u desnom atriju i zaslužan za automatsku električnu ritmičnost. Na aktivnost srca djeluju autonomni živčani sustav (simpatikus i parasimpatikus), hormoni, tjelesna temperatura, različiti ioni, metaboliti i neki lijekovi. U vježbi ćemo istražiti učinke nekih od navedenih čimbenika na rad srca.

� U ovoj simulaciji fiziologija srca se istražuje na modelu žabljeg srca. Iako je anatomska građa

ljudskog srca i srca žabe različita (srce žabe građeno je od dvije pretklijetke i jedne nepotpuno pregrađene klijetke), fiziološki mehanizmi su vrlo slični ili isti. U glavnom izborniku izaberite vježbu Frog Cardiovascular Physiology.

Vježba 1. Kontrakcija srca

� Na zaslonu je prikazano srce žabe na koje neprestano kapa Ringerova otopina (izotonična otopina NaCl, KCl i CaCl2). Osciloskop prikazuje krivulju kontrakcije srca, frekvenciju kontrakcije ventrikula u prozorčiću HEART RATE (bpm - broj otkucaja u minuti) i aktivnost srca kao: - normalni srčani ritam u mirovanju (Heart Rate Normal) - promjenjivi ritam kada se frekvencija povećava ili smanjuje (Heart Rate Changing) - stabilni ritam koji je niži ili viši od normalnog ritma (Heart Rate Stable)

Zadatak:

1. Na krivulji kontrakcije srčanog mišića, koja se naziva kardiogram, uočite kontrakciju pretklijetki, kontrakciju klijetke (sistola), relaksaciju klijetke (dijastola), i zabilježite broj otkucaja u minuti: ___________________. Srčani ciklus je razdoblje od početka jedne kontrakcije do početka iduće kontrakcije srca.

Vježba 2. Istraživanje vremena nepodražljivosti (refrakternosti)

Za razliku od skeletnih mišića, srčana mišićna vlakna imaju dugačak period nepodražljivosti i ne mogu se tetanički kontrahirati.

� Elektrodu za direktno podraživanje srca DIRECT HEART STIMULATION stavite na držač s desne

strane srca. Pritiskom na tipku SINGLE STIMULUS, primjenjujte pojedinačni podražaj u slijedećim razdobljima srčanog ciklusa:

a) neposredno prije početka kontrakcije klijetke b) na vrhuncu kontrakcije klijetke c) za vrijeme relaksacije klijetke

Uočite nastanak prijevremene sistole (ekstrasistole) i kompenzacijske pauze.

22

1. Tijekom kojeg dijela srčanog ciklusa je moguće izazvati prijevremenu sistolu? ____________________________________________________________________________

2. Pokušajte izazvati tetaničku kontrakciju srca primjenjujući višestruki podražaj (tipka MULTIPLE STIMULUS). Koji je rezultat primijenjenog podražaja?

____________________________________________________________________________

3. Imajući u vidu funkciju srca, objasnite zašto je važno da se srčani mišić ne može tetanički kontrahirati.

_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

Vježba 3. Istraživanje učinka stimulacije n. vagusa na rad srca

N. vagus do srca prenosi parasimpatičke živčane impulse, čime utječe na srčanu aktivnost.

Zadatak:

1) Vratite elektrodu za direktno podraživanje na mjesto i postavite elektrodu za podraživanje vagusa VAGUS NERVE STIMULATION na držač s desne strane srca. Namjestite stimulator na 50 podražaja u sekundi (stimuli/sec). Primijenite višestruki podražaj pritiskom na tipku MULTIPLE STIMULUS. Promatrajte kardiogram sve dok srce u potpunosti ne prestane s radom i zatim ponovno počne kontrahirati, a zatim zaustavite podraživanje (STOP STIMULUS).

4. Kako stimulacija vagusa utječe na rad srca? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

UČINAK FIZIČKIH I KEMIJSKIH ČIMBENIKA NA SRČANU AKTIVNOST U izborniku Experiment odaberite opciju MODIFIERS OF HEART RATE. Vježba 4. Učinak temperature na rad srca

Zadatak:

1) Pritisnite tipku 5oC RINGER'S i promatrajte rad srca u hladnoj Ringerovoj otopini. 2) Kada se na prozorčiću ispod ekrana osciloskopa pojavi poruka da se srčani ritam stabilizirao

(Heart Rate Stable) zabilježite rezultat u tablicu pritiskom na tipku RECORD DATA.

5. Zabilježite broj otkucaja u minuti. Kakvu promjenu je izazvala hladna Ringerova otopina? _______________________________________________________________________________

3) Pritisnite tipku 23oC RINGER'S da zagrijete srce na sobnu temperaturu i kada se pojavi poruka

Heart Rate Normal pritisnite tipku 32 OC RINGER'S. Kada se na prozorčiću ispod ekrana osciloskopa pojavi poruka da se srčani ritam stabilizirao (Heart Rate Stable) zabilježite rezultat u tablicu pritiskom na tipku RECORD DATA.

6. Zabilježite broj otkucaja u minuti. Kakvu promjenu je izazvala topla Ringerova otopina?

23

_______________________________________________________________________________

4) Isperite srce Ringerovom otopinom sobne temperature (tipka 23OC RINGER'S) i pričekajte da se srčani ritam vrati na normalu prije početka idućeg pokusa.

Vježba 5. a) Učinak pilokarpina Pilokarpin je biljni alkaloid koji simulira učinak parasimpatičkih živčanih impulsa (to jest učinak stimulacije n. vagusa) tako što pojačava otpuštanje acetilkolina.

Zadatak: 1) Uzmite kapaljku iz bočice s pilokarpinom i ispustite sadržaj cca. 3 cm iznad srca. Promatrajte

rad srca sve do pojave oznake Heart Rate Stable i zabilježite rezultat u tablicu pritiskom na RECORD DATA.

7. Zabilježite broj otkucaja u minuti. Kako pilokarpin utječe na rad srca?

______________________________________________________________________________

b) Učinak atropina � Atropin je biljni alkaloid koji blokira učinak acetilkolina vezujući se za njegove receptore na

postsinaptičkoj membrani.

Zadatak: 1) Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC i pričekajte da se srčani ritam stabilizira (Heart

Rate Normal). 2) Uzmite kapaljku iz bočice s atropinom, ispustite sadržaj iznad srca i promatrajte njegov rad do

pojave oznake Heart Rate Stable.

8. Zabilježite rezultat. Kakav učinak ima atropin? _______________________________________________________________________________ 9. Koji od dva ispitana lijeka djeluje kao agonist receptora acetilkolina, a koji kao antagonist? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

c) Učinak adrenalina na rad srca

Zadatak: 1) Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC i pričekajte da se srčani ritam stabilizira (Heart

Rate Normal). 2) Uzmite kapaljku iz bočice s adrenalinom (engl. naziv epinephrine), ispustite sadržaj iznad srca i

promatrajte njegov rad do pojave oznake Heart Rate Stable.

24

10. Zabilježite rezultat. Kakav učinak ima adrenalin? ___________________________________________________________________________

11. Koji dio autonomnog živčanog sustava oponaša učinak adrenalina?

_______________________________________________________________________________

d) Učinak digitalisa na rad srca

Zadatak:

1) Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC i pričekajte da se srčani ritam stabilizira (Heart

Rate Normal). 2) Uzmite kapaljku iz bočice s digitalisom, ispustite sadržaj iznad srca i promatrajte njegov rad do

pojave oznake Heart Rate Stable.

12. Zabilježite rezultat. Kakav učinak ima digitalis?

_________________________________________________________________________

Vježba 6. Učinak iona na rad srca Zadatak: Promatrajte učinak pojedinih iona na srčani ritam, stabilizaciju ritma i jačinu kontrakcije.

a) Učinak kalcijevih iona

1) Nakapajte na srce otopinu s kalcijevim ionima i promatrajte njegov rad do pojave oznake Heart

Rate Stable. Zabilježite rezultat u tablicu. 2) Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC.

13. Kakav učinak imaju ioni kalcija na rad srca?

___________________________________________________________________________

b) Učinak natrijevih iona

1) Nakapajte na srce otopinu s natrijevim ionima i promatrajte rad srca do pojave oznake Heart

Rate Stable. Zabilježite rezultat u tablicu. 2) Srce isperite Ringerovom otopinom od 23oC.

14. Kakav učinak imaju ioni natrija na rad srca?

___________________________________________________________________________

c) Učinak kalijevih iona

1) Nakapajte na srce otopinu s kalijevim ionima, promatrajte rad srca do pojave oznake Heart

Rate Stable i zabilježite rezultat u tablicu. 2) Srce isperite 23oC Ringerovom otopinom.

15. Kakav učinak imaju ioni kalija na rad srca?

_______________________________________________________________________________

25

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:

o Srčani predvodnik, u kojem nastaju električni impulsi (SA-čvor) o Provodna muskulatura, koja širi električni signal kroz srce (Slika 1.) o 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 vezivno tkivo, tako da je jedini mogući put kojim impuls može prijeći 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 Purkinjeovih vlakana u miokard ventrikula, što uzrokuje njihovu kontrakciju (ventrikularna sistola).

Slika 1

Lijevi atrij

Hissov snop

Lijevi ventrikul

Purkinjeova vlakna

Desni ventrikul

AV-čvor

SA-čvor

Desni atrij

26

� Elektrokardiogram (EKG) je snimka električnih zbivanja u srcu, tj. depolarizacije i repolarizacije pojedinih dijelova srca, registrirana s površine tijela pomoću elektroda. Glavni elementi EKG-a su bazalna ili izoelektrična crta, P-val, QRS-kompleks i T-val (Slika 2).

• Izoelektrična crta je ravna crta na EKG-u. Od nje započinje depolarizacija i repolarizacija 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 ventrikularne dijastole.

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 (depolarizacija i repolarizacija)

� Uz navedene valove 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.

27

� 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 tok 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 depolarizirano 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. Obzirom da jačina struje ovisi o masi tkiva koje je depolarizirano, a ventrikuli čine glavninu mase srca, tako 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 pozitivnu elektrodu na lijevom gležnju, negativnu elektrodu na zaglavku desne ruke, a elektrodu za uzemljenje na desnom gležnju.

28

Zadatak:

� PRIPREMA UREĐAJA � Na računalo je priključen uređaj MP30 koji prima signale pretvarača ili elektroda, pojačava ih i

prenosi u računalo. Elektrode su priključene na CH2. � Provjerite da li je uređaj MP30 uključen. � Ispitanik treba biti u ležećem položaju. � Priključite elektrode na ispitanika na slijedeći način:

1. Po jednu vinil-elektrodu zalijepite na zaglavak desne ruke i na unutrašnju stranu

obje noge, malo iznad gležnja i pričvrstite ljepljivom trakom. Kožu na koju se lijepi elektroda prethodno namazati elektrodnim gelom.

2. Na desnu ruku priključite bijelu elektrodu (negativna), na lijevu nogu crvenu elektrodu (pozitivna), a na desnu nogu crnu elektrodu (uzemljenje).

3. I ove elektrode pričvrstite ljepljivom trakom.

� Ispitanik treba opušteno ležati. � Pokrenite BIOPAC Student Lab Program � Izaberite Lesson L05-ECG.1

� Unesite ime ispitanika.

� Potvrdite sa OK.

� KALIBRACIJA

� Dobro provjerite stanje elektroda i provjerite je li ispitanik opušten. � Izaberite Calibrate. Tijekom kalibracije ispitanik mora ležati opušten, a uređaj automatski

bilježi njegov EKG.

� Pričekajte dok se kalibracijski postupak završi (oko 8 sec.)

� Provjerite podatke dobivene kalibracijom.

� Ukoliko su dobiveni podatci ispravni pripremite se za slijedeći korak (Slika 3). U suprotnom, kalibracija se ponavlja pritiskom na Redo Calibration.

29

Slika 3

� 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 provjerite stanje elektroda. Dobro pročitajte postupak prije izvođenja svake vježbe.

Vježba 1. Ležeći položaj

� Pritisnite Record. � Snimajte 20 sekundi. � Pritisnite Suspend. � Provjerite dobivenu krivulju. Ako rezultati nisu ispravni, ponovite postupak pritiskom na Redo,

u protivnom idite na slijedeći korak. Vježba 2. Sjedeći položaj

� Ispitanik treba brzo sjesti i umiriti se. � Izaberite Resume. � Snimajte 20 sekundi. � Pritisnite Suspend. � Provjerite dobivenu krivulju. Ako rezultati nisu ispravni, ponovite postupak pritiskom na Redo,

u protivnom idite na slijedeći korak. Vježba 3. Sjedeći položaj, duboko disanje

� Izaberite Resume. � Snimajte 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).

� Pritisnite Suspend. � Provjerite dobivenu krivulju. Ako rezultati nisu ispravni, ponovite postupak pritiskom na Redo,

u protivnom idite na slijedeći korak.

30

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.

� Izaberite Resume. � Snimajte 90 sekundi. � Pritisnite Suspend . � Provjerite dobivenu krivulju. Ako rezultati nisu ispravni, ponovite postupak pritiskom na

Redo, u protivnom idite na slijedeći korak. � Izaberite Done. Podatke snimite na Floppy A � Elektrode treba skinuti i navlaženom vatom očistiti gel sa kože.

� ANALIZA PODATAKA

� Analiziramo komponente EKG-a srčanog ciklusa te mjerimo njihove amplitude (mV) i trajanje

(msec). � Izaberite Review Saved Data. � Potpune krivulje dobivamo na ekranu pritiskom na Display - Autoscale horizontal. Za

podešavanje visine valova koristimo Autoscale waveforms. � U donjem desnom kutu 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: o CH2 delta T – razlika u vremenu između početne i krajnje točke odabranog područja o CH2 bpm – broj otkucaja u minuti o CH2 delta – razlika u amplitudi između zadnje i prve izmjerene točke u mjerenom

području u milivoltima o CH2 max – najveća amplituda u odabranom području

Analiza 1. Ležeći položaj

� U odgovarajućem dijelu krivulje odaberite dva ili tri srčana ciklusa i povećajte ih.

� I-Beam kursorom što preciznije obilježite područje između vrhova dva susjedna R vala na povećanom dijelu krivulje.

� U okvirima za podatke pojavit će se odgovarajuće vrijednosti.

� Očitane vrijednosti upišite u Tablicu 1 te istovremeno ispunite Tablicu 2 tako da analizirate pojedinačne komponente odabranih ciklusa EKG-a, rezultate upišite u tablicu 2 i izračunajte srednju vrijednost. Sve vrijednosti koje upisujete u tablice zaokružite na dvije decimale.

� Ponovite postupak za sljedeći srčani ciklus. Izračunajte srednju vrijednost (sv).

31

Tablica 1

Mjerenje

Srčani ciklus

sv* 1 2

∆T

BPM

* srednja vrijednost

Tablica 2

NAPOMENA: Sve vrijednosti koje upisujete u tablicu zaokružite na dvije decimale.

Komponente EKG-

a

Trajanje

∆T

Amplitude (mV)

(max)

1. ciklus 2. ciklus sv* 1.Ciklus 2.Ciklus sv*

P val

QRS kompleks

ST segment

T val

* srednja vrijednost Analiza 2. Sjedeći položaj

� U odgovarajućem dijelu krivulje odaberite dva do tri srčana ciklusa i povećajte ih.

� I-Beam kursorom što preciznije obilježite područje između vrhova dva susjedna R vala.

� Rezultate zabilježite u Tablicu 3 i izračunajte srednju vrijednost (sv).

� Ponovite postupak za još jedan srčani ciklus.

32

Tablica 3

Srčani ritam 1. ciklus 2. ciklus sv*

∆T

BPM

* srednja vrijednost

Analiza 3. Sjedeći položaj, duboko disanje

� U dijelu krivulje koji se odnosi na udisaj odaberite dva srčana ciklusa i povećajte ih. Neka odabrani ciklusi budu u sredini ili pri kraju udisaja, ne na samom početku.

� I-Beam kursorom što preciznije obilježite područje između vrhova dva susjedna R vala.

� Rezultate zabilježite u tablicu 4 i izračunajte srednju vrijednost (sv).

� Ponovite postupak za još jedan srčani ciklus.

� Isto napravite za izdisaj.

Tablica 4

Srčani ritam 1.Ciklus 2.Ciklus sv*

Udisaj

∆T

BPM

Izdisaj

∆T

BPM

*srednja vrijednost

Analiza 4. Nakon tjelovježbe

� U odgovarajućem dijelu krivulje odaberite nekoliko srčanih ciklusa. � Ispunite tablicu 5 potrebnim podatcima i izračunajte srednju vrijednost (sv).

33

Tablica 5

Srčani ritam 1. ciklus 2. ciklus sv*

Neposredno nakon tjelovježbe

∆T

BPM

Nakon odmora u trajanju od __________

∆T

BPM

* srednja vrijednost Odgovorite na pitanja:

1. Usporedite dobivene vrijednosti u Tablici 2 s normalnim EKG vrijednostima:

_____________________________________________________________________

2. Uočite nazubljenost krivulje u vježbama 2, 3 i 4. Zašto se to događa?

_____________________________________________________________________

3. Postoje li razlike između rezultata u Tablicama 1 i 3? Objasnite.

_____________________________________________________________________

4. Uočite postoje li razlike među podacima za udisaj i izdisaj u Tablici 4. Što primjećujete? Objasnite.

____________________________________________________________________

5. Usporedite podatke u Tablicama 1 i 5 objasnite što je uzrok promjenama.

____________________________________________________________________

6. Usporedite ∆T i BPM izmjerene odmah nakon tjelovježbe i nakon odmora. Što primjećujete? Objasnite.

____________________________________________________________________

34

DIŠNI SUSTAV (PhysioEx) Pokrenite PhysioEx i u glavnom izborniku odaberite vježbu broj 7: Respiratory System Mechanics.

Faze dišnog ciklusa su udisaj ili inspirij i izdisaj ili ekspirij. Prilikom udisaja se kontrahiraju ošit i vanjski međurebreni mišići, čime se povećava volumen prsnog koša jer se ošit pri kontrakciji spušta a vanjski međurebreni mišići šire prsni koš. Pri izdisaju se ti mišići relaksiraju, a volumen prsnog koša se smanjuje. Znači, normalan izdisaj je pasivan proces. Pri forsiranom izdisaju dolazi do kontrakcije abdominalnih i unutarnjih međurebrenih mišića čime se volumen prsnog koša još više smanjuje kako bi se više zraka izbacilo iz pluća.

Vježba 1. Mjerenje plućnih volumena � Plućna ventilacija se može ispitati mjerenjem volumena zraka koji ulazi u pluća i izlazi iz njih. Zadatak:

1) Polumjer (radijus) dišne cijevi treba biti 5.00 mm. Pritisnite tipku START i promatrajte kako model pluća diše pri kontrakciji i relaksaciji ošita. Na ekranu osciloskopa prikazuje se krivulja disanja. Pritisnite STOP i zabilježite vrijednost respiracijskog volumena u ml (Tidal Volume) i frekvencije disanja kao broj dišnih ciklusa u minuti (Pump Rate).

VT=____________________________ frekvencija=_________________________

2) Obrišite ekran pritiskom na tipku CLEAR TRACINGS. 3) Pritisnite tipku START i nakon trećeg dišnog ciklusa pritisnite tipku ERV, pričekajte 2

sekunde i zatim pritisnite tipku FVC. U prozorčićima ispod ekrana ispisat će se vrijednost ekspiracijskog rezervnog volumena (Exp.Res.Vol.), inspiracijskog rezervnog volumena (Insp.Res.Vol.), rezidualnog volumena (Res.Vol.), vitalnog kapaciteta (Vital Cap.), forsiranog ekspiracijskog volumena u prvoj sekundi (FEV1) i ukupnog kapaciteta pluća (Total Lung Cap.).

4) Pritisnite RECORD DATA i pohranite podatke u tablicu. Zabilježite navedene vrijednosti u mililitrima (ml):

ERV=_________________________ IRV=_____________________________

RV=__________________________ VC=______________________________

FEV1=________________________ TLC=_____________________________

5) Izračunajte minutni volumen disanja (umnožak respiratornog volumena i frekvencije disanja).

MV=___________________________ml/min

Vježba 2. Ispitivanje učinka otpora dišnih puteva na plućne volumene

� Plućne bolesti se često klasificiraju kao opstrukcijske ili restrikcijske. Kod opstrukcijskih bolesti poremećen je tok zraka pri izdisaju (npr. astma, bronhitis, emfizem), a kod restrikcijskih bolesti je smanjen udisajni volumen (npr. plućna fibroza; ili bolesti koje smanjuju prsni koš npr. skolioza, kifoza). Testovi plućnih funkcija kao što je FEV1 mogu pomoći u razlikovanju opstrukcijskih i restrikcijskih poremećaja.

35

� FEV1 je volumen zraka izdahnut forsiranim izdisajem tijekom prve sekunde. Kod opstrukcijskih smetnji otpor protoku zraka je povećan i FEV1 će biti smanjen.

� U ovoj vježbi ispitujemo učinak promjene promjera dišne cijevi na plućnu funkciju.

Zadatak:

1) Obrišite ekran ali nemojte brisati podatke u tablici iz prethodnog zadatka. 2) Namjestite polumjer dišne cijevi na 4.50 mm. 3) Pritisnite START za početak disanja i nakon nekoliko dišnih ciklusa pritisnite tipku FVC. 4) Očitajte vrijednost FEV1. 5) Rezultat spremite u tablicu (RECORD DATA). 6) Smanjite radijus dišne cijevi za 0.50 mm i ponovi korake od 1 do 5, sve do polumjera od

3.00 mm.

� FEV1 možemo izraziti kao % forsiranog vitalnog kapaciteta. Upišite vrijednosti FEV1 i VC u Tablicu 1 i izračunajte postotak podijelivši vrijednost FEV1 sa VC.

Tablica 1. FEV1 kao % VC

Polumjer (mm) FEV1 (ml) VC (ml) FEV1 (%)

5.00

4.50

4.00

3.50

3.00

1. Kako se mijenjao FEV1 (%) prilikom smanjivanja polumjera dišne cijevi? Objasnite zašto.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Vježba 3. Čimbenici koji djeluju na respiraciju

U ovoj vježbi istraživat ćete učinak surfaktanta na plućnu funkciju i učinak intrapleuralnog tlaka.

� U izborniku EXPERIMENT izaberite FACTORS AFFECTING RESPIRATIONS.

a) Ispitivanje učinka surfaktanta

� Surfaktant je smjesa fosfolipida, proteina i iona koju u plućima izlučuju alveolarne stanice tipa II. Ova smjesa smanjuje sile površinske napetosti koje se javljaju na granici između tekućine i zraka u alveolama. Surfaktant smanjuje površinsku napetost u alveolama i do 10 puta, čime bitno smanjuje napor respiracijskih mišića potreban za širenje pluća. Ujedno ima i glavnu ulogu u sprječavanju kolapsa alveola.

Zadatak:

1) Obrišite podatke od prethodnog zadatka s ekrana i iz tablice. 2) Radijus dišne cijevi treba biti namješten na 5.00 mm.

36

3) Pritisnite Start i pustite da krivulja dođe do kraja. 4) Snimite podatke u tablicu pritiskom na RECORD DATA. 5) Sada dvaput pritisnite tipku SURFACTANT. 6) Pritisnite Start i pričekajte da pokus završi. 7) Snimite podatke u tablicu pritiskom na RECORD DATA. 8) Snimljene podatke ostavite u tablici za usporedbu sa sljedećom vježbom!

1. Kako se mijenja ukupni protok zraka (prozorčić TOTAL FLOW) u pokusu sa i bez surfaktanta? Objasnite zašto.

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

b) Ispitivanje intrapleuralnog tlaka

� Tlak u pleuralnoj šupljini (intrapleuralni tlak) je niži od tlaka u alveolama (alveolarni tlak) i od

atmosferskog tlaka. Budući da je niži od atmosferskog tlaka, kažemo još i da je negativan. Negativnost intrapleuralnog tlaka posljedica je dviju sila: elastičnih svojstava plućnog tkiva i površinske napetosti u alveolama. Kako ove dvije sile povlače pluća od torakalnog zida, tako se stvara negativan tlak u pleuralnoj šupljini. S obzirom da je tlak u intrapleuralnom prostoru niži od atmosferskog, u slučaju da se pojavi otvor u torakalnom zidu doći će do ulaska zraka u pleuralnu šupljinu i do izjednačavanja intrapleuralnog tlaka s atmosferskim, što nazivamo pneumotoraks. U pneumotoraksu dolazi do kolapsa pluća i stanja koje nazivamo atelektaza, pri čemu dio pluća ostaje bez zraka.

Zadatak:

1) Obrišite ekran pritiskom na CLEAR TRACINGS, a zatim isperite pluća od surfaktanta iz prethodne vježbe pritiskom na FLUSH.

2) Radijus dišne cijevi namjestite na 5.00 mm. 3) Pritisnite START. Uočite pojavu negativnog tlaka pri udisaju (pratite prozorčiće ispod

ekrana osciloskopa). 4) Po završetku pokusa rezultate snimite u tablicu pritiskom na RECORD DATA. 5) Sada na lijevoj strani staklenog zvona, gdje je smješteno lijevo plućno krilo, pritisnite

gumbić VALVE, a zatim pritisnite START. 6) Po završetku pokusa rezultate snimite u tablicu.

2. Što se dogodilo s lijevim plućem? _____________________________________________________________________

3. Usporedite tlakove u lijevom i desnom pluću. Razlikuju li se i kako? _____________________________________________________________________

4. Usporedite ukupan protok zraka iz prethodne vježbe (normalna plućna funkcija) s ukupnim

protokom zraka pri pneumotoraksu. _____________________________________________________________________

5. Što bi se dogodilo kada bi oba pluća bila u cjelovitoj šupljini umjesto u pregrađenoj? ____________________________________________________________________

37

Zadatak:

7) Zatvorite ventil koji ste ranije otvorili pritiskom na VALVE i pritisnite START. 8) Po završetku pokusa rezultate snimite u tablicu.

6. Jesu li se pluća opet napuhala? Objasnite. _____________________________________________________________________

Zadatak:

9) Pritisnite RESET (ponovna uspostava intapleuralnog tlaka), pa zatim START. 10) Po završetku pokusa rezultate snimite u tablicu.

7. Što se dogodilo s lijevim plućem? Objasnite.

_____________________________________________________________________ Vježba 4. Istraživanje različitih tipova disanja

� U ovoj vježbi ćete istražiti učinke ubrzanog disanja, ponovnog udisanja izdahnutog zraka i zadržavanja daha na razinu CO2 u krvi. U izborniku EXPERIMENT odaberite VARIATIONS IN BREATHING.

Upute: � U prozorčićima ispod osciloskopa pratimo vrijednosti za različite tipove disanja. � Pritiskom na RAPID BREATHING dolazi do bržeg i plićeg disanja od normalnog. � Pritiskom na REBREATHING pojavljuje se vrećica koja zatvara dišnu cijev pa u sustav ponovno

ulazi isti zrak. � Pritiskom na BREATH HOLDING disanje se zaustavlja (zadržavanje daha). � Za ponovno uspostavljanje normalnog disanja pritisnite NORMAL BREATHING. � U prozorčiću do tipke Start ispisuje se vrsta disanja koje se simulira.

a) Ubrzano disanje

Zadatak:

1) Radijus dišne cijevi namjestite na 5.00 mm 2) Pritisnite START i nakon 2 sekunde pritisnite RAPID BREATHING i promatrajte prozorčić za

pCO2. 3) Pritisnite STOP prije nego što krivulja disanja dođe do kraja zaslona osciloskopa. 4) Podatke pohranite u tablicu (RECORD DATA) i obrišite zaslon osciloskopa.

8. Što se događa s parcijalnim tlakom CO2 u krvi (pCO2) tijekom ovog načina disanja? Objasnite

odgovor.

_____________________________________________________________________

b) Ponovno udisanje izdahnutog zraka

Zadatak:

1) Pritisnite START i nakon dvije sekunde REBREATHING.

38

2) Promatrajte krivulju disanja i vrijednosti pCO2. Pritisnite STOP prije nego što krivulja disanja dođe do kraja zaslona osciloskopa.

9. Što se događa s pCO2 tijekom ponovnog udisanja izdahnutog zraka? _____________________________________________________________________ 10. Mijenja li se amplituda krivulje (dubina disanja) tijekom ponovnog udisanja izdahnutog zraka?

Dobro proučite promjene i objasnite ih. _____________________________________________________________________

c) Zadržavanje daha

Zadatak:

1) Pritisnite START i nakon dvije sekunde pritisnite BREATH HOLDING. 2) Nakon 5 sekundi pritisnite tipku NORMAL BREATHING. 3) Pritisnite Stop prije nego što krivulja disanja dođe do kraja zaslona osciloskopa.

11. Što se događa s pCO2 tijekom zadržavanja daha? ____________________________________________________________________

12. Objasnite promjene u disanju nakon povratka na normalno disanje.

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

39

SPIROMETRIJSKE VJEŽBE (BIOPAC)

� Volumeni zraka za vrijeme udisaja i izdisaja mogu se mjeriti pomoću spirometra. Dobiveni zapis naziva se spirogram. U ovoj vježbi ćemo računalnom 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 kod žena.

� Plućni kapaciteti su zbrojevi dvaju ili više volumena. Pet je plućnih kapaciteta koji se računaju na sljedeći način:

1. Inspiracijski kapacitet (IC) = VT+IRV ili VC-ERV - volumen zraka koji se može forsirano udahnuti nakon normalnog izdisaja. Prosječno oko 3,5 L.

2. Ekspiracijski kapacitet (EC) = VT+ERV

3. Funkcionalni rezidualni kapacitet (FRC) = ERV+RV - volumen zraka koji ostaje u plućima nakon normalnog izdisaja. U prosjeku iznosi oko 2.3 L.

4. 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.

5. 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 filter � Nosna štipaljka � BIOPAC 0,6 sustav za kalibraciju � Računalo te Biopac Student Lab Software V3.0

40

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 dobiti 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

41

Vježba 1. Mjerenje i snimanje podataka

1. Priprema za snimanje

� Ispitanik mora 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.

5. ASISTENT:

� 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.

42

Vježba 2. Analiza podataka

Slika 5.

� Pritisnite na Review Saved Data.

� Na monitoru vidite 2 krivulje odnosno 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.

43

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.

Vježba 3. Mjerenje plućnih volumena

Zadatak:

1. Koristeći I-beam kursor označite područje od početka mjerenja do završetka trećeg ciklusa tj. onaj dio krivulje koji pokazuje mirno disanje.

2. Očitajte p-p vrijednost i upišite je u Tablicu 1. kao respiracijski volumen.

3. 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.

4. 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:

a) Inspiracijski rezervni 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.

b) 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.

Tablica 1.

44

NAZIV VOLUMENA VOLUMEN U

LITRAMA

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 = 0.052 x H – 0.022 x A – 3.60

žene VC = 0.041 x H – 0.018 x A – 2.69

VC - vitalni kapacitet (L) H - visina (cm) A - dob (godine)

� Koristeći formulu iz tablice izračunajte očekivani vitalni kapacitet ispitanika (VC).

45

� Predviđeni vitalni kapacitet:__________________ L

� Sada 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.

Odgovorite na pitanja:

1. Koja je veza između plućnih volumena i kapaciteta?

__________________________________________________________________

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. Bi li došlo do promjena plućnih volumena i kapaciteta nakon teškog fizičkog rada?

_________________________________________________________________