2 курс / Нормальная физиология / Практикум_по_нормальной_физиологии_Часть_1_Зинчук_В_В_ред_

Оснащение: набор препаровальных инструментов (ножницы большие и маленькие, пинцет анатомический, зажимы, круглый тонкий зонд, препаровальная игла изогнутая, стеклянные крючки для препаровки нервов), препаровальная дощечка, раствор Рингера, лягушка, электростимулятор, механоэлектрический преобразователь, чернильно-пишущий осциллограф, ключ, набор проводов, штатив.

Ход работы: Приготовление нервно-мышечного препарата лягушки осу- ществляют согласно ходу работы №1 (Тема №1). Коленный сустав препарата фиксируют в зажиме штатива, а сесамовидную косточку – на рычажок механоэлектрический преобразователя, соединенного с чернильно-пишущим осциллографом. Нерв фиксируют на выходах электростимулятора, вторую пару проводов фиксируют непосредственно на мышце, электростимулятор устанавливают в режим частоты 10Гц. Ключом производят замыкание цепи, подающей ток на мышцу, регулятором мощности напряжение повышают от 0 до значений, при которых мышца начинает сокращаться. А затем переключают цепь в режим раздражения нерва и таким же образом находят минимальное напряжение, при котором мышца начинает сокращаться. На ленте осциллографа регистрируют процесс сокращения при прямом и непрямом раздражении мышцы.

Рекомендации к оформлению работы: скопируйте в раздел «Результа-

ты работы» полученную запись и укажите силовой порог при прямом и непрямом раздражении мышцы.

Результаты работы:

Вывод:

5. Локализация утомления в нервно-мышечном препарате

Самым чувствительным к утомлению и действию неблагоприятных факторов элементом нервно мышечного препарата является синапс, за ним следуют мышца и нерв.

81

Оснащение: набор препаровальных инструментов (ножницы большие и маленькие, пинцет анатомический, зажимы, круглый тонкий зонд, препаровальная игла изогнутая, стеклянные крючки для препаровки нервов), препаровальная дощечка, раствор Рингера, лягушка, электростимулятор, механоэлектрический преобразователь, чернильно-пишущий осциллограф, ключ, набор проводов, штатив.

Ход работы: Приготовление нервно-мышечного препарата лягушки осу- ществляют согласно ходу работы №1 (Тема №1). Коленный сустав препарата фиксируют в зажиме штатива, а сесамовидную косточку – на рычажок механоэлектрический преобразователя, соединенного с чернильно-пишущим осциллографом. Нерв фиксируют на выходах электростимулятора, вторую пару проводов фиксируют непосредственно на мышце, электростимулятор устанавливают в режим частоты 50Гц. Ключом производят замыкание цепи, подающей ток на нерв, а затем, после утомления нервно мышечного препарата, ток подают непосредственно на мышцу, что приводит к восстановлению интенсивности сокращений утомленного препарата. На ленте осциллографа регистрируют процесс развития утомления и восстановления работоспособности при прямом раздражении мышцы.

Рекомендации к оформлению работы: скопируйте в раздел «Результа-

ты работы» полученную запись и проанализируйте ее.

Результаты работы:

Вывод:

5. * Закон анатомической и функциональной целостности нерва (экс-

перимент на животном или виртуально)

Суть закона анатомической и функциональной целостности нерва состоит в том, что только морфологически и функционально интактный нерв способен к адекватной передаче нервного импульса.

82

Оснащение: 1) набор препаровальных инструментов (ножницы большие и маленькие, пинцет анатомический, зажимы, круглый тонкий зонд, препаровальная игла изогнутая, стеклянные крючки для препаровки нервов), препаровальная дощечка, раствор Рингера, лягушка, электростимулятор, механоэлектрический преобразователь, регистратор, ключ, набор проводов, штатив;

2) персональный компьютер, программа для демонстрации виртуального эксперимента.

Ход работы: Данная работа может быть выполнена в двух вариантах: на биологическом объекте или виртуально, на персональном компьютере.

Готовят мышечный препарат и фиксируют его в штативе для выполнения последующего воздействия раздражителями в виде электрических сигналов различной частоты. Приготовление нервно-мышечного препарата лягушки осуществляют согласно ходу работы №1 (Тема №1). Для данной работы удоб-

нее использовать нервно-мышечный препарат, в котором ахиллово сухожилие берется вместе с сесамовидной косточкой. Коленный сустав препарата фиксируют в зажиме штатива, а сесамовидную косточку – на рычажок механоэлектрический преобразователя, соединенного с регистратором. Нерв фиксируют на электродах, посредством электростимулятора подают на нерв стимулирующий ток с пороговой силой, регистрируя при этом мышечное сокращение. Затем, наносят на нерв раствор новокаина (блокатор натриевых каналов) и отмечают отсутствие сокращения под действием тока пороговой силы. Отмывают нерв физиологическим раствором и отмечают восстановление его проводимости. Пинцетом раздавливают нерв и отмечают прекращение передачи импульсов. При интактном нерве раздражение его центрального конца электрическим током приводит к сокращению иннервируемой им мышцы.

Рекомендации к оформлению работы: в раздел «Результаты работы» схематически изобразите опыт, демонстрирующий закон анатомической и функциональной целостности нерва.

Результаты работы:

Вывод:

83

6. Решение задач

Тема зачтена ___________подпись преподавателя

84

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ ПО РАЗДЕЛУ

Уравнение Нернста (только для К+):

Ем – величина мембранного потенциала, мВ, R – газовая постоянная,

Т – абсолютная температура, n – валентность иона,

F – число Фарадея,

[K+]BH – концентрация ионов калия внутри клетки, [K+]H – концентрация ионов калия снаружи.

Уравнение Нернста (для нескольких ионов):

P-проницаемость соответствующих ионов через клеточную мембрану, [ ]H – концентрация соответствующих ионов снаружи клетки,

– концентрация соответствующих ионов внутри клетки

Формула М. Вейса:

I = a + b, t

где i – пороговая сила тока (В),

t – время действия раздражителя (сек),

a – константа, характеризующая постоянное время раздражения с момента, когда кривая становится параллельной оси ординат,

b – константа, соответствующая силе раздражения, при постоянной его длительности, когда кривая становится параллельной оси абс-

цисс

85

Оценка динамической работы мышц:

A = P H , где

А – динамическая работа мышц (кг/м), Р – масса груз (кг), Н – высота подъема груза (м)

Расчет мышечной силы:

P

AМС = S , где

АМС – мышечная сила (кг/см2 ), Р – максимальный груз, который способна поднять мышца (кг),

S – площадь физиологического поперечного сечения мышцы (см2)

Оценка скорости проведения возбуждения по нервному волокну:

S

V = T , где

V – скорость проведения возбуждения по нервному волокну (м/сек), S – расстояние на нервному волокну между стимулирующими и отво- дящими электродами (м),

T - время латентного периода от момента нанесения раздражения до начала возникновения восходящей фазы потенциала действия (сек)

86

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Как называется минимальная сила раздражителя, способная вызвать возбуждение?

2.В чем суть первого опыта Гальвани?

3.В чем суть второго опыта Гальвани?

4.Что такое порог деполяризации?

5.Какие процессы лежат в основе аккомодации?

6.Как называется закономерность, согласно которой при увеличении силы раздражителя ответная реакция растет?

7.Как называется закономерность, согласно которой с увеличением силы сверхпорогового раздражителя ответная реакция остается неизменной?

8.Какой фазе возбудимости соответствует следовая деполяризация потенциала действия?

9.Что следует понимать под термином "абсолютная рефрактерность"?

10.В какую фазу потенциала действия в ткани развивается относительная рефрактерность?

11.Какой фазе потенциала действия соответствует полная инактивация натриевых каналов?

12.Какая фаза возбудимости соответствует фазе быстрой деполяризации потенциала действия?

13.Какая фаза возбудимости соответствует локальному ответу?

14.Какая фаза возбудимости соответствует следовой гиперполяризации потенциала действия?

15.Какова возбудимость в фазу следовой деполяризации?

16.Как называется минимальная сила раздражителя, способная вызвать возбуждение, при условии действия достаточного времени?

17.Как называется минимальное время, в течение которого должен действовать раздражитель величиной в две реобазы, для того, чтобы вызвать возбуждение?

18.Что показывает кривая Гоорвега-Вейсса-Лапика?

19.Как называется минимальное время, в течение которого должен действовать раздражитель величиной в одну реобазу, чтобы вызвать возбуждение?

20.Сколько времени длится потенциал действия одиночного мышечного волокна?

21.Что произойдет с амплитудой сокращения одиночного мышечного волокна при увеличении действия силы раздражителя выше пороговой величины?

22.Какие структуры из приведенных подчиняются закону «силы»?

23.Какие структуры из приведенных подчиняются закону «все или ничего»?

24.Как называется сокращение мышцы при ее неизменной длине?

87

25.Как называется сокращение мышцы, возникающее при раздражении серией импульсов, интервал между которыми больше, чем длительность полного сокращения?

26.При какой частоте действия раздражителя возникает гладкий тетанус в сравнении с зубчатым?

27.В какой последовательности происходят события, ведущие к сокращению мышечного волокна?

28.В какую фазу мышечного сокращения должно попасть очередное раздражение, чтобы мышца пришла в состояние гладкого тетануса?

29.В какую фазу мышечного сокращения должно попасть очередное раздражение, чтобы мышца пришла в состояние зубчатого тетануса?

30.Чем характеризуется ауксотоническое сокращение?

31.Почему возникает гладкий тетанус при ритмической стимуляции мышц с большой частотой?

32.Почему возникает явление пессимума?

33.При каких нагрузках мышца способна выполнять максимальную работу?

34.Амплитуда одиночного мышечного сокращения будет больше при раздражении изолированного мышечного волокна пороговым или сверхпороговым раздражителем?

35.Чему равна удельная мышечная сила мышцы, если площадь ее физиологического поперечного сечения равна 5 см2, а максимальный груз, поднимаемый ею, равен 25 кг?

36.Какая мышца развивает наибольшую абсолютную силу?

37.В какой структуре нервно-мышечного препарата раньше всего развиваются процессы утомления?

38.Какой медиатор обеспечивает передачу возбуждения в нервномышечных синапсах человека?

39.Как изменяется потенциал постсинаптической мембраны нервномышечного синапса при возбуждении?

40.Как называется кратковременная слабая деполяризация постсинаптической мембраны, вызванная выделением отдельных квантов медиатора?

41.Чему равно время синаптической задержки в нервно-мышечном синапсе?

42.Как изменится синаптическая передача при ингибировании холинестеразы?

43.Как влияет яд кураре на синаптическую передачу?

44.На чем основан механизм действия фосфорорганических отравляющих веществ?

45.Что характерно для процесса проведения возбуждения в нервных волокнах?

88

ЗАДАЧИ ПО РАЗДЕЛУ

1.Что покажет гальванометр, если: а) микроэлектрод проколол мембрану; б) введён глубоко в клетку?

2.Если бы клеточная мембрана была абсолютно непроницаема для ионов натрия, как бы изменилась величина потенциала покоя?

3.Как изменится возбудимость клетки при увеличении уровня критической деполяризации мембраны?

4.Какие ворота Na-каналов закрыты, а какие открыты во время абсолютной рефрактерности?

5.Почему токи УВЧ, применяемые в клинике для физиотерапевтических процедур, не вызывают болевого эффекта при прохождении их через ткани?

6.Нерв между раздражающими электродами перевязан. При действии постоянного тока мышца данного нервно-мышечного препарата сокращалась только в момент замыкания. Какой электрод находится ближе к мышце?

7.В какую фазу мышечного сокращения должно произойти последующее раздражение, чтобы возник зубчатый тетанус?

8.В какую фазу мышечного сокращения должно произойти последующее раздражение, чтобы возник пессимум?

9.Рассчитайте удельную силу мышцы, если площадь ее физиологического сечения 25 см2, и она поднимает 200 кг

10.Примерно через какое время волна возбуждения достигнет отводящих электродов, если они наложены на нервное волокно типа Аα на расстоянии 5 см от раздражающих электродов?

11.От симпатического ганглия до скелетной мышцы расстояние 1 метр. Через какое время импульс из ганглия достигнет мышцы?

12.Определите, сколько перехватов Ранвье находится между электродами, если известно, что возбуждение проходит это расстояние за 140 мсек.

13.Если при раздражении нерва активация натриевых и калиевых каналов происходила бы не последовательно, а одновременно, к чему бы это привело?

14.Рассчитать лабильность для нервных волокон группы С, если известно, что длительность потенциала действия равна 2 мс.

15.Критический уровень деполяризации для двух нервных волокон равен –50 мВ, а мембранный потенциал равен: а) –70 мВ, б) – 80 мВ. Где возбудимость выше?

16.Чему равно время синаптической задержки в электрическом синапсе?

17.Определите центральное время рефлекса в сложной рефлекторной дуге, если в ее составе 15 синапсов (без учета времени распространения возбуждения по нервам).

18.Что можно сказать о лабильности и оптимуме частоты, если хронаксия одной мышцы равна 0,020 с, другой – 0,003 с?

89

19.После одиночного возбуждения какого синапса лабильность скелетной мышцы увеличится?

20.При гиперполяризации мембраны нервной клетки потенциал покоя увеличился с 70 до 80 мв. Как это повлияет на возбудимость клетки?

21.Чему будет равна работа двуглавой мышцы плеча при нагрузке 1 тонна, с точки зрения физика и с точки зрения физиолога?

22.Где происходит утомление в нервно-мышечном препарате и как это доказать?

23.Какова будет величина мембранного потенциала клетки при воздействии тетродотоксина (блокатора натриевых каналов)?

24.При отравлении фосфорорганическими веществами, которые блокируют холинестеразу, в качестве противоядия используют другой блокатор. На чем основано его действие?

25.Аборигены Южной Америки широко использовали яд кураре. На чем основан механизм его действия?

26.При стимуляции нервного ствола одиночным импульсом на регистрирующем электроде будут определяться несколько пиков электрической активности разной амплитуды. О чем свидетельствует порядок следования пиков и их амплитуда?

90