2 курс / Нормальная физиология / Практикум_по_нормальной_физиологии_Часть_1_Зинчук_В_В_ред_

Вывод:

4. Опыты Гальвани

Первый опыт Гальвани состоит в том, что к нерву нервно-мышечного препарата прикасаются браншами гальванического пинцета. Мышечное сокращение происходит в результате возникновения тока при контакте двух металлов с различным числом свободных электронов. Второй опыт Гальвани состоит в том, что нерв нервно-мышечного препарата стеклянным крючком набрасывают на другую свежеотпрепарированную мышцу на границе между поврежденным и интактным ее участком. Мышечное сокращение в данном случае происходит в результате разности зарядов между внутренней средой клеток и наружной стороной клеточной мембраны.

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, гальванический пинцет.

Ход работы: Приготовление нервно-мышечного препарата лягушки осу- ществляют согласно ходу работы №1. Для выполнения первого опыта Гальва-

ни к нерву нервно-мышечного препарата прикасаются браншами гальванического пинцета. Для выполнения второго опыта Гальвани нерв нервномышечного препарата стеклянным крючком набрасывают на другую отпрепарированную мышцу на границе между поврежденным и интактным ее участком (следует иметь в виду, что этот опыт проходит успешно только при свежем нервно-мышечном препарате).

Результаты работы:

61

Вывод:

5. Решение задач

Тема зачтена ___________подпись преподавателя

62

Тема раздела:
«ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ»	дата

ЗАНЯТИЕ №2: ФУНКЦИИ И СВОЙСТВА ПОПЕРЕЧНО-ПОЛОСАТЫХ

И ГЛАДКИХ МЫШЦ

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Изучить свойства и функции поперечно-полосатых и гладких мышц; знать закон средних нагрузок.

На долю мышечной ткани приходится до 40 % от общей массы тела. В целом она обеспечивает различные варианты двигательной функции. Различают скелетную (произвольная, т.е. контролируется сознанием), сердечную и гладкую мышечные ткани (последние являются непроизвольными, так как иннервируются вегетативной нервной системой). Мышечные волокна обладают рядом свойств: возбудимость, проводимость, сократимость, эластичность. Возбудимость мышечных волокон меньше возбудимости нервного волокна (критический уровень деполяризации мышечных и нервных клеток составляет приблизительно – 50 мВ, но потенциал покоя в мышечном волокне несколько больше (- 90 мВ). В соответствии с этим величина порогового раздражителя для мышечной клетки должна быть выше. Продолжительность потенциала действия в мышечной клетке несколько больше, чем в нервной (в скелетной мускулатуре 2-3 и больше мсек). Потенциал действия распространяется в обоих направлениях и не затухает. Деполяризация и реполяризация соответствуют абсолютной и относительной рефрактерности. Сократимость – способность возбудимой ткани изменять свою длину при возбуждении. Проводимость – это способность возбудимой ткани передавать процесс возбуждения на расстояние. Эластичность – способность мышцы восстанавливать исходные размеры после растяжения. Электромиография – это регистрация электрической активности мышц. Нервно-мышечной единицей называется мотонейрон вместе с иннервируемыми им скелетными миоцитами. Нервномышечные единицы можно классифицировать по различным признакам. Нервно-мышечные единицы, в которых к одному мотонейрону подсоединено небольшое количество миоцитов, называются малыми (мышцы глазного яблока), а когда к одному мотонейрону подсоединено большое количество миоцитов, называются большими (мышцы нижних конечностей). Нервно-мышечные единицы, миоциты которых содержат мало миоглобина, называются белыми, содержащие много миоглобина – красными. Нервно-мышечные единицы, сокращающиеся быстро, называются быст- рыми, а сокращающиеся медленно – медленными).

Различают несколько типов мышечного сокращения: 1) изотониче- ское – сокращение мышцы при постоянном напряжении, с изменением её длины; 2) изометрическое – сокращение без изменения длины при возрастающем напряжении; 3) ауксотоническое – с изменением обоих этих параметров. В условиях организма, как правило, имеет место последнее.

63

Нервно-мышечная единица состоит из 1 мотонейрона и группы иннервируемых им мышечных волокон (их количество может быть различным).

Для всех типов мышечной ткани характерно наличие актиномиозинового хемомеханического комплекса, который преобразует энергию химических связей молекул АТФ в процесс мышечного сокращения. В миофибриллах мышечных волокон содержатся тонкие (актин) и толстые (мио- зин) миофиламенты. Предложена теория «скользящих нитей», согласно которой укорочение саркомера есть результат взаимодействия актина и миозина: головка миозина, несущая продукты гидролиза АТФ, прикрепляется к соответствующему участку актиновой нити, изменяется её конформация, длина саркомера уменьшается на 1 %. Для образования поперечного актиномиозинового мостика необходим Са2+-зависимый механизм. Возбуждение мышц происходит при развитии потенциалов действия в иннервирующих мотонейронах и передаче этих потенциалов через соответствующие синапсы на мышечные волокна. Электромеханическая сопряжен- ность – это определенная последовательность процессов, включающих потенциал действия и инициированное им мышечное сокращение.

Тонус скелетных мышц представляет собой длительное динамическое сокращение, служащее для поддержания положения тела. Механизмы поддержания мышечного тонуса можно поделить на миогенные (связанные

сбиохимическими процессами в самом миоците), гуморальные (связанные

сдействием биологически активных веществ) и нервные. Миогенные механизмы в основном будут зависеть от соотношения концентраций кальция и АТФ в цитоплазме. Тиреоидные гормоны катехоламины, кортизол и другие биологические вещества стимулируют обмен веществ в миоцитах и нормализуют тонус.

Гладкие мышцы находятся во внутренних органах организма, сосудах и коже. Гладкомышечные клетки соединены между собой электрическими синапсами и представляет собой, как правило, функциональный син- цитий, в котором возбуждение достаточно быстро распространяется с одного волокна на другое. Для него характерны пластичность, медленные движения и длительное тоническое сокращение. Миоциты гладких мышц способны сокращаться под воздействием различных гуморальных факторов, среди них также имеются клетки пейсмекеры. Продолжительность сокращения одиночного мышечного волокна гладкой мускулатуры около 250 мсек. В гладких мышцах ионы Са2+ реализуют свое триггерное действие через взаимодействие с кальмодулином. Он характеризуется сравнительно небольшими затратами энергии и меньшей утомляемостью; имеет место асинхронность сокращений (периодически сокращаются и расслабляются различные мышечные волокна).

64

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

1.Физиологические свойства скелетной мышцы. Нервно-мышечные единицы. Особенности возбуждения в мышце.

2.Виды сокращения скелетных мышц (изотонические, изометрические и ауксотонические сокращения). Зависимость амплитуды сокращения от силы раздражения.

3.Одиночное мышечное сокращение, его фазы. Изменение возбудимости мышечного волокна при его возбуждении и сокращении.

4.Современные представления о механизме мышечного сокращения и расслабления. Сопряжение возбуждения и сокращения мышц (электромеханическая связь).

5.Режимы сокращения скелетных мышц. Тетанус зубчатый и гладкий. Механизмы тетануса (Г. Гельмгольц, Н.Е. Введенский). Зависимость амплитуды тетанического сокращения от частоты раздражения.

6.Оптимум и пессимум частоты и силы раздражения. Пессимальное торможение.

7.Сила и работа мышц. Зависимость работы от величины нагрузки и ритма мышечного сокращения. Закон средних нагрузок.

8.*Тонус скелетных мышц.

9.*Физиологическая характеристика гладких мышц. Особенности их функций.

ЛИТЕРАТУРА:

1.Физиология человека / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько.- М.:

Медицина, 2007. – С. 74-93.

2.Физиология человека / Под ред. В.М. Смирнова. - М.: Медицина, 2001.

– С. 82-94.

3.Нормальная физиология: учеб. пособие. Часть I // В.В. Зинчук, О.А. Балбатун, Ю.М. Емельянчик / под ред. В.В. Зинчука. – Гродно: ГрГМУ, 2007. (см. соответствующий раздел).

4.Основы физиологии человека / Под ред. Б.И. Ткаченко в 2-х томах. – СПб.: Международный фонд истории науки, 1994. – Т. 1. – С. 146-165.

5.Чеснокова С.А., Шастун С.А., Агаджанян Н.А. Атлас по нормальной физиологии / Под ред. Н.А. Агаджаняна. - М.: Медицинское информационное агентство, 2007. (см. соответствующий раздел).

6.Лекции по теме занятия.

65

ОФОРМИТЬ В ПРОТОКОЛЕ:

раздражитель

1 2 3

0 50 100

время, мсек

Одиночное мышечное сокращение (Нормальная физиология: учеб. пособие. Часть I // В.В. Зинчук, О.А. Балбатун, Ю.М. Емельянчик / под ред. В.В. Зинчука.

– Гродно: ГрГМУ, 2007, см. соответствующий раздел).

раздражитель

1

2

3

4

5

6

Соотношения фаз сократимости и возбудимости поперечно-полосатых мышц (Нормальная физиология: учеб. пособие. Часть I // В.В. Зинчук, О.А. Балбатун, Ю.М. Емельянчик / под ред. В.В. Зинчука. – Гродно: ГрГМУ, 2007, см. соответствующий раздел).

66

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ:

1.*“Физиологические свойства мышечной и нервной ткани”, (фильм, 10 минут).

2.*“Строение и свойства нервной ткани”, (фильм, 3 минуты).

3.*“Нервная клетка”, (фильм, 10 минут).

4.*“Сотая загадка мышц”, (фильм, 10 минут).

5.*“Разновидности мышечной ткани”, (фильм, 3 минуты).

6.Анализ одиночного мышечного сокращения

Вусловиях целостного организма скелетные мышцы сокращаются тетанически или тонически. Однако в условиях эксперимента можно при низкой частоте стимуляции получить одиночные сокращения, когда последующее сокращение начинается лишь после полного расслабления мышцы. В таком случае на графике сокращения четко определяется латентная фаза (время от воздействия раздражителя до начала сокращения). Затем следуют фазы укорочения и расслабления.

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, механо-электрический преобразователь, регистратор, ключ, набор проводов, штатив.

Ход работы: Приготовление нервно-мышечного препарата лягушки осу- ществляют, согласно ходу работы №1 (Тема №1). Для данной работы удобнее 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, электростимулятор устанавливают в режим частоты 1Гц, ключом производят замыкание цепи, регистрируют одиночное сокращение.

Рекомендации к оформлению работы: скопируйте в раздел работы «Ре-

зультаты работы» полученную запись и отметьте основные фазы одиночного мышечного сокращения.

Результаты работы:

Вывод:

67

7.* Тетанус зубчатый и гладкий, оптимум и пессимум частоты и силы раздражения (эксперимент на животном или виртуально)

Тетанус – длительное непрерывное сокращение скелетной мышцы с большой амплитудой, обусловленное действием раздражителя с определенной частотой. Зубчатым тетанусом называется такой вид суммации одиночных сокращений мышцы, при котором последующее мышечное сокращение начинается на фоне фазы расслабления после предыдущего. Гладким тетанусом называется такой вид суммации одиночных сокращений мышцы, при котором последующее мышечное сокращение начинается на фоне фазы укорочения предыдущего сокращения. Оптимумом частоты для данной мышцы является такая частота, при которой амплитуда тетанического сокращения будет максимальной. Пессимумом частоты для данной мышцы является такая частота, при которой амплитуда тетанического сокращения начинает уменьшаться.

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.

Осуществляют подготовку мышечного препарата и фиксируют его в штативе для выполнения последующего воздействия раздражителями в виде электрических сигналов различной частоты. Приготовление нервно-мышечного пре-

парата лягушки осуществляют согласно ходу работы №1 (Тема №1). Для дан-

ной работы удобнее 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 механо-электрического преобразователя, соединенного с регистратором. Нерв фиксируют на электродах, посредством электростимулятора подают на нерв ток с определенной частотой. Наблюдают, как изменяется график мышечного сокращения по мере увеличения частоты стимуляции нервно-мышечного препарата (вначале отмечаются одиночные сокращения, затем начинаются зубчатые тетанические сокращения, они переходят в гладкий тетанус, сила сокращения достигает максимума при оптимальной частоте стимуляции, и, наконец, при дальнейшем увеличении частоты стимуляции возникает пессимальное торможение).

Рекомендации к оформлению работы: В разделе «Результаты работы» зарисуйте графики мышечного сокращения в режимах зубчатого и гладкого тетануса, при оптимуме и пессимуме частоты раздражения.

68

Результаты работы:

Вывод:

8. Электромиография. Регистрация биопотенциалов

Электромиография – это регистрация суммарных биопотенциалов, возникающих в мышце (в покое и при совершении движений). Электромиограф регистрирует суммарную ЭДС, возникающую при деполяризации отдельных миоцитов. Следует иметь в виду, что даже в субъективно расслабленной мышце при поддержании ее тонуса происходит деполяризация ряда миоцитов.

Оснащение: исследуемый, электромиоскоп МG 440, поверхностный биполярный электрод, заземляющий электрод, спирт, 0,9 % NaCl (электронная паста), вата.

Ход работы: Включают электромиоскоп МG 440 в сеть. Исследуемое лицо располагают вблизи электромиоскопа, обрабатывают запястье спиртом, смачивают 0,9 % раствором NaCl, прикрепляют заземляющий электрод при помощи резинового кабеля на запястье. Обрабатывают место расположения одной из двигательных точек предплечья спиртом, смачивают 0,9 % раствором NaCl и фиксируют поверхностный биполярный электрод в данной точке с помощью резиновой полосы. После включения миоскопа на экране регистрируют интерферонционную электромиограмму мышц предплечья в режиме расслабления и при сжатии кулака.

Стандартная электромиограмма мышц предплечья в покое

Стандартная электромиограмма мышц предплечья при сокращении

69

Рекомендации к оформлению работы: В разделе работы «Результаты работы» зарисуйте интерферонционную электромиограмму мышц предплечья в режиме расслабления и при сжатии кулака.

Результаты работы:

Режим	Частота	Амплитуда
	электромиограммы, Гц	элетромиограммы, мкв
Покой
Сокращение

Вывод:

9.Хронаксиметрия. Определение сенсорной и моторной реобазы и хронаксии

Двумя основными показателями возбудимости являются минимальная сила, необходимая для возбуждения и минимальное время, необходимое для возбуждения. Реобаза – минимальная сила раздражителя, способная вызвать возбуждение при условии достаточного длительного действия. Минимальное время, в течение которого должен действовать раздражитель величиной в две реобазы, чтобы вызвать возбуждение, называется хронаксией. Возбудимость чувствительных нервных волокон выше, чем двигательных, поэтому мы можем определить реобазу и хронаксию отдельно для возникновения ощущения под действием тока (сенсорная реобаза и хронаксия) и сокращения мышц под действием тока (моторная реобаза и хронаксия).

Оснащение: исследуемый, блок электростимуляции электромиоскопа МG 440, стимулирующий электрод, спирт, 0,9 % NaCl (электронная паста), вата.

Ход работы: Включают блок электростимуляции электромиоскоп МG 440 в сеть, определяют минимальную силу тока при которой электрический импульс длительностью 0,005 мсек и частотой 5 Гц вызовет ответную реакцию, определяют минимальную силу тока, при которой электрический импульс длительностью 2 мсек и частотой 5 Гц вызовет ответную реакцию. По результатам эксперимента строят кривую силы длительности.

Рекомендации к оформлению работы: В разделе работы «Результаты работы» зарисуйте кривую силы-длительности, определите величину сенсорной реобазы, полезного времени и хронаксии (переменный ток частотой 5 Гц).

70