Задание для контроля усвоения результатов
Решите ситуационные задачи:
1. При действии раздражителя на мембране развилась деполяризация, а возбудимость клетки снизилась. О какой деполяризации идет речь? Объясните механизм снижения возбудимости.
2. В клинике для местного прогревания тканей используют переменные токи высокой частоты (метод диатермии). Почему даже при сверхпороговой величине эти токи не вызывают возбуждения клеток?
3. В норме хронаксия двуглавой мышцы плеча равна 0,0016 с, хронаксия трехглавой составляет - 0,002 с. У испытуемого эти показатели составили 0,002 и 0,004 соответственно. Оцените эти результаты.
4. Под влиянием местного анестетика в мембране клетки увеличилось число инактивированных натриевых каналов. Как и почему изменятся параметры потенциала действия этой клетки?
5. Можно ли перерезать нерв так, чтобы иннервируемая им мышца (например, в нервно- мышечном препарате лягушки) не сократилась? Возможны два варианта. Какой из них легче осуществить на практике?
6. Мышца лягушки касается двух электродов, на которые подаются частые электрические импульсы. К нашему удивлению, при включении тока мышца вместо того чтобы дать слитное длительное сокращение (тетанус), начинает работать как маятник, ритмически сокращаясь и расслабляясь. В чем дело?
7. Представим, что толщина клеточной мембраны увеличилась в несколько раз. Как при этом изменяется реобаза и хронаксия клетки по сравнению с обычными условиями?
8. Два человека случайно подверглись кратковременному действию переменного тока одинакового высокого напряжения, но разной частоты. В одном случае частоты тока составляла 50 Гц, в другом — 500000 Гц. Один человек не пострадал, другой получил электротравму. Какой именно?
9. Если повредить мышцу нервно-мышечного препарата, а затем набросить на нее нерв так, чтобы он касался поврежденного и интактного участка, мышца сократится. Если повторить эту процедуру 5 раз, какое максимальное количество сокращений можно получить?
10. Нерв раздражают электрическим импульсом. В момент, когда локальный ответ достигает 80% порогового потенциала, на нерв подают напряжение такой же величины (80% порогового потенциала), но обратного знака. Возникает ли ПД?
11. Французский физиолог Дюбуа-Реймон не обнаружил зависимости между продолжительностью действия раздражителя и величиной порога раздражения. В своих опытах на нерве он изменял время действия раздражителя от 2с до 0,01с. Между тем мы знаем, что такая зависимость существует (закон длительности). В чем причина отрицательного результата, полученного Дюбуа-Реймоном?
12. Эта задача непосредственно связана с предыдущей. Как Вы полагаете, на каком объекте из ниже перечисленных было в 70-х годах прошлого столетия установлено, что порог раздражения изменяется в зависимости от продолжительности раздражающего стимула: седалищный нерв лягушки, икроножная мышца крысы, гладкая мышца мочеточника кролика, сетчатка глаза человека? Принципиально такая зависимость имеет место у всех возбудимых объектов.
13. Протекание процесса возбуждения во времени характеризует в возбудимых тканях такие показатели как хронаксия и лабильность. Какой из них дает более полную характеристику и почему?
14. При медленном нарастании силы раздражителя развивается явление аккомодации. Как нужно поставить эксперимент, чтобы построить кривую аккомодации?
15. При раздражении нерва током медленно нарастающей силы происходит значительное увеличение КУД. Можно ли связать этот эффект с возникновением явления аккомодации?
16. Порог раздражающего тока 3 В. Ткань раздражается током в 10 В., но возбуждения не возникает. В каком случае это может наблюдаться?
17. Нерв между раздражающими электродами перевязан. При действии тока мышца данного нервно-мышечного препарата сокращалась только в момент замыкания. Какой электрод находится ближе к мышце?
18. Нерв раздражается электрическими стимулами разной формы. Укажите, при какой форме импульса порог раздражения будет наименьшим и почему?
1 2 3 4
19. Может ли воздействие на человека высокочастотного тока, который не вызывает возбуждения из-за кратковременности действия каждого колебания тока, вызвать, тем не менее, патологический эффект?
20. Почему возбуждение, переходя в участок, соседний с возбужденным, не возвращается в уже пройденную точку?
Занятие № 3
Тема: Физиология нервно-мышечного синапса и мышечной ткани.
Цели занятия.
1.Изучить механизмы проведения возбуждения в нервно-мышечном синапсе.
2. Исследовать механизмы электромеханического сопряжения в скелетной мышце и механизмы мышечного сокращения.
3. Проанализировать структурно-функциональные особенности гладких мышц.
В результате изучения этого раздела студенты должны освоить следующие компетенции ПК-2, ПК-9:
| Знать: | Уметь: |
| Физиологические особенности скелетной и гладкой мышц. | Проводить кистевую динамометрию. |
| Механизм сокращения скелетного мышечного волокна. | Объяснять механизмы влияния на организм человека ботулинического токсина, миорелаксантов, ингибиторов АХЭ с точки зрения функционирования нервно-мышечного синапса. |
| Строение и функционирование нервно-мышечного синапса |
Рекомендуемая литература:
Основная:
· Конспекты лекций.
· Комплекс обучающих презентаций по физиологии мышц.
· Физиология человека: Учебник / в 2-х томах /Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. - М.: Медицина. -1998. - Т. 1. - С. 66-84, 89-94.
· Физиология человека: Учебник / Под ред. Г.И. Косицкого. - М.: Медицина, 1985. - С.45-49, 52-60, 60-65.
Дополнительная:
· В.И. Филимонов Руководство по общей и клинической физиологии. - 2002. – с.52-77
· Нормальная физиология. В 3-х т / Под ред. В.Н. Яковлева. - 2006. - Т.1. – с. 192-202.
· Физиология человека / Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса. – 2004. - Т.1 – С. .69-87
· Агаджанян Н.А., Смирнов В.М. Нормальная физиология. – 2007.
· Начала физиологии. Под ред. А.Д. Ноздрачева. – 2002. – С. 93-114.
Вопросы для самостоятельной внеаудиторной подготовки студентов
Вопросы, изученные ранее и необходимые для освоения данной темы
· Из курса биологии и гистологии: строение химического синапсов, нервно-мышечного синапса; строение скелетной и гладкой мышечной ткани.
Контрольные вопросы и задания для определения исходного уровня знаний:
1.Свойства мышцы, как возбудимой ткани, роль мышц в организации деятельности организма
2.Режимы и виды сокращения скелетной мышцы. Миографический, электрофизиологический, и функциональный анализ одиночного сокращения скелетной мышцы
3.Механизмы электромеханического сопряжения в скелетной мышце.
4.Миографическая, электрофизиологическая, и функциональная характеристика тетанического сокращения скелетной мышцы. Виды и механизмы тетанического сокращения
5.Физиология нервно-мышечного синапса, механизм проведения возбуждения через синапс, свойства синапса.
6.Физиологические механизмы регуляции и коррекции проведения возбуждения через нервно-мышечный синапс, медицинское значение.
7. Физиология утомления скелетной мышцы
8. Физиология гладкой мышцы. Сравнительная характеристика скелетной и гладкой мышцы.
10.Характеристика методов исследования скелетных и гладких мышц
В тетрадях для практических работ выполните письменно:
1) Зарисуйте: схему нервно-мышечного синапса, обозначьте его элементы, тезисно укажите основные этапы функционирования синапса;
2) Зарисуйте: схему саркомера, обозначьте элементы саркомера. Изобразите, как изменятся параметры саркомера и его элементов при сокращении мышцы.
З) Зарисуйте: схему электромеханического сопряжения одиночного сокращения мышечного волокна. Сопряженные графики одиночного сокращения (миограммы), потенциала действия (электромиограммы), функциональной характеристики (фаз возбудимости). Дайте электрохимическую характеристику процессов, обеспечивающих электромеханическое сопряжение в скелетной мышце.
| В |
| Б |
| А |
| График мышечного сокращения |
Рис.4. Сопряженные графики миограммы (мышечное сокращение), электромиограммы (ПД) и фаз возбудимости, А – латентный период, Б – период укорочения, В – период расслабления.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
Работа № 1. Миограмма сокращения скелетной мышцы лягушки при разной частоте раздражения.
| 15гц |
| 30гц |
| 20гц |
| 10гц |
| 5гц |
| 1гц |
Рис. 5. Образцы миограммы при действии раздражителя различной частоты.
1 – одиночные сокращения;
2 – зубчатый тетанус;
3 – гладкий тетанус, оптимум;
4 – гладкий тетанус, пессимум.
Работа № 2. Кистевая динамометрия.
Для проведения исследования используется кистевой динамометр. С помощью винта сброса стрелка динамометра устанавливается в начальное положение. Взять динамометр в правую руку, вытянутую горизонтально и максимально сжать пружину прибора. Зарегистрировать силу сокращения. Используя кистевой эспандер многократно сокращать мышцы кисти с максимальным усилием, добиваясь утомления мышцы. Кистевым динамометром регистрировать силу каждого десятого сокращения. Отмечать в таблице и на графике силу первого и каждого десятого последующего сокращений. Исследование прекращают, когда станет очевидным устойчивое снижение силы сокращений вследствие утомления.
| Количество сокращений | Показатели динамометра (в кг) |
| 1 сжатие | |
| 10 сжатие | |
| 20 сжатие | |
| 30 сжатие | |
| и.т.д. |
Аналогичное исследование провести левой рукой.
В выводе указывают причины развившегося утомления, сравнивают результаты, полученные при исследовании правой и левой руки и объясняют результаты исследования.