Работа 1. 2 Сравнение возбудимости нерва и мышцы
Возбуждение — это процесс, характеризующийся изменением заряда мембраны при действии определённой силы раздражения. Возбудимость — это свойство возбудимой ткани возбуждаться при действии раздражения. Мерой возбудимости является порог раздражения. Порог раздражения — это минимальная сила раздражения, которая вызывает распространяющееся возбуждение, характеризующееся потенциалом действия. Величина порога раздражения для каждой клетки индивидуальна и зависит от разности между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации. Возбудимость и порог раздражения находятся в обратно пропорциональной зависимости. Чем больше порог, тем меньше возбудимость и наоборот. Так, например, нервная ткань обладает высокой возбудимостью и низким порогом, а мышечная ткань — низкой возбудимостью и высоким порогом.
Для того, чтобы исследовать, что происходит с возбудимостью при возбуждении, необходимо после первого раздражения, вызывающего возбуждение, многократно повторно раздражать возбудимую ткань в различные фазы потенциала действия. Необходимо для каждой фазы потенциала действия найти порог раздражения, то есть минимальную силу раздражения, которая вызовет второе возбуждение. График изменения возбудимости во время потенциала действия строится экспериментально по точкам, в отличие от графика потенциала действия, который регистрируется на осциллографе при раздражении возбудимой ткани (рис. 2).
 | В — возбудимость. СП — суперномальная возбудимость. АР — абсолютная рефрактерность. ОР — относительная рефрактерность. ЭК — экзальтация. СБ — субнормальная возбудимость. |
Рис. 2. Изменения возбудимости при возбуждении.
Во время предспайка разница между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации уменьшается. Появляется возможность дополнительным пороговым раздражением меньшей величины быстрее открыть поры для ионов Na + и достичь уровня критической деполяризации мембраны и быстрее вызвать потенциал действия. Возбудимость как обратная величина порога при этом увеличивается и становится супернормальной.
При спайке открываются все поры для ионов Na + , и натрий поступает снаружи внутрь клетки. Поэтому никакая величина раздражения не способна усилить процесс возбуждения. Порог раздражения увеличивается до бесконечности, а возбудимость, как обратная величина, падает до нуля. Падение происходит мгновенно при достижении заряда мембраны уровня её критической деполяризации. Наступает период абсолютной рефрактерности или полной невозбудимости. Свойство возбуждаться исчезает, так как мембрана уже возбуждена.
Во время реполяризации поры для ионов Na + постепенно закрываются, поэтому появляется возможность их заново открыть дополнительным раздражением. Однако сила раздражения должна быть выше, чем величина исходного порогового раздражения. Наступает период относительной рефрактерности, когда возбудимость постепенно восстанавливается до исходного уровня. Фазы абсолютной и относительной рефрактерности имеют важное физиологическое значение для понимания механизмов многих функциональных процессов в возбудимых тканях.
Во время отрицательного следового потенциала разница между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации меньше, чем в состоянии покоя. Порог раздражения также меньше, а возбудимость больше. Наступает стадия экзальтации, имеющая самостоятельное значение в ряде физиологических процессов,
Во время положительного следового потенциала разница между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации увеличивается, порог раздражения увеличивается, и возбудимость уменьшается. Наступает период субнормальной возбудимости или вторичной относительной рефрактерности.
Цель работы.Научиться измерять возбудимость нерва и мышцы. Сравнить возбудимость нерва и мышцы по величине порога раздражения.
Оснащениекимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, пластина с раздражающими электродами для нерва, электрический стимулятор, двухполюсный ключ, чернила, бумага, физиологический раствор для холоднокровных животных. Эксперимент выполняют на лягушке.
Содержание работы. Собирают установку по схеме, представленной на рис. 3.
Рис. 3 Установка для графической регистрации мышечных сокращений.
1 — электрический стимулятор.
4 — икроножная мышца лягушки, фиксированная за коленный сустав к верхнему крючку и
за пяточное сухожилие к нижнему крючку.
5 — регистрирующий рычажок.
7 — барабан кимографа с закрепленной на нём бумагой.
10 — столик с электродами для раздражения нерва.
Приготовленный нервно-мышечный препарат закрепляют за два крючка миографа, накалывая на верхний крючок коленный сустав и на нижний крючок сухожилие с пяточными костями. Седалищный нерв располагают горизонтально так, чтобы он контактировал с раздражающими электродами, вмонтированными в пластиковый столик-ванночку. Под нерв и на него помещают тонкий слой ваты, обильно смоченной физиологическим раствором. Включают стимулятор. Ручку плавной регулировки напряжения устанавливают в положение «О В», а переключатель частоты — в положение «1 Гц». Двухполюсный ключ устанавливают в положение «Нерв» и, постепенно вращая ручку плавной регулировки силы тока, находят его минимальную силу (порог раздражения), вызывающую сокращение мышцы. Подводят к ленте кимографа рычажок миографа с писчиком, наполненным чернилами, и записывают мышечное сокращение при непрямом раздражении мышцы. Затем переводят ключ в положение «Мышца» и аналогичным способом определяют порог раздражения мышцы при ее прямом раздражении. Запись производят на ленте кимографа (рис. 4).
 | Стрелками показаны моменты нанесения раздражения, цифрами — сила раздражения в Вольтах. |
Рис. 4 Миограмма икроножной мышцы лягушки при непрямом (А) и прямом (Б) раздражении с помощью одиночных ударов тока.
Анализ результатов и выводы.
В выводе дать обоснованную сравнительную оценку возбудимости нерва и мышцы в соответствии с величиной порогов их раздражения.
Рекомендации к оформлению протокола.
1. Зарисовать схему установки.
3. Вклеить полученную миограмму в тетрадь, сделать на ней обозначения.
Определение порога возбуждения нервной и мышечной ткани
Нервная и мышечная ткани обладают различной возбудимостью. Мерой возбудимости служит порог возбуждения, та минимальная сила раздражителя, которая способная вызвать процесс возбуждения. Показателем возникшего в мышце возбуждения является ее сокращение.
Для определения порога возбуждения нерва электроды прикладываются к нерву. Такой способ раздражения называется непрямое раздражение. По достижении пороговой силы тока, в нерве возникает распространяющееся возбуждение, которое, доходя до мышцы, вызывает ее сокращение. Величина электрического тока, вызывающая минимальное сокращение, отражает возбудимость нерва.
Непосредственное воздействие на мышечные волокна, когда раздражающие электроды располагаются на самой мышце, получило название прямого раздражения. При такой постановке опыта сокращение мышцы возникает по достижении порога возбуждения для мышечных волокон, его сила характеризует возбудимость мышцы. Сравнивая пороговые величины при непрямом и прямом раздражении, можно судить о разнице возбудимости нерва и мышцы. Измерения показывают, что порог непрямого раздражения меньше, чем прямого, следовательно, возбудимость нерва выше, чем возбудимость мышцы.
О с н а щ е н и е: кимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, раздражающие электроды, электростимулятор, набор инструментов для препарирования, бумага, вода, раствор Рингера. Работу проводят на лягушке.
С о д е р ж а н и е р а б о т ы. Соберите установку для работы с нервно-мышечным препаратом Приготовьте нервно-мышечный препарат лягушки, который зафиксируйте в штативе в вертикальном положении за пяточное сухожилие снизу и коленный сустав сверху. Седалищный нерв расположите на электродах, наложите на него тонкий слой ваты, обильно смоченный раствором Рингера. Включите в сеть стимулятор и медленно вращая ручку регулировки силы тока, найдите его минимальную силу (порог раздражения), вызывающую минимальное сокращение мышцы. Эта величина и будет порогом возбуждения нерва. Запишите мышечное сокращение при непрямом раздражении мышцы на кимографе.
Затем определите порог возбуждениямышцы. Для этого используйте в качестве раздражающих электродов очищенные концы проводов, которые оберните вокруг мышцы в ее безнервном участке. Определите минимальную силу тока, вызывающую пороговое сокращение, т.е. порог прямого раздражения мышцы. Запишите кимограмму. Запись производите на ленте остановленного кимографа, поворачивая барабан рукой после каждой стимуляции.
1. Вклейте полученную кимограмму в тетрадь.
2. Укажите на кимограмме величины силы тока действующего раздражителя. Отметьте пороговую величину при прямом и не прямом раздражении.
Сравните величины порогов прямого и непрямого раздражения мышцы.
Работа № 3 Определение порога возбуждения при прямом и непрямом раздражении.
Порогом возбуждения называют ту минимальную силу раздражителя, при которой наблюдается минимальный эффект сокращения мышц. Известно, что чем ниже порог возбуждения, тем выше возбудимость ткани.
Прямым – называется раздражение, наносимое непосредственно на мышцу, раздражение, раздражение, наносимое на двигательный нерв — непрямым.
Прямое раздражение Непрямое раздражение
Рисунок № 3. Определение порога возбуждения при прямом и непрямом раздражении.
Проведение работы. Готовый нервно-мышечный препарат, кладут на операционный столик или укрепляют его в миографе, подготавливают к работе электростимулятор. Переключают ручку плавной регулировки амплитуды и устанавливают на 0, а частоты – на 1Гц. При непрямом раздражении электроды от электростимулятора подводят к нерву. Включают электростимулятор, пользуясь потенциометром амплитуды, плавно увеличивают силу тока. При отсутствии реакции электроды снимают и еще раз увеличивают амплитуду. По минимальному сокращению мышцы определяют порог возбуждения нерва. При прямом раздражении электроды подводят к мышце. Переключают тумблер в положение 1 и плавно увеличивают величину тока, определяют порог возбуждения мышцы.
Процессы жизнедеятельности в организме сопровождаются электрическими явлениями. Они могут быть обнаружены биологическими и электрофизиологическими методами.
Начало изучению электрических процессов в организме было положено Гальвани. Своими опытами он доказал существование «животного электричества».
Проведение работы. Берут лягушку и, разрушив спинной мозг, перерезают её поперек в области нижних грудных позвонков. Захватив остаток позвоночника салфеткой, снимают с задних конечностей кожу. Этот препарат называют «реоскопическими лапками». Под седалищные нервы подводят медный стержень «балкончика» и подвешивают лапки. При соприкосновении с железной пластинкой наблюдается интенсивное сокращение мышц.
Рисунок № 4. Первый опыт Гальвани.
Работа №5 Второй опыт Гальвани (сокращение без металла).
Проведение работы. Готовят нервно-мышечный препарат (для большей наглядности рекомендуется сохранить всю лапку лягушки ниже коленного сустава). Надрезают ножницами мышцу поперечно около ахиллова сухожилия. Кладут препарат на предметное стекло. Одним стеклянным крючком приподнимают нерв, вторым крючком набрасывают нерв на мышцу так, чтобы часть его упала на поврежденный участок, а часть – на неповрежденный. В момент набрасывания мышца сокращается, так как нерв возбуждается за счет разности потенциалов между поврежденным (электроотрицательным) и неповрежденным (электроположительным) участками – «потенциал повреждения».
Рисунок № 5 Второй опыт Гальвани
Работа №6 Опыт получения «вторичного тетануса»
Проведение работы. Готовят два нервно-мышечных препарата. Каждые из них кладут на сухие предметные стекла так, чтобы они не касались друг друга. Нерв второго препарата накладывают на икроножную мышцу первого, а нерв первого препарата раздражают электрическим током. При этом сокращаются обе мышцы. Раздражителем второго нерва являются токи действия, возникающие при возбуждении первого нервно-мышечного препарата.
Электромиография – распространенная методика регистрации электрической активности мышц, используемая в клинике и эксперименте. Электромиографию производят у человека при заболевании мышц с диагностической целью, а также при функциональном исследовании двигательного аппарата. В зависимости от цели электромиографию осуществляют в покое, при произвольных сокращениях исследуемых мышц, при нагрузке и т.д.
Электромиограф состоит из блоков питания, усиления, динамика, двух осциллоскопов, фотоприставки.
Для отведения биопотенциалов мышц человека используют накожные электроды, которые укрепляют непосредственно над исследуемой мышцей с помощью манжетки или лейкопластыря. В некоторых случаях, когда необходимо осуществить локальное отведение потенциалов, применяют погружные электроды, напоминающие тонкие иглы для внутримышечных инъекций.
Проведение работы. Удобным объектом для регистрации биопотенциалов у мышц человека является двуглавая мышца плеча. Кожу над мышцей предварительно обрабатывают спиртом, затем кладут две марлевые салфетки, смоченные физиологическим раствором. На салфетки помещают и укрепляют электроды. Отдельно прикрепляют третий электрод для заземления исследуемого. Включают прибор в сеть и дают ему прогреться. Подбирают коэффициент усиления (обычно 100-30 мкв/мм). Записывают сигнал калибровки. Предлагают испытуемому расслабить, а затем напрячь руку, поднять грузы весом 1-5 кг. При этом на экране можно видеть вспышки биопотенциалов. При подключении динамика можно получить звуковую характеристику электрических явлений мышц. Отмечают, что при работе с более тяжелым грузом амплитуда и частота биопотенциалов увеличилась.
Работа№8 Регистрация биопотенциалов жевательных мышц.
Проведение работы. Испытуемого сажают на стул. Кожу над жевательной мышцей протирают спиртом и накладывают марлевые салфетки, смоченные физиологическим раствором. На расстоянии 2 см друг от друга фиксируют электроды с помощью лейкопластыря. Регистрируют электромиограмму в покое и при жевании.
Это метод определения порога возбудимости ткани с помощью специального прибора (хронаксиметра).
Хронаксиметрию используют для исследования функциональной активности нервной или мышечной ткани в эксперименте и клинической практике.
Для работы необходимо: хронаксиметр, 10 %-ый раствор NaCl, марлевые салфетки . ( для наложения электродов)
Проведение работы: Индифферентный электрод хронаксиметра фиксируют на предплечье испытуемого. Переключатель хронаксиметра используют для установления реобазы (пороговое напряжение тока). При этом хронаксиметр генерирует импульсы тока большой длительности. При напряжении тока 20-40 Вт. находят точку, раздражение которой активным электродом вызывает сокращение мышцы. Отмечают, найденные точки химическим карандашом — это так называемые «двигательные точки» (по Эрбу) (Рис. № 7), соответствующие наиболее поверхностному прохождению двигательных нервных стволов или местам вхождения в мышцу в точности иннервирующего ее двигательного нерва.
Переводят реостат в нулевое положение. Устанавливают активный электрод на отмеченную карандашом точку. Регулируя реостатом, напряжение тока, находят величину порогового раздражителя. Переводят переключатель с измерения «реобазы» на измерение «хронаксии» и удваивают напряжение тока. Начиная с минимальных величин, увеличивают длительность импульсов до появления сокращения мышц и определяют хронаксию, Хронаксия – это минимальное время, в течение которого должен действовать раздражитель силой в две реобазы, чтобы вызвать эффект.
Рисунок № 7. «Двигательные точки» на руке по Эрбу.
Работа №10 Определение электровозбудимости зуба.
В стоматологической клинике применяют электродиагностические аппараты (ОД-1, ОД-2), позволяющие определить электровозбудимость зуба(нервов и перицемента). К прибору присоединены 2 электрода –пассивный (накладывают на кисть или предплечье ) и активный в виде тонкой проволоки из серебра или нержавеющей стали на изолирующей ручке. Активный электрод обертывают тонким слоем влажной ваты и помещают на различные точки зуба. Постепенно увеличивая силу раздражения, находят порог возбуждения (пороговую силу). Пороговая сила тока в здоровом зубе вызывает ощущение мгновенно проходящей острой боли. Порог возбуждения для здорового зуба составляет от 2 до 6 мкА ( с возвратом возможно, некоторое снижение возбудимости ).
Если пороговая сила увеличивается до 60-100 мкА – это говорит о патологии пульпы, более 100 мкА – гибели пульпы. При парадонтозе возбудимость часто повышена ( порог ниже 2 мкА ).
Исследование электровозбудимости зуба особенно важно при наличии подозрений на омертвление пульпы.
Работа 1. 2 Сравнение возбудимости нерва и мышцы.
Работа 1.1 Приготовление нервно-мышечного препарата.
По отношению к внешнему раздражению ткани организма делятся на невозбудимые (эпителиальная, соединительная, костная) и возбудимые (нервная и мышечная). При раздражении нервной и мышечной ткани в ней возникает возбуждение, которое распространяется по этой ткани вдоль от места раздражения. Нервно-мышечный препарат лягушки является классическим объектом для изучения функций возбудимых тканей.
Цель работы.Научиться выделять возбудимую ткань лягушки для изучения ее свойств.
Оснащение. Набор хирургических инструментов, физиологический раствор для холоднокровных животных, марля, эфир. Работу выполняют на лягушке.
Ход препарирования. Наркотизированную лягушку оборачивают марлей так, чтобы лапки ее были прижаты к туловищу, а голова оставалась свободной. Ножницами отсекают верхнюю челюсть за глазными буграми. В центральный канал вводят зонд и разрушают спинной мозг. При втором способе обездвиживания лягушки большим пальцем наклоняют вперед голову лягушки и находят углубление кзади от затылочной кости. Вертикально вводят в субокципитальное отверстие конец зонда на глубину 1-2 мм, поворачивают зонд параллельно спинномозговому каналу, вводят в него зонд, который продвигают до крестцово-копчикового соединения. Круговыми движениями разрушают спинной мозг. Выводят иглу из центрального канала и, повернув ее на 180 0 , разрушают головной мозг. Критерием разрушения мозга является полное расслабление скелетных мышц лягушки и отсутствие защитных двигательных рефлексов на пощипывание кожи и потягивание за лапку.
Взяв лягушку за задние лапки, поворачивают вниз брюшком и, отступив на 1,5 см выше копчика, перерезают позвоночный столб с окружающими тканями (рис 1). Отделяют внутренние органы и брюшную стенку от задней части туловища. В руке остаются задние лапки с тазовой костью и небольшим отделом позвоночного столба. Захватив край кожи пинцетом, снимают ее с лапок. Вырезают копчик. По средней линии осторожно разделяют лапки, перерезая лобковое соединение. Одну лапку заворачивают в марлю, смоченную физиологическим раствором, с целью сохранения ее для второго эксперимента. На другой лапке подводят лезвие ножниц под пояснично-крестцовое сплетение и отделяют тазовую кость так, чтобы сплетение осталось соединенным с позвоночным столбом. Располагают препарат дорсальной поверхностью вверх. Раздвинув стеклянным крючком двуглавую и полуперепончатую мышцы, находят на бедре седалищный нерв. Приподнимают его и на всём протяжении осторожно отделяют от окружающих тканей. Бедренную кость и мышцы бедра отделяют от препарата выше коленного сустава.
Затем переходят к выделению икроножной мышцы. Для этого отделяют мышцу от голени. Кости голени и другие мышцы голени удаляют, перерезая их ниже коленного сустава и выше пяточного сустава. Стопу отрезают ниже пяточного сустава.
В результате получают нервно-мышечный препарат, который является универсальным объектом для исследования функций скелетных мышц и нервов.
 | 1 — перерезка позвоночника после обездвиживания лягушки. 2 — снятие кожи с задних конечностей. 3 — линия разделения нижней части туловища. 4 — удаление копчиковой кости. 5,6 — этапы выделения седалищного нерва. 7 — выделение икроножной мышцы и места перерезки бедра и голени. 8 — нервно-мышечный препарат. |
Рис. 1 Этапы приготовления нервно-мышечного препарата.
Следует помнить, что при небрежном приготовлении препарата (прикосновении к нерву руками или металлическими предметами, натяжении, высыхании, механических повреждениях) препарат быстро теряет возбудимость. Поэтому во время проведения опыта необходимо прикасаться к нерву стеклянным крючком и часто увлажнять нерв и мышцы физиологическим раствором.
Рекомендации к оформлению протокола.
2. Зарисовать основные этапы приготовления нервно-мышечного препарата.
Работа 1. 2 Сравнение возбудимости нерва и мышцы.
Возбуждение — это процесс, характеризующийся изменением заряда мембраны при действии определённой силы раздражения. Возбудимость — это свойство возбудимой ткани возбуждаться при действии раздражения. Мерой возбудимости является порог раздражения. Порог раздражения — это минимальная сила раздражения, которая вызывает распространяющееся возбуждение, характеризующееся потенциалом действия. Величина порога раздражения для каждой клетки индивидуальна и зависит от разности между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации. Возбудимость и порог раздражения находятся в обратно пропорциональной зависимости. Чем больше порог, тем меньше возбудимость и наоборот. Так, например, нервная ткань обладает высокой возбудимостью и низким порогом, а мышечная ткань — низкой возбудимостью и высоким порогом.
Цель работы.Научиться измерять возбудимость нерва и мышцы. Сравнить возбудимость нерва и мышцы по величине порога раздражения.
Оснащениекимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, пластина с раздражающими электродами для нерва, электрический стимулятор, двухполюсный ключ, чернила, бумага, физиологический раствор для холоднокровных животных. Эксперимент выполняют на лягушке.
Содержание работы. Собирают установку по схеме, представленной на рис. 2.
Рис. 2 Установка для графической регистрации мышечных сокращений.
1 — электрический стимулятор.
4 — икроножная мышца лягушки, фиксированная за коленный сустав к верхнему крючку и
за пяточное сухожилие к нижнему крючку.
5 — регистрирующий рычажок.
7 — барабан кимографа с закрепленной на нём бумагой.
10 — столик с электродами для раздражения нерва.
Приготовленный нервно-мышечный препарат закрепляют за два крючка миографа, накалывая на верхний крючок коленный сустав и на нижний крючок сухожилие с пяточными костями. Седалищный нерв располагают горизонтально так, чтобы он контактировал с раздражающими электродами, вмонтированными в пластиковый столик-ванночку. Под нерв и на него помещают тонкий слой ваты, обильно смоченной физиологическим раствором. Включают стимулятор. Ручку плавной регулировки напряжения устанавливают в положение «О В», а переключатель частоты — в положение «1 Гц». Двухполюсный ключ устанавливают в положение «Нерв» и, постепенно вращая ручку плавной регулировки силы тока, находят его минимальную силу (порог раздражения), вызывающую сокращение мышцы. Подводят к ленте кимографа рычажок миографа с писчиком, наполненным чернилами, и записывают мышечное сокращение при непрямом раздражении мышцы. Затем переводят ключ в положение «Мышца» и аналогичным способом определяют порог раздражения мышцы при ее прямом раздражении. Запись производят на ленте кимографа (рис. 3).
 | Стрелками показаны моменты нанесения раздражения, цифрами — сила раздражения в Вольтах. |
Рис. 3 Миограмма икроножной мышцы лягушки при непрямом (А) и прямом (Б) раздражении с помощью одиночных ударов тока.
Анализ результатов и выводы.
В выводе дать обоснованную сравнительную оценку возбудимости нерва и мышцы в соответствии с величиной порогов их раздражения.
Рекомендации к оформлению протокола.
1. Зарисовать схему установки.
3. Вклеить полученную миограмму в тетрадь, сделать на ней обозначения.
РАБОТА 3. Сравнение возбудимости нерва и мышцы (прямое и непрямое раздражение мышцы)
Одним из основных физиологических свойств возбудимых тканей является возбудимость, которая у различных тканей различна. Для характеристики уровня возбудимости служит порог раздражения, то есть минимальная сила раздражителя, при действии которой возникает ответная реакция. В экспериментальных условиях для определения возбудимости мышцы применяют прямой метод ее раздражения, то есть раздражение, наносимое непосредственно на мышцу. Возбудимость нерва исследуют раздражением нерва, иннервирующего данную мышцу, то есть методом непрямого раздражения мышцы.
Для работы необходимо: препаровальный набор инструментов, лоток, салфетки, операционный столик, Раствор Рингера, лягушка, кимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, стимулятор, раздражающие электроды, чернила, бумага.
Ход работы. Готовят нервно-мышечный препарат лягушки. Собрать установку по схеме, представленной на рисунке6.
Рис.6. Схема установки для регистрации мышечных сокращений: 1 – кимограф; 2 – вертикальный миограф; 3 – стимулятор.
Для графической регистрации движений икроножную мышцу укрепляют в миографе, для чего крючком, фиксированным на верхнем кронштейне миографа, прокалывают сумку коленного сустава, а пяточное сухожилие также с помощью крючка укрепляют на нижнем кронштейне миографа. К верхнему кронштейну миографа крепят раздражающие электроды с помощью специальной муфты, на которые помещают нерв нервно-мышечного препарата. Электроды соединены с клеммами стимулятора. Ручку регулировки амплитуды устанавливают на 0. Подавая на нерв одиночные стимулы с постоянной длительностью (например, 0,5 мс), постепенно увеличивают амплитуду и находят ту минимальную силу раздражителя, которая вызывает едва заметное сокращение мышцы – это и будет порог раздражения для нерва.
Для определения порога раздражения мышцы на нее наносят прямое раздражение через проводящую цепь миографа, соединенного со стимулятором. Порог раздражения находят так же, как при непрямом раздражении. Запись производят на ленте остановленного кимографа, поворачивая барабан рукой после каждой стимуляции.
Рекомендации к оформлению работы. Записать ход работы, зарисовать схему установки для прямого и непрямого раздражения мышцы. Записать результаты опыта, вклеить полученную кимограмму. Дать оценку возбудимости нерва и мышцы, сравнив пороги их возбуждения.
Физиология мышц
Вопросы для самоподготовки.1. Общие физиологические свойства мышц. 2. Виды сокращения мышц. 3. Механизм мышечного сокращения. 4. Физиологические особенности скелетных мышц. 5. Топография и физиологические свойства гладких мышц.
По морфологическим признакам выделяют три группы мышц: 1) поперечно-полосатые скелетные мышцы; 2) гладкие мышцы; 3) сердечную мышцу (миокард).
Функции поперечно-полосатых мышц: 1) двигательная (динамическая и статическая); 2) обеспечения дыхания; 3) мимическая; 4) рецепторная; 5) депонирующая; 6) терморегуляторная.
Функции гладких мышц: 1) поддержание давления в полых органах; 2) регуляция давления в кровеносных сосудах; 3) опорожнение полых органов и продвижение их содержимого.
Основная функция сердечной мышцы – насосная, обеспечение движения крови по сосудам.
Физиологические свойства скелетных мышц:
1) возбудимость (ниже, чем в нервном волокне);
2) проводимость (низкая, порядка 10-13 м/с);
3) рефрактерность (занимает по времени больший отрезок, чем у нервного волокна);
4) лабильность (функциональная подвижность, около 250 имп./с);
5) сократимость (способность укорачиваться или (и) развивать напряжение).
6) Эластичность (способность развивать напряжение при растягивании).
Структурно-функциональной единицей скелетных мышц является многоядерное мышечное волокно. Объединяясь в пучки, эти волокна образуют мышцу. Специфическим свойством мышц является сократимость. Мышечное сокращение проявляется в укорочении мышцы и (или) развитии ею механического напряжения. В зависимости от условий стимуляции и функционального состояния мышцы может возникнуть одиночное, слитное (тетаническое) сокращение или контрактура мышцы (стойкое длительное, иногда необратимое сокращение мышц, сохраняющееся после прекращения действия раздражителя – при отравлении некоторыми ядами, лекарственными средствами, нарушении обмена веществ, повышении температуры тела).
Мышечному сокращению предшествует процесс возбуждения, электрографическим проявлением которого является биопотенциал. По времени своего развития биопотенциал совпадает с латентным периодом мышечного сокращения. Амплитуда одиночного сокращения мышцы зависит от количества сократившихся миофибрилл. Возбудимость отдельных групп волокон, составляющих целую мышцу, различна, поэтому пороговая сила тока вызывает сокращение лишь наиболее возбудимых мышечных волокон. Амплитуда такого сокращения минимальна. При увеличении силы раздражающего тока в процесс возбуждения последовательно вовлекаются и менее возбудимые группы мышечных волокон; амплитуда сокращений суммируется и растет до тех пор, пока в мышце не останется волокон, не охваченных процессом возбуждения. В этом случае регистрируется максимальная амплитуда сокращений.
Рис.7 Скелетная мышца состоит из поперечнополосaтых мышечных волокон. Значительный объём МВ занимают миофибриллы. Расположение светлых и тёмных дисков в параллельных друг другу миофибриллах совпадает, что приводит к появлению поперечной исчерченности. Структурная единица миофибрилл — саркомер, сформированный из толстых (миозиновых) и тонких (актиновых) нитей. Расположение тонких и толстых нитей в саркомере показано слева и слева внизу. G‑актин — глобулярный, F‑актин — фибриллярный актин.
Физиологические особенности гладких мышц.Гладкие мышцы имеют те же физиологические свойства, что и скелетные, но имеют и свои особенности:
1) нестабильный мембранный потенциал, который поддерживает мышцы в состоянии постоянного частичного сокращения – тонуса;
2) самопроизвольную автоматическую активность;
3) сокращение в ответ на растяжение;
5) высокую чувствительность к химическим, в том числе фармакологическим веществам.
Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 595 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ
Определение порога возбуждения нервной и мышечной ткани.
Нервная и мышечная ткани обладают различной возбудимостью. Мерой возбудимости служит порог возбуждения, та минимальная сила раздражителя, которая способная вызвать процесс возбуждения. Показателем возникшего в мышце возбуждения является ее сокращение.
Для определения порога возбуждения нерва электроды прикладываются к нерву. Такой способ раздражения называется непрямое раздражение. По достижении пороговой силы тока, в нерве возникает распространяющееся возбуждение, которое, доходя до мышцы, вызывает ее сокращение. Величина электрического тока, вызывающая минимальное сокращение, отражает возбудимость нерва.
Непосредственное воздействие на мышечные волокна, когда раздражающие электроды располагаются на самой мышце, получило название прямого раздражения. При такой постановке опыта сокращение мышцы возникает по достижении порога возбуждения для мышечных волокон, его сила характеризует возбудимость мышцы.
Сравнивая пороговые величины при непрямом и прямом раздражении, можно судить о разнице возбудимости нерва и мышцы. Измерения показывают, что порог непрямого раздражения меньше, чем прямого, следовательно, возбудимость нерва выше, чем возбудимость мышцы.
О с н а щ е н и е: кимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, раздражающие электроды, электростимулятор, набор инструментов для препарирования, бумага, вода, раствор Рингера. Работу проводят на лягушке.
С о д е р ж а н и е р а б о т ы. Соберите установку для работы с нервно-мышечным препаратом (см. предыдущее занятие). Приготовьте нервно-мышечный препарат лягушки, который зафиксируйте в штативе в вертикальном положении за пяточное сухожилие снизу и коленный сустав сверху.
Седалищный нерв расположите на электродах, наложите на него тонкий слой ваты, обильно смоченный раствором Рингера. Ахиллово сухожилие мышцы посредством нити присоедините к пишущему рычагу, писчик которого приставьте к поверхности барабана кимографа. Включите в сеть стимулятор и поставьте его переключатели на нужные параметры раздражения: частота – 1 имп/с, длительность – 1 мс, амплитуда – «0» и, медленно вращая ручку регулировки силы тока, найдите его минимальную силу (порог раздражения), вызывающую минимальное сокращение мышцы. Эта величина и будет порогом возбуждения нерва.
Запишите мышечное сокращение при непрямом раздражении мышцы на кимографе.
Затем определите порог возбуждениямышцы. Для этого используйте в качестве раздражающих электродов очищенные концы проводов, которые оберните вокруг мышцы в ее безнервном участке. Определите минимальную силу тока, вызывающую пороговое сокращение, т.е. порог прямого раздражения мышцы. Запишите кимограмму.
Запись производите на ленте остановленного кимографа, поворачивая барабан рукой после каждой стимуляции.
1. Зарисуйте в тетради схему опыта.
2. Вклейте полученную кимограмму в тетрадь и сделайте на ней обозначения в соответствии с эталоном (рис. 9).
2. Сравните величины порогов прямого и непрямого раздражения мышцы.
3. Дайте оценку возбудимости нерва и мышцы, сравнив пороги их возбуждения. В чем, причина разницы этих величин.
4. Какое биологическое значение имеет разница порогов возбуждения нерва и мышцы.
Рис. 9. Кимограмма определения порога возбуждения
а – непрямое раздражение; б – прямое раздражение;