Контрольные вопросы:

1. Что является мерой возбудимости любой возбудимой ткани?

2. Как функциональное назначение мышц сказывается на их возбудимости?

3. Какие существуют показатели для определения возбудимости ткани?

4. Что такое реобаза?

5. Что такое полезное время?

6. Почему полезное время трудно определить в эксперименте?

7. Что такое хронаксия? Как называется метод определения пороговой возбудимости ткани?

8. Сравните хронаксию нервной и мышечной ткани.

9. Что происходит с хронаксией мышц по мере роста тренированности организма?

10. Какое практическое применение в клинике физиологии спорта имеет хронаксия?

Лабораторная работа № 4 Тема: « Биоэлектрические явления»

Цель работы: познакомится с биологическими методами индикации определения биологических явлений. Овладеть техникой воспроизведения классических экспериментов, сыгравших исключительную роль в развитии физиологии.

Оборудование: электростимулятор, электроды, штатив с медным крючком и цинковой пластинкой, набор инструментов, стеклянные палочки, препаровальная доска, вата, физиологический раствор, пипетка, лягушка.

Наличие биоэлектрических явлений было доказано в XVIII веке итальянским ученым Луиджи Гальвани. Для этого он проделал два опыта: I-й опыт «балконный» имеет только историческое значение, так как доказывает наличие разности потенциалов между разноименными металлами, а не наличие биотоков; II-й опыт Гальвани доказал наличие биотоков.

Матеуччи открыл биотоки действия, которые возникают при активном состоянии ткани (см. опыт вторичного сокращения). Теоретическое обоснование биотоков было дано в мембранно-ионной теории, выдвинутой Бернштейном в начале XX века и дополненной в 50-х годах Ходжкиным, Хаксли, Катцем. В этой теории важная роль отводится плазматической мембране, ее структуре и свойствам, а также наличию ионной ассиметрии между клеткой и окружающей средой. Мембранный потенциал покоя (МПП)- это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны. Потенциал действия (ПД)- это быстрое колебание мембранного потенциала, вызванное действием подпороговых или надпороговых раздражителей.

В относительном физиологическом покое внутренняя поверхность мембраны имеет отрицательный заряд, а наружная - положительный. Это обуславливает наличие токов покоя. При возникновении ПД происходит перезарядка мембраны: возбужденный ее участок на поверхности приобретает отрицательный заряд, а внутри - положительный. Поэтому между возбужденным и невозбужденным участками поверхностной мембраны возникает ток действия.

Ход работы:

I-й опыт Гальвани: разрушают у лягушки головной и спинной мозг. Перерезают туловище впереди от сочленения позвоночника с костями таза. Удаляют переднюю часть тела. Снимают кожу с задних лапок. Удаляют кости таза, копчиковую кость и остатки внутренностей. Кладут корешки пояснично-крестцового сплетения на медную или цинковую пластинку гальванического пинцета. Второй пластинкой касаются тканей бедра. В момент прикосновения возникают сокращения мышц лапок. Зарисовать схему опыта. Объяснить причину раздражающего действия биометаллического пинцета.

II-й опыт Гальвани: готовят препарат задней лапки лягушки. Седалищный нерв отделяют стеклянными крючками на всём протяжении до коленного сустава и пересекают вблизи позвоночника. Кладут препарат на стеклянную пластинку. Рассекают мышцу бедра в поперечном направлении и тотчас же набрасывают на нерв. При этом следят, чтобы он одновременно коснулся поврежденного и неповрежденного участка мышц. Зарисовать схему опыта и дать объяснение возникшему мышечному сокращению.

Опыт вторичного сокращения Матеуччи (доказательство токов действия): готовят два нервно-мышечных препарата задних лапок лягушки, сохраняя всю голень с лапкой. Седалищные нервы у обоих препаратов выделяют стеклянными крючками от позвоночника до коленных суставов. Седалищный нерв 1-го препарата помешают на электроды, соединенные со стимулятором. Нерв 2-го препарата набрасывается на мышцу 1-го. После этого седалищный нерв 1-го подвергают раздражению прерывистым током средней силы в течение нескольких секунд. При этом возникают титанические сокращения икроножных мышц обеих препаратов. Сокращение мышц 2-й лапки называется вторичным. Объясните наблюдаемые явления. В чем причина сокращения мышц второй лапки?

Контрольный опыт: перевязать седалищный нерв 2-го препарата и повторить раздражение индукционным током. Вторичного сокращения не будет. Зарисовать схему опыта. Сделать выводы о раздражающем влиянии токов действия на нерв.