Лабораторная работа № 5 Тема: «Одиночные и тетанические сокращения»

Цель работы:

1. Изучить особенности одиночного сокращения мышц.

2. Познакомится с особенностями тетанических сокращений скелетных мышц.

3. Исследовать условия развития зубчатого и гладкого тетануса.

Оборудование: миограф, кимограф, стимулятор, препаровальный набор, дощечка, ванночка, физиологический раствор, бумага, чернила, лягушка.

Скелетные мышцы способны сокращаться по типу одиночного и длительного сокращения (тетануса).

Одиночное сокращение мышцы - возникает при действии одиночного стимула. В нем выделяют следующие периоды (рис.1):

Рис.1. Фазы одиночного мышечного сокращения: 1- латентный период, 2- период укорочения, 3- период расслабления.

1. Латентный (скрытый) период- это период с момента нанесения раздражения и до момента возникновения ответной реакции. Мышца еще не сокращается, но идут подготовительные этапы расщепления веществ и образования энергии. Этот период продолжается 0,01с.

2. Период укорочения - на графике это период от основания до вершины кривой- мышца укорачивается, становится толще. Этот период продолжается 0,04- 0,05с.

3. Период расслабления - на графике это период от вершины кривой до основания - мышца расслабляется до исходной длины. Период продолжается 0,05- 0,06с.

Т.о. для икроножной мышцы лягушки весь одиночный цикл сокращения длится 0,11 – 0,12 секунд.

Тетанус- это длительные сокращения в ответ на действие серии раздражителей (рис.2). Частота наносимых раздражений влияет на форму тетануса - в связи с этим различают:

1. Зубчатый тетанус возникает тогда, когда раздражитель попадает на фазу неполного расслабления мышцы (возникает с уменьшением частоты).

2. Гладкий тетанус - когда раздражитель попадает на период укорочения мышцы (нет периодов расслабления - возникает с увеличением частоты наносимых раздражений. Гладкий тетанус всегда выше зубчатого (теория Гельм Гольца).

Введенский доказал природу тетануса исходя из фазного характера изменения возбудимости ткани, которая меняется в ходе одиночной волны возбуждения: если тетанус растет при неизменной силе - это свидетельствует о том, что каждый очередной раздражитель попадает на фазу повышенной возбудимости- экзальтации (оптимальная частота). При увеличении частоты наносимых раздражений ответная реакция снижается, т.к. каждый очередной раздражитель попадает на период относительной рефрактерности (возбудимости). При дальнейшем увеличении частоты ответной реакции не возникает - это свидетельствует о том, что каждый очередной раздражитель попадает на период абсолютной рефрактерности.

Рис.2. Одиночное и тетанические сокращения скелетных мышц: I-одиночное мышечное сокращение, II- тетанические сокращения: 1- зубчатый тетанус, 2- гладкий тетанус.

Ход работы:

1. Одиночное сокращение: приготовьте препарат изолированной икроножной мышцы лягушки и закрепите его в миографе. Подберите силу раздражения, вызывающую максимальное сокращение мышц.

В работе используют кимограф, диск которого освобожден от соприкосновения с валиком. Приведите рукой барабан кимографа в свободное вращение (1 оборот за 0,5 – 1 сек), замкните ключ и запишите одиночное сокращение мышц. Определите длительность одиночного сокращения и его фазы. Для этого измерьте длину основания кривой в мм. С помощью секундомера установите время одного полного оборота барабана. Измерьте радиус барабана и определите длину его окружности. Рассчитайте, какому времени соответствует 1см окружности барабана. Составьте пропорцию и найдите продолжительность одиночного сокращения и его фаз.

2. Зубчатый и гладкий тетанус: если на мышцу наносить ритмические стимулы частотой 10– 20 Гц, то каждый последующий импульс совпадает с фазой расслабления и тогда возникает зубчатый тетанус. Если еще больше увеличить частоту раздражения до 20– 40 Гц, то каждый последующий импульс будет заставать мышцу в период укорочения (сокращения) и в результате наступает длительное, непрерывное сокращение мышц, получившее название гладкого тетануса.