Практическая работа №3. Воздействие электрических стимулов на сердечную деятельность
Механическая деятельность сердца, известная также как цикл сердечной деятельности, состоит из ритмичной последовательной смены двух отдельных фаз:
- систола (S) или фаза сокращения сердечной мышцы;
- диастола (D) или фаза расслабления сердечной мышцы.
Возбудимость сердечной мышцы развивается циклически в соответствии с фазами сердечного цикла (рефлекс Мэрея или закон периодической невозбудимости сердца):
- в систоле отсутствует возбудимость миокарда;
- в диастоле сердечная возбудимость достигает самых высоких уровней.
На графике отображаются сокращения сердца лягушки (кардиография), определяется эффект, оказываемый стимуляцией электрическим током сердечной мышцы, когда оно проходит две фазы сердечного цикла (систолу и диастолу).
Получение графического изображения состоит из двух моментов:
-получение графического изображения нормальной деятельности сердца;
-получение графического изображения деятельности сердца, сначала в периоде систолы, затем в периоде диастолы.
Нормальная кардиограмма синусоидальная и мы можем выделить две фазы сердечного цикла:
- систола, возрастающий участок кардиограммы (S);
- диастола, убывающий участок кардиограммы (D).
С помощью экспериментального применения электрических стимулов мы получаем различные ответные реакции в зависимости от того, в какую фазу цикла сердечной деятельности произошло воздействие стимула:
- если стимул пришелся на систолу, общий вид кардиограммы не меняется;
- если стимул пришелся на диастолу, на электрокардиограмме появляется экстрасистола (ES), которая неизбежно сопровождается длительным периодом покоя (PRP).
Таким образом, в каждой систоле миокард невозбудим (он проходит фазу рефрактерности). Биологическое значение периодически наступающей фазы рефрактерности (которая длится столько же, сколько длится сама систола) заключается в обеспечении регулярного сокращения миокарда.
В диастоле миокард становится возбудимым, и если появляется искусственный стимул, то ответной реакцией является экстрасистола. После любой экстрасистолы всегда следует удлиненный период покоя. Удлиненный период покоя наступает после каждой экстрасистолы из-за потери физиологической систолы (генерированной синусно-предсердным узлом Ремака).
Задание:
В программе «Виртуальная физиология» проделайте работу «Воздействие электрических стимулов на сердечную деятельность», которая демонстрирует стадии сердечного цикла сердца лягушки и изменения его возбудимости при помощи графического метода.
Ход работы: сердце ритмично сокращается, при этом на графике отображается кардиография, состоящая из двух фаз – систолы и диастолы, после нажатия кнопки «стимуляция» - график либо изменяется, либо нет.
Ответьте на следующие вопросы: 1) Объясните, почему в ряде случаев при стимуляции сердца кардиограмма не изменяется? Почему изменяется?
Практическая работа №4. Воздействие медикаментов и химических медиаторов на деятельность сердца
Сердце, изолированное от тела полностью, может продолжать свою деятельность в случае, если обеспечены следующие условия:
- должна иметь место перфузия (циркуляция жидкости по отделам сердца) определенным раствором под определенным давлением;
- раствор, используемый для перфузии, должен содержать в себе энергетический субстрат, необходимый для функционирования сердца;
- жидкость для перфузии должна быть определенной температуры.
При обеспечении этих условий сердце будет функционировать в автономном режиме долгое время.
В данной работе получают графического изображения механической активности изолированного сердца лягушки в условиях, когда сердце подвергается перфузии растворами, содержащими ионы Ca++, K+ и химическими медиаторами (адреналин и ацетилхолин).
Получение графического изображения предполагает следующие моменты:
запись кардиограммы в условиях перфузии изолированного сердца раствором Рингера;
запись кардиограммы в условиях перфузии изолированного сердца раствором, в котором нет ионов кальция (это осуществляется посредством использования раствора оксалата аммония);
запись кардиограммы в условиях перфузии изолированного сердца раствором хлорида кальция;
запись кардиограммы в условиях перфузии изолированного сердца раствором хлорида калия;
запись кардиограммы в условиях перфузии изолированного сердца раствором адреналина;
запись кардиограммы в условиях перфузии изолированного сердца раствором ацетилхолина.
Интерпретация кардиограмм:
- в условиях перфузии изолированного сердца раствором, в котором нет ионов кальция, мы видим, что оно уменьшает амплитуду сокращений:
- в условиях перфузии изолированного сердца раствором хлорида кальция, мы видим, что оно увеличивает амплитуду сокращений; если немедленно повторить введение кальция в раствор для перфузии, это приведет к установлению кальциевой ригидности (сердце останавливается в систоле):
- в условиях перфузии сердца раствором хлорида калия, мы видим, что оно уменьшает амплитуду сокращений; если немедленно повторить введение калия в раствор для перфузии, это ведет к установлению калийного ингибирования (сердце останавливается в диастоле):
- в условиях перфузии сердца раствором адреналина сердце увеличивает амплитуду и частоту своих сокращений;
- в условиях перфузии сердца раствором ацетилхолина сердце уменьшает амплитуду и частоту сокращений.
Эти изменения в сердечной деятельности подводят нас к выводу: даже если сердце функционирует автономно, на его деятельность могут оказывать определенное воздействие некоторые гуморальные факторы.
Задание:
В программе «Виртуальная физиология» проделайте работу «Воздействие медикаментов и химических медиаторов на деятельность сердца»
Ход работы: сердце ритмично сокращается, при этом на графике отображается кардиография, состоящая из двух фаз – систолы и диастолы, после нажатия стрелки с соответствующим химическим веществом график изменяется.
Заполните таблицу и сделайте соответствующие выводы.
Химическое вещество |
ЧСС |
Амплитуда сокращений |
Схематический рисунок кардиограммы |
Раствор Рингера |
|
|
|
Оксалат аммнония (нет ионов Са++) |
|
|
|
Хлорид кальция (СаСl) |
|
|
|
Хлорид калия (КСl) |
|
|
|
Адреналин |
|
|
|
Ацетилхолин |
|
|
|