2. Локализация утомления в нервно-мышечном препарате лягушки.
Под утомлением понимают временное снижение работоспособности клетки, органа или целого организма, наступающее в результате длительной работы и исчезающее после отдыха. В целостном организме, при совместной деятельности центральных и периферических аппаратов, явление утомления развивается, прежде всего, в структурах ЦНС. Из периферических образований наиболее быстро утомляются синапсы вследствие более низкой скорости происходящих в них химических процессов по сравнению с проведением электрических импульсов в нерве, уменьшения резерва медиатора и ионов кальция и снижения чувствительности рецепторов постсинаптической мембраны к медиатору.
О с н а щ е н и е кимограф, вертикальный миограф, универсальный штатив, электронный стимулятор, набор препаровальных инструментов, раствор Рингера для холоднокровных животных. Работу проводят на лягушке.
С о д е р ж а н и е р а б о т ы. Приготовьте нервно-мышечный препарат и укрепите его в миографе. Подберите заведомо надпороговую величину тока, вызывающую сокращение мышцы, как при прямом, так и при непрямом ее раздражении. Установите электроды в положение для непрямого раздражения мышцы, и при медленном вращении барабана кимографа включите ритмичное раздражение частотой 1 Гц.
Записывайте сокращения мышцы вплоть до полного их исчезновения, отметьте время развития полного утомления.
Когда сокращения мышцы практически прекратятся, сразу переведите электроды в положение для прямого раздражения мышцы и не меняя параметров раздражения, продолжайте регистрацию сокращений. Обратите внимание на амплитуду сокращения мышцы.
Продолжайте регистрацию сокращений при ритмичном раздражении до полного утомления мышцы, отметьте время его развития при прямом раздражении.
Оформление протокола.
Вклейте кимограмму в тетрадь и сделайте на ней обозначения в соответствии с эталоном (рис. 2).
Рис 2. Развитие утомления в нервно-мышечном препарате лягушки при прямом и непрямом
раздражении.
Объясните, почему после развития утомления и прекращения сокращений при непрямом раздражении, мышца способна сокращаться практически с прежней амплитудой при прямом раздражении?
Как доказать, что снижение амплитуды сокращений является результатом развития именно утомления, а не торможения.
В каком случае (при прямом или непрямом раздражении) утомление будет носить более глубокий характер и почему?
Какие мероприятия по снятию симптомов утомления следует провести в каждом случае (после непрямого и прямого раздражения).
Сравните время развития утомления мышцы при ее прямом и непрямом раздражении. Объясните, почему утомление мышцы при непрямом раздражении развивается быстрее, чем при прямом.
Будет ли время восстановления работоспособности прямо пропорционально времени развития утомления? Почему?
3. Утомление мышц человека. Феномен Сеченова
Восстановление работоспособности утомленных мышц происходит под влиянием отдыха. Более эффективным средством борьбы с утомлением двигательного аппарата является не столько простой покой, сколько активный отдых, заключающийся в умеренной работе других мышечных групп.
Факт благотворного влияния перемены сферы деятельности в период отдыха от основной работы подтвержден богатым практическим опытом. Физиологическое обоснование этого явления было дано И. М. Сеченовым и получило название феномена, или принципа, Сеченова. Сеченов считал, что повышение эффективности работы при смене работающих двигательных аппаратов (например, при переменной работе рук) является следствием активирующего влияния неутомленной мышцы на центральную нервную систему. Согласно хорошо известному явлению взаимосочетанной (реципрокной) иннервации мышц-антагонистов, возбуждение одних центров — например, центров сгибания одной стороны — тормозит соответствующие центры другой стороны. Вместе с тем известно, что во время торможения в нервных клетках усиливаются процессы восстановления, подготавливающие их к новой деятельности. Таким образом, во время отдыха утомленной, к примеру, правой руки включение в работу левой руки вызывает не только возбуждение в соответствующем центре, но и наводит торможение в реципрокно-сочетанных центрах другой руки, в которых уже развилось торможение в результате утомительной работы. Это приводит к еще большему углублению в них процесса торможения, следствием чего является усиление восстановительных процессов и поднятие их работоспособности.
Важную роль в устранении утомления в двигательном аппарате играют высшие отделы центральной нервной системы, в особенности кора головного мозга. Подтверждением этому служат факты получения феномена Сеченова условнорефлекторным путем. Так, если сопровождают активный отдых стуком метронома, то после 10—13 сочетаний образуется условный рефлекс на эффект активного отдыха, т. е. изолированное действие метронома вызывает ускоренное восстановление работоспособности по сравнению с пассивным отдыхом. Эфферентным звеном, через которое осуществляется передача стимулирующих влияний на утомленные мышцы, является симпатическая нервная система.
О с н а щ е н и е. кистевой эспандер или динамометр, секундомер. Работа проводится на человеке.
С о д е р ж а н и е р а б о т ы.