Ход работы.
Обездвиживают лягушку путем разрушения центральной нервной системы и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы. Нерв можно удалить. Коленный сустав закрепляют в зажиме влажной камеры, ахиллово сухожилие захватывают пружинным зажимом, соединенным с датчиком механограммы. Устраняют провисание провода, регулируя высоту крепления датчика. Для раздражения мышцы присоединяют электрод влажной камеры, касающийся коленного сустава к одному из разъемов кабеля стимулятора № 2, а второй его разъем подсоединяют к зажиму, закрепленному на ахилловом сухожилии.
Включают АРМ и запускают программное обеспечение. Выбрав в базе данных соответствующую методику, включают режим мониторинга. Задают развертку по времени – 2 см/с. С помощью окна настроек устанавливают масштаб для канала механограммы - 10 г/см, для каналов стимулятора - 100 мкА/см. Регулируют смещение каналов (лучи - линии, отображающие сигналы, должны равномерно располагаться в окне). Открывают панель управления стимуляторами и устанавливают параметры для импульсной стимуляции: режим одиночной подачи стимулов, длительность стимуляции 1000 мс, длительность импульса 10 мс, частота 0.
Находят порог, раздражая мышцу одиночными стимулами. Задают длительность стимуляции 2 с и, подавая серии импульсов с возрастающей частотой (от 1 до 16 Гц), наблюдают кривые мышечного ответа. Фиксируют частоты, при которых наблюдаются зубчатый и гладкий тетанус.
Настраивают сценарий регистрации сокращения мышцы при ее раздражении электрическим током возрастающей частоты (рис.1). Сценарий представляет ряд последовательных шагов. Параметры каждого шага расположены в одной колонке таблицы сценария. Развертка по времени – 0,5 см/с, масштаб для механограммы – 10 г/см; для стимулятора № 2 – 0,5 мА/см, длительность стимуляции – 3 с, пауза – 3 с, амплитуда – в соответствии с найденным порогом, частота стимуляции – 0 Гц. Добавляя новые шаги, увеличивают частоту стимуляции до 2, 4, 8, 16 Гц.
Рис. 1. Переход от одиночных сокращений к тетаническим. Развертка по времени 0,5 см/с
Включают режим записи и запускают сценарий. В режиме анализа подробно изучают зарегистрированные сигналы.
Оформление работы. Выводят на печать кривые, наблюдаемые в окне отображения сигналов. На рисунке указывают частоты стимуляции, зубчатый и гладкий тетанус, контрактуру. Делают вывод об условиях перехода от одиночных сокращений к тетаническим.
Лабораторная работа «Анализ мышечных сокращений при изменении амплитуды стимула»
Поперечнополосатые мышцы состоят из множества функциональных единиц - мышечных клеток, или мышечных волокон. Поперечнополосатые мышцы иннервируются двигательными нервами. Аксон двигательной нервной клетки (мотонейрон) и все мышечные волокна, к которым подходят его окончания, функционально представляют единое целое и носят название двигательной (нейромоторной) единицы.
Одиночное нервное волокно и нейромоторная единица работают по закону «все или ничего». Однако любая мышца состоит из множества нейромоторных единиц, аксоны которых имеют различные пороги возбуждения. Поэтому при постепенном увеличении силы раздражения целого нерва (нерв состоит из множества нервных волокон) наблюдается постепенное увеличение силы сокращения мышцы. Величина стимула, вызывающего минимальное сокращение мышцы, называется минимальным порогом (она соответствует активации наиболее возбудимых аксонов). Минимальная величина стимула, вызывающего максимальное сокращение мышцы, называется максимальным порогом (активируются все аксоны). После достижения максимального порога увеличение силы раздражения не приводит к возрастанию силы сокращения мышцы.
Цель работы. Изучить зависимость силы одиночного мышечного сокращения от силы раздражения.
Оборудование, материалы и объект исследования. АРМ студента-физиолога, датчик механограммы, влажная камера, препаровальный набор, пружинные зажимы-электроды, раствор Рингера, лягушка.