2. Движение и опора

Пример. При раздражении мышцы одиночными ударами электрического тока она каждый раз сокращается и расслабляется. Затем мышцу охлаждают и продолжают раздражать. В этих условиях она работает более медленно. Почему замедляется работа мышцы?

Решение. Мышца, как и любой другой орган, работает за счет химической энергии, которая непрерывно освобождается в клетках. Главный носитель энергии — АТФ. Постоянный ее распад требует быстрого ресинтеза за счет соответствующих химических реакций. Известно, что охлаждение замедляет скорость химических реакций. Следовательно, работа мышцы замедляется.

Пример. У икроножных мышц по сравнению с другими мышцами особенно выражена выносливость к статическим усилиям. С чем это связано?

Решение. Поддержание позы, например стояние, требует постоянного сокращения ряда мышц, в том числе и икроножных. Этим и объясняется их выносливость к статическим усилиям.

Пример. В суставной полости существует отрицательное давление. Чем это полезно?

Решение. Отрицательное давление — это, иначе говоря, некоторое разрежение. В разреженном пространстве находящиеся в нем предметы более тесно прилегают друг к другу. Поэтому в суставной полости кости, образующие сустав, взаимно притягиваются. При нарушении целостности суставной сумки отрицательное давление исчезает, кости могут легко разъединяться и сустав не сможет работать надежно.

34. Как известно у млекопитающих плечевой пояс и позвоночник соединены подвижно. Какие преимущества дает такое сочленение?

35. Величина мышечного потенциала мышечного волокна уменьшилась. Станет ли при этом разница между возбудимостью этого волокна и иннервирующего его нервного волокна больше или меньше?

36. К покоящейся мышце подвесили груз. Как при этом изменится ширина Н-зоны саркомера?

37. Почему быстрые мышцы при сокращении потребляют в единицу времени больше энергии АТФ, чем медленные?

38. Основные зоны саркомера — I, A, H. Ширина какой из них не изменяется при сокращении мышцы?

39. Мышца состоит из волокон, волокна из миофибрилл, а те в свою очередь из протофибрилл. Какие из перечисленных объектов укорачиваются во время сокращения?

40. В мышечных волокнах имеется система поперечных трубочек, а в нервных она отсутствует. В чем физиологический смысл этого различия?

41. Если рассмотреть рычаг, который образует мышца с поднимаемой ею костью, например предплечьем, то нетрудно убедиться, что при работе рычага происходит очевидный проигрыш в силе. В чем физиологический смысл такого «попустительства» природы?

42. В ответ на одиночный стимул раздражения мышца отвечает одиночным сокращением. Но, если нанести такое же раздражение на афферентный нерв, то возникающее рефлекторное сокращение мышцы оказывается тетаническим. Почему?

3. Регуляция физиологических функций

Пример. В естественных условиях рефлекс возникает при раздражении рецепторов. Можно ли в эксперименте вызвать рефлекторную реакцию без участия рецепторов?

Решение. Рефлекторная реакция осуществляется через рефлекторную дугу, которая включает рецептивное поле, афферентный путь, центральную часть, эфферентный путь и эффектор. Главное условие рефлекторной реакции — возбуждение – должно пройти через нейроны ЦНС. В эксперименте можно выполнить это требование, раздражая не рецепторы, а идущий от них афферентный нерв.

Пример. Для взятия пробы желудочного сока больному предлагают проглотить зонд (резиновую трубку) или же врач сам вводит зонд через глотку и пищевод в желудок. Однако при этом у некоторых людей возникает рвотный рефлекс, который делает манипуляцию невозможной. Как быть?

Решение. Рвотный рефлекс возникает за счет раздражения рецепторов заднего неба, корня языка и пр. Значит, нужно не дать этим рецепторам возбуждаться. Для этого выключают данные рецептивные поля (например, смазывая соответствующие участки дикаином).

43. Свойства нервных центров отличаются от таковых в нервных волокнах. Это проявляется в том, что распространение возбуждения в совокупностях нейронов (нейронных сетях) имеет ряд особенностей, которые не встречаются в нервных волокнах. С чем это связано?

44. Справедливо ли следующее утверждение: «интегративная функция мотонейронов связана со степенью дивергенции афферентных волокон»?

45. Как доказать, что характер действия медиатора (возбуждающий или тормозящий) зависит не от его свойств, а от свойств постсинаптической мембраны?

46. Почему при охлаждении мозга можно продлить продолжительность периода клинической смерти?

47. Почему при утомлении человека у него сначала нарушается точность движений (например, попадание стержнем в отверстие), а потом уже сила сокращений?

48. У некоторых пациентов коленный рефлекс бывает слабо выражен. Чтобы усилить его, предлагают сцепить руки перед грудью и тянуть их в разные стороны. Почему это приводит к усилению рефлекса?

49. Почему при слабом покашливании сокращаются в основном мышцы глотки, а при сильном — включаются и мышцы грудной клетки, живота, диафрагмы? Можно ли найти здесь некоторую аналогию с приступом бронхиальной астмы?

50. В эксперименте на животном вызывают два различных рефлекса. После этого животному вводят вещество, которое замедляет процесс освобождения медиатора. Время обоих рефлексов удлиняется, причем время одного рефлекса значительно больше, чем другого. В чем причина этого различия?

51. Ребенок, который учится играть на пианино, первое время играет не только руками, но помогает себе головой, ногами и даже языком. Каков механизм этого явления?

52. Известный физиолог академик А. А. Ухтомский писал в одной из работ: «Возбуждение — это дикий камень, ожидающий скульптора». Как называется скульптор, шлифующий процесс возбуждения?

53. Представим себе пипетку, из которой капает жидкость на промокательную бумагу и впитывается в нее. Наносим два воздействия. Одно из них замедляет вытекание жидкости, другое не позволяет бумаге впитывать жидкость. Каким видам торможения можно уподобить каждое из этих явлений?

54. Какой процесс появился в эволюции раньше — возбуждение или торможение?

55. Стрихнин является антагонистом глицина. К чему приведет введение стрихнина в организм животного?

56. У грудных младенцев можно вызвать некоторые примитивные рефлексы, которые осуществляются спинным мозгом. У взрослого человека эти рефлексы отсутствуют. С чем это связано?

57. Спинной мозг обладает проводниковой и рефлекторной функциями.

58. Сохраняются ли у животного какие-либо рефлексы, кроме спинномозговых, после перерезки спинного мозга под продолговатым? Дыхание поддерживается искусственным путем.

59. В результате несчастного случая у больного произошел разрыв спинного мозга и наступил паралич нижних конечностей. Какие еще функции оказались нарушенными?

60. У животного перерезан спинной мозг. При этом сохранилось только диафрагмальное дыхание. На каком уровне произведена перерезка?

61. Клетки Реншоу, находящиеся в спинном мозге, работают по механизму отрицательной обратной связи и предохраняют мотонейроны от чрезмерного возбуждения. Этим обеспечивается защита мышц от слишком сильного сокращения, что может привести к травме. Тем не менее встречаются случаи, особенно у спортсменов, когда при очень быстром нарастании напряжения мышцы происходит разрыв сухожилия. В чем причина этого?

62. У животного произведены последовательно две полные перерезки спинного мозга под продолговатым. Как изменится величина артериального давления после первой и второй перерезки? Разумеется, животное после перерезки находится на искусственном дыхании.

63. При прочих равных условиях, какое кровоизлияние более опасно для жизни — в кору головного мозга или в продолговатый мозг?

64. У собаки произведена перерезка ствола мозга. Когда животное вышло из наркоза, на него направили яркий свет и нанесли болевое раздражение. При этом зрачки сузились, но реакции, сопровождающие ощущение боли, отсутствовали. На каком уровне произведена перерезка?

65. От конькобежца при беге на повороте дорожки стадиона требуется особо четкая работа ног. Имеет ли в этой ситуации значение, в каком положении находится голова спортсмена?

66. Укачивание («морская болезнь») возникает при раздражении вестибулярного аппарата. Мы знаем, что вестибулярные ядра влияют на перераспределение мышечного тонуса. Морская же болезнь имеет другие симптомы (тошнота, головокружение и т. п.). Чем же объясняется возникновение укачивания?

67. Человек упал и ушиб голову. При этом у него «посыпались искры из глаз». На какую часть головы пришелся удар?

68. Одним из диагностических признаков аппендицита является напряжение мышц в участке, который соответствует локализации патологического процесса. При заболеваниях внутренних органов в ряде случаев используют с терапевтическими целями определенные комплексы лечебной физкультуры. Такие же цели преследуют и упражнения хатха-йоги. Есть ли что-нибудь общее между всеми этими ситуациями?