Ебучие методы

ВОЗБУДИМЫЕ ТКАНИ И ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 1) Нарисовать одиночное мышечное сокращение, зубчатый и гладкий тетанусы с соответствующими ПД.

2) Кривая силы-длительности (Гоорвега-Вейса-Лапика) Физиологический смысл кривой.

Постоянная времени - это время необходимое чтобы импульс тока зарядил емкость мембраны на 63% от амплитуды поданного импульса.

Постоянная длинны - это расстояние на аксоне от первоначального места подачи тока на аксон до места где он потерял 63%.

Реобаза - минимальная сила тока в течении полезного времени чтобы вызвать ответ. Хронаксия - минимальное время которое должен действовать раздражитель (ток равный 2-ум реобазам) чтобы вызвать ответную реакцию.

3) Нарисовать ПД рабочего кардиомиоцита и ПД скелетной мышцы, объяснить отличия.

4)Назвать специфические блокаторы калиевых, натриевых и кальциевых ионных каналов. Как изменятся ионные токи при их применении.

Na: тетродотоксин холин (ТТХ) => блок ионного канала, ингибирование ионного транспорта Ca: нефидипин - блокатор внутриклеточного участка поры. Входят в пору из цитоплазматических участков канала и блокируют их.

Верапамил - или активаторы или ингибиторы. Сдвигают модуль функционирования канала быстрее чем закупоривают его.

Дилтиазем - связывается с рецептором и блокирует канал.

K: 4-аминопиридин, тетраэтиламмоний - блокаторы калиевых каналов

5)Представление о микроэлектродной технике

Микроэлектродная техника в физиологии, применяется для измерения электрических, концентрационных и окислительных потенциалов различных клеток и их частей, а также для местного, строго ограниченного воздействия на них током и различными веществами. Микроэлектроды введены в 1946 американскими учёными Р. Джерардом и Дж. Лингом и стали применяться для отведения электрических потенциалов сначала от одиночного мышечного волокна, а затем и от отдельной клетки. В лабораторных исследованиях используются металлические микроэлектроды с диаметром кончика порядка 1 мкм, заполненные раствором электролита стеклянные микропипетки с диаметром кончика меньше 1 мкм и некоторые другие типы микроэлектродов. Для подведения их к объекту применяют микроманипуляторы.

Микроэлектрод – это миниатюрный электрический проводник, по которому электрический ток поступает в какую-либо среду (или регистрирующий прибор) или уходит из нее. Микроэлектрод находится в непосредственном контакте с поверхностью биологической ткани. В электрофизиологии микроэлектроды используются для регистрации биопотенциалов с возбудимых клеток (нервных, мышечных), либо для электрической стимуляции этих клеток.

6) Электрофизиологические методы изучения свойств ионных каналов

ЭЭГ – регистрация суммарной электрической активности головного мозга с помощью электродов, расположенных на поверхности головы.

Ритм ЭЭГ – регулярный (имеющий постоянную частоту) тип электрической активности, соответствующий некоторому определенному состоянию мозга и связанный с определенными церебральными механизмами. При описании ритма указывается его частота, типичная для определенного состояния и области мозга, амплитуда и некоторые характерные черты его изменений во времени при изменениях функциональной активности мозга. Основные ритмы ЭЭГ связаны с различными состояниями человека.

Альфа-ритм — регулярный, синусоидальной формы, с частотой 8-13 Гц (колебаний в 1 с) и амплитудой 20-80 мкВ (микровольт). Альфа-ритм регистрируется при отведении биопотенциалов от всех зон коры большого мозга, но более постоянно — от затылочной и теменной областей. Альфа-ритм регистрируется у человека в условиях физического и умственного покоя, обязательно при закрытых глазах и отсутствии внешних раздражений. Бета-ритм имеет частоту колебаний 14-35 Гц. Амплитуда 10-30 мкВ. Может быть зарегистрирован в любых областях мозга, но более выражен в лобных долях. При открывании глаз, умственной работе и других раздражителях альфа-ритм быстро сменяется бета-ритмом. Это явление смены редкого ритма на более частый получило название реакции активации (или десинхронизации).

Тета-ритм имеет частоту 4-7 Гц и амплитуду 100-150 мкВ. Наблюдается в состоянии неглубокого сна, при кислородном голодании мозга, наркозе.

Дельта-ритм характеризуется медленными колебаниями с частотой 0,5-3 Гц, высокой амплитудой 250-300 мкВ, вплоть до 1000 мкВ. Обнаруживается во всех зонах мозга, во время глубокого сна, а также при наркозе. У детей до 7 лет дельта-ритм может быть зарегистрирован и в бодрствующем состоянии.

Гамма-ритм — частота колебания выше 30 Гц, иногда достигает 100 Гц, амплитуда обычно не превышает 15 мкВ. Регистрируется в прецентральной, фронтальной, височной и теменной зонах коры головного мозга. Обычно очень хорошо наблюдается при решении задач, которые требуют максимального сосредоточения и внимания.

7-11) Метод фиксации потенциала. Сущность метода. Принципиальная измерительная электрическая схема. (Patch-clamp and Current-clamp)

Настоящий прорыв в исследованиях мембран клеток вызвал так называемый метод patchclamp. В настоящее время все электрофизиологические исследования мембран клеток производят при помощи данного метода.

Метод patch-clamp позволяет регистрировать на изолированных клетках их потенциалы, токи или одиночные ионные каналы посредством специальной стеклянной пипетки (patchпипетки), напоминающей микроэлектрод, но имеющей сопротивление от 2 до 10 МОм в зависимости от типа исследуемых клеток. Кроме того, метод позволяет регистрировать ионные каналы с изолированного кусочка мембраны, который может быть расположен по отношению к отверстию пипетки либо внешней, либо внутренней стороной.

Для исследований методом patch-clamp существует несколько практически одинаковых приборов, которые позволяют в режиме current-clamp (фиксация тока) регистрировать потенциалы клеток и осуществлять их электрическое раздражение, а в режиме voltageclamp (фиксация потенциала) – измерять суммарные ионные токи клетки или токи через одиночные ионные каналы.

Электрическая схема:

Сначала пипетку подводят вплотную к мембране изолированной клетки и создают в ней небольшое отрицательное давление. Это приводит к тому, что мембрана плотно закупоривает отверстие пипетки, и формируется высокоомный контакт –

конфигурация cell-attached

Конфигурация cell-attached позволяет сформировать другую конфигурацию, называемую inside-out patch. К ее образованию приводит резкое отрывание пипетки от

клетки. В этом случае на пипетке находится лишь фрагмент мембраны, внутренняя сторона которой смотрит в омывающий раствор перфузионной камеры, а внешняя контактирует с содержимым пипетки. Данную конфигурацию используют для изучения вклада соединений цитоплазмы в канальную активность.

Конфигурация cell-attached позволяет двумя путями (в зависимости от задач исследователя) сформировать конфигурацию, называемую whole-cell. В одном случае для ее получения в пипетку необходимо резко и одномоментно подать небольшое отрицательное давление, разрывающее мембрану под пипеткой и образующее путь между внутренней средой клетки и раствором в пипетке. При этом в мембране возникает дырка, величина которой позволяет осуществлять обмен ионов и различных соединений между

пипеткой и цитоплазмой. В другом случае низкоомный путь между внутренней средой клетки и раствором в пипетке формируется благодаря влиянию соединений, находящихся в пипетке и вызывающих образование в мембране пор, проницаемых для ионов, но не для молекул. Это перфоративный (perforated) patch. Эта методика позволяет исследовать ионные токи, протекающие через мембрану, идентифицировать и вычленить их. Конфигурация whole-cell позволяет сформировать еще один вариант конфигурации – outside-out patch. Медленное оттягивание пипетки от клетки заставляет мембрану растягиваться до тех пор, пока она не отделится от клетки и не сошьется.

Теперь ее внутренняя часть будет контактировать с раствором в пипетке, а внешняя – с омывающим раствором в перфузионной камере. Данную конфигурацию применяют для изучения вклада соединений внешней среды клетки в активность единичных каналов.

12)Методика регистрации суммарной биоэлектрической активности головного мозга: виды отведений, регистрируемые ритмы

Электроэнцефалография (ЭЭГ) - метод исследования деятельности головного мозга человека; основан

на суммарной регистрации биоэлектрической активности отдельных зон, областей, долей мозга. Применяется в современной нейрофизиологии, а также в неврологии и психиатрии.

По способу регистрации ЭЭГ-отведения могут быть разделены на монополярные и биполярные.

Биполярным называют отведение, при котором оба ЭЭГ-электрода расположены над мозгом.

Монополярным называют отведение, которое регистрирует изменения электрического потенциала от электрода, расположенного над мозгом, относительно другого электрода, изменение потенциала под которым практически равно нулю.

Электрод, расположенный над мозгом, называют активным, реже используется наименование «рабочий». Электрод, удаленный от мозговой ткани, носит название референтного. Наиболее часто референтный электрод располагают на мочке уха. При биполярном отведении регистрируемая кривая отражает алгебраическую сумму колебаний электрического потенциала под каждым из двух электродов. Для этого выполняется анализ активности, зарегистрированной от нескольких пар электродов в различных комбинациях, что позволит выявить локализацию источника активности.

В случае идеального монополярного отведения под активным электродом генерируется переменный потенциал, соответствующий электрической активности мозга. Под референтным электродом, который находится вдали от мозга, имеется некий постоянный потенциал, который не влияет на «положение пера». Следовательно, суммарный электрический процесс будет отражать колебания электрического потенциала, генерируемого мозгом под активным электродом. Таким образом, монополярное отведение в большей степени регистрирует электрическую активность определенного участка коры.

13)Представление о методе вызванных потенциалов

Если ЭЭГ – это регистрация спонтанной электрической активности мозга, то вызванные потенциалы (ВП) – это электрические отклики мозга на отдельные стимулы. ВП – это биоэлектрические колебания в нервных структурах в ответ на раздражение рецепторов или эффекторных путей, находящиеся в строго определенной временной связи с моментом предъявления стимула. Так как на фоне спонтанной активности ВП трудно различимы, их запись осуществляется специальными техническими средствами, позволяющими выделить сигнал из шума. Для этого суммируют некоторое число отрезков ЭЭГ, находящихся в одинаковой временной связи с моментом стимуляции. В результате такого наложения получается, как бы усиление (умножение) интересующего эффекта. Отсюда другое название метода – метод усредненных ВП.

14) Метод электроэнцефалографии. Ритмы ЭЭГ

ЭЭГ – регистрация суммарной электрической активности головного мозга с помощью электродов, расположенных на поверхности головы.

Ритм ЭЭГ – регулярный (имеющий постоянную частоту) тип электрической активности, соответствующий некоторому определенному состоянию мозга и связанный с определенными церебральными механизмами. При описании ритма указывается его

частота, типичная для определенного состояния и области мозга, амплитуда и некоторые характерные черты его изменений во времени при изменениях функциональной активности мозга. Основные ритмы ЭЭГ связаны с различными состояниями человека. Альфа-ритм — регулярный, синусоидальной формы. Альфа-ритм регистрируется у человека в условиях физического и умственного покоя, обязательно при закрытых глазах и отсутствии внешних раздражений.

Бета-ритм может быть зарегистрирован в любых областях мозга, но более выражен в лобных долях. При открывании глаз, умственной работе и других раздражителях альфаритм быстро сменяется бета-ритмом.

Тета-ритм наблюдается в состоянии неглубокого сна, при кислородном голодании мозга, наркозе.

Дельта-ритм характеризуется медленными колебаниями. Обнаруживается во всех зонах мозга, во время глубокого сна, а также при наркозе.

Гамма-ритм — регистрируется в прецентральной, фронтальной, височной и теменной зонах коры головного мозга. Обычно очень хорошо наблюдается при решении задач, которые требуют максимального сосредоточения и внимания.

ЦНС и АНС

1.Схема рефлекторной дуги. Опыт, доказывающий необходимость наличия сохранности всех пяти звеньев рефлекторной дуги.

Рефлекторная дуга состоит из пяти ключевых компонентов: рецептора, афферентного нейрона, центра интеграции в спинном или головном мозге, эфферентного нейрона и эффектора. Чтобы доказать необходимость всех этих звеньев, можно рассмотреть различные эксперименты и наблюдения, подтверждающие их значимость. Разрушение рецептора:

-Эксперимент: Удаление или повреждение рецепторов, например, кожи или мышц. -Результат: В отсутствие рецепторов нет восприятия стимула, и, следовательно, рефлекс не запускается.

Перерезка афферентного нейрона:

-Эксперимент: Перерезка сенсорного (афферентного) нерва, ведущего от рецептора к ЦНС.

-Результат: Отсутствие передачи сенсорного сигнала к ЦНС приводит к отсутствию рефлекторного ответа.

Повреждение центра интеграции:

Эксперимент: Повреждение спинного мозга или области головного мозга, ответственной за интеграцию сигнала.

Результат: Нарушение обработки сенсорной информации в ЦНС приводит к отсутствию или изменению рефлекторного ответа.

Перерезка эфферентного нейрона:

-Эксперимент: Перерезка моторного (эфферентного) нерва, который передает команду от ЦНС к эффектору.

-Результат: Несмотря на правильную обработку сенсорного сигнала в ЦНС, отсутствие передачи команд к эффектору приводит к отсутствию рефлекторного ответа. Повреждение эффектора:

-Эксперимент: Повреждение мышцы или железы, выполняющей рефлекторный ответ. -Результат: При наличии всех предыдущих звеньев рефлекторной дуги, поврежденный эффектор не может реализовать рефлекторное действие.

2.Принцип отрицательной обратной связи. Представление о функциональной системе по П.К. Анохину(Схема).

Общий принцип действия отрицательной обратной связи в живых организмах — рецептор («детектор») принимает раздражение из окружающей среды и с помощью нервной системы передает сигнал о раздражении в той или иной части тела в «регулятор».

Суть данной концепции заключается в том, что человек не может существовать изолированно от окружающего мира. Он постоянно испытывает воздействие определенных факторов внешней среды. Воздействие внешних факторов было названо Анохиным обстановочной афферентацией. Одни воздействия для человека несущественны или даже неосознаваемы, но другие, — как правило, необычные — вызывают у него ответную реакцию. Эта ответная реакция носит характер ориентировочной реакции и является стимулом для проявления активности.

3. Нарисовать схемы соматической и вегетативных рефлекторных дуг

Различают соматические и вегетативные рефлексы. Первые осуществляют движения тела, а вторые управляют внутренними органами. Рефлекторные дуги этих рефлексов несколько отличаются. Двигательный путь соматического рефлекса представлен одним нейроном, а двигательный путь вегетативного рефлекса состоит из двух нейронов — преганглионарного и постганглионарного.

4. Схемы миотатического и обратного миотатического рефлексов у человека.

Миотатический рефлекс – локальный механизм обратной связи, который сохраняет длину мышцы постоянной при воздействии внезапной нагрузки без участия сознания. Обеспечивается постуральными мышцами. Именно они удерживают человека в привычных

нам положениях. Справа прямой слева обратный

5. Правила и условия выработки условного рефлекса

Кровь и дыхание 1. Методика Определения групп крови в системе АВ0. Правило переливания крови.

(а) Использование стандартных сывороток.

Стандартные сыворотки приготовлены из плазмы известной группы крови и содержат агглютинины соответствующей группы крови:

1 сыв – содержит альфа и бета-агглютиногены

2 сыв – содержит бета-агглютиноген

3 сыв – содержит альфа-агглютиноген 4 сыв – не содержит агглютиногенов (и используется для контроля).

(б) Использоание Цоликлонов.

Цоликлоны – растворы моноклональных антител к антигенам А. В и Д (резус), изготовленные с использованием методов генной инженерии. Для диагностики применяют Цоликлоны Анти-А, Анти-В ( и Анти-Д – для выявления резус-фактора). Например:

2. Лейкоциты, количественная характеристика. Лейкоцитарная формула крови.

Лейкоциты: норма - 4*109-10*109 в литре. Лейкоцитарная формула:

3. Количественные показатели в анализах крови и мочи, отражающие функцию почек.

Общий клинический анализ мочи:

Количество мочи, выделяемой за сутки (суточный диурез) у взрослых 1-1,5 л/сут (примерно 75% выпитой жидкости). Делится на дневной и ночной диурез (отношение 3:1).

(Олигурия – диурез < 500 мл/сут ; анурия – полное прекращение выделения мочи (анурия свыше 5-7 дней ведёт к уремии)

Цвет, прозрачность, удельный вес:

в норме моча соломенно-жёлтого цвета, прозрачная, уд. вес = 1012-1025 Реакция мочи: рН = 5,3 – 6,5 (при смешанном питании).

Возможный диапазон показателя рН = 4,4 – 8,4.

Белок в норме отсутствует.

Протеинурия - выделение белка с мочой. У здоровых людей белок в моче может обнаруживаться при физической нагрузке, длительной ходьбе (маршевая протеинурия), длительном стоянии (ортостатическая протеинурия), охлаждении и стрессах.

Глюкоза в моче практически отсутствует (не > 0,02%).

Физиологическая глюкозурия может быть при избытке углеводов в пище (алиментарная глюкозурия.), после эмоционального напряжения (эмоциональная глюкозурия), после приёма некоторых лекарств (кофеин, глюкокортикоиды и др.)

Микроскопия осадка мочи:

Проба по Нечипоренко: в средней порции утренней мочи в норме эритроцитов 1х103 в 1 мл, лейкоцитов 2-4 х 103 в 1 мл, Проба Каковского-Аддиса: количество элементов в суточном объёме мочи в норме

эритроцитов 1х106 в сутки, лейкоцитов 2 х 106 в сутки Исследование концентрационной способности почек (проба по Зимницкому): определяют

количество и удельный вес мочи в 8-ми трёхчасовых порциях, собранных при обычном водном и пищевом режиме больного (за сутки). В норме 2/3 общего количества мочи – дневной диурез, 1/3 – ночной диурез. Удельный вес колеблется от 1005 до 1025 и выше. (Если максимальный показатель выше 1020, а разница между ним и минимальным показателем составляет 8-10, то концентрационная способность почек считается хорошей). Остаточный азот крови – это сумма всех азотсодержащих веществ крови после удаления из неё белков. В состав остаточного азота входят: мочевина, мочевая кислота, креатинин, аминокислоты и некоторые другие. Нормальный уровень остаточного азота в крови 14,3 - 28,6 ммоль/л.

Уровень креатинина в крови: у женщин – 44-80 мкмоль/л, у мужчин – 74-110 мкмоль/л (зависит от массы скелетных мышц)

4. Правила переливания цельной крови и отмытых эритроцитов.

Переливание цельной крови: 1) определить группу крови в системе АВО; 2) определить резус-принадлежность; 3) провести пробу на биологическую совместимость крови донора и реципиента.

Проба на биологическую совместимость in vitro (перекрёстная): на белой фарфоровой пластинке смешиваются эритроциты донора и плазма реципиента, а также плазма донора и эритроциты реципиента. Переливать кровь можно, если в обеих каплях агглютинация отсутствует.

Проба на биологическую совместимость in vivo: вводят внутривенно 10-15 мл донорской крови (трёхкратно) – и если признаки несовместимости не появляются, переливают необходимый объём крови. Признаки несовместимости: озноб, жалобы на боли в пояснице.

При использовании отмытых эритроцитов агглютинины донора не учитываются (в этом случае их нет)

5. Значение минерального состава крови (Na+, K+, Ca2+) на примере работы сердца.

Изменения концентрации в крови солей калия и кальция оказывают весьма значительное влияние на автоматию и процессы возбуждения и сокращения сердца.

Избыток ионов калия угнетает все стороны сердечной деятельности, действуя отрицательно хронотропно (урежает ритм сердца), инотропно (уменьшает амплитуду сердечных сокращений), дромотропно (ухудшает проведение возбуждения в сердце), батмотропно (уменьшает возбудимость сердечной мышцы). При избытке ионов К+ сердце останавливается в диастоле. Резкие нарушения сердечной деятельности наступают и при уменьшении содержания ионов К+ в крови (при гипокалиемии).

Избыток ионов кальция действует в обратном направлении: положительно хронотропно, инотропно, дромотропно и батмотропно. При избытке ионов Са2+ сердце останавливается в систоле. При уменьшении содержания ионов Са2+ в крови сердечные сокращения ослабляются.

Натрий - основной внеклеточный катион. Играет главную роль в поддержании осмотического давления - 90%. Участвует в возникновении и поддержании ПП и ПД, калий и натрий являются антагонистами на клеточном уровне, т.е. повышение содержания натрия приводит к уменьшению калия в клетке.