Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физиология возбудимых тканей. Учебное пособие для студентов, обучающихся по специальностям 30.05.01 Медицинская биохимия, 30.05.02 Медицинская биофизи.pdf
X
- •1.1. Общие понятия физиологии возбудимых тканей. Физиологические свойства нервов и мышц
- •1.2. Этапы приготовления нервно-мышечного препарата лягушки
- •Практическая работа 2. Первый и второй опыты Гальвани
- •Вопросы для самоподготовки
- •2.1. Понятие о биотоках
- •2.3. Потенциал действия: определение, механизмы формирования
- •2.4. Фазовые изменения возбудимости при генерации потенциала действия
- •2.5. Понятие о хронаксиметрии
- •Вопросы для самоподготовки
- •3.1. Виды и строение нервных волокон
- •3.3. Механизм проведения возбуждения по миелинизированным нервным волокнам
- •3.4. Законы проведения возбуждения по нервным волокнам
- •Вопросы для самоподготовки
- •4.1. Определение и виды синапсов
- •4.2. Строение химического синапса
- •4.3. Состояние химического синапса в покое
- •4.4. Механизм синаптической передачи в химическом мионевральном синапсе
- •4.5. Физиологические свойства химических синапсов
- •4.6. Медиаторы: общие вопросы
- •4.7. Механизм работы электрического синапса
- •Вопросы для самоподготовки
- •5.1. Виды мышц, их функция, общая морфофункциональная характеристика и физиологические особенности
- •5.2. Особенности строения разных видов мышц
- •Содержание
- •Вопросы для самоподготовки
- •С и т у а ц и о н н ы е з а д а ч и
- •Список рекомендуемой литературы

защищая нервную систему от перевозбуждения, обеспечивает гомеостатическое равновесие организма с окружающей средой.
1.2. Этапы приготовления нервно-мышечного препарата лягушки
Для приготовления нервно-мышечного препарата и проведения экспериментальных практических работ необходим набор инструментов, представленный на рис. 5.
Рис. 5. Набор инструментов, необходимых для препарирования лягушки: 1 – ножницы
большие с прямыми концами, один из которых острый; 2 – ножницы маленькие (глазные)
для тонкой препаровки; 3 – скальпель; 4 – препаровальная игла; 5 – глазной пинцет; 6 –
анатомический пинцет; 7 – гальванический пинцет; 8 – булавки; 9 – лигатура или нитки
В приготовлении нервно-мышечного препарата различают следующие
этапы:
1) обездвиживание лягушки;
2) приготовление препарата двух задних лапок лягушки;
3) приготовление препарата одной задней лапки лягушки;
4) приготовление нервно-мышечного препарата.
Этап 1. Обездвиживание лягушки за счет разрушения головного
и спинного мозга двумя разными способами:
1-й способ: возьмите лягушку в левую руку спиной вверх, так чтобы
большой палец лежал на ее спине. Указательный палец положите на верхнюю челюсть лягушки и наклоните ее голову вниз. В таком положении
11

хорошо видно место расположения затылочной ямки. Через ямку введите
иглу в полость черепа и разрушьте головной мозг. Затем поверните иглу
в противоположном направлении и введите в спинномозговой канал, разрушая спинной мозг несколькими поворотами иглы. Общее расслабление
мышц лягушки и отсутствие у нее рефлекторных реакций свидетельствует о полном разрушении головного и спинного мозга. При этом способе
обездвиживания лягушки теряется очень мало крови (рис. 6, а).
а
б
Рис. 6. Способы обездвиживания лягушки: а – первый; б – второй
2-й способ: декапитация с последующим разрушением спинного мозга. Возьмите лягушку в левую руку, а правой введите как можно глубже
нижнее лезвие ножниц в рот под заднюю часть верхней челюсти за глаза.
Быстрым движением отрежьте верхнюю челюсть на уровне заднего конца
барабанных перепонок (нижнюю челюсть сохраните). В отверстие спин-
12

номозгового канала введите препаровальную иглу и разрушьте спинной
мозг (см. рис. 6, б).
Этап 2. После разрушения спинного мозга выньте иглу из спинномозгового канала и проверьте наличие рефлексов. Возьмите лягушку за задние
лапки так, чтобы брюшко ее отвисало, перережьте позвоночник поперек,
сделайте два разреза справа и слева позвоночника, подрезая кожу вместе
с мышцей до симфиза (рис. 7, а). Отрежьте и удалите свисающие внутренности, а также кожу и мышцы брюшной стенки так, чтобы остались задние
конечности с крестцом, кусочком позвоночника и выходящими из сохраненного остатка спинномозгового канала седалищными нервами. Держа одной
рукой позвоночник, другой захватите край кожи салфеткой и снимите ее.
Получается препарат двух задних лапок лягушки (см. рис. 7, б).
Рис. 7. Второй, третий и четвертый этапы приготовления нервно-мышечного препарата
Этап 3. Препарат задних лапок лягушки взять за позвоночник и перегнуть так, чтобы копчик выдавался вверх. Вырезать копчик ножницами.
Положить препарат брюшной стороной вверх (см. рис. 7, в). Стараясь
не задеть нервные стволики крестцового сплетения, разрезать по средней
линии позвоночник и отделить лапки друг от друга. Придерживая остаток
позвоночника, выделить седалищный нерв с использованием стеклянных
крючков. Удалить тазовую кость, перерезав ее около позвоночника и тазобедренного сустава (см. рис. 7, г).
Этап 4. Следующим этапом работы является препарирование седалищного нерва и икроножной мышцы. Для препарирования нерва бедро
располагают задней поверхностью вверх, мышцы разводят и препарируют
лежащий в глубине седалищный нерв по всей его длине. Приподняв нерв
13

за остаток позвоночника, нужно осторожно подрезать ножницами окружающие ткани, перерезать лапку на полтора сантиметра выше коленного сустава (см. рис. 7, д), удалить остатки мышц бедра, подвести под ахиллово сухожилие браншу ножниц, отделить его по всей длине и подрезать ниже сесамовидной косточки. Захватив сухожилие пинцетом, оттяните икроножную
мышцу в сторону, разрывая фасции, связывающие ее с другими тканями.
Перережьте лапку ниже коленного сустава. Получается нервно-мышечный
препарат икроножной мышцы и седалищного нерва (см. рис. 7, е). Препарат поместите в чашку Петри, содержащую раствор Рингера или 0,6%
раствор хлорида натрия.
Таким образом, функциональный компонент нервно-мышечного препарата лягушки представлен седалищным нервом, мионевральным синапсом,
икроножной мышцей.
Основной функцией нерва является проведение возбуждения (электрических сигналов). О деятельном состоянии нерва можно судить по реакции
мышцы или железы, которые он иннервирует. Наличие ответной реакции
доказывает, что возбуждение, возникшее в нерве, передалось по его длине,
достигло мышцы (железы) и привело ее в состояние возбуждения (мышца
сокращается, железа выделяет секрет).
Сокращение мышц можно регистрировать на барабане кимографа с помощью миографа в виде миограммы. Мышцу можно раздражать двояко:
прямое раздражение мышцы и через нерв – непрямое раздражение. Величина сокращения скелетной мышцы зависит, как указывалось выше, от силы
раздражителя.
Практическая работа 1. Зависимость амплитуды сокращения
мышцы от силы раздражения (закон силы раздражения)
Цель работы: убедиться, что амплитуда сокращения мышцы зависит
от силы наносимого раздражения.
Для выполнения работы необходимы: набор инструментов (см.
рис. 5), гальванический пинцет, изотонический раствор хлорида натрия
для холоднокровных (0,65% раствор), универсальный штатив, миограф,
кимограф, пишущий рычажок Энгельмана, учебный электростимулятор
(рис. 8).
Объект исследования: нервно-мышечный препарат задней лапки лягушки.
Рекомендации к выполнению практической работы
1. Приготовьте нервно-мышечный препарат задней лапки лягушки
и фиксируйте его в миографе.
14

Рис. 8. Схема установки для регистрации мышечных сокращений: 1 – кимограф; 2 – верти-
кальный миограф; 3 – электростимулятор
2. Подведите электроды вплотную к мышце. Определите порог раздражения мышцы и получите минимальное сокращение мышцы. Запишите
миограмму.
3. Увеличивая амплитуду стимула, убедитесь в том, что амплитуда сокращения пропорционально возрастает. Запишите миограмму мышечного
сокращения (рис. 9).
Рис. 9. Миограмма зависимости амплитуды сокращений икроножной мышцы лягушки от силы раздражения: 1 – минимальное сокращение; 2 – субмаксимальные сокращения;
3 – максимальные сокращения (стрелками отмечены нарас-
тающие значения раздражающего тока)
15

4. Найдите величину максимального раздражения и зарегистрируйте
на барабане кимографа максимальное сокращение мышцы.
5. Убедитесь в том, что дальнейшее увеличение силы раздражающего
тока уже не приводит к увеличению амплитуды сокращения.
Вывод: увеличение силы наносимого раздражителя сопровождается
ростом величины ответной реакции, но до определенного предела.
Практическая работа 2. Первый и второй опыты Гальвани
Цель работы: изучение биоэлектрических явлений в возбудимых тка-
нях.
Для выполнения работы необходимы: гальванический пинцет, изотонический раствор хлорида натрия для холоднокровных (0,65% раствор
Рингера), универсальный штатив, миограф, кимограф, пишущий рычажок
Энгельмана, учебный электростимулятор, марлевые салфетки, лягушка.
Рекомендации к выполнению первого опыта Гальвани
1. Обездвижьте лягушку и перережьте ее поперек тела в области верх-
них грудных позвонков.
2. Захватив остаток позвоночника салфеткой, снимите с задних конечностей кожу, а затем пинцетом
удалите остатки внутренностей. Теперь хорошо видны нервные стволики крестцового сплетения, лежащие
с обеих сторон позвоночника пучками.
3. Подведите под оба пучка
нервных волокон одну пластинку
пинцета Гальвани, а другой пластинкой пинцета прикоснитесь к нервам
сверху. Мышцы лапок при этом сокращаются (рис. 10).
Вывод: суть первого опыта
Гальвани состоит в том, что при
соприкосновении нервно-мышечного аппарата с пинцетом Гальвани, который состоит из цинковой и медной
пластинок, наблюдается сокращение
Рис. 10. Схема первого опыта Гальвани
таллом косвенно доказывает наличие «живого электричества» при раздражении нервно-мышечного препарата биметаллическим пинцетом.
мышц. Первый опыт Гальвани с ме-
16

Вторым опытом Гальвани впервые было доказано существование
в тканях «животного электричества», которое возникает между поврежденной и неповрежденной поверхностями мышцы. Если эти два участка
соединить нервом нервно-мышечного препарата, возникает ток покоя,
который раздражает нерв и вызывает сокращение мышцы.
Рекомендации к выполнению второго опыта Гальвани
1. Возьмите препарат из двух лапок и осторожно вырежьте копчиковую кость. Ножницы при этом нужно держать как можно ближе к кости,
чтобы не повредить идущие параллельно с обеих сторон нервы.
2. Разделите препарат на две половины. Для этого перережьте вдоль
сначала остаток позвоночника, а затем лобковое сочленение. Одну конечность оставьте как запасную, сохраняя ее в растворе Рингера.
3. Из другой конечности готовим нервно-мышечный препарат.
4. Проделайте второй опыт Гальвани (сокращение мышцы без металла). Для этого нервно-мышечный препарат положите на дощечку. Отрежьте
кусочек мышцы и стеклянным крючком быстро набросьте нерв препарата на пораненный участок мышцы так, чтобы он одновременно коснулся
поврежденной и неповрежденной поверхности мышцы. Мышца при этом
сокращается (рис. 11).
Рис. 11. Схема второго опыта Гальвани
Вывод: второй опыт Гальвани доказал существование «животного
электричества». Появление электрических токов, что возникают при возбуждении, заключается в том, что участок ткани (нерв, мышца и т. п.)
в момент возбуждения заряжается по отношению к другим участкам электроотрицательно. Участки, что находятся в покое, заряжены электроположительно. Итак, возникает разность потенциалов, что является необходимым условием для появления электрического тока.
17

Практическая работа 3. Вторичное сокращение
(опыт К. Маттеуччи)
Цель работы: убедиться в возникновении биотоков (потенциалов дей-
ствия) при возбуждении мышечной ткани.
Для выполнения работы необходимы: лягушка, марлевые салфетки,
инструменты для препарирования, дощечка для препарирования, чашка
Петри, гальванический пинцет, электростимулятор, вилочковые электроды,
электрические провода, 0,6% раствор хлорида натрия.
Рекомендации к выполнению работы
1. Приготовьте два нервно-мышечных препарата лягушки.
2. Закрепив лапки в штативе или разместив на сухой стеклянной пластине, нерв второго препарата положить продольно на икроножную мышцу
первой лапки.
3. Нерв первого препарата надо раздражать слабым, но достаточным
(длительность импульса тока 1 мс, частота повторения импульсов 20–30
в секунду, амплитуда 1–2 вольта), чтобы вызвать отчетливое сокращение
мышц лапки, ритмическим током с помощью электростимулятора. При
этом мышцы второй лапки также начинают сокращаться (рис. 12).
Рис. 12. Схема опыта Маттеуччи
Вывод: опыт доказывает, что при возбуждении в мышце первого препарата возникают токи действия, которые вызывают возбуждение второго нервно-мышечного препарата. Причина появления электрических токов,
возникающих при возбуждении, заключается в том, что участок ткани
(мышца, нерв и т. д.) в момент возбуждения заряжается электроотрицательно по отношению к другим участкам, находящимся в состоянии покоя,
заряженным электроположительно. Таким образом, возникает разность потенциалов – необходимое условие для появления электрического тока.
18

Вопросы для самоподготовки
1. Какие основные свойства возбудимых тканей вы знаете?
2. Какие ткани обладают сократимостью?
3. Чем отличается возбудимость от возбуждения?
4. Какие классификации раздражителей вы знаете?
5. Что является специфическими и неспецифическими признаками воз-
буждения?
6. Сколько основных законов раздражения возбудимых тканей
вы знаете?
7. Какие способы обездвиживания лягушки вы знаете?
8. Какие различают составные компоненты нервно-мышечного препа-
рата?
9. Каковы этапы приготовления нервно-мышечного препарата?
10. Как проверить функциональную полноценность нервно-мышечно-
го препарата?
11. Можно ли судить о наличии возбуждения в седалищном нерве
по сокращению икроножной мышцы? Почему?
12. Перечислите физиологические свойства нервов и мышц.
13. Какие стимулы могут быть использованы для раздражения нерва
и мышцы?
14. Что является адекватным раздражителем нерва?
15. Что следует понимать под прямым и непрямым раздражением
мышцы?
16. Какой раздражитель предпочтительнее использовать в эксперимен-
те и почему?
17. В чем заключается закон силы раздражения?
18. Назовите одно из основных отличий возбуждённого участка ткани
от невозбуждённого.
19. Кем и в каком опыте впервые были обнаружены электрические
явления в живых тканях?
20. Что доказывают первый и второй опыты Гальвани?
21. В чём сущность опыта Маттеуччи и что он доказывает?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2
Биоэлектрические явления в возбудимых тканях:
мембранный потенциал покоя и потенциал действия.
Фазовые изменения возбудимости
2.1. Понятие о биотоках
Впервые биоэлектрические явления в органических тканях были обнаружены Л. Гальвани (1786 г.). Во время своих экспериментов он заметил,
что лапки лягушки, подвешенные на медном крючке к железным перилам
балкона, при каждом соприкосновении с перилами сокращались. На этом
основании Гальвани сделал вывод, что сокращение лапок лягушки вызывается «животным электричеством». Он считал, что нерв и мышцы несут
противоположные электрические заряды, а металл в этом опыте играет
роль проводника. Однако А. Вольта (1792 г.), повторив опыт Гальвани,
доказал, что в этом эксперименте разность потенциалов возникает между
разнородными металлами в момент замыкания цепи влажным проводником, роль которого выполняют ткани лягушки. Позднее сам Л. Гальвани
для доказательства наличия электрических явлений в нервах и мышцах
провёл новый опыт, получивший название второго опыта Гальвани, или
сокращения без металла. Он набрасывал на мышцу её же нерв с помощью
стеклянной палочки. В момент набрасывания нерва на мышцу она сокращалась. Однако сокращение мышцы происходило лишь в том случае, если
нерв одновременно касался неповреждённого и повреждённого (во время
приготовления нервно-мышечного препарата) участка мышцы. Позднее было обнаружено, что повреждённый участок заряжен электроотрицательно
по отношению к неповреждённому. При набрасывании нерва происходит
замыкание цепи. Возникающий при этом ток назвали током покоя. Более
верное его название – ток альтерации, или ток повреждения.
Биопотенциалы, или биотоки – это электрические явления, которые
возникают в возбудимых тканях в процессе их жизнедеятельности.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
