Добавил:
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
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
1 Мб
Скачать
☆
а б
Рис. 39. Одиночные мышечные сокращения: а – фазы: 1 – латентный период, 2 – сокращение,
3 – расслабление, б – серии одиночных мышечных сокращений
дения. Различают два вида тетануса – совершенный, или гладкий, и несо­вершенный, или зубчатый тетанус, или клонус.
Если частота импульсов такова, что каждый из них приходится на тот момент, когда мышца начала расслабляться, но не успела еще полностью расслабиться, возникает зубчатый тетанус. Если частота раздражителя увеличивается и каждый последующий импульс приходится на время, когда мышца сократилась, но еще не успела перейти к расслаблению от предыдущего раздражения, возникает длительное непрерывное сокра­щение, получившее название гладкого, совершенного тетануса (рис. 40).
Рис. 40. Виды тетануса
Поперечнополосатая скелетная мускулатура в нормальных физиоло­гических условиях функционирует по типу совершенного тетануса. Со­вершенный тетанус – нормальное рабочее состояние скелетных мышц, обусловленное поступлением из центральной нервной системы импульсов с частотой 40–50 в 1 с. Зубчатый (несовершенный) тетанус возникает при частоте нервных импульсов до 30 в 1 с. Значение тетанического сокра­щения скелетных мышц очень велико и имеет ряд преимуществ перед
71
одиночным. Оно сильнее и продолжительнее, что дает возможность сохра­нять определенное положение тела, поддерживать позу, поднимать груз, осуществлять разные виды движений.
Гладкие мышцы имеют ряд особенностей строения и физиологиче­ских свойств, из-за чего период сокращения гладкой мышцы длится 80– 100 с. При этом период укорочения в 5 раз короче, чем период рас­слабления. Латентный период длится несколько секунд. Гладкие мыш­цы в сравнении со скелетными характеризуются низкой возбудимостью, длительным скрытым периодом ответной реакции, медленными фазами сокращения и расслабления. Они способны длительно сохранять тони­ческое напряжение. Из особенностей функционирования гладких мышц необходимо отметить:
1) пластичность, т. е. способность долго поддерживать приданную рас­тяжением форму;
2) высокую чувствительность к действию гуморальных факторов;
3) спонтанную электрическую активность – возможность самопроиз­вольно генерировать пейсмекерные потенциалы (мышцы желудка, тонкого кишечника, мочеточника, матки и кровеносных сосудов).
Сердечная мышца сокращается только по принципу одиночного со­кращения, что обусловлено длительным абсолютным рефрактерным пе­ридом.
Оптимум и пессимум частоты
Амплитуда тетанического сокращения зависит от частоты импульсов, раздражающих мышцу. Оптимумом частоты называют такую частоту раз­дражающих импульсов, при которой каждый последующий импульс сов­падает с фазой повышенной возбудимости и, соответственно, вызывает тетанус наибольшей амплитуды. Пессимумом частоты называют более вы­сокую частоту раздражения, при которой каждый последующий импульс тока попадает в фазу рефрактерности, в результате чего амплитуда тета­нуса значительно уменьшается.
Работа скелетной мышцы совершается за счет согласованного изме­нения тонуса (напряжения) и длины мышцы во время сокращения.
Во время выполнения работы мышца может сокращаться:
– изотонически – мышца укорачивается при постоянном напряже-
нии (внешней нагрузке); изотоническое сокращение воспроизводит­ся только в эксперименте;
– изометрически – напряжение мышцы возрастает, а ее длина не из-
меняется; мышца сокращается изометрически при совершении ста­тической работы;
– ауксотонически – напряжение мышцы изменяется по мере ее укоро-
чения; ауксотоническое сокращение выполняется при динамической преодолевающей работе.
72
Правило средних нагрузок – мышца может совершить максимальную
работу при средних нагрузках.
Утомление – физиологическое состояние мышцы, которое развива­ется после совершения длительной работы и проявляется снижением ам­плитуды сокращений, удлинением латентного периода сокращения и фа­зы расслабления. Причиной утомления может быть истощение депо гли­когена и ослабление процесса АТФ, накопление кислых продуктов ме­таболизма (фосфорная и молочная кислоты), истощение депо кальция и утомление нервных центров, регулирующих сокращение отдельных групп мышц. Субъективно утомление ощущается в виде усталости и по­требности во сне.
Утомляемость мышцы при ритмической работе меньше, чем утомляе­мость синапсов. Поэтому при совершении организмом мышечной работы утомление первоначально развивается на уровне синапсов ЦНС и нейро­мышечных синапсов.
Практическая работа 1. Определение силы мышц человека
(кистевая динамометрия)
Одним из показателей физического развития организма служит сила мышц. В настоящее время хорошо изучена сила разных мышц, однако чаще всего пользуются определением силы мышц кисти (кистевая сила) и спины (становая сила), которые являются суммарными 26 показателя­ми силы мышц, участвующих в осуществлении движения определенного типа. Сила мышц имеет прямую зависимость от количества мышечных волокон, т. е. от толщины мышцы (диаметра физиологического сечения). Сила мышц с возрастом увеличивается. Так, наиболее интенсивно мышеч­ная сила увеличивается в подростковом возрасте. С 18 лет рост силы замедляется и к 25–26 годам заканчивается. После 40 лет сила мышц постепенно снижается, и наиболее значительное ее снижение отмечается после 50 лет. Интенсивность развития мышечной силы зависит и от пола. Силовая выносливость – это способность человека к продолжительному мышечному сокращению. Силовая выносливость с возрастом также увели­чивается. Резкий прирост выносливости приходится на возраст 7–10 лет. Далее до 17 лет данный показатель увеличивается более плавно. В целом выносливость к 16–19 годам составляет 85% уровня взрослого, макси­мальных значений она достигает к 25–29 годам. Далее этот показатель снижается и к 70 годам достигает четверти максимальных величин.
Цель: овладеть методом кистевой динамометрии и измерить силу мышц кисти.
Приборы и материалы: кистевой динамометр, секундомер.
73
Рекомендации к выполнению практической работы
1. Измерьте силу мышц сгибателей пальцев правой руки с помощью ручного пружинного динамометра (в кг). Измерение проводите по 10 раз с интервалом 5 с.
2. То же измерение повторите с левой рукой. Сравните силу мышц правой и левой руки. Запишите полученные результаты.
3. Отметьте изменение силы после многократного повторного сжатия пружины.
Протокол эксперимента
1. Определите мышечную силу.
2. Вычислите и запишите уровень работоспособности и показатель работоспособности мышц по результатам 10-кратных усилий.
3. Сделайте выводы о соответствии полученных показателей норме (табл. 3).
Таблица 3
Динамометрия рук, кг (по Смедлю)
Мальчики Девочки
Возраст, лет
6 9,21 8,48 8,36 7,74 7 10,74 10,11 9,88 9,24 8 12,41 11,67 11,16 10.48
9 14,34 1 3,4 7 12,77 11,97 10 16,52 1 5,5 9 14,65 1 3,72 11 18,85 17,72 16,54 15,52 12 21,24 19,71 18,92 17,78 13 24,44 22,51 21,84 20,39 14 28,42 26,22 24,79 22,92 15 33,39 3 0,88 27,00 24 92 16 39,37 36,39 28,70 26,56 17 44,74 40,96 29,56 27,43 18 49,28 45,01 29,75 27,66
правая рука левая рука правая рука левая рука
Практическая работа 2. Одиночное и тетаническое сокращение
поперечнополосатой скелетной мышцы
https://www.youtube.com/watch?v=5ljgcqar0cGЕ
Рекомендации к выполнению практической работы
1. Приготовьте нервно-мышечный препарат задней лапки лягушки,
укрепите его в миографе.
74
2. Подведите электроды вплотную к мышце. Определите порог раз­дражения. Для дальнейшего раздражения мышцы следует воздействовать током, несколько большим по силе, чем пороговая величина.
3. Запишите на барабане кимографа миограммы при нанесении на мышцу:
а) одного кратковременного раздражения (частота 1 Гц);
б) повторного частого раздражения в начале ее расслабления (часто-
та 5 Гц);
в) повторного частого раздражения в момент полного сокращения (час-
тота 10–15 Гц).
4. Зарисуйте в тетради полученный результат.

Вопросы для самоподготовки

1. При каких условиях можно зарегистрировать одиночное мышечное сокращение? Какова его продолжительность у скелетной мышцы лягуш­ки?
2. Какие выделяют фазы одиночного мышечного сокращения? Какова их продолжительность?
3. Что такое тетанус? Какие различают виды тетануса?
4. Каков механизм возникновения тетануса?
5. При каких условиях возникает зубчатый и гладкий тетанус?
6. В чём причины утомления поперечнополосатых скелетных мышц?
7. Почему сердечная мышца функционирует по типу одиночного со­кращения?
8. Что такое тонус мышц и как он поддерживается?
9. Как можно произвести графическую регистрацию сокращения мышц?
10. В чём особенность физиологических процессов, протекающих в гладкой мышце?
11. В чём особенность функционирования гладких мышц?
12. Чем отличается сокращение гладкой мышцы от поперечнополо­сатой?

Ситуационные задачи

1. Что произойдет с потенциалом покоя, если концентрация ионов
калия по обе стороны клеточной мембраны будет одинаковой?
2. Возникнет ли потенциал действия, если концентрация ионов нат-
рия в цитоплазме клетки и окружающей среде будет одинакова?
3. В нервном волокне имеются четыре последовательно расположен­ных перехвата Ранвье – A, B, C, D. В области перехвата Ранвье А действу­ет пороговый раздражитель. Перехваты В и С заблокированы микроинъ­екцией кокаина. Возможно ли распространение возбуждения от перехвата А к перехвату D и почему?
4. Будет ли проводиться возбуждение по нервному волокну, если вне­клеточную жидкость заменить изотоническим раствором декстрозы?
5. Почему при введении в организм блокаторов медленных кальцие­вых каналов происходит расслабление только гладких мышц?
6. Что произойдет с гладкими мышцами желудка при резком их рас­тяжении?
7. Что произойдет с потенциалом постсинаптической мембраны при снижении в синапсе концентрации холинэстеразы?

Список рекомендуемой литературы

Айдаркин, Е. К. Малый практикум по физиологии человека и животных : учебное пособие / Е. К. Айдаркин, Л. Н. Иваницкая, А. Г. Глумов. Ростов н/Д : Издательство ЮФУ, 2009. 160 с.
Айзман, Р. И. Физиология человека : учебное пособие / Р. И. Айзман, Н. П. Абаскалова, Н. С. Шуленина. 2-е изд., доп. и перераб. М. : Инфра-М, 2015. 432 с. (Высшее образование: Бакалавриат).
Ботяжова, О. А. Физиология человека и животных [Электронный ресурс] : метод. указания для лаб. занятий и самостоят. работы студентов / О. А. Ботяжова. Ярославль : ЯрГУ, 2012. 58 с.
Марков, Д. А. Хронаксиметрия в клинике. Минск : Изд-во Акад. наук БССР,
1956. 210 с.
Степанова, С. В. Основы физиологии и анатомии человека. Профессиональ­ные заболевания: учебное пособие / С. В. Степанова, С. Ю. Гармонов. М. : Инфра-М, 2019. 205 с. (Высшее образование: Бакалавриат).
Физиология человека : методическое руководство / под ред. В. Ф. Киричука. 10-е изд., доп. и перераб. Саратов : СГМУ, 2021. 210 с.
Физиология человека : учебник / под ред. В. Ф. Киричука. 2-е изд., доп. и перераб. Саратов: СГМУ, 2019. 607 с.
Физиология человека : учебник / под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. 2-е изд., доп. и перераб. М. : Медицина, 2007. 654 с.
Фундаментальная и клиническая физиология : учебное пособие / под ред. А. Г. Камкина, А. А. Каменского. М. : Академия, 2004. 1073 с.
Шульговский, В. В. Основы нейрофизиологии : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлениям «Психология» и «Биология» / В. В. Шульговский. 2-е изд., испр. и доп. М. : Аспект Пресс, 2005. 284 с.
Юшкова, О. И. Основы физиологии человека : учебное пособие / О. И. Юш­кова. М. : Горная книга, 2004. 246 с.

Содержание

Практическое занятие № 1. Общие понятия физиологии возбуди-
мых тканей. Физиологические свойства нервов и мышц. Приго-
товление нервно-мышечного препарата. Первый и второй опыты
Гальвани. Опыт Маттеуччи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1. Общие понятия физиологии возбудимых тканей. Физиологиче-
ские свойства нервов и мышц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2. Этапы приготовления нервно-мышечного препарата лягушки . 11
Практическая работа 1. Зависимость амплитуды сокращения
мышцы от силы раздражения (закон силы раздражения) . . . . . 14
Практическая работа 2. Первый и второй опыты Гальвани . . . . . 16
Практическая работа 3. Вторичное сокращение
(опыт К. Маттеуччи) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Вопросы для самоподготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Практическое занятие № 2. Биоэлектрические явления в возбуди-
мых тканях: мембранный потенциал покоя и потенциал дей-
ствия. Фазовые изменения возбудимости . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.1. Понятие о биотоках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2. Мембранный потенциал покоя: определение, механизмы фор-
мирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3. Потенциал действия: определение, механизмы формирования . 26
2.4. Фазовые изменения возбудимости при генерации потенциала
действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5. Понятие о хронаксиметрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Вопросы для самоподготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Практическое занятие № 3. Физиология нервных волокон. Меха-
низмы и законы проведения возбуждения по различным нерв-
ным волокнам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.1. Виды и строение нервных волокон . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
78
3.2. Механизм проведения возбуждения по немиелинизированным
нервным волокнам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3. Механизм проведения возбуждения по миелинизированным
нервным волокнам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.4. Законы проведения возбуждения по нервным волокнам . . . . . 36
Практическая работа. Значение физиологической целостности нер-
ва для проведения возбуждения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Вопросы для самоподготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Практическое занятие № 4. Физиология синапсов. Механизм рабо-
ты химического синапса. Понятие о медиаторах . . . . . . . . . . . . 40
4.1. Определение и виды синапсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2. Строение химического синапса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.3. Состояние химического синапса в покое . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.4. Механизм синаптической передачи в химическом мионевраль-
ном синапсе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.5. Физиологические свойства химических синапсов . . . . . . . . . . 45
4.6. Медиаторы: общие вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.7. Механизм работы электрического синапса . . . . . . . . . . . . . . 47
Практическая работа 1. Влияние курареподобного препарата
на позу и поведение лягушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Практическая работа 2. Влияние курареподобного препарата
на передачу нервных импульсов в нервно-мышечных синапсах . 48
Вопросы для самоподготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Практическое занятие № 5. Физиология мышц. Типы сокращений
и особенности сократительной функции разных видов мышц. Механизмы сокращения и расслабления поперечнополосатой ске-
летной мускулатуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5.1. Виды мышц, их функция, общая морфофункциональная харак-
теристика и физиологические особенности . . . . . . . . . . . . . . . 50
5.2. Особенности строения разных видов мышц . . . . . . . . . . . . . 51
Практическая работа 1. Определение силы мышц человека (кисте-
вая динамометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Практическая работа 2. Одиночное и тетаническое сокращение по-
перечнополосатой скелетной мышцы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Вопросы для самоподготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
С и т у а ц и о н н ы е з а д а ч и . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Список рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Учебное издание
Оленко Елена Сергеевна
ФИЗИОЛОГИЯ
ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ
Учебное пособие для студентов, обучающихся по специальностям
30.05.01 Медицинская биохимия, 30.05.02 Медицинская биофизика,
30.05.03 Медицинская кибернетика
Под редакцией профессора В. Ф. Киричука
Редактор Е. А. Митенёва
Технический редактор С. С. Дударева
Корректор Т. К. Певная
Оригинал-макет подготовил И. А. Каргин
Подписано к использованию
Усл. печ. л. 4.65 (5.0). Объем данных 25 Мб.
Издательство Саратовского университета.
410012, Саратов, Астраханская, 83.
01.11.2023
. Формат
60 × 841/16.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]