зеленый практикуп по фозиологии

В заключение этой части занятия нужно обобщить разобранный материал, предложив студентам сформулировать условия возникновения в клетке ПД и перечислить физиологические характеристики, по которым ПД отличается от ЛО, т.е. отличие распространяющегося возбуждения от местного. Обобщить материал по механизму передачи информации через синапсы и нарушения ее передачи.

2. Основной этап занятия.

На этом этапе занятия студенты проводят экспериментальные исследования и обсуждают полученные результаты, при этом необходимо обратить внимание студентов на то, что при отведении ПД от целостного нерва в самих нервных волокнах ПД не суммируются. Такая суммация невозможна, так как ПД сопровождается рефрактерностью. Суммарный ПД нерва формируется не только в нервных волокнах, но и на отводящих электродах. Говоря о суммации ПД на отводящих электродах, имеют в виду следующее: возбуждение в нерве все большего числа волокон равносильно параллельному подключению в электрическую сеть все большего числа генераторов ЭДС. Их общее внутреннее сопротивление уменьшается, и, следовательно, возрастает сила тока,

возникающего в цепи. Аналогично, при одновременном возбуждении в нерве большого числа волокон, сила тока в цепи регистрации тоже будет возрастать, и, в результате, будет увеличиваться амплитуда суммарного ПД, отведенного от нерва. Чем больше волокон нерва возбуждено, тем больше амплитуда его суммарного ПД. Предельная амплитуда, к которой стремится суммарный ПД нерва по мере возрастания числа возбужденных волокон - это амплитуда ПД отдельного волокна (ЭДС этого волокна). Выше этого предела

41

суммарный ПД возрасти не может, так как нервные волокна, как генераторы ЭДС, соединены между собой параллельно (при таком соединении генераторов их общая ЭДС равна ЭДС одного генератора). Достичь указанного предела суммарный ПД тоже не может: отводящие электроды, даже при возбуждении всех волокон нерва, отводят лишь часть тока, возникающего в этом нерве, т.е.

шунтируются межклеточной жидкостью.

Необходимо объяснить студентам, что в клинике широко проводится регистрация суммарных ПД различных нервных стволов,

а также скелетных мышц при их естественной активности в организме

(электронейрография, электромиография). Следовательно, врач должен хорошо понимать механизмы формирования и отличительные характеристики суммарных ПД. Суммарные ПД скелетных мышц по механизму формирования и своим характеристикам не отличаются от суммарных ПД нервных стволов. Следует показать студентам таблицы, на которых представлены электронейрограммы и электромиограммы, предложить объяснить, почему суммарный ПД,

регистрируемый от нерва или мышцы при их естественной деятельности в организме отличается своей амплитудой. Объяснить,

что амплитуда суммарных ПД на электронейрограмме и электромиограмме возрастает как при возбуждении большого числа волокон нерва или мышцы, так и при увеличении частоты ПД,

возникающих в каждом из этих волокон.

При анализе результатов исследования действия курареподобных веществ на нервно-мышечную передачу нужно отметить широкое использование миорелаксантов в клинической практике.

3. Заключительный этап занятия.

42

На этом этапе занятия проводится контроль конечного уровня знаний студентов путем решения ситуационных задач. Результаты решения сравниваются с ответами и обсуждаются всеми студентами.

В заключение занятия преподаватель проверяет и подписывает протоколы исследований.

Лабораторные работы.

1.Запись кривой утомления нервно-мышечного препарата.

2.Выполнение работ с использованием виртуального практикума.

Просмотр видеофильмов.

5. Задачи для определения конечного уровня знаний студентов.

Задача № 1.

Установлено, что амплитуда ПД клетки увеличилась на несколько милливольт. Изменилась ли возбудимость этой клетки?

Эталон ответа.

Сделать заключение об изменении возбудимости нельзя, так как между амплитудой ПД и значением возбудимости клетки не существует прямой зависимости.

Задача № 2.

В клинике для местного прогревания тканей используются высокочастотные переменные токи высокого напряжения

(диатерлинии). Почему эти токи проходят через клетки, не вызывая их возбуждения?

Эталон ответа.

Импульсы высокочастотных токов обладают очень малой длительностью, недостаточной для пороговой деполяризации клеточной мембраны.

Задача № 3.

43

Как и почему изменится минимальное время, необходимое для возникновения в клетке ПД (латентный период ПД), при увеличении силы электрического раздражения?

Эталон ответа.

Длительность латентного периода ПД уменьшится, так как при увеличении силы электрического раздражения увеличивается скорость возрастания как КЭТП, так и ЛО.

Задача № 4.

Как и почему изменится скорость проведения нервных импульсов при повышении проницаемости мембраны нервного волокна для ионов калия?

Эталон ответа.

При повышении проницаемости мембраны нервного волокна для ионов калия их выход из волокна усилится. Это приведет к гиперполяризации мембраны и, следовательно, к увеличению ее порогового потенциала, а также к некоторому уменьшению амплитуды ПД. В результате этих двух сдвигов скорость проведения нервных импульсов по волокну уменьшится.

Задача № 5.

При ухудшении кровоснабжения миокарда в межклеточной жидкости повышается концентрация ионов калия. Почему это приведет к уменьшению скорости проведения возбуждения (ПД) по волокнам миокарда?

Эталон ответа.

В соответствии с уравнением Нернста для калиевого равновесного потенциала при повышении внеклеточной концентрации ионов калия ПП клеток будет уменьшаться. По мере приближения ПП клетки к нулю, как следствие, будет уменьшаться и амплитуда ПД этой клетки.

44

Скорость проведения ПД по клеточной мембране находится в прямой зависимости от амплитуды распространения ПД. Таким образом, при ухудшении кровоснабжения миокарда скорость проведения ПД по его волокнам уменьшится.

Задача № 6.

По эфферентным волокнам нерва распространяются ПД, амплитуда которых в проксимальной части нерва равна 120 мВ. По ходу нерва имеется участок, функциональное состояние которого понижено вследствие травмы. Когда ПД проходит этот участок, его амплитуда уменьшится в два раза. Какой будет амплитуда ПД в дистальной части нерва, функциональное состояние которого такое же, как и в его проксимальной части, и почему?

Эталон ответа.

Амплитуда ПД, распространяющихся по нервным волокнам, в

дистальном участке нерва будет равна 120 мВ, т.е. восстановится до исходного значения. Это обусловлено тем, что амплитуда ПД в волокнах не зависит от силы раздражителя (закон "все или ничего"),

но находится в прямой зависимости от функционального состояния волокон (от их уровня "все"). Амплитуду ПД в любом участке нервного волокна определяет не сила локального тока, вызывающего ПД, а функциональное состояние этого участка волокна.

Задача № 7.

Какой из законов проведения нервного импульса может нарушиться,

если значительно уменьшится сопротивление мембран нервных волокон, входящих в состав того же нерва и почему?

Эталон ответа.

Может нарушиться закон "изолированного проведения". Локальные токи, возникающие в каждом из волокон нерва, при уменьшении

45

сопротивления их мембраны могут заходить в соседние волокна,

вызывая в них возникновения ПД, так называемое явление эфаптической индукции возбуждения.

Задача № 8.

Будут ли распространяться нервные импульсы по нервному волокну,

если выкачать из него цитоплазму, заменив ее физиологическим раствором? Почему?

Эталон ответа.

Нервные импульсы распространяются по мембране волокон. Поэтому,

если выкачать из волокна цитоплазму, то в течение периода, пока функциональное состояние мембраны еще сохраняется на достаточно высоком уровне, нервное волокно не утратит способность проводить нервные импульсы.

Задача № 9.

Расстояние между раздражающими и отводящими электродами,

расположенными на нервном волокне, составляет 10 см. Потенциал действия регистрируется в точке отведения через каждую 1 мс после нанесения раздражения. К какой группе (А, В или С) относится данное нервное волокно?

Эталон ответа.

По данным, приведенным в условии задачи, рассчитаем скорость проведения ПД по мембране нервного волокна, в м/с: = 0.1/0.001=100.

Такая высокая скорость проведения свидетельствует о том, что данное волокно относится к группе А.

Задача № 10.

Как изменится характер электромиограммы, если увеличится частота ПД, которые возникают в отдельных волокнах мышцы?

Эталон ответа.

46

На электромиограмме увеличится частота и амплитуда суммарных ПД, отведенных от мышцы.

Задача № 11.

Как изменится характер электромиограммы, если в мышце увеличится число одновременно возбужденных волокон?

Эталон ответа.

На электромиограмме увеличится амплитуда суммарных ПД,

отведенных от мышцы.

Задача № 12.

При одном из заболеваний нервной системы человека, называемом миастенией, каждый нервный импульс, поступающий к нервно-

мышечному синапсу, вызывает выделение необычно малого количества ацетилхолина. Какая закономерность нервно-мышечной передачи окажется нарушенной в результате этого явления?

Эталон ответа.

При значительном уменьшении выброса медиатора в нервно-

мышечном синапсе уменьшится амплитуда ПКП, возникающих на постсинаптической мембране, и одиночные ПКП не будут достигать порогового значения. В результате этого каждый отдельный пресинаптический ПД потеряет возможность проходить через нервно-

мышечный синапс. Синаптическая передача возбуждения будет возможной лишь при суммации нескольких одиночных ПКП,

вызываемых следующими друг за другом пресинаптическими ПД.

Задача № 13.

Миелиновая оболочка нервного волокна повреждена на участке 0,7

мм. Будет ли проводится возбуждение по волокну, если известно, что расстояние между перехватами Ранвье составляет 0,9 мм?

Эталон ответа.

47

Будет, так как это расстояние меньше чем расстояние между перехватами Ранвье.

ЗАНЯТИЕ № 6. ТЕМА: ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЦ.

1.Продолжительность занятия - 2 часа.

2.План организации занятия.

1. Подготовительный этап занятия:

а) организационные мероприятия - 5 мин.

б) проверка и коррекция исходного уровня знаний, посредством разбора материала в устной форме или с использованием электронного учебника - 20 мин.

2. Основной этап занятия:

а) выполнение практических работ - 20 мин.

б) запись протокола исследования - 15 мин.

в) анализ результатов исследования - 10 мин.

3. Конечный этап занятия:

а) контроль конечного уровня усвоения учебного материала тестовым контролем или решением ситуационных задач - 20 мин.

3. Учебные цели занятия.

ЗНАТЬ:

1.Классификацию мышечной ткани в организме и их морфофункциональные отличия.

2.Морфофункциональную характеристику и основные физиологические свойства скелетной мышечной ткани.

3.Физические характеристики скелетной мышечной ткани.

4.Функции скелетной мышечной ткани в организме.

48

5. Виды сокращения скелетных мышц в зависимости от их режимов,

нагрузки и раздражения.

6.Какие из этих видов сокращения свойственны мышцам при их естественной деятельности в организме.

7.Одиночное мышечное сокращение, его фазы при различных режимах сокращения.

8.Суммацию мышечных сокращений, ее виды и функциональную роль. Механизмы суммации.

9.Оптимум и пессимум частоты раздражения и силы мышечного сокращения.

10.Двигательные единицы, их морфофункциональную классификацию и характеристику.

11.Факторы, определяющие силу и работоспособность скелетных мышц.

12.Морфо-функциональную характеристику компонентов саркомера,

миозиновых и актиновых нитей, тропомиозина и тропонина.

13.Механизмы сопряжения возбуждения с сокращением в скелетных мышцах и динамику их активного состояния.

14.Механизм мышечного сокращения и расслабления и факторы,

определяющие степень укорочения, напряжения и расслабления

скелетных мышц.

15.Метаболизм и энергетику мышечного сокращения.

16.Работоспособность и утомление скелетных мышц.

17.Физиологические свойства и особенности гладкой мышцы.

УМЕТЬ:

1. Рисовать схемы регистрации мышечных сокращений.

49

2. Изобразить в виде схемы различные виды мышечных сокращений:

одиночное, суммацию (полную и неполную, зубчатый и гладкий

тетанус).

3.Определять силу мышц и выполненную работу.

4.Рисовать схему динамики соотношения изменения возбудимости скелетной мышцы во время генерации потенциала действия, развитие мышечного сокращения и изменение концентрации ионов кальция в цитоплазме.

5.Рисовать структуру саркомера, актиновых и миозиновых нитей,

тропомиозина, тропонина и его компонентов, процесс циклизации

актомиозиновых мостиков.

6.Рисовать схемы, объясняющие механизмы электромеханического сопряжения, мышечного сокращения и расслабления.

7.Рисовать график зависимости силы сокращения от длинны, и

нагрузки.

8.Рассчитывать показатели мышечного сокращения в зависимости от частоты раздражения.

9.Рисовать схему развития утомления в нервно-мышечном препарате.

10.Пользоваться раздражающими и электроизмерительными

приборами.

4. Методика проведения занятия.

1.Подготовительный этап занятия.

На этом этапе необходимо сформулировать цель и задачи занятия,

написать тему и цели занятия на доске, объяснить студентам, что они должны знать и уметь по окончанию занятия. Указать студентам, что на этом занятии основное внимание и все изложение материала направлено на изучение физиологии сокращения скелетных мышц.

50