практикум

Хід роботи. Готують реоскопічну лапку і фіксують на штативі. Нерв подразнюють механічно, стискуючи анатомічним пінцетом, підігрітим на спиртівці металевим зондом, кристаликами NаСІ, електричним струмом.

Звертають увагу на швидкість виникнення збудження та дію хімічного подразника (NаСІ) та електричного струму.

Контрольні запитання

1.Що таке подразнення, подразливість, збудливістьтазбудження?

2.Специфічні та неспецифічні ознаки збудження.

3.Розподіл подразників за їхнім походженням та біологічним значенням.

4.Перевагаелектричного струмупорівнянозіншимиподразниками.

РОБОТА 1.3. Пряме та непряме подразнення м'яза

Мета досліду. Встановити різницю між прямим та непрямим подразненням м'яза і порівняти його реакцію на подразнення.

Матеріали й обладнання: жаба, набір для препарування, штатив, міограф, кімограф, акумулятор або випрямляч, індукційний апарат, металеві електроди, ключ Дюбуа.

Хід роботи. Готують класичний нервово-м'язовий препарат і фіксують його на міографі, закріпленому на штативі. Ахіллів сухожилок з'єднують із реєструючим важелем. Під сідничний нерв підводять електроди вторинної обмотки індукційного апарату і, підібравши середню силу струму, вмикають та вимикають ключем струм. Відбувається скорочення литкового м'яза (непряме подразнення). Електроди швидко переносять до литкового м'яза і діють електричним подразником (пряме подразнення).

Контрольні запитання

1.Умови виникнення збудження у м'язі.

2.Що таке пряме і непряме подразнення м'яза?

3.Приякомуздвохподразненьскороченням'язабудебільшим? Чому?

РОБОТА 1.4. Дослідження збудливості і провідності нерва

Нерв здатний збуджуватись під впливом різних подразників (механічних, хімічних, електричних) і проводити збудження.

Збудливість властива нерву в будь-які його точці. При порушенні анатомічної чи фізіологічної цілісності нерва проведення збудження неможливе.

11

Матеріали й обладнання: нервово-м'язовий препарат, електростимулятор, пінцет анатомічний, скляна паличка, піпетка, вата, марля, фізрозчин, кухонна сіль у кристалах, 2-процентний розчин новокаїну, аміак, гаряча вода.

Хід роботи. Кладуть нервово-м'язовий препарат на скляну пластинку. Послідовно подразнюють нерв (по можливості далі від м'язу); механічно (вщипнути пінцетом); хімічно (накладають на нерв кристалик кухонної силі); термічно (нагрітою в гарячій воді до температури 70-80 °С скляною паличкою); електрично (поодинокі електричні імпульси середньої сили). Показником збудливості і провідності нерва є скорочення лапки.

Відмивають нерв фізрозчином і кладуть на електроди стимулятора. Попереду електрода перетягують нерв вологою ниткою. Подразнюють нерв електричним струмом. Скорочення м'яза не відбувається. Переносять електроди ближче до м'яза (попереду лігатури) і знову подразнюють електричним струмом. М'яз відповідає на подразнення.

Накладають на нерв на ділянці між електродами і м'язом ватку, змочену новокаїном. Через 4-5 хвилин подразнюють нерв електричним струмом. Ефект відсутній, тому що в ділянці нерва, змоченій новокаїном, тимчасово порушується провідність. Знімають ватку з новокаїном і відмивають нерв фізрозчином. Через 4-5 хвилин повторюють подразнення. М'яз скорочується.

Наносять піпеткою на нерв між електродами і м'язом каплю розчину аміаку таким чином, щоб вона не розпливалась по нерву. Через 3- 4 хвилини проводять подразнення нерва електричним струмом. Ефект відсутній. Відмивають нерв фізрозчином. Через 4-5 хвилин повторюють подразнення. Ефект відсутній, тому що аміак викликає незворотні зміни в структурі нерва.

Результати роботи: Зіставити збудливість препарату при дії різними подразниками і при порушенні нервової провідності.

Контрольні питання

1.Що таке подразливість, подразнення, збудливістьі збудження?

2.Збудливі тканини і форми прояву збудження в них.

3.Класифікація подразників.

РОБОТА 1.5. Визначення порогу подразнення, оптимуму і песимуму частоти і сили подразнення

Найменша сила подразнення, що викликає реакцію збудження називається пороговою. М. С. Введенським встановлено, що найбільша

12

висота і тривалість тетанічного скорочення м'яза наступає при подразнені нерва оптимальною (оптимум) частотою і силою струму.

Якщо продовжувати збільшувати частоту і силу подразнення нерва оптимального рівня, то при деякій більшій її величині (песимум), висота скорочення знижуєтьсяі м'язрозслабляється.

Мета роботи. Проаналізувати залежність збудливості м'яза від величини амплітуди і частоти подразнення.

Матеріали й обладнання: нервово-м'язовий препарат, електростимулятор, міограф, універсальний штатив, фізрозчин, марля, вата.

Хід роботи: Литковий м'яз нервово-м'язового препарату закріплюють у міографі, а нерв кладуть на електроди, включають стимулятор у режимі періодичного запуску імпульсів із частотою і починають поступово збільшувати амплітуду подразнення при незмінній тривалості, рівній 0,1 м/с. Досягають тієї величини стимулу, при якій виникають мінімальні по амплітуді скорочення м'яза (поріг подразнення). Продовжують збільшувати амплітуду стимулу і переконуються в тому, що амплітуда скорочення зростає (оптимум сили). В ході експерименту наступає момент коли дальше збільшення амплітуди не призводить до збільшення амплітуди скорочення (песимум сили).

Після цього змінюють оптимальну частоту подразнення, при якій мають наступити гладенькі тетанічні скорочення м'яза найбільшої висоти. Така оптимальна частота подразнення для м'яза знаходиться в межах 40-50 Гц. Записавши на кімографі одержаний тетанус, швидко збільшують частоту подразнення до 100-200 Гц. Це призводить до того, що в м'язі виникає песимальний стан, крива якого також записується на кімографі.

Через 5-6 хвилин частоту подразнень зменшують до початкової (оптимальної), при цьому висота тетанусу збільшується Потім знову підвищують частоту подразнень до одержання песимуму. В такому порядку зміну частот повторюють кілька разів для одержання чіткої закономірності песимального гальмування.

Контрольні запитання

1.Що таке поріг збудливості?

2.Що таке оптимум і песимум сили і часу?

3.Що таке корисний час, реобаза, хронаксія?

РОБОТА 1.6. Парабіоз

Дія хімічними або наркотичними речовинами на ділянку нерва між подразнюючими електродами і м'язом через деякий час призводить до припинення м'язових скорочень у відповідь на подразнення.

13

При закінченні дії нерв повільно відновлює свої вихідні функціональні властивості. Це явище вперше встановив М.С. Введенський і назвав його парабіозом.

Парабіоз характеризується поступовим розвитком, в якому виділяють три фази – зрівняльну, парадоксальну і гальмівну.

Мета роботи. Проаналізувати і дати оцінку виникненню і протіканню фаз парабіозу М.С. Введенського.

Матеріали й обладнання: горизонтальний міограф, кімограф, електростимулятор, універсальний штатив, препарувальний набір, лі- гатура,1-процентний розчин хлористого калію, розчин Рінгера, жаба.

Хід роботи. Готують нервово-м'язовий препарат і фіксують його в горизонтальному міографі. Подразнюють нерв поодинокими стимулами, регіструють на міографі криві м'язового скорочення. Визначають параметри подразнення для одержання слабкого і сильного скорочення м'язів.

Парабіоз викликають накладанням вати, змоченої 1-процентним розчином хлористого калію (можна використати 2-процентний розчин хлороформу, ефіру, спирту). На фоні дії цих речовин проводять стимуляцію нерва з допомогою електродів, розташованих вище ділянки, на яку діють речовинами. Через деякий час можна виявити, що при збільшенні або зменшенні сили подразнення регіструються однакові за амплітудою скорочення. Це свідчить про виникнення зрівняльної фази парабіозу. Далі наступає парадоксальна фаза, коли слабкі стимули викликають високоамплітудні скорочення, і навпаки. Потім наступає гальмівна стадія парабіозу – м'яз взагалі перестає скорочуватись і при сильних і при слабких подразненнях.

Контрольні питання

1.Фази парабіотичного процесу і їх характеристика.

2.Що таке лабільність або функціональна рухливість?

3.Гальмування по М.С. Введенському.

РОБОТА 1.7.Поодинокі і тетанічні скороченням'яза

Скелетний м'яз на поодинокі подразнення відповідає поодинокими скороченнями. Між моментом нанесення подразнення і реакцією м'яза у відповідь на нього проходить певний час (0,01-0,02), який називається латентним періодом. Якщо на м'яз нанести одне заодним два субмаксимальних подразнення, то відбувається підсумовування скорочень. Підсумовування буде повним (криві зливаються в одну), якщо друге подразнення припадає на фазу скорочення м'яза, і неповним, якщо подразнення припадає на фазу розслаблення м'яза. Сума скорочень, викликаних серією імпу-

14

льсів, що швидко йдуть один за одним, призводить до сильного і довготривалого скорочення всього м'яза. Такий стан м'яза називається тетанусом. Залежно від частоти ритмічних стимулів тетанус може бути зубчастим (10-16 Гц) або суцільним (більше20 Гц).

Мета роботи. Розглянувши форму і величину скорочення при різних за частотою подразненнях м'яза, зробити висновки про механізми формування поодинокого і тетанічного скорочення.

Матеріали й обладнання: нервово-м'язовий препарат, штатив, міограф,кімограф,електростимулятор,фізрозчин,піпетка,вата,кювета,марля.

Хід роботи. Закріплюють нервово-м'язовий препарат у міографі і змочують його фізрозчином. Включають стимулятор і подразнюють м'яз поодинокими стимулами з частотою 0,6 Гц; записують поодинокі скорочення. Поступово збільшують частоту подразнення і доводять її до величини, при якій кожен імпульс поступає до м'яза у фазу розслаблення; записують зубчастий тетанус, ручкою плавного регулювання збільшують частоту стимуляції і записують гладенький тетанус. Зареєстровані криві переносять у зошит. Напроти кожного запису необхідно відмітити подразнення, а також амплітудуі тривалістьокремих стимулів.

Контрольні питання

1.Що таке скоротливість м'яза і чим вона характеризується?

2.Поодинокі м'язові скорочення, механізм їх виникнення і фази.

3.Що таке латентний період і від чого він залежить?

4.Що таке тетанус і які його види?

РОБОТА 1.8. Визначення сили м'язів людини (динамометрія)

Мета роботи. Визначити силу м'язів руки людини за допомогою динамометра.

Матеріали й обладнання: динамометр, секундомір.

Хід роботи. Стоячи, піддослідний відводить витягнуту руку з динамометром під прямим кутом до тулуба. Друга, вільна рука, – розслаблена. По сигналу експериментатора піддослідний двічі виконує максимальне зусилля на динамометрі. Стан м'язів оцінюють за кращим результатом. Потім піддослідний виконує 10-кратні зусилля з частотою 1 раз у 5 секунд. Результати записують і визначають рівень працездатності м'язів за формулою:

Р = (С1+С2+С3+С4+...+Сn): n,

де Р – рівень працездатносгі; С1, С2, С3 і т. д, – показники динамометра при окремих м'язових

зусиллях;

n – кількість вимірів.

15

Оптимальні результати використовують для визначення показника зниження працездатності м'язів за формулою:

М =/(С1-Сmin):Сmax/100

де М – показник зниження працездатносгі м'язів; С1 – величина початкового м'язового зусилля; Сmin – мінімальна величина зусилля;

Сmax – максимальна величина зусилля.

Результати роботи: Характеризують здатність м'язів піддослідного до розвитку максимального напруження і розслаблення. Креслять графік зниження працездатносгі м'язів; на осі абсцис відкладають порядкові но- меразусиль,наосіординат–показникидинамометраприкожномузусиллі.

Контрольні питання

1.Що таке сила й абсолютна сила м'яза?

2.Від чого залежить сила м'яза?

3.Як визначається робота м'яза?

4.Фактори, які впливають на роботу м'яза.

РОБОТА 1.9. Біоелектричні явища в тканинах Перший дослід Гальвані

В кінці XVIII століття італійський вчений Гальвані на основі проведених експериментів передбачив наявність тваринної електрики. В першому досліді він спостерігав скорочення лапок жаби при доторканні до двох з'єднаних між собою металів.

Мета роботи. Проаналізувати і дати оцінку одержаному явищу в першому досліді Гальвані.

Матеріали й обладнання: біметалічний пінцет з мідною і залізною пластинами. Мідний гачок із цинковою пластинкою, препарувальний набір, піпетка, вата, розчин Рінгера, жаба.

Хід роботи. Виготовляють нервово-м'язовий препарат із двох задніх лапок жаби, не відокремлюючи їх одну від одної. Підводять одну браншу біметалічного пінцета під корінці крижового відділу спинного мозку жаби, не торкаючись при цьому препарату другою браншею. При дотику стегна до другої бранші виникає скорочення мускулатури всього препарату, частота якого відповідає частоті дотиків. При підсиханні препарату скорочення м'яза можуть зникнути, тому протягом досліду необхідно зволожувати препарат розчином Рінгера.

Контрольні питання

1.Як пояснив фізик Вольт здригання лапок жаби в першому досліді Гальвані?

2.Чомув живих тканинахвиникаютьелектричні струми спокою?

16

РОБОТА 1.10. Другий дослід Гальвані

Мета досліду. Відтворити дослід Гальвані без металу. Матеріали й обладнання: жаба і набір для препарування.

Хід роботи. З однієї кінцівки готують реоскопічну лапку, а другу перерізають навпіл в області стегна. Сідничний нерв препарату накидають одночасно на пошкоджену (перерізану) і непошкоджену частини лапки (рис. 11, відповідно 1 і 2).

Рис. 11

У момент накидання нерва спостерігають скорочення лапки.

Контрольні запитання

1.Причина скорочення м'яза у другому досліді Гальвані.

2.Дайтехарактеристикубіострумів спокою, пошкодження тадії.

РОБОТА 1.11. Реєстрація струму пошкодження за допомогою стрілочного гальванометра

Мета досліду. Підтвердити виникнення біострумів у разі пошкодження тканин.

Матеріали й обладнання: жаба, препарувальний набір, неполяризуючі електроди, універсальний штатив, стрілочний гальванометр.

Хід роботи. Неполяризуючі електроди, виготовлені з двох скляних трубочок довжиною 3-4 см і діаметром 4-5 мм, закріплюють на штативі. Нижні кінці трубочок закривають каоліном, замішаним на фізіологічному розчині. Трубочки заповнюють насиченим розчином сірчанокислого цинку, вставляють амальгамовані цинкові пластинки з мідними провідниками, які з'єднуються з гальванометром. Перерізану навпіл лапку прикладають до неполяризуючих електродів, при цьому один електрод стикається з непошкодженою, а другий – з пошкодженою частиною. Відхилення стрілки гальванометра свідчить про наявність струму пошкодження.

Контрольні запитання

1.Як реєструються струми спокою, пошкодження та дії?

2.Теорії виникнення біострумів.

17

РОЗДІЛ 2. ФІЗІОЛОГІЯ ЦЕНТРАЛЬНОЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ

Центральна нервова система забезпечує чітку регуляцію всіх процесів всередині організму, їх координацію, інтеграцію, взаємодію всіх органів і систем, формує функціональну цілісність організму. Їй належать також функція зв'язку організму із постійно змінним зовнішнім середовищем.

Центральна нервова система складається зі спинного і головного мозку. Основною структурною і функціональною одиницею нервової системи являється нейрон. Нейрон – це нервова клітина, яка складається із тіла і розгалужень: дендритів і аксонів. За функцією розрізняють аферентні (чутливі) нейрони, які проводять імпульси від рецепторів у центральну нервову систему, вставні або контактні нейрони, й еферентні, які діляться на рухомі, що проводять імпульси до м'язів, і секреторні, що проводять імпульси до залоз. Нейрони зв'язані між собою безпосередньо через контакти – синапси. Кількість синапсів на тілі одного нейрона досягає 100 і більше.

Спинний мозок – це довгий тяж, циліндричної форми і розміщений у хребетному каналі. Складається із двох симетричних половин, з'єднаних вузькою перетинкою (спайкою). В спинному мозку розрізняють три основних групи нейронів: а) великі мотонейрони з довгими, мало розгалуженими аксонами; б) нейрони, аксони яких діляться на 2-3 довгі гілки; в) аферентні нейрони з сильно розгалуженими аксонами і дендритами.

В спинному мозку розрізняють сіру і білу речовину. Сіра речовина спинного мозку складається із нейронів і їх відростків, навколо яких розміщена біла речовина, що складається із м'якотних і безм'якотних волокон і кровоносних судин.

Спинний мозок виконує рефлекторну функцію, здійснює рухові рефлекси скелетної мускулатури, а також вегетативні рефлекси, які змінюють діяльність внутрішніх органів. Друга функція спинного мозку – провідна, вона забезпечує зв'язок різних сегментів спинного мозку з периферією і різними відділами головного мозку. Щоб вивчити рефлекси спинного мозку, потрібно ізолювати його від головного мозку. Спинномозкові рефлекси в лабораторних умовах вивчають на спинальних тваринах.

18

РОБОТА 1.2. Рефлекси спинного мозку і їх рецепторні поля

Рефлексом називається відповідна реакція організму на зовнішнє або внутрішнє подразнення, яка здійснюється за участю центральної нервової системи. Суть рефлексу полягає в передаванні нервового збудження, що виникло в рецепторах із чутливого (доцентрового) шляху через нервовий центр на рухомий (відцентровий) шлях. Ділянка тіла, при подразненні якої появляється відповідний рефлекс, називається рецептивним полем даного рефлексу. Одна і та ж ділянка тіла може бути рецептивним полем декількох рефлексів.

Мета роботи. Вияснити, чи проходить відповідна реакція лапки жаби на подразнення ділянки її шкіри (рецепторів) пощипуванням пінцетом і дотиком паперу, змоченого розчином кислоти. Якщо відповідна реакціяпроходить,то вчомувона проявляєтьсяіяк називається?

Матеріали й обладнання: штатив із гачком, велика склянка з водою, пінцет анатомічний, циліндр мідний на 10 мл, волосяна щіточка, шматочки фільтрувальногопаперу,1-процентнийрозчинсірчаноїкислоти.

Хід роботи. Готують спинальну жабу, для чого потрібно в неї видалити череп, зупинити кровотечу. Після цього препарат закріплюють за нижню щелепу на гачку штатива.

Через 5-10 хвилин потрібно легенько щипнути пінцетом кінцеву фалангу задньої лівої лапки жабки, при цьому відмітити реакцію – згинання лапки тулуба (захисний рефлекс згинання).

Потираючи сухою волосяною щіткою зовнішню поверхню стопи або гомілки, одержують рефлекс згинання лапки, а подразнюючи тильну сторону стопи і гомілки – рефлекс розгинання.

Почергово прикладають до шкіри зовнішньої сторони стегна, бокових ділянок спини, живота, по середній лінії спини квадратики фільтрувального паперу, змоченого 1-процентним розчином сірчаної кислоти. Після кожного подразнення змивають кислоту, занурюючи жабку в склянку з водою, але так, щоб вода не потрапила в спинномозковий канал. Спостерігають захисний рефлекс потирання. Описують одержані результати. Аналізують результати і роблять висновки.

Контрольні питання

1.Що таке рефлекс? Класифікація рефлексів.

2.В чому полягає суть рефлексу?

3.Що називається рецептивним полем?

4.Що є структурною основою рефлексу?

5.Яка роль рецепторів у здійсненні рефлексу?

19

РОБОТА 2.2. Аналіз рефлекторної дуги

Рефлекторна дуга – це шлях, по якому проходять нервові імпульси від рецептора до робочого органу при здійсненні рефлексу.

Рефлекторна дуга може бути двонейронною (моносинаптичною) або багатонейронною (полісинаптичною).

Структурні елементи рефлекторної дуги: 1) рецептори; 2) аферентні нейрони; 3) вставний нейрон; 4) еферентний нейрон; 5) виконавчий орган.

Для здійснення рефлексу необхідна цілісність рефлекторної дуги. Виключення будь-якої її ланки веде до зникнення рефлексу.

Мета роботи. Вияснити фізіологічне значення кожної ланки рефлекторної дуги спинномозкового рефлексу.

Матеріали й обладнання: штатив із гачком; велика склянка з водою; пінцет анатомічний; два скляних гачки; лігатурний гачок; нитки; малі ножиці; 0,5-процентний розчин сірчаної кислоти.

Хід роботи. Приготувати спинномозковий препарат жаби. Почергово подразнювати шкіру правої і лівої задніх лапок папірцями, змоченими 0,5-процентним розчином сірчаної кислоти або занурювати лапки в цей розчин, перевірити цілісність рефлекторної дуги (після подразнення лапки відмивають водою).

Зробити кільцевий розтин шкіри навколо гомілки жаби і шкіру зняти до колінного суглобу. На оголений м'яз прикласти шматочок фільтрувального паперу, змоченого тим же розчином сірчаної кислоти. Спостерігати рухову реакцію лапки.

Потім лапку обмивають водою, розтинають шкіру стегна по ходу сідничного нерва руками розсувають м'язи, перерізають сідничний нерв. Після пошкодження сідничного нерва рефлекс не спостерігається.

Руйнують спинний мозок, ввівши тупу голку в канал спинного мозку, внаслідок чого зникають всі рефлекси.

Записати в робочий зошит спостереження, замалювати схематично рефлекторну дугу рухомого рефлексу, зробити аналіз і висновки.

Контрольні питання

1.Що таке рефлекторна дуга?

2.Що входить до складу рефлекторної дуги?

3.Які основні умови функціонування рефлекторної дуги?

4.Яке значення для здійснення рефлексу кожної із ланок рефлекторної дуги?

20