Ключевые понятия и определения
Функциональная система – совокупность органов, тканей и клеток организма, функциональное взаимодействие между которыми, приводит к достижению полезного результата.
Полезный результат (основной системообразующий фактор) – достижение гомеостаза.
Гомеостаз - относительное постоянство параметров внутренней среды организма, необходимое для нормального существования живого организма: уровень артериального давления, сахара в крови, постоянство рН, осмотического давления, температуры и т.д.
Раздражимость - способность активно отвечать на внешнее воздействие той или иной формой деятельности, например, усилением метаболизма и роста, ускорением деления, выбросом секрета, движение, электрическим импульсом.
Возбудимость – способность специализированной ткани (нервной, мышечной, железистой) отвечать реакцией возбуждения на действие раздражителей.
Мембранный потенциал покоя (МПП) – разница потенциалов, существующая между наружной и внутренней поверхностями мембраны возбудимой клетки, в состоянии покоя.
Возбуждение - специфический физиологический ответ возбудимой клетки, связанный с изменением свойств мембраны, которое обусловлено действием раздражителя, обладающего определенным запасом энергии.
Возбуждение местное (локальное) – процесс локальной, не распространяющейся деполяризации мембраны без ее реверсии (перезарядки): локальный ответ (ЛО), постсинаптический потенциал, рецепторный потенциал.
Возбуждение распространяющееся (потенциал действия) – быстрое колебание мембранного потенциала (деполяризация мембрана с последующей реверсией заряда).
Порог раздражения - минимальная сила раздражителя, которая способна вызвать в возбудимых клетках возбуждение – потенциал действия (ПД).
Рефрактерность – состояние полного исчезновения (абсолютная рефрактерность) или снижения (относительная рефрактерность) возбудимости клетки в момент ее возбуждения, связанное с изменениями процессов активации и инактивации ион-селективных каналов.
Лабильность (функциональная подвижность) – скорость протекания элементарного акта возбуждения (понятие введено Н.Е. Введенским). Мерой лабильности является предельный ритм возбуждения (максимальное число ПД), который возбудимая структура способна генерировать в полном соответствии с ритмом раздражения.
НЕОБХОДИМО УМЕТЬ:
Приготовить нервно-мышечный препарат.,
Воспроизвести первый и второй опыты Гальвани.,
Уметь определить порог раздражения мышцы и нерва.
РАБОТА № 1
Приготовление нервно-мышечного препарата.
Цель работы: ознакомиться с методикой приготовления нервно- мышечного препарата.
Необходимо для работы: лягушка, препаровальный набор, дощечка, раствор Рингера.
Проведение работы:
Обездвижить лягушку путем разрушения спинного мозга кровавым или бескровным способом;
Взять лягушку за задние лапки, повернуть вниз брюшком и, отступив на 1,5 см выше крестца ( ростральнее места сгиба), перерезать позвоночник. Дугообразным разрезом вдоль крестца удалить свисающую переднюю половину туловища со всеми внутренними органами (рис.1, п.1);
Держа задние лапки левой рукой за позвоночник, правой – (используя марлевую салфетку) снять с них кожу (препарат задних лапок лягушки) (рис.1, п.2,3);
Полученный препарат разделить пополам, разрезав его вдоль позвоночника и симфиза (рис.1, п.3, 4);
Положить лапку на препаровальную дощечку, изучить выход корешков, образующих седалищный нерв, отпрепарировать его до тазобедренного сустава. Положить конечность дорсальной стороной вверх, стеклянным крючком раздвинуть мышцы бедра, найти седалищный нерв и осторожно освободить его на всем протяжении от выхода из позвоночника до коленного сустава. Удалить мышцы и кости выше коленного сустава (препарат одной задней лапки) (рис.1, п.5,6);
Перерезать ахиллово сухожилие у пяточной кости, отвести от голени икроножную мышцу и удалить голень ниже коленного сустава. Полученный нервно-мышечный препарат должен состоять из икроножной мышцы, коленного сустава и седалищного нерва (рис. 1, п.7,8).
Для приготовления изолированной мышцы требуется удалить седалищный нерв.
Во время приготовления нервно-мышечного препарата необходимо соблюдать следующие условия. Кость резать большими ножницами, мягкие ткани – маленькими. Не прикасаться к нерву металлом! Препарируя седалищный нерв, пользоваться только стеклянным крючком. Нерв не травмировать и не растягивать! Препарат постоянно орошать раствором Рингера.
Рис.1 Этапы приготовления нервно-мышечного препарата:
обездвиживание лягушки и перерезка позвоночного столба
снятие кожи с задних конечностей
разделение лапок по срединной линии
удаление копчика
5 и 6. препарирование седалищного нерва
7. отделение икроножной мышцы с пяточным сухожилием и перерезка бедра и голени
8. нервно-мышечный препарат
В конце занятия студенты под руководством преподавателя оформляют первый протокол по указанной выше форме.
РАБОТА №2 Первый опыт Гальвани (сокращение с металлом).
Цель работы: воспроизвести классический опыт Гальвани для знакомства с историей открытия животного электричества.
Необходимо для работы: лягушка, медный крючок, припаянный к цинковой пластинке, препаровальный набор.
Проведение работы:
Приготовить препарат задних лапок лягушки (см. протокол №1).
Зафиксировать препарат задних лапок лягушки на медном крючке.
Покачивая препарат, пронаблюдать за сокращением мышц в момент соприкосновения лапки с цинковой пластинкой (рис. 2а).
РАБОТА №3 Второй опыт Гальвани (сокращение без металла).
Цель работы: убедиться в том, что между поврежденным и неповрежденным участками мышцы имеется разница потенциалов, которая обладает раздражающим действием.
Необходимо для работы: лягушка, препаровальный набор, дощечка.
Проведение работы:
Приготовить препарат одной задней лапки (см. протокол №1).
На икроножной мышце ножницами сделать надрез ближе к коленной чашечке.
Седалищный нерв, поддерживая за позвоночник, легко набросить на мышцу так, чтобы он касался поврежденного и неповрежденного участков. В момент соприкосновения наблюдается сокращение мышцы (рис. 2б).
Рис. 2. Препарат задних лапок лягушки на гальваническом крючке
Опыт Гальвани с металлом (а) и без него (б)
РАБОТА №4 Наблюдение раздражения мышцы токами действия