fiziologia-metodichka (практикум)
.pdfВ практике врача-хирурга для обезболивания часто используется местная анестезия, разновидностью которой является проводниковая анестезия. Проводниковая анестезия достигается введением анестетиков к проводящим нервным волокнам или сплетениям. Местные анестетики (новокаин, лидокаин и др.) нейтрализуют заряд сенсора напряжения быстрого воротного механизма Na-потенциалуправляемых ионных каналов. Развивается обратимый блок этих каналов. В результате потенциалы действия в месте подведения новокаина не возникают, проведение возбуждения по нервным волокнам – нарушается.
Ответьте на вопрос – Какой закон проведения возбуждения по нервам иллюстрирует опыт с новокаином?
РАБОТА 4. Уровень освоения – знание. Зависимость величины мышечного сокращения от
силы раздражения нерва.
Результат – чем больше сила раздражения нерва, тем сильнее ответная реакция мышцы (до определенного уровня).
Для опыта готовят препарат икроножной мышцы с нервом. Провода от стимулятора размещают на нерве. Плавно увеличивая силу тока, определяют пороговую силу тока по пороговым сокращениям мышцы. Увеличивают силу раздражающего тока. Сокращения мышцы при этом также возрастают (субмаксимальные сокращения). Величину раздражающего тока необходимо увеличивать до тех пор, пока будет отмечаться прирост сокращений мышцы до получения максимальных сокращений.
Указания к оформлению протокола 1. Зарисуйте кимограммы пороговых, субмаксимальных и максимальных сокращений. Отметьте
относительные величины тока, при которых возникают пороговые, субмаксимальные и максимальные сокращения мышцы.
2.Объясните физиологический механизм возникновения пороговых, субмаксимальных и максимальных мышечных сокращений при раздражении мышцы током разного напряжения.
РАБОТА 5. Уровень освоения – знание. Локализация утомления в нервно-мышечном
препарате.
Результат – обоснование представлений о том, что синапс самое «слабое место» в цепи нерв-
синапс-мышца.
Если нерв нервно-мышечного препарата раздражать длительное время импульсами тока с частотой 2 Гц, амплитуда одиночных сокращений мышцы постепенно будет уменьшаться в результате развития в нервно-мышечном препарате утомления.
Перебросим раздражающие электроды с нерва на мышцу – амплитуда сокращений мышцы вновь повысится (рис. 4).
11
Рис.4. Изменение амплитуды одиночных сокращений мышцы нервно-мышечного препарата при переброске (стрелка) раздражающих электродов с нерва на мышцу.
Указания к оформлению протокола -
1.Объясните полученный результат -
2.Где локализовано утомление в нервно-мышечном препарате?
3.Расположите структурные образования нервно-мышечного препарата (нерв–синапс–мышца) по критерию способности к утомлению –
Работу выполнил – |
Дата – |
4.ТЕМА-3: Физиология мышечной ткани. Типы мышечных сокращений. Оптимум, пессимум. Работа и сила мышц. Утомление и его профилактика
Вопросы к занятию
Нарисуйте схему функционального строения миофибриллы? Опишите механизм сокращения скелетной мышцы. Какова роль кальциевого насоса в скелетных мышцах? На что расходуется энергия АТФ в мышечных волокнах? Охарактеризуйте структурно-функциональные особенности скелетных мышц? Охарактеризуйте структурно-функциональные особенности гладких мышц? Как изменяется электрическая активность гладкой мышцы при ее растяжении? Как необходимо раздражать нерв, чтобы возникла неполная суммация сокращений скелетной мышцы? Как необходимо раздражать нерв, чтобы возникла полная суммация сокращений скелетной мышцы? Как зависит амплитуда тетанического сокращения скелетной мышцы от частоты стимуляции нерва? Что такое оптимальное сокращение, пессимальное сокращение? Как доказать, что пессимум не связан с утомлением мышцы? Что такое двигательная единица? На какие типы делятся мышечные волокна в составе скелетной мышцы? Что понимают под работоспособностью человека? Что понимают под утомлением человека, в чем оно проявляется? Где раньше всего развивается утомление в целом организме? Что такое активный отдых?
Рекомендуемая литература
Лечфак - Физиология человека. М: Медицина. – 2001. – С. 84-92, 549-551 Педфак - Нормальная физиология /Под ред. В.М. Смирнова, М: Медицина. –2010.– С.49-61,
РАБОТА 1. Уровень освоения – знание. Запись одиночного мышечного сокращения. Тетанус зубчатый и гладкий (видеофильм). Смотри «Руководство» – работа 1.16. С. 31.
Результат – доказательство зависимости параметров мышечного сокращения от частоты
стимуляции нерва.
Указания к оформлению протокола - 1. Нарисуйте кимограмму одиночного сокращения. Отметьте фазы сокращения. Укажите момент нанесения раздражения на нерв.
12
2.Нарисуйте кимограмму суммированного сокращения по типу зубчатого тетануса. Укажите моменты нанесения раздражения на нерв -
3.Нарисуйте кимограмму суммированного сокращения по типу гладкого тетануса. Укажите моменты нанесения раздражения на нерв -
4.Укажите, при какой частоте раздражения одиночные сокращения переходят в суммированные (зубчатый тетанус), при какой частоте зубчатый тетанус переходит в гладкий тетанус (см. «Руководство» .
5.Задача. Чем суммированные сокращения отличаются от сокращений одиночных?
РАБОТА 2. Уровень освоения – знание. Оптимум и пессимум частоты раздражений
(видеофильм). Смотри «Руководство» – работа 1.17. С. 32.
Результат – доказательство относительности правила, в соответствии с которым амплитуда суммированного сокращения тем больше, чем больше частота стимуляции нерва.
Указания к оформлению протокола - 1. Нарисуйте кимограммы сокращений по типу гладкого тетануса при разной частоте
стимуляции нерва. Укажите при какой частоте раздражения нерва лягушки наблюдается оптимальное сокращение (см. «Руководство»).
2. Нарисуйте кимограмму сокращения мышцы при увеличении частоты стимуляции нерва выше оптимальной. Что при этом наблюдают?
4. Нарисуйте кимограмму сокращения мышцы: а) на фоне пессимальной частоты стимуляции нерва; б) при резком уменьшении пессимальной частоты стимуляции нерва до оптимального уровня (Опыт Введенского).
РАБОТА 3. Уровень освоения – знание. Работа изолированной мышцы при различных нагрузках. Определение силы мышцы. Смотри «Руководство» – работа 1.18. С. 34.
Результат – подтверждение правила «средних нагрузок», в соответствии с которым динамическая работа изолированной мышцы (А=P×L, где P – величина поднимаемого груза, L – амплитуда сокращения мышцы) максимальна при средних нагрузках.
Указания к оформлению протокола.
13
Ответьте на вопрос: Чему равна динамическая работа мышцы, если она сокращается без нагрузки? Отметьте соответствующую точку на графике (см. рис. 5).
Ответьте на вопрос: Чему равна динамическая работа мышцы, если она не в состоянии поднять подвешенный груз? Отметьте соответствующую точку на графике (см. рис. 5).
Постройте предполагаемый график амплитуды сокращений изолированной мышцы от нагрузки, учитывая, при умеренном еѐ растяжении подвешенным грузом амплитуда сокращения мышцы –увеличивается.
Постройте предполагаемый график динамической работы изолированной мышцы от нагрузки, отметьте нагрузки на графике, при которых работа мышцы оказывается максимальной.
Рис. 5. График, выражающий зависимость величины динамической работы мышцы от нагрузки.
Сформулируйте правило "средних нагрузок" –
РАБОТА 4. Уровень освоения – знание. Зависимость работы человека от частоты рабочих
движений (эргография)
Для регистрации сокращений мышц человека используют эргографы. Наиболее распространенным эргографом, предназначенным для регистрации движения мышц-сгибателей среднего пальца, является эргограф Моссо (рис. 6). Эргограф этого типа состоит из подставки, фиксирующей руку, и приспособления для записи движений пальца. Записывают кривую утомления при ритме 100 в мин (ритм задается метрономом). После 10-минутного отдыха вновь записывают эргограмму при ритме 200 в мин.
14
Рис. 6. Эргограф Моссо
Рис. 7. Эргограмма утомления мышц-сгибателей пальца: А — фаза оптимальной работоспособности; Б — фаза развивающегося утомления По вертикали – амплитуда сокращения мышц, по горизонтали – время. Ритм – 100 / с
Результат – уменьшение величины работы при значительном увеличении частоты рабочего ритма.
Указания к оформлению протокола -
Ответьте на вопрос – Почему при частоте 200/с утомление наступает быстрее? Где первично развивается утомление в целом организме ?
Ситуационная задача – Как в эксперименте Моссо доказать, что активный отдых является
более эффективным, чем пассивный?
РАБОТА 5. Уровень освоения – умение. Определение силы мышц ручным динамометром
Наиболее распространенным видом динамометрии является измерение с помощью пружинного динамометра Коллена силы сжатия кисти. При этом обычно определяется показатель силы кисти в процентах к массе тела по формуле:
F * 100
Х = ------------- % M
где F - сила кисти, M - масса тела.
Результат – для нормально развитых мужчин показатель силы кистевых мышц равен 60 -70%, для женщин - 45-50%.
15
Указания к оформлению протокола - Определите силу правой и левой кисти, определите показатель силы правой и левой кисти. Сделайте вывод.
Работу выполнил – |
Дата – |
5.ТЕМА-4: Современные представления о строении и функциях мембран. Мембранные каналы утечки, потенциалуправляемые каналы. Воротные механизмы мембранных каналов. Ионные механизмы мембранного потенциала покоя. Ионные механизмы мембранного потенциала действия (промежуточный контроль)
Логические задачи
Указание - в предлагаемых задачах нужно оценить ИСТИННОСТЬ или ЛОЖНОСТЬ высказывания, данного в виде положения - 1 , ИСТИННОСТЬ или ЛОЖНОСТЬ высказывания, данного в виде положения - 2 , ИСТИННОСТЬ или ЛОЖНОСТЬ общего высказывания, данного в виде логически связанных положений 1 и 2.
Поставьте А - если высказывание 1 истинно, В - если ложно. Поставьте А - если высказывание 2 истинно, В - если ложно. Поставьте А – если логическая связь двух высказываний истинна, В - если ложна.
Задача 1 - Величина мембранного потенциала клеток зависит от величины тока ионов калия наружу
по концентрационному градиенту через неуправляемые калиевые каналы, 2 - потому что ток катионов на наружную поверхность клеточной мембраны без переноса
анионов (через мембрану не проходят) формирует асимметричное распределение зарядов на мембране – положительные на наружной поверхности и отрицательные на внутренней.
Задача 1- Во время фазы деполяризации потенциала действия отмечается усиленный ток натрия внутрь клетки,
2- потому что во время фазы деполяризации инактивационные ворота открыты, а активационные ворота закрыты.
Задача 1 - Амплитуда потенциала действия мышечного волокна не зависит от силы раздражающего тока,
2 - потому что потенциал действия подчиняется закону "все или ничего".
Задача |
|
|
|
|
1 |
- Величина порогового значения раздражителя |
зависит от |
разности |
между наличным |
значением мембранного потенциала и значением КУД, |
|
|
||
2 |
- потому что чем меньше эта разность, |
тем сильнее |
должен |
быть раздражитель, |
обеспечивающий деполяризацию мембраны до уровня КУД. |
|
|
||
Задача 1 - При действии раздражителя на возбудимую клетку, сила которого оставляет 90%
порогового значения, клетка отвечает генерацией потенциала действия, амплитуда которого составляет 90% исходной величины, 2 - потому что амплитуда локального потенциала (ответа), предшествующего потенциалу
действия, зависит от силы раздражителя.
16
Задача
1- При действии на нерв нервно-мышечного препарата порогового катодического тока замыкание и размыкание цепи постоянного тока вызывает сокращение мышцы, 2- потому что согласно полярному закону при замыкании цепи постоянного тока возбуждение возникает на катоде, а при размыкании на аноде.
Задача |
|
|
|
1-При стимуляции |
нерва с |
частотой, при которой каждый последующий импульс будет |
|
падать |
на нерв |
в фазу |
убывания потенциала действия от предыдущего импульса, |
формируется сокращение по типу зубчатого тетануса, 2- потому что в основе зубчатого тетануса лежит полная суммация.
Задача 1-Лабильность - это показатель, характеризующий возбудимость возбудимой ткани,
2-потому что чем больше лабильность, тем выше способность ткани генерировать потенциалы действия в единицу времени.
Задача 1-В мякотных волокнах потенциал действия первично возникает в перехватах Ранвье,
2-потому что потенциал действия в нервных волокнах возникает только в тех участках мембраны, где возможно трансмембранное перемещение ионов.
Ситуационная задача
Нервное волокно обработали веществом, подавляющим синтез АТФ.
Вопросы:
Как в этом случае изменится распределение ионов калия и натрия относительно клеточной мембраны?
Как изменится величина мембранного потенциала покоя?
Как изменится величина потенциала действия?
Ситуационная задача
При значительном уменьшения содержания кальция в воде и пищи у людей возникают жалобы на повышенную мышечную утомляемость и недостаточную мышечную силу.
Вопрос: Объясните физиологические причины вышеуказанных жалоб.
6.ТЕМА-5: Рефлекторный принцип нервной регуляции. Физиология нейрона. Нервный центр. Рефлекторная дуга.
Вопросы к занятию
Дайте определение понятиям «рефлекс», рефлекторная дуга. Что входит в состав рефлекторной дуги? Почему первично потенциал действия в нейроне возникает в области аксонного холмика? Назовите основные медиаторы ЦНС. Какой возбуждающий медиатор является самым распространенным в ЦНС? Охарактеризуйте принцип Дейла. Как называется потенциал, возникающий в постсинаптической мембране под влиянием возбуждающего медиатора, каковы его свойства? Как изменяется ионная проницаемость постсинаптической мембраны во время
17
возникновения ВПСП? Опишите динамику процессов в центральных синапсах с химическим механизмом передачи возбуждения. Из каких компонентов складывается время прохождения импульса через химический синапс? Нарисуйте электрограмму возникновения потенциала действия в нейроне при синаптическом возбуждении? Какими свойствами характеризуется химический синапс? Что такое нервный центр? Назовите основные свойства нервных центров. Как доказать, что возбуждение в нервных центрах распространяется в одну сторону? Что называют циркуляцией возбуждения в ЦНС? Какой физиологический механизм обеспечивает кратковременную память? Нарисуйте схему нейронной сети, реализующей последействие. Нарисуйте схему нейронной сети, реализующей функции усиления входного потока нервных импульсов. Нарисуйте схему вертикальной, горизонтальной, возвратной иррадиации периферического возбуждения по коре головного мозга. Что понимают под доминантой, в чем заключается значение доминантного очага в ЦНС? Назовите главные функции спинного мозга. Назовите основные нисходящие и восходящие тракты спинного мозга. Какие функции нарушаются при перерезке передних корешков, при перерезке задних корешков спинного мозга? Чем отличаются альфа-мотонейроны от гамма-мотонейронов? Нарисуйте схему спинальной двухнейронной рефлекторной дуги. Нарисуйте схему спинальной трехнейронной дуги.
Рекомендуемая литература
Лечфак. Физиология человека/Под ред. В. М. Смирнова, М: Медицина. – 2001. – С. 29–33, 94–106, 114–118., Самостоятельная работа – интернет-лекции по физиологии ЦНС.
Педфак. Нормальная физиология/ Под ред. В. М. Смирнова, М: Медицина. – 2010. – С. 62-64, 7387, 92-96. Самостоятельная работа – интернет-лекции по физиологии ЦНС.
Практикум
РАБОТА 1. Уровень освоения – знание. Спинальный шок. Смотри «Руководство» – работа
2.12. С. 54.
Результат – угнетение спинальных рефлексов на протяжении 1-2 минут.
Указания к оформлению протокола - 1. Укажите время спинального шока у лягушки в эксперименте.
2. От чего зависит продолжительность спинального шока?
РАБОТА 2. Уровень освоения – знание. Рефлексы спинного мозга. Смотри «Руководство» –
работа 2.14. С. 57.
Результат – двигательные сгибательные рефлексы в ответ на действие кислотных и механических раздражителей.
Указания к оформлению протокола -
1.Нарисуйте схему коленного рефлекса у человека –
2.Нарисуйте схему двигательного сгибательного рефлекса у человека при болевом раздражении кожи – РАБОТА 3. Уровень освоения – знание. Рецептивное поле рефлекса. Смотри «Руководство» –
работа 2.2. С. 41.
Результат – расшифровка понятия «рецептивного поле рефлекса».
Указания к оформлению протокола - Дайте определение понятия «рецептивное поле рефлекса», приведите пример –
18
РАБОТА 4. Уровень освоения – знание. Иррадиация возбуждения в ЦНС.
Результат – при сильном раздражении в результате иррадиации возбуждения в ЦНС отмечается вовлечение в рефлекторные реакции мышц всех конечностей лягушки.
Работа выполняеюся на спинальной лягушке. Пинцетом несильно сдавливают кончики пальцев задней лапки лягушки. В ответ лягушка дает слабо выраженный рефлекс сгибания. Увеличивают силу раздражения – в двигательный процесс вовлекаются уже обе лапки. Попробуйте еще сильнее сдавить кончики пальцев. В ответную реакцию начинают вовлекаться мышцы не только задних, но и передних лапок, туловища.
Указания к оформлению протокола - 1. Объясните, почему при усилении раздражения отмечается переход от локальных рефлексов к рефлексам генерализованным –
2.Нарисуйте нейронную схему, иллюстрирующую механизм иррадиации возбуждения по ЦНС.
3. Нарисуйте схемы вертикальной, горизонтальной, возвратной иррадиации периферического возбуждения по коре головного мозга (См. материалы для самостоятельной работы).
РАБОТА 5. Уровень освоения – знание. Суммация возбуждения в нервных центрах. Смотри
«Руководство» – работа 2.7. С. 47.
Результат – при множественных подпороговых воздействиях на кожу лягушки отмечается инициация двигательного рефлекса в результате суммации возбуждений в спинальных центрах.
Указания к оформлению протокола -
1.Какие виды суммации имеют место в ЦНС -
2.Какой тип суммации иллюстрирует рассмотренный опыт?
3.Нарисуйте электрограмму процессов на мембране аксонного холмика нейрона, объясняющую
механизм суммации возбуждений в рассмотренном опыте.
РАБОТА 6. Уровень освоения – знание. Определение времени рефлекса. Смотри «Руководство»
– работа 2.3. С. 42.
Результат – укорочение времени рефлекса при усилении силы внешнего кислотного воздействия.
19
Указания к оформлению протокола -
1.Дайте определение понятия "время рефлекса" –
2.На что расходуется «время рефлекса»?
Задача. От чего, в основном, зависит «время рефлекса». Ответ обоснуйте -
РАБОТА 7. Уровень освоения – знание. Утомление нервных центров.
Результат – уменьшение силы рефлекторной двигательной реакции при частом предъявлении раздражителя.
У лягушки вызывают рефлекс сгибания через каждые 3 с. Отмечают время, когда рефлекс начнет уменьшаться и исчезнет полностью. Делают перерыв на 5 мин. После перерыва вызывают рефлекс с интервалами между воздействиями в 3 мин.
Указания к оформлению протокола - 1. Что обычно наблюдают в опыте, когда интервалы между воздействиями составляют 3с и 3 мин?
2. Объясните - почему в составе рефлекторной дуги наиболее утомляемой структурой является нервный центр?
РАБОТА 8. Уровень освоения – знание. Анализ рефлекторной дуги. Смотри «Руководство» –
работа 2.1. С. 39.
Результат – доказательство того, что выключение любого компонента рефлекторной дуги блокирует нормальную динамику рефлекторного акта.
Указания к оформлению протокола -
1.Дайте определение понятия рефлекторной дуги –
2.Нарисуйте принципиальную схему рефлекторной дуги, обозначьте еѐ компоненты –
РАБОТА 9. Уровень освоения – умение. Исследование двигательных функций черепно-
мозговых нервов (ЧМН) у человека.
Результат оценивается по адекватности выполнения испытуемых двигательных актов.
20