Раздел с Творческие задания

I. Физиология возбудимых тканей

С1. Определите понятия: возбудимость, возбуждение, раздражитель, раздражение.

Проведен эксперимент по определению порога раздражения на изолированных скелетных мышцах лягушки (икроножная мышца).

Порог раздражения электрическим током у одной мышцы оказался равным 2В, у другой – 3В. У какой из мышц возбудимость выше?

Решение: Ток при напряжении 2В меньше, чем при напряжении 3В. Следовательно, порог раздражения у первой мышцы ниже, а возбудимость выше, чем у второй.

С2. В конце трудового дня порог слуховой чувствительности у сотрудника ГИБДД изменился с 5 дцБ до 12 дцБ. Как изменилась возбудимость органа слуха?

Решение: Порог слуховой чувствительности увеличился на 7 единиц. Следовательно, слуховая возбудимость снизилась.

С3. Предложите метод определения уровня возбудимости органа зрения человека.

Решение: Для определения уровня возбудимости находим порог раздражения. Адекватным стимулом является свет. Значит, надо определить минимальную интенсивность световой вспышки, которую испытуемый воспринимает. Определение надо проводить в темноте (в «темной комнате»), чтобы не было фоновой освещенности. Испытуемый должен пробыть в «темной комнате» не менее 30 минут, так как в темноте чувствительность фоторецепторов значительно выше.

С4. В эксперименте по электрическому раздражению изолированной скелетной мышцы выяснилось, что при нанесении сильного сверхпорогового раздражения мышца не сокращается. Объясните, с чем это может быть связано.

Решение: При действии сверхпорогового раздражителя мышца сокращается, потому что она обладает возбудимостью. Отсутствие сокращения при таком же раздражении свидетельствует о резком снижении возбудимости мышцы.

С5. Футболист получил небольшую травму. Врач обработал ушибленный участок хлорэтилом – веществом, которое быстро испаряется. Почему после этого футболист смог снова вступить в игру и даже забить гол в ворота противника?

Решение: При испарении хлорэтила происходит охлаждение («замораживание») кожи. В результате резко снижается возбудимость болевых рецепторов, и они престают посылать болевые импульсы в центральную нервную систему.

С6. На изолированную икроножную мышцу лягушки наносят повторные стимулы, что приводит к развитию утомления мышцы. Предложите метод для определения изменения возбудимости в этих условиях.

Решение: В процессе утомления уменьшается амплитуда сокращений мышцы. Для определения изменения возбудимости надо измерять порог раздражения. Это можно сделать в паузах между сокращениями. Повышение порога раздражения в процессе развития утомления будет свидетельствовать о снижении возбудимости.

С7. Нервно-мышечный препарат лягушки представляет собой седалищный нерв и икроножную мышцу, которую он иннервирует. Используя такой препарат, докажите, что при раздражении нерва в нем возникает возбуждение.

Решение: Сверхпороговое раздражение седалищного нерва распространяется до мышцы и вызывает возбуждение и сокращение мышцы, которое можно наблюдать визуально. Это послужит косвенным доказательством того, что в нерве возникло возбуждение. Прямым доказательством послужит регистрация потенциала действия седалищного нерва.

С8. В физиологии хорошо известен закон, который получил название закон «все или ничего». Объясните, как Вы понимаете этот закон. Попробуйте объяснить следующий эффект: одиночное мышечное волокно отвечает по закону «все или ничего». Однако при раздражении целой мышцы наблюдается увеличение амплитуды сокращения при увеличении силы раздражения. С чем это связано?

Решение: Мышца содержит множество мышечных волокон, порог раздражения которых различен. При небольшой величине стимула возбуждаются и сокращаются наиболее возбудимые волокна, имеющие более низкий порог возбудимости, при больших силах – волокна менее возбудимые. Чем большее количество волокон возбудится и сократится, тем сильнее будет сокращение всей мышцы.

С9. У испытуемого раздражают мышцу через кожу при помощи электродов, на которые подается электрический ток. Какие реакции могут возникнуть: (1) ощущение раздражения кожи без сокращения мышцы; (2) сокращение мышцы без ощущения раздражения кожи; (3) ощущение раздражения кожи и сокращения мышцы?

Решение: При чрезкожном раздражении возбудимость кожных рецепторов выше возбудимости мышцы. При низкой величине раздражителя будет возникать реакция (1); при большой величине раздражителя – реакция (3). Реакция (2) невозможна.

С10. Человек оказался в помещении с неприятным запахом, но через некоторое время он перестал ощущать этот запах. Чем это объясняется?

Решение: Запах вызывает раздражение обонятельных рецепторов. Если ощущение запаха исчезло, то это значит, что рецепторы перестали возбуждаться: их возбудимость резко понизилась в результате длительного постоянного воздействия раздражителя. Возникла адаптация рецепторов.

С11. Основным раздражителем нейронов дыхательного центра является СО₂. Человек не может задерживать дыхание дольше 1-5 минут, так как образующийся в процессе метаболизма СО₂ вызывает возбуждение дыхательного центра и происходит вдох. А вот некоторые виды китов могут нырять на большую глубину и находиться под водой до 1,5–2 часов. Как это можно объяснить?

Решение: У вторичноводных ныряющих млекопитающих развилась приспособительная реакция: у них значительно снижена возбудимость дыхательного центра.