Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пособие ЛПЗ физиология с.х. животных. Нарыжнева...doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
10.11.2019
Размер:
1.08 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ

Оренбургский государственный аграрный университет

Е.В. Нарыжнева

Физиология

сельскохозяйственных животных

Методические указания

к лабораторным и практическим занятиям.

Оренбург - 2000

УДК 591.1

Е.В. Нарыжнева, физиология сельскохозяйственных животных: методические указания, Оренбург, ОГАУ, 2000, 83 с.

Отражены вопросы становления науки и включены методические разработки.

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Ветеринария», «Зоотехния», “Биоэкология”.

Рецензент: проф. Мешков В.М.

проф. Жуков А.П.

Утверждены на заседании учебно-методической комиссии факультета ветеринарной медицины (протокол № ... от .... февраля 2000 г.)

Утверждены на заседании методической комиссии ФВМ, протокол №..... от ......... 2000.

Введение.

Настоящее издание составлено с целью оказания помощи в самостоятельной работе студентам на лабораторных занятиях.

В соответствии с задачей повышения качества подготовки

специалистов биоэкологов необходимо при проведении лабораторно-практических занятий постоянно увеличивать удельный вес самостоятельной работы студента. С этой целью и составлено настоящее пособие, включающее перечень тех работ, которые могут быть выполнены студентами самостоятельно или при минимальной помощи и консультации преподавателя. В методические указания включено 9 разделов физиологии сельскохозяйственных животных, в которые вошли 18 тем и основные лабораторные работы, которые соответствуют утвержденной программе по физиологии сельскохозяйственных животных составленной для студентов обучающихся по специальности 320200 “Биоэкология”.

Лабораторные занятия имеют целевую установку и следуют за теоретическим курсом.

Студенты должны приходить на лабораторно-практическое занятие, заранее проработав соответствующие главы учебника.

Пользуясь пособием, каждый студент должен иметь рабочую тетрадь для записи результатов опыта, выводов, зарисовки схем. В конце каждой работы студенты с участием преподавателя обсуждают полученные результаты и кратко формулируют выводы, записывая их в тетрадь. После изучения на практических занятиях определенного раздела физиологии проводится проверка усвоения материала в форме коллоквиума или проведения программированного контроля знаний, исходя из содержания основных вопросов.

Авторы с благодарностью примут критические замечания, которые будут способствовать совершенствованию предлагаемого руководства.

Физиология возбудимых тканей

Изучение общих свойств возбудимых тканей занимает важное место в вашем физиологическом образовании.

К возбудимым тканям относятся: мышечная, нервная, железистая.

Знания полученные на этих занятиях являются основой для последующего изучения функционирования целого ряда органов и систем организма: мышечных образований (скелетных, гладких, сердечных), нейрональных структур (нейрон, его отростки, а следовательно вся центральная и периферическая нервная система), секреторных органов (железы внутренней и внешней секреции, а следовательно эндокринная, пищеварительная и другие). То есть, по сути свойство возбудимости является основой любой физиологической функции, а изучение общих свойств возбудимых тканей является базой для освоения нашего предмета на протяжении всего учебного года.

ЗАНЯТИЕ № 1

ТЕМА: Общие свойства возбудимых тканей: возбудимость, возбуждение, проводимость, лабильность.

В процессе эволюции в живых организмах выделились ткани которые отвечают на раздражитель специфической реакцией. К таким тканям относятся: мышечная, нервная, железистая. Под воздействием какого-либо раздражителя в этих тканях возникает процесс возбуждения, который распространяется по всей возбудимой системе.

Одним из основных свойств живой ткани является возбудимость - потенциальная способность высокодифференцированной ткани отвечать на действие раздражителя специфической реакцией, с обязательным формированием потенциала действия.

Уровень возбудимости колеблется в широких пределах в зависимости от функционального состояния ткани, которое изменяется при любых физико-химических сдвигах во внутренней среде организма, при утомлении, а также в процессе возбуждения.

Под влиянием различных раздражителей нерв способен приходить в состояние возбуждения. Возбуждение - материальный процесс, выражающийся в деполяризации мембраны и специфической реакции возбудимой ткани под действием раздражителя. Это более высокая форма ответа на действие раздражителя так как позволяет передавать информацию. Обеспечивает функцию организма, как единого целого. Возбуждение, возникшее в результате раздражения нерва, распространяется, по нервной ткани и передается на соответствующие органы. Показателем служит сокращение мышцы. В железистой ткани возбуждение выражается в выработке и выделении соответствующего секрета.

Определение уровня возбудимости мышц и нервов в условиях нормы и патологии имеет большое практическое и теоретическое значение.

Возбуждение ткани возникает в том случае, если качество, сила и время действующего раздражителя соответствует функциональным свойствам возбудимой ткани. Наименьшая сила раздражителя, способная вызвать возбуждение, называется пороговой. Сила раздражения выше пороговой называется надпороговой, а меньше - подпороговой. Сила раздражителя, необходимая для приведения ткани в состояние возбуждения, может служить мерой возбудимости.

Возбудимость различных тканей неодинакова. Высокой возбудимостью обладает нервная ткань, что связано с ее физиологической специализацией.

Лабильность (функциональная подвижность) - свойство возбудимой ткани, определяющее ее функциональное состояние. Н.Е. Введенский предложил в качестве показателя лабильности максимальное число потенциалов действия, которое возбудимая ткань способна генерировать в 1 секунду в соответствии с ритмом действующего раздражителя. Лабильность одних и тех же тканей может изменяться в зависимости от их функционального состояния.

Проводимость, способность передавать возбуждение от одной части клетки к другой. При раздражении мышечной ткани возбуждение распространяется по мышце, вызывая ее сокращение.

Сократимость, способность мышечного волокна при возбуждении уменьшать свою длину и увеличивать механическое напряжение.

Непосредственное раздражение мышцы электрическим током носит название прямого раздражения, если мышца возбуждается через нерв, то это будет непрямое раздражение.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1.Сформировать четкое представление об основных свойствах возбудимых тканей.

2. Проанализировать электрохимический генез процесса возбуждения, изменение свойств возбудимости в ходе возбуждения.

3. Рассмотреть явление функциональной подвижности (лабильности) возбудимых тканей с позиций:

а) физиологических основ (механизмов) проявления лабильности;

б) универсальности и значения этого явления в функции возбудимых тканей (нервная, мышечная, сердце, синапс).

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ (письменно):

1. Перечислить свойства мембраны возбудимой клетки.

2. Описать механизм формирования мембранного потенциала.

3. Дать классификацию нервных волокон.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

1. Перечислите, какие ткани относятся к числу возбудимых тканей?

2.Мембранный потенциал (МП): механизмы формирования, величина.

3.Возбуждение, определение, условия формирования, фазы, динамика (местный, распространяющийся). Физиологическая роль потенциала действия.

4. Возбудимость, понятие, меры возбудимости (порог силы, полезное время, хронаксия, КУД - критический уровень деполяризации)

5.Лабильность, определение. Связь лабильности с динамикой процесса возбуждения. Физиологическая роль лабильности.

6. Проведение возбуждения в нервном волокне:

а) типы нервных волокон, их физиологическая характеристика;.

б) механизмы проведения в миелиновых и безмиелиновых нервных волокнах

в) законы проведения возбуждения по нервному волокну.

7. Как готовится нервно-мышечный препарат, реоскопическая лапка?

8.Что понимают под раздражимостью?

9.Что понимают под раздражителем?

10.Классификация раздражителей по их происхождению и биологическому значению?

11.Одинакова ли возбудимость мышцы и нерва?

12.Что называется пороговым раздражителем?

13.Что такое прямое и непрямое раздражение мышцы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ:

1. Приготовление нервно-мышечного препарата.

2. Исследование возбудимости и проводимости нервной и мышечной ткани.

Литература:

1. Георгиевский В.И., стр. 281-284

2. Сысоев А.А., Битюков И.П., стр. 166-168

3.Федий Е.М., Науменко В.В., стр. 122-124.

Работа N 1. Приготовление нервно-мышечного препарата и демонстрация его свойств.

Цель работы:

1.Освоить методику приготовления нервно-мышечного препарата, ознакомиться с основными его свойствами.

2. Исследовать возбудимость и проводимость нерва и мышцы.

3. Определить порог силы раздражителя нерва и мышцы, сравнить возбудимость этих тканей.

Оборудование: препаровальный набор, кюветка с марлевой салфеткой, электростимулятор, раствор Рингера.

Объект исследования: лягушка.

Ход работы:

Нервно-мышечный препарат является наиболее удобным объектом для изучения процесса возбуждения, обычно классический препарат готовится из седалищного нерва и икроножной мышцы лягушки.

1. Обездвиживают лягушку, удаляя головной и разрушая спинной мозг.

Лягушку заворачивают в марлевую салфетку (оставляют только голову). Большими ножницами отрезают верхнюю челюсть за глазами. Металлическим стержнем разрушают спинной мозг.

2. Удаляют передний отдел туловища и снимают кожу.

Кладут лягушку в кюветку брюшком кверху и большими ножницами вырезают внутренности у лягушки. Отступя на 0,5-1 см кпереди от места выхода седалищных нервов перерезают лягушку поперек пополам.

Используя салфетку, снимают кожу с задних лапок чулком.

3. Выделяют бедренный нерв, отпрепаровывают все мышцы, кроме икроножной.

Большими ножницами выстригают копчиковую кость и разрезают лягушку в лонном сочленении пополам.

Держа маленьким пинцетом остаток позвоночника маленькими ножницами отпрепарировать седалищный нерв до коленного сустава. Вылущивают головку бедренной кости и ножницами срезают все мышцы бедра. На этом этапе препарат называется реоскопической лапкой (остаток позвоночника, седалищный нерв, бедренная кость с головкой и вся лапка).

Для приготовления нервно- мышечного препарата необходимо отпрепарировать икроножную мышцу вместе с ахилловым сухожилием, кость голени отрезают (остаток позвоночника, седалищный нерв, бедренная кость с головкой и икроножная мышца с ахилловым сухожилием).

4. Воздействуют током разной силы и частоты на мышцу и нерв

(Исследование возбудимости и проводимости мышцы и нерва).

5. Определяют пороговую силу раздражителя для нерва и мышцы.

6.Убедившись в физиологической целостности нерва, накладывают лигатуру на середину седалищного нерва и раздражают нерв, прикладывая электроды впереди, а затем позади лигатуры.

Результат: В результате воздействия электрическим током на мышцу происходит сокращение, а на нерв проведение нервного импульса (о чем свидетельствует сокращение мышцы). При воздействии тока одинаковой силы (выяснить какой!) мышца не сокращается, а при воздействии на нерв сокращается.

После наложения лигатуры на нерв (нарушение анатомической целостности) проведение возбуждения прекращается, о чем свидетельствует отсутствие сокращения мышцы.

Вывод: Нервная и мышечная ткани являются возбудимыми. Им присущи такие свойства, как возбудимость, проводимость, а для мышечной еще сократимость. Возбудимость нервной ткани выше, чем мышечной. Для проведения возбуждения в нервном волокне необходима его анатомическая и физиологическая целостность.

ЗАНИТИЕ № 2

ТЕМА: Виды и режимы мышечных сокращений.

Возбуждение и сокращение мышц при естественных двигательных актах вызывается нервными импульсами, поступающими из центральной нервной системы.

Виды мышечных сокращений

одиночное мышечное тетаническое тоническое

(миокард) (скелетные мышцы) (гладкие мышцы)

гладкий зубчатый

оптимальный

пессимальный

Скелетные мышцы в условиях опыта отвечают на одиночное раздражение одиночным сокращением. Однако в целом организме одиночные сокращения свойственны только сердечной мышце, которая сокращается в ответ на одиночные импульсы, поступающие к ней из синусного узла.

В зависимости от частоты импульсации мышца сокращается по разному:

вид сокращения

частота раздражителя

одиночное мышечное сокращение

6-8 Гц

зубчатый тетанус

20-40 Гц

гладкий тетанус

50 Гц и выше.

Для того чтобы понять механизм тетануса, необходимо изучить одиночное мышечное сокращение, которое является непременной составной единицей каждого их них.

Изучение одиночного мышечного сокращения можно провести, если записать его в развернутом виде, используя для этого быстро вращающийся кимограф.

В естественных условиях мышцы сокращаются под влиянием ритмических импульсов, получаемых из ЦНС. Импульсы следуют с частотой большей, чем период одиночного мышечного сокращения, т.е. мышца, не успев расслабиться, получает следующий. В мышцах возникает явление суммации, в результате которого они приходят в состояние длительного укорочения, называемого тетанусом. Экспериментально тетанус можно получить на икроножной мышце лягушки при воздействии ритмического раздражителя. При частоте, когда каждый последующий раздражитель попадает в фазу расслабления мышцы, получается зубчатый тетанус.

При частоте раздражения, когда каждый последующий импульс попадает в фазу укорочения мышцы, возникает длительное непрерывное сокращение, которое называется гладким тетанусом.

АВ - латентный период - 0,01 сек.

ВС - период укорочения - 0,04 сек.

СД - период расслабления - 0,05 сек.

АД - период сокращения мышцы - 0,1 сек.

При возбуждении и сокращении мышцы изменяется ее возбудимость.

Как только на мышцы подействовал пороговый раздражитель, в мышце возникло возбуждение, а возбудимость ее пропала, это будет абсолютная рефрактерная фаза, т. е. абсолютная невозбудимость и если в этот момент наносить дополнительные раздражения мышцы на них не будут отвечать, эта фаза длиться 0,001 - 0,003 секунды. Затем возбудимость постепенно восстанавливается и на новые дополнительные более сильные раздражения мышцы отвечает слабым сокращением. Это относительно рефрактерная фаза, длиться она 0,009 - 0,007 секунды. Обе эти фазы укладываются в латентный период. После относительно рефрактерной фазы возбудимость в мышце не только восстанавливается, но и становиться значительно выше исходной - экзальтационная фаза - 0,018 секунды. Затем возбудимость возвращается к исходной величине.

Различают следующие режимы мышечных сокращений:

Изотоническое - сокращение, при котором происходит укорочение мышечных волокон, но их напряжение не меняется.

Изометрическое - сокращение, при котором длина волокон не уменьшается, но их напряжение возрастает.

Ауксотоническое - сокращение, при котором изменяются и длина и напряжение мышц. Такой режим сокращения характерен для работающих мышц в целом организме. Первые два можно получить только в эксперименте.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1. Сформировать четкое представление об основных свойствах мышечной ткани.

Домашнее задание:

1. Изобразить синхронные графики возбуждения, возбудимости, одиночного мышечного сокращения:

а) поперечно-полосатой

б) сердечной мышцы.

Объяснить, почему у поперечно-полосатой мышце основным видом сокращения является тетаническое, а у сердечной - одиночное.

2. Классифицировать виды и режимы сокращений мышечной ткани.

Входной контроль.

Вопросы для подготовки :

1. Сократительная функция мышечной клетки : биофизические, биохимические основы сокращения и расслабления.

2. Режимы сокращения мышц.

3. Что такое тетанус?

4. Какие виды тетануса различают? От чего зависит вид тетануса?

5. Почему амплитуда тетанического сокращения больше одиночного?

6. Особенности строения поперечно-полосатых и гладких мышц.

7. У каких мышц более выражены эластические и пластические свойства?

Практические работы:

1. Запись и анализ одиночного и тетанического мышечного сокращения. Виды тетануса.

Литература:

1. А.А. Сысоев, И.П. Битюков, стр. 175-176.

2. Е.М. Федий, В.В. Науменко, стр. 129-130.

Работа N 1. Запись и анализ одиночного мышечного сокращения.

Цель работы:

  1. Записать одиночное и тетаническое мышечное сокращение.

  2. Изучить периоды одиночного мышечного сокращения.

3. Исследовать влияние частоты раздражений на характер сокращения мышцы.

Оборудование: препаровальный набор, кюветка с марлевой салфеткой, раствор Рингера, электростимулятор, кимограф, штатив с миографом.

Объект исследования: лягушка.

Ход работы.

Готовят мышечный препарат (бедренная кость с головкой и икроножная мышца с ахилловым сухожилием) из задней лапки лягушки и укрепляют его в штативе за миограф. Элекростимулятор включают в сеть. Электроды направляют в мышцу, находят раздражитель пороговой величины. Миограф приближают к барабану кимографа, который поворачивают от руки и записывают кривую одиночного сокращения в развернутом виде.

Постепенно учащая ритм раздражения, записывают зубчатый, а затем гладкий тетанус.

Результат: Зарисовать или вклеить миограмму.

Вывод:

ЗАНЯТИЕ № 3

ТЕМА: Работа мышцы и ее утомление.

Мышца, сокращаясь и поднимая груз, совершает внешнюю, полезную работу. Работу мышц вычисляют по формуле W=P*h, где W работа мышцы,

Р - вес груза, h - высота подъема груза. Работа мышцы с увеличением нагрузки в начале растет, достигает максимума, а затем уменьшается. Когда груз настолько велик, что мышцы не в состоянии его поднять при своем сокращении, полезная работа становится равной нулю. Сила мышцы не зависит от ее длины, но пропорциональна поперечному сечению. Под поперечным сечением понимается сумма всех поперечных сечений отдельных мышечных волокон. Различают относительную (максимальную) и абсолютную мышечную силу.

Утомление это временное понижение работоспособности мышцы, органа или всего организма в результате длительной работы и исчезающего после продолжительного отдыха. Утомление развивается с неодинаковой скоростью в различных возбудимых системах. В системе “нерв - мионевральный синапс - мышца” утомляется в первую очередь мионевральный синапс, как звено с самой низкой лабильностью. При утомлении возбудимость снижается и, наконец, наступает полная потеря возбудимости, приводящая к прекращению функции.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: 1. Получить представление о работе мышцы.

2. Сформировать представление о том, что такое утомление и почему оно возникает.

3. Рассмотреть основные теории развития утомления

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: 1. Перечислить и дать краткую характеристику теориям мышечного утомления. 2. Объяснить, где и почему первоначально происходит утомление в системе “нерв- синапс- мышца”.

ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

1. Как изменяется величина мышечного сокращения при постепенном увеличении нагрузки.

2. Что такое абсолютная и относительная сила мышцы. Как они определяются.

3. Что такое утомление?

4. Мионевральный синапс и его характеристика.

5. Понятие оптимума и пессимума частоты и силы действующего раздражителя.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ:

1. Работа мышцы при разных нагрузках. Определение силы мышцы.

2. Утомление мышцы при работе.

ЛИТЕРАТУРА:

1. В.И. Георгиевский, стр.192-193, стр. 289-290.

2. А.А. Сысоев, И.Н. Битюков, стр. 176-179.

3. Е.М. Федий, В.В. Науменко стр. 130-133.

Работа № 1. Работа мышцы при разных нагрузках, определение абсалютной и относительной силы мышцы.

Цель работы: Показать зависимость выполняемой работы от величены нагрузки.

Оборудование: препаровальный набор, кюветка с салфеткой, раствор Рингера, электростимулятор, штатив с миографом, грузики, линейка.

Объект исследования: лягушка.