Тема 2. Возбудимость и возбуждение

2.1“Сравнение возбудимости нерва и мышцы. Прямое и непрямое раздражение мышцы”

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

Для изучения физиологических закономерностей работы нервно-мышечного препарата предпочитают брать в качестве раздражителя электрический ток, так как этот раздражитель близок по своей природе к биоэлектрическим процессам, которые возникают в возбудимых тканях. Слабый электрический импульс, в отличие от механического, термического и химического не повреждает живых тканей и легко и точно дозируется.

В настоящей работе раздражителем служит постоянный ток, подающийся через индукционную катушку Дюбуа-Реймона. Перемещением вторичной (подвижной) катушки относительно первичной (неподвижной) можно изменять силу тока, поступающего на раздражающие электроды. Возбудимость ткани измеряется в условных единицах (сантиметрах), отражающих расстояние между катушками. Чем оно больше, тем меньшей силы ток подается на раздражающие электроды.

Ход работы:

Приготовить две реоскопические лапки, одну из них (резервную) поместить в чашку с раствором Рингера (можно поместить нерв в ткани самой реоскопической лапки), второй препарат укрепить на пластинке. Для этого фиксировать булавками коленный сустав и кусочек позвоночника так, чтобы нерв не касался пластинки и находился примерно на расстоянии 1 см от ее поверхности.

1. Подвести под нерв раздражающие электроды.

2. Максимально отодвинуть вторичную катушку от первичной и замкнуть ключ. Отметить отсутствие реакции.

3. Постепенно сближая катушки (на 0.5 - 1.0 см), замыкать и размыкать ключ, проверяя наличие реакции ( сокращение мышцы). Отметить расстояние между катушками, при котором впервые наблюдается легкое вздрагивание мышцы. Эта сила тока называется ПОРОГОВОЙ.

4. Увеличить силу тока, сблизив катушки еще на 3 - 5 см, отметить силу наступившей реакции. Она увеличилась.

5. Нанести раздражение той же силы непосредственно на мыщцу. Отметить реакцию.

6. Определить порог раздражения для мышцы так же, как это делали для нерва.

Сделать вывод, в котором: 1. Дать определение порога раздражения. 2. Сравнить возбудимость нервной и мышечной ткани.

В обсуждении: 1. Дайте определение возбудимости и напишите, какие клетки относятся к возбудимым.2.Запишите, что является мерой возбудимости. 3. Что такое пороговый, сверхпороговый и подпороговый раздражители. 4. Какая из исследованных тканей обладает большей возбудимостью и почему.

2.2.“Виды раздражителей”.

Укрепить реоскопическую лапку на пластинке, коленный сустав и кусочек позвоночника зафиксировать булавками так, чтобы нерв не касался пластинки.

Ход работы:

1. Нанести раздражение электрическим током и отметить эффект.

2. Нанести механическое раздражение - зажать нерв пинцетом - отметить эффект.

2. Положить на нерв кристаллик поваренной соли (химическое раздражение) - отметить через какой промежуток времени мышца начнет сокращаться.

В обсуждении: запишите, какие раздражители называются адекватными. Дайте классификацию раздражителей по качеству, по биологической значимости и по силе.

2.3.“Влияние ионного сдвига на возбудимость мышцы”.

Объект исследования - препарат портняжной мышцы лягушки.

Обездвижить лягушку разрушением спинного мозга. Отпрепарировать портняжную мышцу. Для этого снять кожу с лапок, подвести лигатуру под сухожилие портняжной мышцы, завязать ее и надрезать сухожилие дистальнее нитки. Слегка подтягивая за нитку, освободить мышцу, подрезая фасции с обеих сторон. Освобожденную мышцу отрезать в области симфиза вместе с кусочком кости.

Ход работы:

1. Поместить мышцу в раствор Рингера. Хорошо отпрепарированная мышца в таком растворе не должна сокращаться.

2. Перенести мышцу в раствор Рингера с избытком калия (0.65%). Наблюдается подергивание мышцы.

3. Вновь перенести мышцу в раствор Ринера - мышца моментально успокаивается.

В обсуждении объясните, почему изолированная мышца начинает сокращаться в растворе с избытком калия. Вспомните, от чего зависит возбудимость ткани.

ТЕМА 3: МЕХАНИЗМ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ

3.1.“Кривая одиночного мышечного сокращения, образование тетануса, Получение оптимума и пессимума частоты”.

Ход работы.

1. Приготовить нервно-мышечный препарат и укрепить его на пластинке булавкой, введенной в коленный сустав. Свободный конец мышцы соединить с писчиком. Во время опыта периодически орошать мышцу раствором Рингера. Привести пишущее острие миографа в соприкосновение с поверхностью кимографа.

2. Приготовить для работы стимулятор:

• включить в сеть,

• правый верхний тумблер в положение “Серия”,

• электроды присоединить к клеммам на передней панели,

• ручку частоты поставить в крайнее левое положение - 1 Гц,

• ручку амплитуды - в крайнее левое положение - 1А,

• тумблер под ручкой амплитуды поставить либо в среднее (0.1) либо в правое (1) положение.

3. Поднести электроды к нерву и, плавно вращая ручку амплитуды, подобрать силу раздражения, при которой наблюдается отчетливое сокращение.

4. Включить кимограф. Записать серию одиночных мышечных сокращений при нанесении на нервно-мышечный препарат раздражения с частотой 0.5 Гц. Сила раздражения должна быть максимальной, т.е. такой, при которой мышца отвечает сокращением максимальной высоты. Раздражать 5-10 секунд, после чего выключить прибор.

5. Перевести ручку стимулятора на второе деление - частота 2.5 Гц и снова записать кривую сокращения.

6. Постепенно увеличивая частоту записать зубчатый, а затем гладкий тетанус.

7. Снова записать тетанус при оптимальной частоте раздражения, не прерывая раздражения резко увеличить частоту стимулов до 100-200 Гц. и записать пессимум частоты. Спустя 5-6 секунд уменьшить частоту стимулов до исходной и снова записать оптимум частоты.

Гладкий тетанус есть непрерывное укорочение мышцы, вызванное прерывистым раздражением такого ритма, который превышает ритм сократительных процессов, возникающих в мышце. В основе его лежит суперпозиция (суммация) кривых одиночных сокращений, возникающих на восходящем колене кривой. Ритм, необходимый для получения тетануса не имеет абсолютного значения - он определяется скоростью сократительного акта.