Оборудование, материалы и инструментарий

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

 

Ростов-на-Дону

2009

 

 

Авторы: Айдаркин Е.К., Кульба С.Н., Иваницкая Л.Н., Глумов А.Г., Воронова Н.В., Хренкова В.В., Золотухин В.В.

Содержание

 

Предисловие.............................................................................................................................................................. 6

Методические основы физиологического эксперимента.................................................. 7

1.  Оборудование, материалы и инструментарий........................................ 7

2.  Обездвиживание лягушки........................................................................ 11

3.  Приготовление нервно-мышечного препарата..................................... 13

4.  Вскрытие брюшной и грудной полостей лягушки............................... 15

5.  Автоматизированное рабочее место студента-физиолога.................... 16

6.  Подготовка установки для регистрации сокращений икроножной мышцы лягушки при раздражении нерва и мышцы................................................. 24

Физиология возбудимых тканей........................................................................................................... 27

7.  Определение порогов раздражения нерва и мышцы........................... 27

8.  Опыт Маттеучи. Раздражение нерва нервно-мышечного препарата токами действия скелетной мышцы (вторичный тетанус)....................................... 29

9.  Зависимость порогов раздражения нервной клетки от проводимости ее мембраны для ионов Na+ и K+....................................................................... 30

10. Измерение скорости проведения возбуждения по нерву...................... 32

11. Полярный закон........................................................................................ 34

12. Закон электротона..................................................................................... 36

13. Закон физиологической целостности нерва........................................... 38

14. Парабиоз..................................................................................................... 40

15. Локализация утомления в нервно-мышечном препарате................... 42

16. Сравнительная хронаксиметрия нерва и мышцы лягушки............... 44

17. Регистрация потенциала действия мышцы.......................................... 45

18. Изометрическое одиночное сокращение скелетной мышцы............... 47

19. Зависимость силы сокращения скелетной мышцы от силы раздражения  50

20. Влияние степени растяжения мышцы на силу сокращения................ 53

21. Суммация мышечных сокращений. Зубчатый и гладкий тетанус.... 55

22. Регистрация сокращений гладкой мускулатуры кишечника лягушки 58

23. Электромиография у человека................................................................ 60

24. Кистевая динамометрия............................................................................ 63

Физиология вегетативных систем...................................................................................................... 66

25. Определение содержания гемоглобина в крови лягушки................... 66

26. Определение количества эритроцитов в крови лягушки.................... 68

27. Определение лейкоцитарной формулы крови человека...................... 71

28. Осмотическая устойчивость эритроцитов.............................................. 74

29. Регистрация сокращений сердца лягушки............................................. 77

30. Рефрактерный период сердца и экстрасистола..................................... 80

31. Влияние гормонов и некоторых ионов на работу изолированного сердца лягушки 82

32. Влияние раздражения вагосимпатического ствола на работу сердца лягушки 85

33. Рефлекторная регуляция работы сердца. Опыт Гольца...................... 88

34. Регистрация электрокардиограммы у человека................................... 89

35. Дыхательная периодика в сердечном ритме у человека...................... 92

36. Капилляроскопия у лягушки.................................................................. 95

37. Измерение скорости пульсовой волны у человека............................... 97

38. Измерение артериального давления у человека аускультативным способом Н.С.Короткова в фоне и при выполнении физической нагрузки.............. 98

39. Регистрация артериального давления прямым способом................. 100

40. Пневмография у человека при различных состояниях..................... 102

41. Оценка устойчивости организма человека к смешанной гипоксии и гиперкапнии по времени задержки дыхания.............................................. 105

42. Определение легочных объемов у человека........................................ 107

43. Наблюдение переваривающих свойств желудочного сока................ 110

44. Наложение желудочной фистулы.......................................................... 111

45. Работа мерцательного эпителия пищевода лягушки......................... 112

46. Автоматия кишечника............................................................................ 113

Физиология сенсорных систем............................................................................................................ 116

47. Закон Вебера-Фехнера............................................................................. 116

48. Периметрия............................................................................................... 118

49. Определение остроты зрения................................................................. 120

50. Определение критической частоты слияния мельканий................... 121

51. Исследование звукопроводящей и звуковоспринимающей частей слухового анализатора..................................................................................................... 123

52. Субъективная тональная аудиометрия по методу Бекеши............... 126

53. Локализация вкусовых рецепторов человека.................................... 129

54. Круги чувствительности по Веберу....................................................... 130

55. Температурный контраст....................................................................... 132

56. Мышечная память................................................................................... 134

Физиология центральной нервной системы и высшей нервной деятельности 136

57. Анализ рефлекторной дуги лягушки.................................................... 136

58. Определение времени спинномозгового рефлекса по Тюрку............ 138

59. Некоторые особенности нервных центров спинного мозга............... 140

60. Центральное торможение (опыт И.М. Сеченова)................................ 143

61. Значение мозжечка для двигательной активности лягушки............ 145

62. Определение времени коленного рефлекса у человека...................... 146

63. Регистрация электроэнцефалограммы................................................. 149

64. Определение времени сенсомоторных реакций у человека............... 152

65. Выработка и угашение условного зрачкового рефлекса у человека 154

66. Хронометрическая методика оценки силы нервных процессов...... 155

 

Предисловие

Традиционно в преподавании физиологии используются приборы, методы и аппаратура, которые в современных научных исследованиях уже не применяются. Использование кимографа, нейромобиметра и индукционных катушек, конечно, позволяет студенту прочувствовать этапы становления физиологической науки, но существенно затрудняет выполнение работы и, зачастую, не дает в постановке экспериментов и анализе результатов той широты и гибкости, которые возможны с использованием современных электронных устройств и компьютеров.

При разработке данного пособия была поставлена задача – описать методику проведения ряда классических физиологических опытов на базе современной аппаратуры – автоматизированного рабочего места (АРМ) студента-физиолога, разработанного на кафедре физиологии человека и животных Южного федерального университета.

Авторы осознают невозможность реализации всего многообразия физиологических методов в одном аппаратно-программном комплексе. Однако с помощью вышеупомянутого АРМ возможно проведение большого количества разнообразных работ физиологического практикума по единой методологии, внедрение в учебный процесс методов программируемого эксперимента на основе компьютерных технологий. Использование компьютеризированных методов проведения лабораторных работ позволяет более успешно готовить специалистов,  владеющих навыками работы с техникой, применяемой в современных физиологических исследованиях.

Опыт проведения практических занятий показал, что студенты после ознакомления с постановкой задачи, ее теоретическим обоснованием и описанием хода лабораторной работы способны самостоятельно её выполнить.

Методические основы физиологического эксперимента

Обездвиживание лягушки

Чтобы провести на лягушке острый опыт, ее необходимо, прежде всего, обездвижить. Это достигается при помощи наркотических веществ или разрушением центральной нервной системы (ЦНС). В качестве наркотических средств обычно используют эфир. Наркотизацию проводят в небольшом эксикаторе, куда помещают лягушку и ватку, смоченную эфиром.

Часто более целесообразно обездвиживать лягушку разрушением ЦНС.

1-й способ. Лягушку берут за спинку большим и указательным пальцами правой руки. Заворачивают ее в салфетку, оставляя открытой лишь голову. При этом передние лапки нужно плотно прибинтовать к туловищу, а задние спеленать в вытянутом состоянии. Вводят лягушке в рот браншу ножниц и отсекают верхнюю челюсть с черепной коробкой (разрез должен пройти позади глаз). В открытый спинномозговой канал вводят зонд и разрушают мозг. Этот способ прост в исполнении, но весьма травматичен, так как вызывает значительную кровопотерю.

2-й способ. Описанный ниже способ предпочтительнее тем, что вызывает небольшую кровопотерю, но он требует более сложных манипуляций экспериментатора.

 

Рис. 5. Обездвиживание лягушки путем разрушения центральной нервной системы

 

Лягушку берут в левую руку и указательным пальцем нагибают ей голову, как указано на рис. 5. Концом зонда проводят по средней линии головы сверху вниз. Пройдя по затылочной кости, зонд соскальзывает в ямку. В этом месте под кожей расположена атланто-окципитальная мембрана. Зонд устанавливают перпендикулярно поверхности тела лягушки. Прокалывают кожу и мембрану. Прокол должен быть неглубоким – 2-3 мм и, как правило, сопровождается щелчком. Затем, повернув зонд острием кверху, вводят его через затылочное отверстие в полость черепа и вращательными движениями разрушают головной мозг. После этого вводят зонд в спинномозговой канал и разрушают спинной мозг. Индикатором разрушения спинного мозга является резкое кратковременное повышение тонуса мышц разгибателей нижних конечностей.

Мониторинг сигналов

Просмотр текущих сигналов в режиме реального времени без записи осуществляется в режиме мониторинга, который устанавливается автоматически при запуске методики на выполнение и используется для подготовки к записи пробы. Сигналы от датчиков, кнопок и стимуляторов отображаются в виде отдельных лучей в графическом окне, функционально являющемся многолучевым осциллографом. В этом режиме доступно изменение настроек отображения сигналов: временное и амплитудное масштабирование, фильтрация и т.д. Можно подавать стимулирующие воздействия. Командные кнопки режима мониторинга:

 - синхронизация сигналов по времени, устранение смещения нуля;

 - вызов панели настройки параметров отображения сигналов (наименование луча; усиление, смещение, цвет и т.д.);

 - вызов панели подачи стимулов;

 - вызов инструментов для временных и амплитудных измерений;

 - выбор пробы для записи;

 - старт записи;

 - установка времени записи;

 - установка скорости развертки по времени;

 - вызов описания методики;

 - выход из текущего режима.

Запись сигнала

Данный режим предназначен для записи регистрируемых сигналов в базе данных. После включения кнопки «Старт»  осуществляется запись выбранной пробы, поверх ранее записанного сигнала с тем же именем. Для выхода из режима с сохранением данных используется кнопка «Стоп» - .

Подготовка установки для регистрации сокращений икроножной мышцы лягушки при раздражении нерва и мышцы

Обездвиживают лягушку путем разрушения центральной нервной системы и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы.

Коленный сустав закрепляют в зажиме влажной камеры, ахиллово сухожилие захватывают пружинным зажимом, соединенным с датчиком механограммы. Устраняют провисание провода, регулируя высоту крепления датчика.

Нерв раскладывают по дну влажной камеры, поперек графитовых электродов. Для стимуляции нерва разъемы кабеля стимулятора № 1 соединяют с двумя смежными электродами влажной камеры. Для раздражения мышцы присоединяют электрод влажной камеры, касающийся коленного сустава, к одному из разъемов кабеля стимулятора № 2, а второй подсоединяют к зажиму, закрепленному на ахилловом сухожилии.

Включают АРМ и запускают программное обеспечение. Выбрав в базе данных соответствующую методику, включают режим мониторинга. На экране начнется развертка трех лучей: канал механограммы, канал стимулятора № 1 и канал стимулятора № 2 (рис.18). Задают развертку по времени – обычно 2 см/с. С помощью окна настроек задают масштаб для канала механограммы - 10 г/см, для каналов стимуляторов - 100 мкА/см. Регулируют смещение каналов (лучи – линии, отображающие сигналы, должны равномерно располагаться в окне). Открывают панель управления стимуляторами и устанавливают параметры для стимуляции.  Для импульсной стимуляции обычно устанавливают режим одиночной подачи стимулов и длительность стимуляции 1000 мс, длительность импульса 10 мс. Частота определяет количество импульсов в секунду. Для раздражения постоянным током задается непрерывная подача стимулов, длительность 1000 мс, амплитуда импульса 0, частота 0. Силу раздражения при стимуляции постоянным током задают уровнем фона.

 

 

Рис. 18. Схема установки для регистрации сокращений икроножной мышцы лягушки при раздражении нерва и мышцы.

Физиология возбудимых тканей

Цель работы

Сравнить пороги раздражения нерва и мышцы при стимуляции одиночными импульсами электрического тока.

Ход работы

Обездвиживают лягушку и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы лягушки. Собирают установку для регистрации сокращений икроножной мышцы при раздражении нерва и мышцы одиночными электрическими импульсами.

Включают АРМ и запускают программное обеспечение. Открывают панель управления стимуляторами. Характеристики раздражающего стимула можно изменять с помощью панели управления стимуляторами. Одиночные импульсы подаются при частоте стимуляции, равной 0.

Находят порог раздражения нерва при стимуляции одиночными импульсами с помощью стимулятора № 1 и порог раздражения мышцы при стимуляции одиночными импульсами с помощью стимулятора № 2. О порогах раздражения мышцы и нерва судят по возникновению минимального сокращения мышцы, которое отображается на канале механограммы (рис. 18). Постепенно увеличивая амплитуду, находят ту минимальную силу раздражения, которая вызывает сокращение мышцы.

Рис. 19. Регистрации сокращений икроножной мышцы лягушки при раздражении нерва (стимулятор № 1) и мышцы (стимулятор № 2). Развертка по времени 5 см/с

 

Начинают  запись сигнала. Подают несколько последовательных стимулов пороговой силы на мышцу и нерв. Останавливают запись и переходят в режим анализа сигналов.

Оформление работы

На записи находят участок с характерными кривыми, зарегистрированными при раздражении нерва и мышцы. Измеряют амплитуду пороговых стимулов для нерва и мышцы. Формируют отчет. В него добавляют вывод, в котором дают сравнительную оценку возбудимости нерва и мышцы.

Цель работы

Показать возникновение потенциала действия у сокращающейся мышцы.

Ход работы

Обездвиживают лягушку. Готовят два нервно-мышечных препарата икроножной мышцы лягушки и укладывают их на препаровальной дощечке. Препаровку нерва нужно выполнять особенно бережно, следить, чтобы он не пересыхал (периодически нерв следует орошать раствором Рингера). Непосредственно перед опытом препараты необходимо осушить фильтровальной бумагой.

Подсоединяют биполярные раздражающие электроды к стимулятору № 1. На биполярные электроды кладут нерв одного из нервно-мышечных препаратов. На мышцу этого препарата набрасывают нерв второго препарата. Нерв должен касаться мышцы в двух точках на возможно большем удалении, для этого под него подкладывают стеклянную палочку (рис. 20).

 

Рис. 20. Схема опыта для наблюдения вторичного тетануса

Включают АРМ и запускают программное обеспечение. Подбирают порог раздражения мышцы первого препарата при раздражении сериями электрических импульсов (длительность – 1 с, частота – 15 Гц), меняя амплитуду тока. Производя раздражение нерва первого препарата, наблюдают вторичный тетанус – сокращение мышцы второго препарата.

Оформление работы

Зарисовывают схему проведения опыта. Делают вывод о причинах возникновения вторичного тетануса.

9. Зависимость порогов раздражения нервной клетки от проводимости ее мембраны для ионов Na+ и K+

Порог - это критический уровень деполяризации, при достижении которого генерируется потенциал действия. Порог является важной характеристикой возбудимой клетки, определяя степень ее возбудимости. Одним из факторов, влияющих на возбудимость клетки, является проводимость мембраны для ионов. Причинами изменения проводимости может быть изменение состояния ионных каналов, концентрации ионов, действие веществ и т.д.

Цель работы

Определение на имитационной модели нервной клетки зависимости порога возбуждения от уровня проводимости для ионов Na+ и K+

Оборудование

Компьютер, имитационная модель возбудимой мембраны «Compulab».

Ход работы

Запускают программу «Compulab». Увеличивая амплитуду стимула, наблюдают зависимость амплитуды локальных потенциалов от силы стимула, отмечают достижение порога раздражения ­‑ переход локальных ответов в потенциал действия. Убеждаются, что с ростом величины стимула амплитуда потенциала действия не меняется.

Определяют порог раздражения при исходных значениях проводимости (P) мембраны (для Na⁺ P=120 ммоль/см², для K⁺ P=36 ммоль/см²). Не изменяя уровня проводимости для K⁺ (Р = 36 ммоль/см²), определяют пороги при уровне проводимости для Na⁺ в 100, 110, 120, 130 и 140 ммоль/см². Возвращают значение проводимость для Na⁺ к исходному (Р = 120 ммоль/см²) и определяют пороги при уровне проводимости для K⁺, в 16, 26, 36, 46 и 56 ммоль/см².

Оформление работы

Вносят значения найденных порогов раздражения в таблицу

 

Р Na^+ (P K^+ = 36) (ммоль)	Порог (В)	P K^+ (Р Na^+ = 120) (ммоль)	Порог (В)
100		16
110		26
120		36
130		46
140		56

 

По результатам измерений строят графики зависимости порогов от проводимости для ионов. Формулируют вывод о влиянии проводимости мембраны для Na⁺ и K⁺ на возбудимость клетки.

Цель работы

Определить скорость проведения возбуждения в нерве нервно-мышечного препарата икроножной мышцы лягушки.

Ход работы

Обездвиживают лягушку и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы лягушки. Собирают установку для регистрации сокращений икроножной мышцы при раздражении нерва и мышцы одиночными электрическими импульсами. Анод, соединенный со стимулятором № 1, должен быть соединен с электродом, фиксирующим мышцу в области коленного сустава. Дальний электрод – катод, под которым будет возникать возбуждение, должен отстоять от мышцы как можно дальше – не ближе 4 см.

Включают АРМ и запускают программное обеспечение. Выбрав в базе данных соответствующую методику, включают режим мониторинга. Задают развертку по времени – 2 см/с. С помощью окна настроек задают масштаб для канала механограммы - 10 г/см, для канала стимулятора № 1 - 100 мкА/см. Регулируют смещение каналов (лучи – линии, отображающие сигналы, должны равномерно располагаться в окне). Открывают панель управления стимуляторами и устанавливают параметры для импульсной стимуляции: режим одиночной подачи стимулов, длительность стимуляции 1000 мс, длительность импульса 1 мс, частота 0 Гц. Находят  порог раздражения нерва при стимуляции одиночными импульсами.

В режиме записи производят раздражение нерва одиночным импульсом тока и измерить латентный период мышечного сокращения при раздражении  на максимальном удалении катода от мышцы. Измерение латентного периода производят в режиме анализа при временной развертке 100 см/с.

Переставляют электрод, являющийся катодом, как можно ближе к мышце, включают режим записи, раздражают нерв и определяют латентный период мышечного сокращения.

Измеряют расстояние между дальним и ближним положением катода, определяют разность латентных периодов и вычисляют скорость распространения возбуждения по нерву в метрах в секунду.

Переставляют электрод, являющийся катодом, как можно дальше от мышцы. Прикладывают  к нерву между электродами пробирку со льдом и охлаждают нерв не менее 30 с, после чего вновь измеряют скорость распространения возбуждения по нерву.

Оформление работы

Зарисовывают схему установки. Выводят на печать кривые, наблюдаемые в окне отображения сигналов, и вклеивают распечатку в тетрадь. Указывают время распространения возбуждения по нерву при различной температуре.  В выводе объясняют разницу в скорости проведения возбуждения при различной температуре нерва.

Полярный закон

Полярный закон определяет место и время возникновения возбуждения. При замыкании цепи электрической стимуляции возбуждение возникает на участке мембраны, соприкасающейся с катодом, а при размыкании - с анодом. Таким образом, раздражение возникает не на обоих раздражающих электродах сразу, а только на одном из них.

 Цель работы

Исследовать особенности возникновения возбуждения под катодом и анодом.

Ход работы

Обездвиживают лягушку и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы. Собирают установку для регистрации сокращений мышцы при раздражения нерва электрическим током. Закрепляют коленный сустав в зажиме влажной камеры, ахиллово сухожилие захватывают пружинным зажимом, соединенным с датчиком механограммы. Нерв раскладывают по дну влажной камеры на графитовых электродах. Орошают мышцу и нерв раствором Рингера, после чего накрывают влажную камеру крышкой. Включают АРМ и запускают программное обеспечение.

Подсоединяют электроды на дне влажной камеры к стимулятору № 1 так, чтобы ближайший к мышце электрод был катодом (синяя маркировка на кабеле). Открывают панель управления стимуляторами и устанавливают параметры для стимуляции постоянным током – непрерывная подача стимулов, длительность 1000 мс, амплитуда импульса 0. Силу раздражения при стимуляции постоянным током задают уровнем фона.

Подбирают такую силу тока, чтобы сокращение мышцы возникало как при включении, так и при выключении тока. Стимуляцию следует подавать не менее 1 с.

Нарушают проводимость нерва между электродами, для чего кладут на нерв между электродами маленький ватный фитилек, смоченный раствором аммиака. Аммиак не должен растекаться по нерву.

Через 2-3 мин после нанесения аммиака на нерв регистрируют реакцию мышцы на включение и выключение тока.

Опыт проводят, когда ближайший к мышце электрод является катодом, а затем повторяют, когда этот электрод является анодом.

Полярность электродов можно изменить, сменив знак амплитуды стимуляции. При включении положительного стимула ближайший к мышце электрод будет катодом, а при включении отрицательного - анодом. Стимуляцию удобно подавать в виде сценария из четырех шагов длительностью 2-3 с: пауза, положительный стимул, пауза, отрицательный стимул (рис. 21).

Рис. 21. Регистрация сокращений мышцы при включении и выключении постоянного тока разной полярности. Развертка по времени 2 см/с

Оформление работы

Зарисовывают схему установки. Выводят на печать зарегистрированные сигналы и вклеивают распечатку в тетрадь. Делают вывод о месте возникновения возбуждения нерва при замыкании и размыкании постоянного тока.

Закон электротона

Электротон (электротонический потенциал) – это сдвиг мембранного потенциала, вызываемый толчком тока (катэлектротон при восходящем токе под катодом, анэлектротон - при нисходящем токе под анодом).

При кратковременном действии тока под катодом возбудимость и проводимость нерва повышаются, а под анодом снижаются. При длительном действии постоянного тока под катодом возбудимость и проводимость нерва снижаются, а под анодом повышаются.

Цель работы

Исследовать возбудимость нерва при его поляризации постоянным током.

Ход работы

Обездвиживают лягушку и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы лягушки. Собирают установку для регистрации сокращений мышцы при раздражения нерва электрическим током.

Закрепляют коленный сустав в зажиме влажной камеры, ахиллово сухожилие зажимают винтовым зажимом, соединенным с тензодатчиком - датчиком механограммы. Нерв раскладывают на электродах по дну влажной камеры и накрывают крышкой.  Используются три электрода влажной камеры. Первый (катод) и второй (анод) смежные электроды присоединяют к стимулятору № 1 для подачи одиночных импульсов (рис 22). Первый (катод) и третий (анод) подсоединяют  к стимулятору № 2 и используют для подачи постоянного тока. Расстояние между вторым и третьим электродами должно быть не менее 2 см. Полярность электродов определяют по маркировке на кабелях (синяя маркировка – катод, красная - анод).

 

Рис. 22. Схема установки для изучения электротона

.

Включают АРМ и запускают программное обеспечение. Изменяя амплитуду импульсов стимулятора № 1, находят исходный порог раздражения нерва. Когда раздражение станет надпороговым, будут наблюдаться сокращения мышцы минимальной силы.

Для стимулятора № 2 устанавливают параметры стимуляции постоянным током: непрерывная подача стимулов, длительность стимуляции 1000 мс, амплитуда импульса 0. Силу тока для стимуляции постоянным током задают уровнем фона – 1 мА.

На фоне поляризации постоянным током на протяжении 5 мин с интервалом 1 мин определяют порог раздражения нерва, подавая импульсы со стимулятора № 1. На фоне действия постоянного тока возбудимость нерва вначале повысится (катэлектротон), а затем (через 2-3 мин) начнет снижаться (катодическая депрессия).  

Изменяют направление тока, задав отрицательный уровень фона на стимуляторе № 2, делают ближайший к мышце неполяризующийся электрод анодом. В течение 5 мин каждую минуту определяют порог раздражения нерва, подавая импульсы со стимулятора № 1. Вначале произойдет снижение возбудимости нерва (анэлектротон), а затем ее увеличение.

Оформление работы

Зарисовывают схему установки. Выводят на печать кривые, наблюдаемые в окне отображения сигналов, и вклеивают распечатку в тетрадь. Делают вывод об изменении возбудимости под воздействием различных полюсов постоянного тока.

 

Цель работы

Исследовать воздействие новокаина на функцию проводимости нерва.

Ход работы

Обездвиживают лягушку и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы лягушки, собирают установку для регистрации сокращений икроножной мышцы при раздражении седалищного нерва одиночными электрическими импульсами, как описано выше.

Включают АРМ и запускают программное обеспечение. Открывают панель управления стимуляторами.  Одиночные импульсы подаются при частоте стимуляции, равной 0. Находят пороги раздражения нерва при стимуляции одиночными импульсами с помощью стимулятора № 1. При достижении порога, в ответ на стимуляцию наблюдаются сокращения икроножной мышцы.

В режиме записи регистрируют несколько сокращений мышцы, вызванных раздражением нерва электрическим током. Затем на 3 мин накладывают на участок нерва между мышцей и раздражающими электродами ватный тампон, пропитанный 2%-ным раствором новокаина. Вновь начинают стимуляцию и регистрируют отсутствие сокращений мышцы. Убирают тампон с новокаином и обильно промывают нерв раствором Рингера. Через 10 мин раздражают нерв током и регистрируют вновь появившиеся сокращения мышцы.

Оформление работы

Зарисовывают схему установки. Выводят на печать кривые, наблюдаемые в окне отображения сигналов, и вклеивают распечатку в тетрадь. В выводе отмечают условия необходимые для нормального функционирования нерва, и описывают воздействие новокаина на его проводимость.

Парабиоз

Н.Е. Введенский обнаружил, что после воздействия на нерв нервно-мышечного препарата наркотиков или солей не выполняется правило, согласно которому сила ответной реакции пропорциональна силе раздражителя. Участок нерва, подвергшийся альтерации (отравлению или повреждению), приобретает низкую лабильность и при воздействии частого ритма стимуляции не в состоянии воспроизвести его. Такое состояние нерва Н.Е. Введенский назвал парабиозом. Парабиоз – это обратимое изменение, переходящее при углублении и усилении действия вызвавшего его агента в необратимое нарушение жизнедеятельности – смерть.

Классические опыты Н.Е.Введенского были проведены на нервно-мышечном препарате лягушки. Исследуемый нерв на небольшом участке подвергали альтерации, затем наносили раздражение и регистрировали ответные сокращения мышцы. В нормальном нерве увеличение силы ритмического раздражения приводит к повышению силы тетанического сокращения мышцы. При развитии парабиоза эти отношения закономерно изменяются, причем наблюдаются следующие последовательно сменяющие друг друга стадии.

1. Уравнительная фаза. В эту начальную фазу альтерации способность нерва к проведению ритмических импульсов понижается при любой силе раздражителя, однако, как показал Введенский, понижение это резче сказывается на эффектах более сильных раздражителей, чем более умеренных, в результате эффекты тех и других уравниваются.

2. Парадоксальная фаза следует за уравнительной и является наиболее характерной фазой парабиоза. Сильные возбуждения не передаются совсем через наркотизированный участок или вызывают лишь слабые сокращения, между тем как возбуждения умеренные способны вызвать довольно значительные тетанические сокращения.

3. Тормозная фаза – последняя стадия парабиоза. В этот период нерв полностью утрачивает способность к проведению возбуждения любой интенсивности.

Зависимость эффектов раздражения нерва от силы тока обусловлена тем, что при повышении силы стимулов увеличивается число возбужденных нервных волокон и возрастает частота импульсов, возникающих в каждом волокне. При развитии парабиоза способность нерва к проведению частых ритмов падает, что и приводит к развитию описанных выше явлений. При малой силе или редком ритме раздражения каждый импульс, возникший в неповрежденном участке нерва, проводится через парабиотический участок. При сильном раздражении, когда импульсы следуют друг за другом с большой частотой, каждый следующий импульс, приходящий в парабиотический участок, попадает в стадию относительной рефрактерности. В этой стадии возбудимость волокна снижена, а амплитуда ответа уменьшена.

Цель работы

Зарегистрировать развитие парабиоза в нерве нервно-мышечного препарата после воздействия хлористого калия.

Ход работы

Обездвиживают лягушку и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы лягушки, собирают установку для регистрации сокращений икроножной мышцы при раздражении седалищного нерва одиночными электрическими импульсами, как описано выше.

Включают АРМ и запускают программное обеспечение. Открывают панель управления стимуляторами. Одиночные импульсы подаются при частоте стимуляции, равной 0. Находят пороги раздражения нерва при стимуляции одиночными импульсами с помощью стимулятора № 1. При достижении порога  в ответ на стимуляцию наблюдаются сокращения икроножной мышцы.

Настраивают сценарий из 5 шагов, обеспечивающий подачу импульсов возрастающей силы. Длительность шага 1000 мс, импульса – 1 мс, частота 0 Гц. На первом шаге амплитуда раздражения должна равняться порогу раздражения нерва, на каждом последующем шаге - возрастать на 5 мкА.

В режиме записи запускают сценарий и регистрируют механограмму, демонстрирующую возрастание силы мышечных сокращений при увеличении силы раздражения.

Накладывают на участок нерва, расположенный между мышцей и электродами, ватный тампон, смоченный раствором хлорида калия. Через 10 мин (обычно к этому времени развивается парабиоз) начинают повторно регистрировать мышечные сокращения с помощью выполнения сценария. Последовательно регистрируют уравнительную, парадоксальную стадию и полный парабиоз.

Оформление работы

Зарисовывают схему установки. Выводят на печать кривые, наблюдаемые в окне отображения сигналов на каждой стадии парабиоза и вклеивают распечатки в тетрадь. В выводе описывают наблюдаемые стадии парабиоза.

 

Цель работы

Локализовать место развития утомления нервно-мышечного препарата.

Ход работы

Обездвиживают лягушку и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы лягушки, собирают установку для регистрации сокращений икроножной мышцы при раздражении нерва и мышцы одиночными электрическими импульсами как описано выше.

Включают АРМ и запускают программное обеспечение. Открывают панель управления стимуляторами. Одиночные импульсы подаются при частоте стимуляции равной 0. В режиме мониторинга находят пороги раздражения нерва при стимуляции одиночными импульсами с использованием стимулятора № 1 и мышцы – с помощью стимулятора № 2. При достижении порога в ответ на стимуляцию наблюдаются сокращения икроножной мышцы.

Установить следующие параметры для стимулятора № 1: непрерывная подача стимулов, частота 30 Гц. Включают режим записи и начинают стимуляцию нерва серией импульсов.  Наблюдают гладкий тетанус, который через несколько десятков секунд начнет уменьшаться по амплитуде, вплоть до расслабления мышцы. Не прекращая раздражения нерва, подают одиночный импульс тока пороговой силы на мышцу и убеждаются, что она не утомилась.

Оформление работы

Зарисовывают схему установки. Выводят на печать кривые, наблюдаемые в окне отображения сигналов. Делают вывод о месте развития утомления.

Цель работы

Построить график зависимости силы и длительности стимула при раздражении бедренного нерва и икроножной мышцы лягушки.

Ход работы

Обездвиживают лягушку и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы. Собирают установку для регистрации сокращений икроножной мышцы лягушки при раздражении нерва и мышцы. Включают АРМ и запускают программное обеспечение.