Фізіологія шкіряного аналізатора

Мета роботи: визначити поріг дискримінації, частоту розміщення тактильних, теплових, холодових і больових рецепторів; довести наявність температурної адаптації шкірних рецепторів, пояснити дослід Аристотеля.

Основні положення.

Поріг дискримінації називається та найменша відстань між двома подразнюючими точками поверхні шкіри, при якій два подразника сприймаються як один. Чим менша ця відстань, тим менше поріг подразнення і тим, отже, більше чутливість. Найбільший поріг дискримінації – на шкірі спини, грудях (40-70 мм). Потім в убутному порядку поріг дискримінації для різних ділянок тіла розміщується наступним чином: плече і передпліччя (25-40 мм), лоб (20-25 мм), кінчик носа (6-7 мм), нігтьова фаланга пальців руки (2мм), кінчик язика (1мм).

Частота розміщення тактильних, теплових, холодових і больових точок на однаковій площі поверхні тіла неоднакова. В середньому на 1см² поверхні шкіри приходиться 100-50 больових, 25 тактильних, 12 холодових і 1-2 теплових точок.

Адаптація проявляється у зміні інтенсивності відчуття при подовжуючому подразненні чи після його закінчення. В основі температурної адаптації лежить зміна збудливості рецепторів. При довготривалій дії холодового і теплового подразників відповідні холодові і теплові рецептори шкіри адаптуються, стають менш чутливими до даного подразнення.

Матеріали та обладнання: волоски Фрея (набір), циркуль, естезіометр Вебера, лінійка, кульки розміром з горошину; три посудини з водою (температура води в посудині №1 10-15⁰С, в посудині №2 25-30⁰С, в посудині №3 40-45⁰С) термометр; спиртівка, булавки, лід, дистильована вода.

ХІД РОБОТИ

Дослід № 1. Визначення порогу дискримінації.

Для визначення порогу дискримінації користуйтесь циркулем з двома ніжками або естезіометром Вебера. Доторкайтеся до шкіри ніжками циркуля, розсовуючи чи зсовуючи їх. При певному ступені зближення ніжок циркуля досліджуваний починає сприймати два подразника як один. Це і є поріг дискримінації.

Визначте поріг дискримінації для шкіри передпліччя, лобу, кінчика носа, пальців руки. Розмістіть назви областей шкіри в порядку збільшення порогу дискримінації. Заповніть таблицю. Зіставте пороги тактильної чутливості у студентів групи і зробіть висновки щодо індивідуальних її коливань. Від чого вони залежать?

Дослідження просторового порога тактильної чутливості

Досліджувана ділянка	Поріг дискримінації
Кінчик носа
Лоб
Пальці рук
Передпліччя

 

Естезіометр Вебера.

Дослід № 2. Виявлення тактильних, теплових, холодових і больових точок шкіри.

На тильній поверхні кисті і променевозап’ястного суглоба намалюйте квадрат, сторона якого 1см, потім за допомогою набору Фрея, нагрітою і охолодженою булавочними головками найдіть кількість тактильних, теплових і холодових точок, а вістрям булавки найдіть і відмітьте больові точки (ноцирецептори).

Підрахуйте частоту розміщення теплових, холодових, тактильних і больових точок на 1см² поверхні шкіри. Замалюйте шкіру з усіма рецепторами.

Дослід № 3. Виявлення температурної адаптації шкіряних рецепторів.

Опустіть праву руку в посудину №1 (температура води 10-15⁰С), а ліву – в посудину №3 (температура води 40-45⁰С). Через 1-2 хвилини перенесіть обидві руки в посудину №2 (температура води 25-30⁰С).

Відмітьте різницю у сприйнятті цієї температури правою і лівою руками. Поясніть отримані результати.

Дослід № 4. Дослід Аристотеля.

Покладіть на стіл кульку, доторкніться до нього сусідніми ділянками шкіри кінцевих фаланг вказівного і середнього пальців і покатайте його по столу. Перехрестіть обидва пальці; доторкніться до кульки так, щоб він виявився між перехрещеними пальцями, і знову покатайте його по столу. В першому випадку буде відчуття однієї кульки, у другому – двох.

Перехрещеними пальцями доторкніться до кінчика носа – будете відчувати два кінчика носа. Поясніть отримані результати.

Зміст звіту

1. Мета роботи.

2. Короткий опис порядку виконання роботи.

3. Протокол дослідження.

4. Результати і висновки.

Контрольні питання

1. Назвіть види рецепторів.
2. При подразненні яких рецепторів виникають тактильні відчуття?
3. Яка гострота дотику в різних ділянках тіла?
4. Які рецептори сприймають температурні подразнення?
5. Яка кількість теплових і холодових рецепторів розміщується на 1см² шкіри в різних ділянках тіла? Поясніть різницю в кількості їх.
6. Поясніть механізм адаптації терморецепторів, явище контрасту.
7. Назвіть особливості холодових і теплових рецепторів.

Рекомендована література

1. Яновський І.І., Ужако П.В. Фізіологія людини і тварин. Практикум.- К.: Вища школа, 1991.- 175с.

1. Гуминский А.А. и др. Руководство к лабораторным занятиям по общей и возрастной физиологии. – М.:Просвещение, 1990. – 239с.
2. Филимонов В.И. Руководство по общей и клинической физиологии. – М.: Мед. информационное агентство, 2002. – 958с.
3. Гальперин С.И. Физиология человека и животных. Высшая школа, 1970 – 656с.

 

Лабораторне заняття № 1

Групи крові та резус-фактор. Осморезистентність та час згортання крові

Мета роботи: порівняти мазок крові людини і жаби, навчитися визначати групи крові та резус-фактор; ознайомитися з методикою фарбування мазка крові по Романовському. Визначити осмотичну резистентність еритроцитів, та час згортання крові.

Основні положення

При малому збільшенні на препараті крові людини видна велика кількість еритроцитів – маленьких округлих клітин, зафарбованих внаслідок насичення киснем гемоглобіну в блідо-рожевий колір. Серед них зустрічаються одиничні лейкоцити – клітини темно-фіолетового кольору.

Еритроцити (1) внаслідок значної кількості (1мм³ крові 4,5–5млн.) займають майже все поле зору. Нерівномірність кольору (центральні відділи світлі), зв’язані з морфофункціональними особливостями цих клітин – високодиференційованих структур, пристосованих до виконання функції переносу кисню і CO₂. У більшості ссавців і людини в процесі еритропоезу (розвиток в червоному кістковому мозку) еритроцити накопичують в цитоплазмі гемоглобін, гублять ядро, набувають форму двоякоувігнутих дисків. Найбільш тонкий центральний відділ еритроцита містить менше гемоглобіну, чим його периферична частина, і на препараті просвічується. Зрілі еритроцити не здатні до синтезу нуклеїнових кислот і гемоглобіну. Відносно низький рівень обміну забезпечує достатньо великий період життя – 120 діб.

Лейкоцити знаходяться в крові в значно меншій кількості (в 1мм³ - 6-9тис.) Уважно розглядаючи одне поле зору за другим, треба знайти всі види лейкоцитів. Ці клітини мають кулясту форму. Лейкоцити за розмірами більші еритроцитів і завжди містять ядро. Багатостороння функціональна спеціалізація лейкоцитів (фагоцитарна активність більшості з них, здатна до виходу через судинну стінку в тканини, участь в обмінних процесах, вироблення імунних тіл) обумовлює різноманітність їх будови. Частіше від інших форм зустрічаються сегментоядерні нейтрофіли (2). Їх зернистість не виявляє схожості ні з кислим, ні з основним барвником, тому називається нейтрофільною. Ці клітини відносяться до групи зернистих лейкоцитів – гранулоцитів. Ядра більшості нейтрофілів розділені нитковидними перетяжками на сегменти і часто розташовуються ексцентрично. В залежності від віку нейтрофілу ядро виявляє різну ступінь ускладнення форми. Основна маса нейтрофілів представлена зрілими клітинами з ядрами, розділеними на 2-3 і більше сегментів. Сегментація обумовлює значну інтенсивність обмінних процесів. У молодих нейтрофілів, іноді вони зустрічаються в крові, ядро нагадує зігнуту палицю, підкову чи латинську букву s. Ці нейтрофіли називаються паличкоядерними (3). Більшість гранул являє собою лізосоми. Поверхневий шар цитоплазми не містить зернистості, утворює псевдоподії при амебоїдному руху цих клітин. Нейрофіли можуть виходити з кровоносних судин в тканини, накопичуватися в джерелах запалення і фагоцитувати мікроорганізми. І.І.Мечников назвав ці клітини мікрофагами. Нейтрофіли складають до 65% усіх лейкоцитів. На другому місті за численністю знаходяться лімфоцити (25% усіх лейкоцитів). Будова лімфоцитів не відрізняється однорідністю. Основну форму представляють малі лімфоцити (4) – маленькі клітини з інтенсивно темно-фіолетовими, багатим хроматином ядром. Воно має круглу чи злегка бобовидну форму і займає майже усю клітину. Ядро обкручено вузьким ободком базофільної цитоплазми, іноді розміщені біля одної його сторони у вигляді серпа. Помітно явне переважання маси ядра над цитоплазмою. Ядро середніх лімфоцитів (5), яке займає більшу частину клітинного тіла, світле, з добре видними ядерцями і вдавленим, з сторони якого розташовується вузька кайма базофільної цитоплазми. Ці лімфоцити зустрічаються на препараті дуже рідко. Ядро великих лімфоцитів (6) круглої чи бобововидної форми має невелику кількість хроматину і добре помітні ядерця. Блідо-голуба слабо базофільна цитоплазма утворює широку кайму. Ці лімфоцити зустрічаються на препараті дуже рідко. Лімфоцити менше рухомі, ніж нейтрофіли вони утворюють дуже короткі псевдоподії. Ділення лімфоцитів на малі, середні і великі зв’язано зі ступенем розвитку гранулярної ендоплазматичної сітки, а також можливість деяких лімфоцитів синтезувати надходження за межі клітини специфічних білків – антитіл. Лімфоцити, які виконують цю функцію, відносяться до категорії імунокомпетентних клітин. Значно ріже в мазку зустрічаються моноцити (7), 5-8% від усіх лейкоцитів. Їх ядра мають різну форму, від бобовидної і подкововидної до двох-, трьохдольчастої і поліморфної. Моноцити містять значну кількість слабко базофільної попелясто-сірої цитоплазми і, хоч іноді в ній помітна невелика зернистість, відносяться до агранулоцитів. Після їх міграції в тканини моноцити набувають здатність амебоїдно рухатись і перетворюються у макрофаги. Для того щоб знайти еозинофіли (8) (3-5% всіх лейкоцитів), необхідно проявити значну наполегливість. Еозинофіли являють собою клітини з блідо-фіолетовим ядром, які складаються з двох-трьох сегментів, зі слабкою базофільною цитоплазмою, яка заповнена оксифільною зернистістю, зафарбованою еозином з яскраво-червоним кольором (це стало основою їх назви). Еозинофільні гранули відносять до лізосом. Після еміграції в тканини еозинофіли набувають здатності знешкоджувати чужорідні білки, вони є продуктом розпаду тканинних білків в джерелах запалення і приймають участь в захисті організму при інтоксикаціях. Рухомість і фагоцитарна активність еозинофілів низька. Знайти базофіли (9) в мазку крові здорової людини важко, так як цих лейкоцитів дуже мало (0,5- 1%). Вони представляють собою клітини зі слабо зафарбованим ядром округлої чи лопастної форми і слабко оксифільною цитоплазмою, які містять великі зерна різного розміру, що зафарбовані основними барвниками метахроматично в різних відтінках фіолетового кольору (метахромазія - можливість клітинних структур зафарбовуватись в колір, відмінний від кольору барвника). Гранули базофілів містять гепарин, який утворюється в печінці і затримує згортання крові. Розподіл лейкоцитів на зернисті і незернисті форми є основою не тільки при наявності чи відсутності в цитоплазмі специфічної зернистості. Ці форми лейкоцитів мають відмінні біологічні властивості, які виявляються при запаленні. Наряду з клітинами крові в препараті видно кров’яні пластинки (10) – маленькі, погано зафарбовані тільця округлої, веретеноподібної чи неправильної форми. Різноманітність форм зв’язана з їх великою чутливістю до змін середовища. В центральній частині кров’яної пластинки знаходиться невелика базофільна зернистість – хромомер, периферійний відділ – гіаломер – прозорий. Кров’яні пластинки здатні до амебоїдного руху, тому в мазку вони утворюють скупчення. Здатність швидко склеюватися в конгломерати і розпадатися, які обумовлюють участь цих структур в згортанні крові.

 

Рис.1. Мазок периферійної крові дорослої людини (загальний вигляд) 1 - еритроцити; 2 - сегментоядерні нейтрофіли; 3 – паличкоядерні нейтрофіли; 4,5,6 – малі, середні і великі лімфоцити; 7 - моноцити; 8 – еозінофільні гранулоцити; 9 – базофільні гранулоцити; 10 - тромбоцити

 

В процесі еволюції тварин відповідно зі збільшенням потреби у кисні змінювалась форма, розмір і будова еритроцитів. У жаби еритроцити великі, мають форму сплощених еліпсоїдів і містять ядро.

Рис.2 Кров жаби: 1 - еритроцити; 2 - гомогенна цитоплазма; 3 - овальні ядра.

Визначення груп крові людини в залежності від наявності в еритроцитах і плазмі особливих речовин. Ці речовини в еритроцитах були названі аглютиногенами та позначені буквами А і В, а в плазмі - аглютинінами з позначенням їх грецькими буквами a і b. Аглютиніни мають властивість викликати аглютинацію (склеювання) еритроцитів при наявності відповідних аглютиногенів. Аглютинін a викликає склеювання еритроцитів, що містять аглютиноген А. Аглютинін b викликає склеювання еритроцитів, що містять аглютиноген В. Тому кров людини не може одночасно містити в собі аглютиноген А і аглютинін a або аглютиноген В і аглютинін b.

Розрізняють чотири групи крові. Кров І групи не містить в собі аглютиногенів, в її плазмі є аглютиніни a і b. Кров ІІ групи містить в собі аглютиноген А і аглютинін b, кров ІІІ групи - аглютиноген В і аглютинін a. Кров ІV групи не містить аглютинінів a і b, в еритроцитах є аглютиногени А і В.

 

Таблиця 1. Успадкування груп крові системи АВО у людини

Групи крові	Аглютиногени	Аглютиніни в плазмі
Види білків	Розміщення на поверхні еритроцитів
О(І)	-
А(ІІ)	А ∆
В(ІІІ)	В □
АВ(ІV)	АВ □ ∆		-

При переливанні крові треба слідкувати за тим, щоб не виникла така комбінація аглютиногенів і аглютинінів, яка могла б викликати аглютинацію, причому мають значення аглютиногени донора - людини, що дає кров, і аглютиніни реципієнта - людини, котрій переливають кров.

 

Таблиця 2. Наявність (+) або відсутність (-) аглютинації при змішування крові різних груп

Сироватка або плазма крові	Аглютиногени еритроцитів крові
Група	Аглюти-ніни	І група (немає)	ІІ група (А)	ІІІ група (В)	ІV група (А і В)
І ІІ ІІІ ІV	ab b a Немає	- - - -	+ - + -	+ + - -	+ + + -

 

В таблиці показано вміст в крові І, ІІ, ІІІ та ІV груп по горизонталі аглютиногенів, по вертикалі - аглютинінів. Із таблиці видно, що людині, яка має кров І групи, можна переливати кров тільки цієї групи. Людям з ІІ, ІІІ і ІV групою переливають кров тільки з ІІ, ІІІ, ІV.

Більшість європейців резус-позитивні. Це означає, що якщо їх кров змішати з сироваткою кроликів, попередньо імунізованих еритроцитами макака-резуса, то настане аглютинація. Взаємодія еритроцитів із сироваткою анти-Rh обумовлена наявністю в різних ділянках мембрани декількох антигенів (неповні антигени). Найважливіші із цих антигенів – С, D, Е, с і е; найбільш виражені антигенні властивості у аглютиногену D. Для спрощення, кров, яка містить D-еритроцити, називають резус-позитивною (Rh⁺, або Rh), а кров без таких еритроцитів – резус-негативною (Rh^-, або rh). 85% європейців мають кров Rh⁺, а решта 15% - Rh^-.

Резистентністю еритроцитів називається їх стійкість по відношенню до гіпотонічних розчинів. В гіпотонічних розчинах еритроцити набухають, лопаються і гемоглобін виходить в розчин. Явище руйнування еритроцитів і вихід гемоглобіну в плазму називають гемолізом. Кров при цьому робиться немов би блискучою, набуває характерного яскраво-червоного кольору і називається лаковою. Резистентність окремих еритроцитів неоднакова.

Для перетворення фібриногену у фібрин, що являє собою суть процесу згортання крові, необхідна наявність ферменту тромбіну, який утворюється із протромбіну в присутності солей кальцію.

Матеріали та обладнання: мікроскопи, постійні мікропрепарати мазку людини і жаби, 10 скляних паличок, сироватки крові: І, ІІ і ІІІ групи, вата, 3 мірні піпетки, штативи для пробірок, 5 пробірок, 1%-й розчин хлориду натрію, дистильована вода, дефібринована кров, штатив з пробірками, градуйована піпетка, оксалатна кров, 2%-ий розчин хлориду кальцію.

 

ХІД РОБОТИ

Дослід № 1. Розгляд мікропрепаратів: мазок крові людини і мазок крові жаби.

При малому збільшенні треба вибрати місто з добре фіксованими еритроцитами та лейкоцитами, замалювати формені елементи крові.

Дослід № 2. Визначення груп крові у людини.

Для визначення груп крові на три кінця чистого предметного скельця нанесіть по краплі сироватки: на один кінець - сироватку крові І групи, другий - ІІ групи, третій - ІІІ групи. В кожну з них додайте по краплі крові, що досліджується. Сироватку беріть з ампул скляними паличками. Слідкуйте, щоб не спутати палички для взяття сироватки крові І, ІІ і ІІІ груп.

Перемішайте сироватку з кров’ю і через 1-5 хв. дивіться результат. Там, де пройде аглютинація, утворюються дрібні крупинки, а вся суміш при цьому просвітлюється. При відсутності аглютинації суміш залишається рівномірно мутною. Після спостереження цих явищ простим оком, роздивіться препарати під мікроскопом: на одному препараті абсолютно розбірливо видно окремі еритроцити, на іншому - еритроцити, що склеєні в грудочки.

Дослід № 3. Визначення резус-фактора.

Для визначення резус-фактора на кінці чистого предметного скла нанесіть по каплі сироватки з резус-фактором. В кожну з них добавте по каплі досліджуваної крові. Сироватку беріть із ампул скляними паличками. Змішайте сироватку із кров’ю і через 1-5хв дивіться результат. Там, де відбулась аглютинація, утворюються дрібні крупинки, а вся суміш при цьому просвітлюється. При відсутності аглютинації суміш залишається рівномірно мутною. Після спостерігання цих явищ простим оком розгляньте препарати під мікроскопом: на одному препараті чітко видно окремі еритроцити, на іншому – еритроцити, які склеєні в грудочки.

Дослід № 5. Визначення резистентності еритроцитів (спостереження гемолізу).

Для визначення резистентності еритроцитів приготовте п’ять пробірок із розчином хлориду натрію з концентрацією, яка зменшується.

 

Таблиця. Кількість і концентрація розчину NаСІ, необхідного для визначення резистентності еритроцитів

№ пробірки	Кількість води в мл	Кількість 1% розчину NаСІ в мл	Концентрація NаСІ в %
1.			0,9
2.			0,7
3.			0,5
4.			0,3
5.			0,1

 

В кожну із пробірок добавте по 0,06мл або по 0,2мл дефібринованої крові. Уміст всіх пробірок ретельно перемішайте і поставте їх на 30хв в штатив. З плином часу відмітьте, які зміни відбулися в кожній пробірці. Про частковий гемоліз судять по легкому зафарбуванню рідини гемоглобіном після відстоювання еритроцитів, при струшуванні пробірки розчин стає мутним. При повному гемолізі розчин прозорий, має характерний лаковий блиск. Проаналізуйте отримані дані і зробіть висновки.

Дослід № 6. Виявлення ролі солей кальцію в згортанні крові.

Налити в дві пробірки по 3 мл оксалатної крові. Одну пробірку залишити в якості контролю, а до другої добавити 0,5 мл 2%-ого хлориду кальцію. Через 10-15 хв повинен утворитися згусток фібрину, тобто відбудеться згортання крові. Якщо згортання не відбулося, значить, весь хлорид кальцію пішов на утворення осаду оксалату кальцію за рахунок надлишку оксалату натрію в крові. В такому випадку долийте в пробірку ще 0,5 мл розчину хлориду кальцію до утворення згустку. Порівняйте вміст цієї пробірки із вмістом контрольної.

Зміст звіту

1. Тема роботи.

2. Результати і висновки.

Контрольні питання

1. Яка будова та функції лейкоцитів?

2. Охарактеризуйте будову та функції еритроцитів.

3. Яка будова та функції базофілів?

4. Яка будова та функції нейтрофілів?

5. Яка будова та функції еозинофілів?

6. Яка будова та функції моноцитів?

7. Яка будова та функції лімфоцитів?

8. В якому випадку виникає резус-несумісність плоду і матері? Поясніть це.

9. При якій концентрації хлориду натрію спостерігається частковий і при які повний гемоліз?

10. Що відбувається і як змінюється форма еритроцитів в помірно гіпотонічному розчині і в гіпертонічному середовищі?

11. Яка структура і властивості гемоглобіну?

12. Назвіть всі можливі сполучення, які утворює гемоглобін.

13. Що загального і чим відрізняються гемін і гематин?

14. Що таке гемоліз?

Література

1. Яновський І.І., Ужако П.В. Фізіологія людини і тварин. Практикум.- К.: Вища школа, 1991.- 175с.

2. Дудель Й., Рюэгг Й., Шмидт Р. Физиология человека: 3 т. / Под ред. Шмидта Р. и Тевса Г.- М.: Мир, 1996.- 323с.

3. Филимонов В.И. Руководство по общей и клинической физиологии. – М.: Мед. информационное агентство, 2002. – 958с.

4. Гуминский А.А. и др. Руководство к лабораторным занятиям по общей и возрастной физиологии. – М.:Просвещение, 1990. – 239с.

Лабораторне заняття № 2