Суммация мышечных сокращений. Зубчатый и гладкий тетанус

Скелетная мышца на раздражение одиночным импульсом тока отвечает одиночным сокращением. Если на скелетную мышцу воздействовать двумя быстро следующими друг за другом стимулами, притом так, что­бы второй приходился на тот период, когда мышца укорачивается или расслабляется после первого, то мышца, не закончив пер­вого сокращения, начнёт сокращаться в ответ на второе раздражение.

Это связано с тем, что скелетная мышца имеет очень короткий период рефрактерности, который меньше латентного периода ее сокращения. В фазу укорочения возбудимость мышцы обычно выше нормы (экзальтационный период), поэтому под влиянием повторных раздражений мышца способна усиливать свое сокращение. Это явление называется суммацией мышечных сокра­щений.

Если раздражать мышцу ритмически и тем самым вызвать длительное (тетаническое) сокращение, то его амплитуда будет еще больше. При сравнительно небольшой частоте раздражения, когда последующее воздействие попа­дает в фазу расслабления мышцы, получается неполный, или зубчатый, тетанус. Увеличивая частоту раздражения так, чтобы каждый после­дующий импульс попадал в фазу укорочения мышцы, можно получить длительное непрерывное сокращение, которое называют гладким тетанусом. После прекращения длительного тетанизирующего раздражения мышца расслабляется не сразу: наблюдается остаточное сокращение (контрактура).

Цель работы

Зарегистрировать переход от одиночных сокращений к суммации: зубчатому и гладкому тетанусу.

Оборудование, материалы и объект исследования

АРМ студента-физиолога, датчик механограммы, влажная камера, препаровальный набор, пружинные зажимы-электроды, раствор Рингера. Исследование проводится на лягушке.

Ход работы

Обездвиживают лягушку путем разрушения центральной нервной системы и готовят нервно-мышечный препарат икроножной мышцы. Нерв можно удалить. Коленный сустав закрепляют в зажиме влажной камеры, ахиллово сухожилие захватывают пружинным зажимом, соединенным с датчиком механограммы. Устраняют провисание провода, регулируя высоту крепления датчика. Для раздражения мышцы присоединяют электрод влажной камеры, касающийся коленного сустава к одному из разъемов кабеля стимулятора № 2, а второй его разъем подсоединяют к зажиму, закрепленному на ахилловом сухожилии.

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 устанавливают масштаб для канала механограммы - 10 г/см, для каналов стимулятора - 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 10 мс, частота 0.

Находят порог, раздражая мышцу одиночными стимулами. Задают длительность стимуляции 2 с и, подавая серии импульсов с возрастающей частотой (от 1 до 16 Гц), наблюдают кривые мышечного ответа. Фиксируют частоты, при которых наблюдаются зубчатый и гладкий тетанус.

Настраивают сценарий регистрации сокращения мышцы при ее раздражении электрическим током возрастающей частоты (рис.27). Сценарий представляет ряд последовательных шагов. Параметры каждого шага расположены в одной колонке таблицы сценария. Развертка по времени – 0,5 см/с, масштаб для механограммы – 10 г/см; для стимулятора № 2 – 0,5 мА/см, длительность стимуляции – 3 с, пауза – 3 с, амплитуда – в соответствии с найденным порогом, частота стимуляции – 0 Гц. Добавляя новые шаги, увеличивают частоту стимуляции до 2, 4, 8, 16 Гц.

Рис. 27. Переход от одиночных сокращений к тетаническим. Развертка по времени 0,5 см/с

Включают режим записи и запускают сценарий. В режиме анализа подробно изучают зарегистрированные сигналы.

 

Оформление работы

Зарисовывают схему установки. Выводят на печать кривые, наблюдаемые в окне отображения сигналов, и вклеивают  распечатку в тетрадь. На рисунке указывают частоты стимуляции,  зубчатый и гладкий тетанус, контрактуру. Делают вывод об условиях перехода от одиночных сокращений к тетаническим.