Кафедра физиологии им. проф. А.Т. Пшоника

Кафедра физиологии им. проф. А.Т. Пшоника

ПРОТОКОЛЬНАЯ ТЕТРАДЬ

ВИРТУАЛЬНОГО

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Методические рекомендации для студентов КрасГМУ

 

 

Тема № 1. ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ ПЛАЗМАТИЧЕСКУЮ МЕМБРАНУ.

Цель:

 

Работа № 1. ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПРОСТОЙ ДИФФУЗИИ

Заполните таблицу вашими результатами.

Таблица № 1.

Растворённоевещество	Имеет ли место диффузия? (+ или -)
Мембрана (MWCO)
NaCI
Мочевина
Альбумин
Глюкоза

Обратитесь к периодической таблице элементов и ответьте на вопросы:

 

1. Каков молекулярный вес Na⁺? _______________________

2. Каков молекулярный вес Сl^-? ________________________

3. Какой MWCO диализной мембраны позволяет этим ионам проходить через нее? __________________

4. Какие вещества диффундируют из левого сосуда в правый?

5. Какие вещества не делают этого? Почему?

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

Работа №2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИАЛИЗА

Нарисуйте схему опыта с диализом крови.

Сделайте заключение:

1. Что происходит с концентрацией мочевины в левом сосуде (пациент)?

 

2. Почему это происходит?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

Работа №3. ОБЛЕГЧЕННАЯ ДИФФУЗИЯ

 

Зарегистрируйте результаты и заполните таблицу.

Результаты облегченной диффузии
Раствор (solute)	Плотность переносчиков MWCO (Carriers)	Стартовая концентрация слева (Start conc. L)	Стартовая концентрация справа (Start conc. R)	Скорость диффузии mM/min (Rate)
глюкоза
NaCl
глюкоза
NaCl
глюкоза
NaCl
глюкоза
NaCl

 

Сделайте заключение и ответьте на вопросы:

 

1. При данной концентрации глюкозы, какое количество времени требуется для изменения равновесия? и с какой плотностью переносчика для транспорта глюкозы?

2. Меняется ли уровень диффузии Na⁺/Сl^- от плотности переносчика

3. Каков механизм Na⁺/Сl^- транспорта?

 

4. Если вы имеете равное количество глюкозы в правом и левом сосудах, будет ли наблюдаться какая либо диффузия?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

Работа №4. ОСМОС

Зарегистрируйте все результаты в таблице

.

Результаты осмоса
Растворенное вещество (solute)	Мембрана (MWCO)	Стартовая концентрация слева Start conc. L.	Давление слева Press L	Стартовая концентрация справа Start conc. R	Давление справа Press R	Скорость перехода веществаRate
Na+/Cl-
Альбумин
Глюкоза

Ответьте на вопросы:

1. Наблюдали ли вы изменения давления во время эксперимента? Если это было, то в каком (каких) сосуде (сосудах) и с какой (какими) мембраной?. Почему?

 

2. Диффундирует ли Na⁺/Сl^- из левого сосуда в правый сосуд? Если да, то с какой мембраной (MWCO)? Почему?

 

3. Объясните взаимоотношения между концентрацией растворенного вещества и осмотическим давлением.

 

4. Позволяет ли диффузия генерироваться осмотическому давлению?

 

5. Должно ли давление генерироваться, если концентрация растворенного вещества будет равной на противоположных сторонах мембраны?

 

6. Должно ли давление создаваться, если вы установили 9 тМ глюкозы с одной стороны 200 MWCO мембраны и 9 тМ NaCl с другой стороны? Какой раствор генерировал давление?

 

7. Должно ли давление формироваться, если вы установили 9 тМ альбумина на одной стороне 200 MWCO мембраны и 9 тМ NaCl с другой стороны? Какой раствор генерировал давление?

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

Работа №5. ФИЛЬТРАЦИЯ

 

Сделайте заключение по результатам опыта и ответьте на следующие вопросы:

1). Влияет ли MWCO мембраны на скорость фильтрации?

 

2). Влияет ли величина прикладываемого давления па уровень фильтрации?

 

3). Все ли растворенные вещества проходят через все мембраны?

 

 

4). Какие вещества не могут сделать этого? Почему?

 

5). Как может организм селективно увеличивать уровень фильтрации данного органа или системы?

 

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

Работа №6. АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ

Внесите результаты исследования в таблицу:

Раствор solute	АТФ ATP	Стартовая концентрация слева Start conc. L	Стартовая концентрация справа Start conc. R	Давление Pumps	Размер пор Carriers	Результат фильтрации Rate

Попробуйте ответить на вопросы:

1) Изменится ли количество растворенных веществ, транспортируемых через мембрану, с увеличением числа переносчиков и насосов?

 

2) Является ли одно растворенное вещество более эффективным, чем другие?

 

3) Влияет ли мембрана, которую вы «строите», на простую диффузию?

 

4) Если вы помещаете 9 тМ NaCl с одной стороны мембраны и 15 тМ с другой стороны, будет ли передвижение NaCl? Почему?

 

5) Вызывает ли количество добавленного АТФ какое-либо изменение?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

 

Тема № 2. ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН

Работы № 1-4. СТИМУЛЯЦИЯ НЕРВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ, МЕХАНИЧЕСКИМИ, ТЕРМИЧЕСКИМИ И ХИМИЧЕСКИМИ СТИМУЛАМИ.

По ходу эксперимента вводите данные в таблицу

Таблица. Эффект стимуляции нерва разными видами раздражителя

Вольтаж	Стекл. палочка	NaCl	HCl	Тепло	Наличие ПД

На основании результатов эксперимента дайте ответ на следующие вопросы:

1. Какова величина порогового потенциала (потенциала, при котором вы

впервые увидели потенциал действия)?

 

2. Чем отличается эта запись при сравнении с записью, полученной при пороговом потенциале? Что является причиной этого?

3. Какова величина максимального раздражающего потенциала?

4. Что вы наблюдаете на экране осциллографа при механической стимуляции?

 

5. Что происходит с этой записью по сравнению с другими записями, которые вы регистрировали?

6. Что происходит при термическом раздражении нерва?

7. Чем отличается эта запись от той, что была получена при использовании нагрева? Какое объяснение можно дать этому?

8. Вызывает ли воздействие NaCl генерацию потенциал действие?

 

9. Отличается ли эта запись от оригинальной записи порогового стимула? Если да, то, как это выражается?

 

10. Вызывает ли воздействие HCl генерацию потенциал действие?

11. Суммируйте результаты эксперимента. Какой вид стимуляции может вызывать потенциал действия?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

Работа № 5-7. ТЕСТИРОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ ЭФИРА, КУРАРЕ и ЛИДОКАИНА

По ходу эксперимента заполните таблице результатов

Таблица. Эффект стимуляции нерва, обработанного эфиром, кураре или лидокаином

Вольтаж	Эфир	Кураре	Лидокаин	Наличие ПД

 

Ответьте на следующие вопросы:

1. Чем отличается запись, которую вы наблюдаете, от контрольной?

2. Что происходит с нервом при наложении эфира?

3. Как долго надо воздействовать на нерв, чтобы вернуть его к норме?

 

4. Какой эффект на потенциал действия вы отмечаете при наложении кураре?

 

5. Как объяснить этот эффект?

 

6. Как вы думаете, каким должен быть общий эффект кураре на организм?

7. Генерируется ли запись при наложении лидокаина?

8. Почему лидокаин влияет на проведение в нервных волокнах?

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

 

Работа № 8. ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПО НЕРВУ

Таблица 3. Измерение скорости проведения различных нервов

Животное	Вид нерва	Порог, V	Время от стимуляции до ПД, мсек	Скорость проведения м/cек
Земляной червь	малый нерв
Лягушка	средний миелинизированный
Нерв крысы №1	средний немиелинизированный
Нерв крысы №2	большой миелинизированный

 

1. При каком пороговом потенциале вы впервые увидели генерацию потенциала действия?

2. Какой нерв в группе обладает самой низкой скоростью проведения? Какова эта скорость?

 

3) Какой нерв из четырех имеет самую высокую скорость проведения? Какова эта скорость?

 

4) Каковы взаимоотношения между диаметром нерва и скоростью проведения?

5) В чем заключаются физиологические причины этих взаимоотношений?

6.) На основании результатов, какое можно сделать заключение относительно влияния миелшшзации на скорость проведения?

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

 

Тема № 3. ФИЗИОЛОГИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

АНАЛИЗЫ КРОВИ

 

Запишите данные таблицы в протокольную тетрадь и сделайте вывод.

Проба крови Blood sample	Высота столбика крови Height of column of blood	Высота столбика эритроцитов Height of red blood cell layers	Высота столбика лейкоцитов Height of white blood cells	Гематокрит Hematocrit	% лейкоцитов % WBC

 

 

1) В каких пробах показатели крови соответствуют норме?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

 

Работа № 2. ИЗУЧЕНИЕ ОСЕДАНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ.

 

Заполните таблицу результатов в протокольной тетради:

Проба крови	Высота столба плазмы	Время седиментации	Скорость оседания эритроцитов

 

2) В каких пробах показатели крови соответствуют норме?

 

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

 

Работа №3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЕМОГЛОБИНА

Запишите результаты в протокольную тетради и сделайте выводы.

 

1. Проба крови	2. Концентрация гемоглобина
3. 1	4.
5. 2	6.
7. 3	8.
9. 4	10.
11. 5	12.
13. 6	14.

 

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

Работа 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРУППОВОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ КРОВИ.

 

 

Запишите полученные результаты в протокольную тетрадь.

 

Проба крови	Наличие агглютинации с анти-А-сывороткой	Наличие агглютинации с анти-В -сывороткой	Наличие агглютинации с анти-Rh -сывороткой

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

Работа №5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ОБЩЕГО ХОЛЕСТЕРИНА КРОВИ.

Запишите свои результаты в протокольную тетрадь. Уровень холестерина может быть обозначен следующими словами: желательный, повышен, пограничный с высоким.

 

Содержание холестерина в крови разных пациентов

 

Пациент №	Концентрация общего холестерина mg/dL	Уровень холестерина

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ ДИНАМИКА

 

 

Часть 1. МЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ

 

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ КРОВИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ СОСУДА НА ПОТОК КРОВИ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НАСОСА

Чтобы убедиться, что Вы понимаете, как об этом простом механическом насосе можно думать как о модели человеческого сердца, закончите следующие утверждения, выбирая правильный термин в пределах круглых скобок:

a. Когда поршень - у основания его путешествия, в сердце находится остающийся (EDV, ESV) объем.

b. Количество жидкости, изгнанной в правую мензурку каждым циклом насоса, составляет (диастолический объем, систолический объем) сердца.

c. Объем крови в сердце перед систолой называют (EDV, ESV), и соответствует объему жидкости в моделируемом насосе, когда эго поршень находится (в вершине, в основании) его удара.

 

 

Оценка результата эксперимента:

Поток Flow	Радиус слева Radius	Радиус справа Radius	Объем выброса Str.V.	Давление слева Pressure	Давление пульсовое

1). Параметры потока, которые Вы только что определили, зависят от значений потока в насос слева и значений потока из насоса к правой емкости. Попытайтесь объяснять, почему эти результаты отличается от результатов изменения радиуса в эксперименте с сопротивлением сосудов.

2). Закончите следующие утверждения, выбирая правильное слово в пределах круглых скобок.

a. Когда радиус правой трубы потока увеличен, величина потока (увеличивается, уменьшается). Это имитирует (расширение, сжатие) кровеносных сосудов в человеческом теле.

b. Даже при том, что давление насоса остается постоянным, сила насоса (увеличивается, уменьшается), когда радиус правой трубы потока увеличен. Это происходит потому, что сопротивление потоку жидкости (увеличено, уменьшено).

3. Примените ваши наблюдения над моделью механического насоса, чтобы закончить следующие утверждения о сердечной функции человека.

А). Сердце должно заключить сокращаться (более, менее) сильно, чтобы обеспечить необходимый ударный объем, если сопротивление потоку крови в сосудах, приходящих к сердцу, увеличено.

В). При увеличении сопротивления кровеносных сосудов на входе в сердце, должно (увеличиться, уменьшиться), время заполнения полостей сердца.

С). Что случилось бы с величиной потока и силой насоса, если радиус правой трубы потока был бы изменен (или увеличен или уменьшен)?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

 

Работа 2: ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УДАРНОГО ОБЪЕМА НА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НАСОСА

Оценка результата эксперимента:

Поток Flow	Радиус слева Radius	Радиус справа Radius	Объем выброса Str.V.	Давление слева Pressure	Давление пульсовое

1. Что случилось с работой насоса, когда ее ударный объем удара был увеличен?

2. Используя ваши результаты моделирования как основание для вашего ответа, объясните, почему у атлета диастолический объем мог бы быть ниже, чем у среднего человека.

3. Применяя результаты моделирования к человеческому сердцу, предскажите эффект влияния увеличения ударного объема удара на величину минутного объема крови (при любой частоте сердечных сокращений).

4. Когда ЧСС увеличена, время желудочкового заполнения (увеличено, уменьшено), что приводит, в свою очередь, к (увеличению, уменьшению) ударного объема сердца.

5. Что, по Вашему мнению, могло бы случиться с давлением в насосе в течение его заполнения, если бы клапан в правой трубе потока прохудился? (Помните, что насос не оказывает сопротивления заполнению.)

6. Применяя эту концепцию к человеческому сердцу, что могло бы произойти в левом сердце и легочных кровеносных сосуды при недостаточности аортального клапана?

7. Что произойдет, если отверстие аортального клапан станет немного уже (стеноз аортального клапана)

8. В вашем моделировании, увеличение давление в правой емкости имитирует (прохудившийся, суженный) аортальный клапан.

 

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

 

Работа 3: ИЗУЧЕНИЕ ОБЪЕДИНЕННЫХ ЭФФЕКТОВ

Заполните таблицу результатами эксперимента:

Поток Flow	Радиус слева Radius	Радиус справа Radius	Объем выброса Str.V.	Давление слева Pressure	Давление пульсовое

 

1. Как меняется величина потока, когда радиус правой трубы потока сохранен постоянным (в 3.0 мм) и радиус левой трубы потока изменен (увеличен или уменьшен)?

2. Как изменение радиуса трубы потока влияет на время заполнения насоса?

3. Это влияет на освобождение полости насоса?

4. Вы уже исследовали эффект изменения конечного диастолического объема как способ управления ударным объемом. Что случается с потоком и частотой ударов, когда вы удерживаете конечный систолический объем постоянным, и изменяете начальный объем, чтобы управлять ударным объемом?

5. Пробуйте управлять давлением в левой емкости. Как изменение давление в левой емкости влияет на величину потока? (Это изменение подобно изменению давления в легочных венах).

6. Если давление в левой емкости уменьшено до 10 мм, как меняется время заполнения насоса?

7. Что случается с частотой работы насоса, если время его заполнения сокращено?

8. Что случается с потоком жидкости, когда давление в правой емкости равняется давление насоса?

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

Работа 4. ИЗУЧЕНИЕ КОМПЕНСАЦИИ

Поток Flow	Радиус слева Radius	Радиус справа Radius	Объем выброса Str.V.	Давление слева Pressure	Давление пульсовое

Попробуйте ответить на следующие вопросы:

1. Подумайте, какие условия гемодинамики могли бы компенсировать уменьшение радиуса трубы потока. Как бы Вы были способны это сделать? (Намек: есть несколько путей.)

2. Уменьшение радиуса правой трубы потока подобно частичной (утечке, блокировке) аортального клапана или (увеличению, уменьшению) сопротивления в артериальной системе.

3. Объясните, как человеческое сердце могло бы компенсировать такое состояние.

4. Если бы мы хотели увеличить (или уменьшить) поток крови к специфической системе тела (например, пищеварительный), что было бы лучше - приспосабливать частоту сердечных сокращений или диаметр кровеносного сосуда? Объясните.

5. Закончите следующие утверждения, выбирая правильный ответ. a. Если мы уменьшили периферическое сопротивление в человеческом теле, сердце должно было бы произвести (большее, меньшее) давление, чтобы доставить адекватное количество крови, и артериальное давление было бы (выше, ниже).

6. Если диаметр артерий тела частично заполнен холестериновыми бляшками, сердце должно сокращаться (сильнее, слабее), чтобы поддержать поток крови, и давление в артериальной системе было бы (выше, ниже) чем в норме.

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

ДЫХАТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

 

ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ

 

Работа №1 ИЗУЧЕНИЕ СУБСТРАТНОЙ СПЕЦИФИЧНОСТИ АМИЛАЗЫ.

 

Перепишите полученные данные в тетрадь и сделайте вывод о субстратной специфичности амилазы и влиянии на ее активность рН и времени инкубации.

Таблица 1. Субстратная специфичность амилазы

 

№ пробирки	Субстрат	Фермент	рН	время	Т^оС	Наличие крахмала	Наличие глюкозы

 

1) На какие субстраты воздействует амилаза лучше всего?

2) Где расщепляется целлюлоза и под влиянием каких ферментов?

3) Каков оптимум рН для работы амилолитических ферментов?

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

Работа №2 ИЗУЧЕНИЕ СУБСТРАТНОЙ СПЕЦИФИЧНОСТИ ПЕПСИНА.

 

Запишите полученные результаты в тетрадь и сделайте выводы.

Таблица 2. Свойства пепсина и влияние рН на его активность

№ пробирки	Субстрат	Фермент	рН	время	Т^оС	Показатель экстинции

1) При каком рН раствора и при какой температуре произошел наиболее активный гидролиз?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

Работа №3 ИЗУЧЕНИЕ СУБСТРАТНОЙ СПЕЦИФИЧНОСТИ ЛИПАЗЫ.

 

Запишите полученные результаты в тетрадь и сделайте выводы.

. Субстратная специфичность липазы и роль желчи в расщеплении жиров.

№ пробирки	Субстрат	Фермент	Наличие желчи	рН исходная	Т^оС	Время	рН конечная

Попробуйте ответить на следующие вопросы:

1) Какова роль желчи в гидролизе жиров? Чем вы можете доказать свое утверждение?

 

2) Докажите, что интенсивность гидролиза зависит от времени инкубации и рН среды.

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

Работа 3. ВЛИЯНИЕ ИНСУЛИНА НА СОДЕРЖАНИЕ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ

 

Запишите результаты в протокол и сделайте выводы.

Влияние инсулина на концентрацию глюкозы в крови.

Пробирка №	Показатель экстинции (Optical Density)	Концентрация глюкозы (мг/децилитр	Инсулин	Физраствор	Аллоксан

 

Попробуйте ответить на следующие вопросы:

1. Чем отличается реакция на инсулин у контрольного и большого диабетом животного?

2. Каков механизм действия инсулина?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

МОЧЕОБРАЗОВАНИЕ

 

Работа 1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОБРАЗОВАНИЕ МОЧИ.

 

Запишите все результаты в тетрадь и сделайте необходимые выводы.

Факторы, обеспечивающие оптимальную фильтрационную функций в нефроне.

Радиус приносящей артериолы	Радиус выносящей артериолы	Давление на входе в клубочек (в 1 мензурке)	Гломерулярное давление	Показатель гломерулярной фильтрации	Объем мочи

Постарайтесь ответить на следующие вопросы:

 

1) Как меняется объем образованной мочи при сужении выносящей артериолы?

2) Как уменьшение давления в клубочке отражается на величине показателя фильтрации и на объеме образованной мочи?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

Работа 2. ВЛИЯНИЕ АЛЬДОСТЕРОНА И АНТИДИУРЕТИЧЕСКГО ГОРМОНА НА ОБРАЗОВАНИЕ МОЧИ.

 

 

Запишите все результаты в тетрадь и сделайте необходимые выводы.

Таблица. Факторы, обеспечивающие оптимальную фильтрационную функций в нефроне.

Концентрация глюкозы	Концентрация натрия	Объем мочи	Концентра-ция мочи	Концентра-ционный градиент глюкозы	Введенный гормон

 

Постарайтесь ответить на следующие вопросы:

1) Как меняется объем образованной мочи при введении альдостерона? Почему?

2) Как введение антидиуретического гомона отражается на величине показателя фильтрации и на объеме образованной мочи?

 

Дата ______________Подпись преподавателя ____________________

 

 

Кафедра физиологии им. проф. А.Т. Пшоника

ПРОТОКОЛЬНАЯ ТЕТРАДЬ

ВИРТУАЛЬНОГО