Дослідження основних властивостей нерва. Закони подразнення.

 

Мета. Дослідити динаміку сили скорочення м'яза в залежності від сили подразнення. Оволодіти методикою визначення порогової збудливості тканин.

 

Прилади та матеріали. Фізіологічний розчин (0,65%, 0,9%), набір для препарування, електростимулятор, міограф, хронаксіметр, вата.

 

Об’єкт дослідження. Жаба.

 

Питання для теоретичної підготовки Загальна характеристика збудливих тканин. Параметри збудливості. Залежність між порогом подразнення і збудливістю.Характеристика законів подразнення. Класифікація подразників. Зміни у тканинах при збудженні.

 

Завдання 1. Порівняння реобази нерва та м’яза.

Сідничний нерв нервово-м’язового препарату помістити на електроди стимулятора. Стимулятор вмикають в режим періодичної подачі імпульсів мінімальної амплітуди з частотою 1 Гц та тривалістю 1 мс. Знаходять мінімальну силу струму при якому спостерігається помітне скорочення м’яза. Ця сила струму і є реобаза для нерва.

Аналогічно знаходять реобазу для м’яза. Але у цьому випадку електроди потрібно накладати безпосередньо на м’яз.

 

Завдання 2. Пряме та непряме подразнення м’яза.

Затиснутий за стегнову кістку нервово-м’язовий препарат закріплюють на штативі так, щоб сідничний нерв можна було покласти на предметне скло, яке теж закріплюють на штативі. На такому препараті можна продемонструвати реакцію живого м’яза на різні подразники.

Непряме подразнення: доторкнутися до нерва нагрітою скляною паличкою; затиснути нерв пинцетом; вплинути електричним струмом; вплинути химічним подразником (кислота, сіль).

Пряме подразнення: електроди прикладають безпосередньо до м’яза та спостерігають його скорочення при вмиканні та вимиканні електричного струму.

Експеримент можна провести і з одним ізольованим литковим м’язом жаби. У цьому випадку литковий м’яз закріплюють за верхній кінець гачком через колінний суглоб, а нижній кінець м’яза гачком з’єднують з тягарцем. Препарат подразнюють так само, як описано раніше.

Завдання 3. Дослідження залежності алмлітуди скорочення м’яза від сили подразнення.

Приготувати нервово-м'язовий препарат та помістити його у чашку Петрі зфіз.розчином. Закріпити його у штативі міографа (Мал.5).

Мал.5. Закріплення нервово-м’язового препарата у штативі.

1. Штатив; 2. Затискач;

3. М’язотримач; 4. Головка стегнової

5. Литковий м’яз; кістки;

6. Сухожилля; 7. Сідничний нерв;

8. Шматок хребта; 9. Міограф;

10.Гачок; 11.Нитка;

12.Перо; 13.Кімограф;

14.Електроди.

 

Увімкнути стимулятор в режим періодичної подачі імпульсів мінімальної амплітуди з частотою 1 Гц і тривалістю 1 мс. Поволі збільшуючи амплітуду стимулів, досягти тієї величини подразнюючого струму, при якій виникають первинні відповіді м’яза у вигляді мінімальних скорочень (порогова сила). Продовжуючи збільшувати амплітуду стимулу, переконатись в тому, що амплітуда скорочень м'яза пропорційно зростає. В подальшому настає момент, коли збільшення амплітуди подразнюючого струму не призводить до збільшення амплітуди скорочень м'яза (максимальне скорочення).

Збільшуючи силу подразнюючого струму знайти силу подразника, яка викликає зменшення амплітуди скорочення м'яза (песимальне скорочення).

Порівняйте параметри подразнюючих стимулів: порогові (мінімальні), зверхпорогові, максимальні, субмаксимальні, супермаксимальні, оптимальні та песимальні. При цих стимулах виникають різні за амплітудою скорочення м'яза.

Завдання 4. Хронаксіметрія.

Індиферентний (пасивний) електрод закріплюють на передпліччі правої руки піддослідного (Мал.6).

Мал.6. Розташування рухових точок на руці (за Ербом).

1.Серединний нерв;

2.Променевий згинач кисті;

3.Поверхневий згинач пальців;

4.Нижня точка серединного нерва;

5.Загальний розгинач кисті;

6.Променевий нерв.

 

Перемикач хронаксіметра встановлюють в положення для виміру реобази (порогова напруга струму), при цьому хронаксіметр генерує імпульси струму великої тривалості. При напрузі струму 20-40 В знаходять активним (подразнюючим) електродом точку, подразнення якої викликає скорочення м’яза – на нижній точці серединного нерва лівої руки. Вона розташована на середній лінії передпліччя, на 2-3 см вище кисті. При сильному подразненні цієї точки спостерігається згинання і поворот кисті, при середньому - приведення великого пальця, при пороговому – легкий рух великого пальця.

Встановлюють усі показники хронаксіметра на 0. Визначають величину порогового подразника (реобаза).

Переводять перемикач з виміру реобази на вимірювання хронаксії і подвоюють напругу струму (дві реобази). Починаючи з минимальних величин, збільшують тривалість імпульсів до появи скорочення м'язів і визначають хронаксію. При визначенні хронаксії ідповідна реакція повинна бути такої ж нтенсивності, що і при визначенні реобази.

 

Питання для самопідготовки та контролю.

1.Що таке пряме і непряме подразнення м’яза?

2. Дайте характеристику законів збудження.

3. Дати визначення порогового, підпорогового, надпорогового, максимального, субмаксимального, надмаксимального подразників.

4. Чому підпорогові подразники не викликають відповідної реакції?

5. Зміни на мембрані при дії порогового подразника.

6.Основні парметри мембранного потенціалу.

7. Основні парметри потенціалу дії.

8. Як переконатися, що при подразненні нерва у ньому виникає збудження?

 

Лабораторна робота № 3.

БІОЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА.

 

Мета. Довести існування біоелектричного струму у живих тканинах, відтворивши досліди Гальвані.

 

Прилади та матеріали. Фізіологічний розчин (0,7%), набір для препарування, електростимулятор, КЄД–5М, вата, пінцет Гальвані.

 

Об’єкт дослідження. Жаба, людина.

 

Питання для теоретичної підготовки. Характерні ознаки збудливості тканин. Основні ланки збудження в нервових та м’язових волокнах. Взаємний вплив збуджених та незбуджених ділянок тканин. Сучасні уявлення про будову мембран. Порівняльна характеристика мемдранного потенціалу та потенціалу дії.

 

Завдання 1. Перший дослід Гальвані.

Готують нервово-м'язовий препарат двох задніх лапок жаби, не відділяючи їх одна від одної (реоскопічні лапки). Підводять одну браншу пінцету Гальвані під коренці крижового відділу спинного мозку, не торкаючись препарату другою браншєю. При контакті другої бранші з м'язами стегна жаби виникає скорочення мускулатури всього препарату, частота якого відповідає частоті контактування (Мал.7).

На протязі всього досліду препарат необхідно досить часто зрошувати фізіологічним розчином.

 

Завдання 2. Другий дослід Гальвані.Частину м'яза нервово-м'язового препарату, яка прилягає до колінного суглобу пошкоджують.На пошкоджену ділянку м'яза скляними гачками накидають нерв так, щоб його середня частина оторкалася до непошкодженої ділянки м'яза.Спостерігають відповідну реакцію (Мал.7).

Мал.7. Перший та другий досліди Гальвані.

1. Заведення пінцета під коренці крижового відділу

спинного мозку;

2. Скорочення м’язів лри дотику до пінцета;

3. Накидання нерва на неушкоджену ділянку м’яза;

4. Накидання нерва на ушкоджену ділянку м’яза.

 

Завдання 3. Третій дослід Гальвані(дослід Матеучі).

Готують два нервово-м’язових препарата жаби. М’язи стегна видаляють, а обидві лапки за стегнову кістку закріплюють у тримачах. Нерв одного препарату розміщують на електродах, а нерв іншого – вздовж литкового м’яза першого. Викликаючи ритмічними подразненнями нерва скорочення м’язів першого препарату, спостерігають за скороченнями другого (мал. 8).

	Мал. 8. Дослід Матеучі 1;2 – перший та другий нервово-м’язовий препарати; 3 – електроди.

 

Завдання 4. Визначення оптичної та м’язової реабази у людини.

При однополюсному дослідженні, поєднаний з (+)полюсом неактивний електод, поверхня якого повинна бути не меньше ніж 150 см ², закріплюють на досліджуваному із застосуванням теплої вологої прокладки (розміром більше за електрод).

Активний однополюсний електрод-переривач з’єднують з (-) полюсом. Накінечники проводів від електродів підключають до клем 1, а перемикач вихідних клем теж устанавлюють у положення 1. На пуповчастий вільний кінець активного електрода заздалегідь накладають невелеку кількість вати з марлею, змоченою фізіологічним розчином.

При однополюсному приєднанні активний електрод розміщують біля ока та поступово підвищують струм (спочатку гальванічний, а потім тетанізуючий) намагаючись отримати світлову пляму або спалах світла у очах. Це і є мінімальна порогова сила – реобаза або явище фосфена.

Якщо не вдається отримати скорочення м’язів, застосовують 2-х полюсне дослідження. 2 провода від 2-х полюсного електрода поєднують з клемами П (перемикач клем – теж у положенні П).

Само дослідження проводять аналогічно з однополюсним. Вільні кінці 2-х полюсного електрода встановлюють вздовж м’яза, що досліджується, на місцях його переходу у сухожилок. Спочатку дослідження проводять при малих струмах (перемикач Т-5, Т-10 (“1”, “5” – постійний струм), “10” - імпульсний). Якщо цього мало, перемикач переводять у положення, що забезпечує можливість використання великих струмів(Т-20 та Т-50) – перемикач “струм пацієнта”.

Дані заносять у таблицю. Знаходять середні величини. Порівнюючи оптичну та м’язову реобазу.

 

Завдання 5. Розв’язування фізіологічних задач.

1. Поріг подразнення електричним струмом у одного м’яза 2В, у другого - 3В. У якого м’яза збудливість вище?

2. Після трудового дня у працівника поріг слухової чутливості змінився із 5дБ до 12дБ. Як змінилася збудливість органу слуху?

3. Як визначити рівень збудливості органу зору людини?

4. При нанесенні сильного подразнення м’яз не скорочується. Про що це свідчить?

5. Чому футболіст, що отримав невелику травму, може продовжувати гру після обробки травмованої ділянки хлоретилом?

 

Питання для самопідготовки та контролю

1. Поясніть перший дослід Гальвані.

2. Поясніть другий дослід Гальвані та принципову різницю між першим та другим дослідом.

3. Поясніть виникнення струмів дії у досліді Матеучі.

4. Чим зумовлене явище напівпроникності іонів через мембрану? Принцип дії натрій-калієвого насосу.

5. Активний та пасивній транспорт іонів.

6. Поясніть полярний закон подразнення. Яке значення має феномен біоелектричного струму в науці та на практиці?

7. Якщо б клітинна мембрана була абсолютно непроникна для іонів, як би змінилася величина потенціалу спокою?

8. Величина потенціалу спокою, навіть при відсутності впливу на клітину, починає змінюватися. З чим це пов’язано?

Лабораторна робота № 4.