Методика проведения кистевой динамометрии

Для работы необходим ы: кистевой динамометр, секундомер, весы для измерения массы тела. Объект исследования – человек.

Проведение работы: Измерения рекомендуется проводить на нескольких испытуемых, поскольку в этом случае будет заметна разница выраженности индивидуальных реакций. Регистрацию каждого показателя экспериментатор проводит с обеих сторон и отмечает его выраженность и симметричность. 1) Для определения абсолютного показателя силы мышц -сгибателей кисти испытуемый в положении стоя отводит вытянутую руку с динамометром (подвижной частью к пальцам) под прямым углом к туловищу (на уровне плеча). Вторая, свободная рука, опущена и расслаблена. По сигналу экспериментатора испытуемый дважды выполняет максимальное усилие на динамометре (максимально его сжимает) на каждой руке. Фиксируется лучший результат. 2) Для определения среднего показателя силы мышц (Р), который отражает уровень работоспособности, испытуемый в исходном положении выполняет 10-кратные усилия с частотой 1 раз в 5 сек. Результаты записывают и по формуле вычисляют Р = (f₁+f₂+f₃+…+f_n) / n, где Р – средний показатель силы мышц, f₁,f₂,f₃ – показатели динамометра при отдельных мышечных усилиях, n – количество попыток. 3) Показатель силы руки (ПСР) выражают в % и рассчитывают по формуле: ПСР (%) = абсолютная сила мышц (кг) х 100% / масса тела (кг). 4) Снижение уровня работоспособности рассчитывают по формуле: S=[(f₁-f_min)/f _max] х 100, где S –показатель снижения силы мышц, f_{1 –} величина начального мышечного усилия, f_min – минимальная величина усилия, f _max – максимальная величина усилия.

Оформление результатов и их оценка: запишите в протокол абсолютные показатели силы, вычислите уровень работоспособности (Р), ПСР и показатель снижения работоспособности мышц по результатам 10 - кратных усилий. Начертите график, который выявит характер снижения работоспособности мышц: на оси абсцисс отло­жите порядковые номера усилий, на оси ординат – показатели динамометра при каждом усилии. Сравните результаты у нескольких испытуемых. Средние величины абсолютной мышечной силы кисти у человека правши составляют: правая кисть – м-35-45 кг, ж-25-33 кг; левая кисть – на 5-10 кг меньше. В среднем ПСР у м = 60-70%, у ж = 45-50 %.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ УРОВНЯ знаний:

1. В эксперименте под действием химического вещества в мышцах ослаблена работа Са² - насоса. Какие явления будут развиваться при этом?

А. Снижение скорости распространения ПД

В. Активация натрий-калиевого насоса

С. Увеличение продолжительности расслабления

D. Увеличение длительности ПД

Е. Снижение потенциала покоя

 

2. У спортсменов за счет тренировок может увеличится объем мышц. Какое вещество является непосредственным источником энергии мышечного сокращения?

А. Аденозинфосфат

В. Аденозинтрифосфат

С. Молочная кислота

D. Нейтральные жирные кислоты

Е. Креатинфосфат

 

3. Какой вид сокращения мышц верхней конечности имеет место при попытке поднять непосильный груз?

А. Фазический

В. Ауксотонический

С. Изотонический

D. Изометрический

Е. Все ответы верны

 

4. Если мышца развивает силу и при этом ее длина не уменьшается, то такой вид сокращения будет называться:

А. Изотоническим

В. Изомерическим

С. Ауксотоническим

D. Изометрическим

Е. Тетаническим

 

5. Если взаимодействие между актином и миозином в скелетных мышцах при патологическом процессе изменится таким образом, что связи могут образовываться, но не разрываться, то мышца:

А. Будет напряженной и неэластичной

B. Сократится с повышенной скоростью

С. При стимуляции гидролиз АТФ будет происходить на повышенном уровне

D. Во время стимуляции сократится и расслабится как обычно

Е. Утратит поперечную исчерченность

 

6. Исследуемый получил задание выполнить на протяжении 1 часа 1200 кГм² работы. Какие условия работы обеспечивают выполнение этой работы?

А. Оптимальная нагрузка и максимальный ритм работы

В. Оптимальная нагрузка и оптимальный ритм работы

С. Максимальная нагрузка и оптимальный ритм работы

D. Максимальная нагрузка и максимальный ритм работы

Е. Минимальная нагрузка и максимальный ритм работы.

 

7. Повышение содержания ионов кальция в саркоплазме мышцы приводит к ее сокращению. Укажите возможную причину этого.

А. Влияние кальция на саркоплазматический ретикулум

В. Активация кальциевого насоса

С. Блокада миозиновой АТФ-азы

D. Активация активных центров актина

Е. Изменение структуры молекулы тропомиозина.

 

8. При раздражении скелетной и гладкой мышцы с одной и той же частотой гладкая мышца отвечает тетаническим сокращением, а скелетная - одиночными сокращениями. Какими особенностями гладкой мышцы это обусловлено?

А. Рефрактерность гладкой мышцы больше

В. Лабильность гладкой мышцы больше

С. Хронаксия гладкой мышцы меньше

D. Длительность сокращения гладкой мышцы меньше

Е. В гладкой мышце сильнее развит саркоплазматический ретикулум.

 

9. В мышце фармакологическим методом заблокирована АТФ-аза, после чего она утратила свойство сократимости. Какая возможная причина этого?

А. Открытие кальциевых каналов ретикулума

В. Открытие калиевых каналов поверхностной мембраны

С. Остановка Nа-К- насоса поверхностной мембраны

D. Натриевая инактивация

Е. Активация кальциевого насоса ретикулума.

 

 

10. При фосфоглюконатном пути окисления глюкозы энергия акумулируется:

А. АТФ

В. АДФ

С. В креатинфосфате

D. НАДФ

Е. Ц-АМФ

Ответы: 1.С, 2.В, 3.D, 4.D, 5.A, 6.B, 7.D, 8.A, 9.C, 10.D.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ по программе «Крок-1»:

1. После забега на длинную дистанцию у спортсмена возникла контрактура икроножных мышц (мышц нижних конечностей). Накопление какого продукта метаболизма, наиболее вероятно, вызвало это состояние?

А. Мочевины

В. Мочевой кислоты

С. Креатинина

D. Пировиноградной кислоты

Е. Молочной кислоты

 

2. После тренировки у штангиста возникла контрактура трёхглавой мышцы. Уменьшение концентрации в мышцах какого вещества, наиболее вероятно, вызвало это состояние?

А.АТФ

В. Пировиноградной кислоты

С. Молочной кислоты

D. Креатинина

Е. Глюкозы

 

3. В эксперименте к мышце взятой из мочеточника животного подвешивают груз. Мышца растягивается и остаётся в таком положении после снятия груза. Какое свойство мышечной ткани демонстрирует данный опыт?

А. Растяжимости

В. Эластичности

С. Пластичности

D. Автоматии

Е. Сократимости

 

4.Тетаническое сокращение скелетной мышцы возникает, если интервал между раздражающими импульсами...

А. Меньше, чем продолжительность одиночного сокращения

В. Больше в 2 раза, чем продолжительность одиночного сокращения

С. Больше в 5 раз, чем продолжительность одиночного сокращения

Д. Равно продолжительности одиночого сокращения

Е. Больше в 7 раз, чем подолжительность одиночного сокращения

 

5. Са2+ в миоплазме необходим для осуществления процесса...

А. Замыкания акто-миозиновых мостиков

В.Размыкания акто-миозиновых мостиков

С. Формирования головок миозина

Д. Формирования тропомиозина

Е. Распространения ПД

 

6. Серия одиночных сокращений скелетных мышц возникает, если интервал между раздражениями...

А.Меньше, чем продолжительность одиночного сокращения

В. Больше в 2 раза, чем продолжительность одиночного сокращения

С. Больше в 5 раз, чем продолжительность одиночного сокращения

Д. Равно продолжительности одиночого сокращения

Е. Больше в 7 раз, чем подолжительность одиночного сокращения

 

7. Роль Са2+ в сокращении скелетной мышце состоит в...

А. Конформационном изменении тропонина

В.Конформационном изменении актина

С.Обеспечении движения головки миозина

Д.Блокировании активного центра миозина

Е. Блокировании активного центра актина

 

8. При условии действия на скелетную мышцу яда, угнетающего синтез АТФ, нарушится процесс … в период мышечного сокращения

А. Скольжения актина и миозина

В. Открытия активных центров актина

С. Выхода Ca2+ из саркоплазматического ретикулума

Д. Закрытия активных центров актина

Е. Изменения конформации тропонина

 

9. Зубчатый тетанус мышц возникает, если следующее раздражение попадает на...

А. Фазу расслабления предыдущего сокращения

В. Фазу укорочения предыдущего сокращения

С. Латентный период предыдущего сокращения

Д. Период покоя

Е. Любую фазу предыдущего сокращения

 

10. При действии на скелетную мышцу яда, угнетающего синтез АТФ, серия последующих раздражений пиведет к тому, что концентрация Са2+ в саркоплазме...

А. Увеличится

В. Уменьшится

С. Не изменится

Д. Исчезнет

Е. Конформируется

Ответы: 1.E, 2.A, 3.C, 4.A, 5.A, 6.B, 7.A, 8.A, 9.A, 10.A.

Ситуационные задачи:

1. Длительность рефрактерности мышцы 10 мсек. Длительность фазы сокращения 200 мсек. Рассчитайте интервал частот при которых данная мышца будет сокращаться в режиме гладкого тетануса.

2. Схема какого процесса приведена ниже? Добавьте недостающие звенья: Раздражение клеточной мембраны — возникновение ПД — проведение его вдоль волокна по Т-системе —? — взаимодействие актина и миозина —? — активация Са-насоса —? — расслабление мышцы.

3. При каждом импульсе возбуждения в межфибриллярное пространство выходит 1 функциональная Са⁺⁺ единица. Весь кальций возвращается в ретикулюм с постоянной скоростью 10 м/сек. При какой частоте раздражения будет происходить суммация.

4. Рефрактерный период мышцы равен 5 мсек. Лабильность мышцы в 4 раза менше теоретической. Нарисуйте миограммы следующих частотах раздражения; 10 Гц, 50 Гц, 100 Гц.

5. Площадь физиологического поперечного сечения мышцы 25 см². Рассчитайте удельную силу мышцы, если она в состоянии поднять максимально 200 кг?

6. Рассчитайте с какой частотой надо раздражать скелетную мышцу для получения зубчатого и гладкого тетануса, если одиночное сокращение её продолжается 0,1с (100мсек).

7. Рассчитайте с какой частотой надо раздражать скелетную мышцу для получения зубчатого и гладкого тетануса, если одиночные сокращения её продолжаются 0,05с (50мсек).

8. Рассчитайте сколько израсходует икроножная мышца лягушки АТФ за 5 секунд зубчатого и гладкого тетануса при условиях: А. одиночное сокращение длится 100мс; б) зубчатый тетанус – при частоте раздражения 15 в 1”; В. гладкий тетанус – при частоте 30 в 1”; г) на одно мышечное сокращение расходуется 0,3 мкМоль АТФ на 1,0г массы мышцы; D. масса икроножной мышцы лягушки 12,0г; Е. содержание АТФ на 1,0г мышечной массы = 3 мкМоль.

ответы к Ситуационным задачам:

1. Для гладкого тетанического сокращения необходимо, чтобы интервал между раздражениями был длиннее рефрактерного периода, но короче всей длительности сокращения. В данном слу­чае этот интервал лежит в пределах от 10 до 70 мсек, значит при частоте от 15 до 100 Гц будет наблюдаться тетанус. При меньшей частоте будут одиночные сокращения, при большей — пессимум.

2. Приведена схема электромеханического сопряжения: Раздражение клеточной мембраны – возникновение ПД – проведение его вдоль волокна по Т-системе –освобождение кальция из саркоплазматического ретикулюма – взаимодействие актина и миозина – сокращение мышечного волокна – активация Са-насоса – возвращение кальция в цистерны – расслабление мышцы.

3. Если весь Са⁺⁺ возвращается в ретикулюм за 100 мсек, значит, суммация сокращения и зубчатый тетанус будут возникать при частоте больше 10 Гц. При частоте раздражения 50 Гц перерыв между импульсами в 5 раз короче, и за это время в ретикулюм вернется уже не 1 функциональная единица Са⁺⁺, а только 1/5 единицы. 4/5 же остаются в межфибриллярном пространстве и накапливаются там. Поскольку максимальная концентрация Са⁺ (5 х 10 мэкв/л) в 10 раз больше критической (0,5 х 10⁶ мэкв/л), то такое количество Са⁺⁺ накопится в пространстве через 10:4/5 = 12,5 импульсов. Это значит, что в ответ на 13-й импульс мышца даст максимальную высоту сокращения.

4. В данном случае теоретически ткань могла бы воспроизводить 1000:5 = 200 импульсов. В условии сказано, что истинна лабильность в 4 раза меньше, т. е. равна 50 Гц. Значит, при частоте раздражения 10 Гц мышца будет отвечать одиночными сокращ-ниями или зубчатым тетанусом, при 50 Гц — гладким, а при частоте более 50 Гц возникнет пессимум частоты.

5. Удельная сила мышцы равна отношению максимального груза к площади физиологического поперечного сечения. В данном случае она равна 8 кг/см². По-видимому, это двуглавая мышца плеча человека.

6. Для получения зубчатого тетануса указанной мышцы нужна частота 11-19 в 1”, т.к. при частоте 10 в 1“ получим 10 одиночных сокращений. При этом каждое следующее раздражение падает на мышцу сразу после её расслабления – интервал между раздражениями 100 мс. При частоте 20 в 1“ получим гладкий тетанус, т.к. каждое раздражение будет заставать мышцу еще в состоянии сокращения, интервал между раздражениями 50 мс. Для получения гладкого тетануса частота раздражений должна быть 20 и более в 1“.

7. Для получения зубчатого тетануса указанной мышцы частота раздражений должна быть 21-39 в 1 “. Для получения гладкого тетануса – 40 и более в 1 сек.

8. В икроножной мышце лягушки массой 12г содержится 36 мкмоль АТФ. 1,0 г – 3 мкМоль АТФ 3 мкМоль х 12 = 36 мкМоль АТФ. При зубчатом тетанусе, вызванном частотой 15 в сек расходуется АТФ 4,5 мкмоль в 1 “: 0,3 мкМоль АТФ х 15 = 4,5 мкМоль АТФ в 1 сек. Т.к. сокращение длится 5 сек, то 4,5мкМоль АТФ в 1 “ х 5 = 22,5 мкМоль АТФ. При гладком тетанусе частотой 30 в сек расходуется АТФ 9 мкмоль в 1 сек. Расчет: 0,3 мкМоль АТФ х 30 = 9,0 мкМоль АТФ, за 5 сек гладкого тетануса мышца израсходует 45 мкМоль АТФ.