Тема 8. Практические навыки по физиологии возбудимых тканей

Мотивационная характеристика темы. Приобретение и закрепление практических навыков по физиологии возбудимых тканей, примененяемых с целью диагностики и лечения в клинике, является необходимым условием для практической работы врача.

Цель занятия: Знать: 1. Механизмы возникновения и проведения возбуждения по нервным волокнам, нейро-мышечным синапсам и мышцам. 2. Методы исследования процессов возбуждения в тканях и их клиническое примененение.

Перечень практических навыков по физиологии возбудимых тканей:

1. Рассчитывать и оценивать величину мембранного потенциала покоя, амплитуду ПД нервных и мышечных волокон.

2. Рисовать схемы графиков мембранных потенциалов возбудимых тканей.

3. Определять и рассчитывать порог деполяризации, скорость проведения возбуждения по этим структурам.

4. Рассчитывать и графически изображать типы сокращения мышц в зависимости от частоты их раздражения.

5. Объяснять механизмы сокращения и расслабления мышц, нервно-мышечной передачи возбуждения и влияние разных факторов на эти процессы.

6. Объяснять методику динамометрии и миографии, анализировать и оценивать результаты.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ УРОВНЯ знаний:

1. Динамометрия – это метод измерения …. мышц

А. Силы

В. Напряжения

С. Амплитуды сокращения

D. Оксигенации

Е. Объема

 

2. Кистевая динамометрия – метод измерения силы мышц- …..

А. сгибателей кисти

В. разгибателей кисти

С. сгибателей спины

D. разгибателей спины

Е. сгибателей и разгибателей спины

 

3. Становая динамометрия – метод измерения силы мышц-…

А. сгибателей кисти

В. разгибателей кисти

С. сгибателей спины

D. *разгибателей спины

Е. сгибателей и разгибателей кисти

 

4. Средняя величина абсолютной мышечной силы кисти при динамометрии для мужчин составляют-:

А. *35-45 кг

В. 25-35 кг

С. 15-25 кг

D. 45-55 кг

Е. 5-15 кг

5. Средняя величина абсолютной мышечной силы кисти при динамометрии для женщин составляют:

А. 35-45 кг

В. 25-35 кг

С. 15-25 кг

D. 45-55 кг

Е. 5-15 кг

 

6. Показатель силы руки (ПСР) при динамометрии рассчитывают по формуле:

А. ПСР (%) = масса тела (кг) /абсолютная сила мышц (кг) х 100 %

В. ПСР (%) = относительная сила мышц (кг) х 100 % / масса тела (кг)

С. ПСР (%) = абсолютная сила мышц (кг) х 100 % / масса тела (кг)

D. ПСР (%) = масса тела (кг)*100 % / абсолютная сила мышц (кг)

Е. ПСР (%) = масса тела (кг)*100 % / относительная сила мышц (кг)

 

7. Средняя величина показателей силы руки (ПСР) при динамометрии у мужчин в % составляют:

А. 60-70%

В. 50-60%

С. 40-50%

D. 30-40%

Е. 20-30%

 

8. Средняя величина показателей силы руки (ПСР) при динамометрии у женщин в % составляют:

А. 60-70%

В. 50-60%

С. 40-50%

D. 30-40%

Е. 20-30%

 

9. Показатель снижения силы мышц (S) при динамометрии вычисляют по формуле:

А. S= [(f₁-f_min)/f _max] х 100

В. S= [f _{max /}(f₁-f_min)] х 100

С. S= [(f_min-f₁)/f _max] х 100

D. S= 100 / [(f₁-f_min)/f _max]

Е. S= 100 / [ f _max / (f₁-f_min) ]

 

10. Средний показатель силы мышц (Р) определяют по формуле:

А. Р = (f₁+f₂+f₃+…+f_n) / n

В. Р = n / (f₁+f₂+f₃+…+f_n)

С. Р = (f₁-f₂-f₃-…-f_n) / n

D. Р = n / (f₁-f₂-f₃-…-f_n)

Е. Р = (f₁+f₂+f₃+…+f_n)*n

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

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

1. При уменьшении запаса кальция в саркоплазматическом ретикулюме скелетной мышцы...

А. Длительность одиночого сокращения уменьшится

В. Длительность одиночного сокращения увеличится

С. Длительность одиночного сокращения не изменится

D. Возникнет только тетаническое сокращение

Е. Расслабление станет невозможным

 

2. Энергия АТФ в процессе сокращения мышечной клетки необходима для...

А. Скольжения нитей актина и миозина

В. Открытия активных центров актина

С. Выхода Са2+ из саркоплазматического ретикулума

D. Конформации тропониниа

Е. Конформации тропомиозина

 

3. Потенциал концевой пластинки при нервно-мышечной передаче возникает...

А. На постсинаптической мембране

В. На пресинаптической мембране

С. В синаптической щели

D. На саркоплазматическом ретикулюме

Е. На миофибриллах

 

4.В условиях действия на скелетную мышцу яда, угнетающего синтез АТФ, серия раздражений приведет к … концентрации Са²⁺ в саркоплазме

А. Увеличению

В. Уменьшению

С. не повлияет на концентрацию

D. снижению до 0

Е. исчезновению

 

5. Гладкий тетанус скелетной мышцы возникает, если последующее раздражение попадает на...

А. Фазу укорочения предыдущего укрочения

В. Фазу розслабления предыдущего укорочения

С. Латентный период предыдущего укрочения

D. Период покоя

Е. Любой период предыдущего сокращения

 

6. Какую функцию выполняют интеграль­ные белки мембраны:

А. Определяют структурную целостность мембраны

B. Являются рецепторами мембраны

C. Образуют ионные насосы

D. Образуют ионные каналы

Е. Транспортную

 

7.Если последующее раздражение скелетной мышцы попадает на фазу расслабления предыдущего укорочения сокращения, то...

А. Возникает зубчатый тетанус

В. Возникает гладкий тетанус

С. Возникает серия одиночных сокращений

D. Сокращения не возникают

Е. Это не влияет на сокращения

 

8. В процессе мышечного сокращения Са2+ вступает в связь с...

А. Тропонином

В. Тропомиозином

С. Активными центрами актина

D. Головкой миозина

Е. Саркоплазматическим ретикулюмом

 

9. Возбуждение в скелетной мышце...

А.Не распространяется с одного мышечного волокна на другое

В. Распространяется с одного мышечного волокна на другое

С. Распространяется с одного мышечного волокна только на расположенное рядом

D. Распространяется с мышечного волокна на нервные

Е. Не происходит

 

10. При уменьшении в мышечном волокне количества АТФ серия раздражений приведет к тому, что концентрация Са⁺⁺ в саркоплазме

А.Увеличится

В. Уменьшится

С. Не изменится

D. Снизится до 0

Е. Исчезнет

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

Ситуационные задачи:

1. Определите, сколько перехватов Ранвье находится между электродами, если известно, что возбуждение проходит это расстояние за 140 мсек.

2. Нерв раздражается электрическими стимулами разной формы, показанной на рисунке. Укажите, при какой форме импульса порог раздражения будет наименьшим и объясните почему?

3. Объясните механизм и нарисуйте график изменения величины МПП при условии увеличения в околоклеточном пространстве концентрации ионов калия?

4. Объясните, как отразится нарушение синтеза АТФ на уровне электрических потенциалов возбудимой клетки? Нарисуйте график изменения величины МП.

5. Объясните, как изменится мембранный потенциал клетки, если поток натрия внутрь клетки увеличится, а количество калия останется прежним. Нарисуйте график изменения МП. Ответ: Произойдет деполяризация мембраны и снижение мембранного потенциала.

6. Объясните механизм изменения мембранного потенциаа нервного волокна если закрыть натриевые каналы? Нарисуйте график изменения МП.

7. Объясните, почему возбудимость нервных волокон выше, чем мышечных? Нарисуйте графики МП в нервном и мышечном волокне.

8. Объясните, как бы изменилась величина потенциала покоя, если бы клеточная мембрана была абсолютно непроницаема для ионов? Нарисуйте график изменения величины МП.

9. Объясните, что покажет гальванометр, если: А. микроэлектрод проколол мембрану; б)введен глубоко вглубь клетки? Нарисуйте графики МП в одном и другом случае.

10. Объясните, может ли какое-либо вещество повлиять на состояние нервной клетки, если это вещество не способно пройти через клеточную мембрану?

11. Под влиянием химического фактора в мембране клетки увеличилось количество калиевых каналов, которые могут активироваться при возбуждении. Объясните, как это скажется на потенциале действия и почему?

12. Объясните явление лабильности. Как определяют уровень лабильности и какой параметр используют как меру лабильности возбудимой ткани? У каких из перечисленных тканей лабильность выше или ниже и почему – миелиновые нервные волокна, безмиелиновые нервные волокна, мышечные волокна, химические синапсы?

13. Объясните механизм и нарисуйте изменение кривой ПД при замедлении процесса инактивации натриевых каналов?

14. Объясните, почему гиперполяризация мембраны приводит к снижению уровня возбудимости? Нарисуйте примеры графиков.

15. На рисунке изображена серия потенциалов действия при длительном раздражении. Объясните, что произойдет с нервом, если нанести новое пороговое раздражение в период, отмеченным стрелкой? Как называется это явление, объясните его механизм?

16. Порог раздражающего тока 3 в. Ткань раздражается током в 10 В, но возбуждения не возникает. В каком случае это может наблюдаться?

17. При измерении возбудимости сомы, дендритов и аксонального холмика нейрона получены следующие цифры: реобаза различных структур клетки оказалась равной 100 мв, 30 мв, 10 мв. Объясните, каким структурам соответствует каждый из параметров и почему?

18. Объясните, почему возбуждение, переходя в участок, соседний с возбужденным, не возвращается в уже пройденную точку? Ответ: В невозбужденном участке нормальная возбудимость, а в том, который был только что возбужден, возникает рефрактерность. Поэтому возбуждение не может вернуться обратно.

19. Известно, что суммарный потенциал действия нерва складывается из потенциалов действия одиночных нервных волокон, входящих в нерв. Экспериментально исследовали суммарный потенциал действия изолированного седалищного нерва, выделенного из крупного животного. Раздражение наносили на проксимальный конец нерва. На дистальном конце нерва суммарный потенциал имел сложную форму и состоял из нескольких пиков и волн. Амплитуда его значительно уменьшилась. Объясните: 1) С чем связано изменение формы суммарного потенциала действия по ходу проведения возбуждения в нерве? 2) Как диаметр нервного волокна и наличие миелина влияют на скорость проведения возбуждения? 3) Почему происходит уменьшение амплитуды суммарного потен­циала?

20. Нарисуйте кривую мышечного сокращения, обозначьте ее фазы и объясните, какие процессы протекают в мышце во время латентного периода при непрямом раздражении?

ответы к Ситуационным задачам:

1. Так как время перескока возбуждения через один межпере-хватный участок равен 0,07 мсек, то в данном случае таких участков 140: 0,07 = 2000, а перехватов — на один больше, т. е. 2001.

2. Наименьший порог отмечается при прямоугольном стимуле раздражающего тока, так как при медленном нарастании тока из-за развития явлений аккомодации увеличивается пороговая сила.

3. МПП уменьшится, т.к. уменьшается K⁺- градиент и меньше ионов калия будет выходить из клетки.

4. При нарушении синтеза АТФ приводит к нарушению работы ионных насосов мембраны. В результате уменьшится или исчезнут натрий и калиевый градиенты. Клетка потеряет способность к возбужденю, уменьшится величина или исчезнет МПП. Уменьшится амплитуда или не возникнет ПД.

5. Произойдет деполяризация мембраны и снижение мембранного потенциала.

6. Мембранный потенциал увеличится (гиперполяризация) так как калиевый ток теперь не будет уменьшаться за счет противоположного тока натрия, как было до опыта.

7. В нерве и мышце разница между мембранным потенциалом и критическим уровнем деполяризации отличается: в нерве она меньше (20 мВ) в мышце - больше (40 мВ).

8. Потенциал покоя возникает за счет диффузии ионов калия из клетки в межклеточное пространство. Если бы мембрана была непроницаема для ионов, в том числе и для калия, то ПП был бы равен нулю.

9. В том и другом случае гальванометр покажет величину, рав­ную потенциалу покоя, так как он одинаков в любом участке клетки.

10. Если вещество может блокировать ионные каналы или повредить структурные компоненты мембраны, действуя снаружи, то состояние клетки изменится.

11. Увеличивается выход калия из клетки, увеличивается МПП, возбудимость клетки снизится, амплитуда ПД уменьшится.

12. 1. Лабильность определяют с помощью нанесения ритмических раздражений с увеличивающейся частотой и регистрацией процессов возбуждения или сокращения в исследуемой возбудимой ткани. 2. Мерой лабильности является максимальная частота раздражения, которую возбудимая ткань может воспроизвести без трансформации ритма. Мера лабильности обратно пропорциональна длительности рефрактерного периода. 3.Миелиновые нервные волокна обладают наибольшей лабильностью. Безмиелиновые нервные волокна имеют меньшую лабильность. Лабильность мышечных волокон еще меньше. Наименьшей лабильностью обладают синапсы, что связано с задержкой проведения возбуждения в синапсах.

13. Инактивация натриевых каналов полностью прекращает процесс деполяризации мембраны, и он сменяется реполяризацией, что приводит к восстановлению исходного уровня МП. Если инактивация замедляется, то будет затягиваться фаза деполяриза­ции, и это вызовет удлинение ПД.

14. При гиперполяризации возрастает разница между мем­бранным потенциалом и критическим уровнем деполяризации. При этом для того, чтобы возникло возбуждение, необходима большая сила раздражения.

15. Нерв не возбудится, так как в это время в результате суммации положительных следовых потенциалов мембрана находится в состоянии гиперполяризации, что сопровождается снижением возбудимости. Это явление называется посттетаническим торможением (торможением вслед за возбуждением).

16. Если время действия раздражающего тока будет очень коротким (см. кривую Гоорвега — Вейса).

17. Дендрит имеет реобазу 100 мв, сома — 30 мв, аксонный холмик 10 мв.

18. В невозбужденном участке нормальная возбудимость, а в том, который был только что возбужден, возникает рефрактерность. Поэтому возбуждение не может вернуться обратно.

19. 1. Расслоение суммарного потенциала действия на отдельные вол­ны связано с различной скоростью проведения возбуждения в волокнах, образующих нерв. 2. Скорость проведения возбуждения больше в миелиновых во­локнах с большим диаметром. 3. Амплитуда суммарного потенциала уменьшается вследствие уменьшения количества нервных волокон на дистальном конце нерва, что связано с ответвлениями от нерва нервных волокон по ходу его длины.

20. Раздражение называется непрямым, если оно производится через нерв, подходящий к мышце. От момента раздражения нерва до момента начала мышечного сокращения происходят следующие события: Возбуждение нерва — движение возбуждения по нерву — возбуждение пресинаптической мембраны — выделение медиатора — возбуждение постсинаптической мембраны — возбуждение мембраны мышечного волокна — движение возбуждения по мышечному волокну — электро-механическое сопряжение — активация актомиозинового комплекса — сокращени

Содержательный модуль 3.