При раздражении нерва пороговым и сверхпороговым значениями электрического тока отводящие электроды, размещенные на его поверхности, регистрируют суммарный ПД. Этот ПД является производным изменения разности потенциалов между отводящими электродами, обусловленной динамикой ионных токов, протекающих от невозбужденных к возбужденным участкам нервных волокон.
О с н а щ е н и е: двухлучевой осциллограф, усилитель биопотенциалов, влажная камера для нерва с двумя отводящими, заземляющим и двумя раздражающими электродами, электронный стимулятор, набор инструментов, раствор Рингера для холоднокровных животных. Объект исследования - седалищный нерв лягушки.
С о д е р ж а н и е р а б о ты. Выделите у лягушки седалищный нерв от позвоночника до коленного сустава. Поместите его на раздражающие, заземляющий и отводящие электроды влажной камеры (рис. 5.1 из руководства к практич. занятиям). Закройте влажную камеру крышкой, края которой предварительно обработайте вазелином. Соедините отводящие электроды с усилителем биопотенциалов и осциллографом, а раздражающие электроды со стимулятором. Установите выходные параметры стимулятора: режим раздражения - одиночная серия, число импульсов в серии - 3-4, длительность раздражающих импульсов - 0,1-0,2 мс, частота - 100-150 Гц. Подберите сначала пороговый, а затем максимальный токи.
При нанесении на нерв импульсов максимального тока на экране осциллографа можно увидеть высокоамплитудные двухфазные ПД. Наличие двух фаз в составе ПД нервного ствола объясняется тем, что возбуждение последовательно проходит под 1-м и 2-м отводящими электродами. В момент появления волны возбуждения в зоне 1-го электрода фиксируется разность потенциалов между возбужденным (1) и невозбужденным (2) участками нерва - формируется первая фаза ПД. В дальнейшем ситуация изменяется. Волна возбуждения уходит из зоны l-го электрода, перемещаясь в зону 2-го электрода. В этом случае вновь фиксируется разность потенциалов, но теперь уже между невозбужденным (1) и возбужденным (2) участками нерва - в дополнение к первой в составе ПД формируется вторая фаза (рис. 5.2 из руководства к практич. занятиям).
На данном этапе опыта можно доказать закон двустороннего проведения возбуждения по нерву. для этого снимите нерв с электродов и уложите его на электроды вторично, но так, чтобы конец, ранее находившийся в зоне отводящих электродов, теперь оказался бы в зоне раздражающих электродов. Включите стимулятор; вновь наблюдаются ПД.
Преобразуйте регистрируемые двухфазные ПД в монофазные. Для этого повредите нерв под отводящим электродом 2, используя пинцет или зажим (рис. 5.3 из руководства к практич. занятиям). В этом случае возбуждение перестает распространяться в зону электрода 2 - потенциал электрода 2 становится неизменным. Последнее приводит к тому, что ПД, регистрируемый в зоне активного электрода 1 относительно индифферентного электрода 2, превращается из двухфазного в монофазный (рис. 5.4 из руководства к практич. занятиям).
Зарегистрируйте монофазные ПД при нанесении на нерв пороговых (а), субмаксимальных (б) и максимальных (в) электрических импульсов тока (см. рис. 5.4 из руководства к практич. занятиям). Отметьте, что в диапазоне пороговых, субмаксимальных и максимальных воздействий амплитуда ПД нерва изменяется в соответствии с законом "силы". Это связано с тем, что целый нерв состоит из множества волокон, каждое из которых обладает различной возбудимостью. Следовательно, при пороговых и сверхпороговых воздействиях различия амплитуды ПД объясняются неодинаковым числом возбужденных волокон в составе целого нерва.
Смочите небольшой ватный тампон 2 % раствором новокаина. Наложите его на участок нерва, расположенный в зоне заземляющего электрода. Спустя 5-7 мин после наложения отметьте характерные изменения амплитудно-временных характеристик регистрируемых ПД (рис. 5.5 из руководства к практич. занятиям). Спустя 7-10 мин ПД исчезают. Угнетение генерации ПД под влиянием новокаина объясняется тем, что он, вытесняя Са из участков его связывания на сенсоре напряжения активационного воротного механизма Nа-каналов, делает потенциалзависимые Nа-каналы нечувствительными к изменениям мембранного потенциала. В результате нервные волокна теряют и возбудимость, и проводимость.
Оформление протокола. 1. Зарисуйте схему отведения двухфазных и монофазных ПД, зарисуйте двухфазные и монофазные ПД.
2. Используя калибровочные сигналы осциллографа, определите длительность ПД, амплитуду пороговых, субмаксимальных и максимальных ПД.
3. Объясните биофизический механизм возникновения двухфазных и монофазных ПД при расположении отводящих электродов на поверхности нерва.
4. Зарисуйте изменения ПД нерва после наложения на него ватного тампона, смоченного новокаином.
5. Сделайте вывод о возможности использования новокаина в практической медицине.