УСЛОВИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ СОХРАНЕНИЕ ФУНКЦИИ ИЗОЛИРОВАННЫХ ТКАНЕЙ

В следующих главах описан ряд опытов на изолиро­ванных органах и тканях. Изолированный препарат сохра­няет жизнеспособность в течение многих часов, если во время эксперимента он находится в среде с соответству­ющими физическими и химическими характеристиками (необходимое содержание солей, определенная температура и рН, достаточный доступ кислорода). В разных экспери­ментах используются препараты различных тканей. Так, более простые опыты проводят на тканях лягушки: они хо­рошо функционируют при комнатной температуре, и кис­лород легко диффундирует в раствор, налитый в неглубокую ванночку с препаратом. Для других опытов используют ткани крысы, кролика, морской свинки. Для всех этих тканей разработаны специальные рецепты физиологических растворов, состав которых приводится ниже.

 

 

Методические указания по оформлению протокола. Протокол —это важная и обязательная форма само­стоятельной работы студента на занятии по физиологии

Правильное написание протокола важно для формирования навыков клинического мышления- будущего врача любой специальности.

Протокол оформляется на каждом занятии индивиду­ально. Зачет в конце семестра ставится только при наличии всех протоколов. На экзамене тетрадь с протоколами предъявляется экзаменатору.

Протоколы должны выполняться в отдельной тетради с полями (для заметок преподавателя), разборчивым по­черком, по строго определенной форме.

 

Протокол опыта состоит из следующих разделов:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Используемая аппаратура.

4. Ход работы и полученные результаты.

5. Выводы.

 

Указывается число, месяц и год написания протокола. Номер протокола — единый для всех опытов данного за­нятия.

Цель работы — основная задача опыта, на которую в конце работы должен быть сформулирован четкий ответ. Можно опираться в этом разделе на формулировки, име­ющиеся в плане занятия.

Используемая аппаратура — необходимое материально-техническое оснащение работы (приборы, реактивы, животные и т. п.).

Ход работы и полученные результаты: кратко, но достаточно ясно описываются основные дейст­вия при выполнении работы в объеме, необходимом для понимания полученных результатов. Помещают графики, схемы, рисунки и цифровые данные.

Выводы — особенно ответственный раздел протоко­ла. Здесь следует оценить полученные факты, используя для этого теоретический материал учебника и лекции по данному разделу.

Важно проследить связь выводов с целью опыта и полученными результатами. В случае когда по ходу опыта возникают необычные явления, следует объективно отра­зить ход опыта в протоколе.

В целом при составлении протокола следует стремиться к краткости изложения, четкости и законченности форму­лировок.

Протокол каждого занятия принимается и подписывает­ся преподавателем, и только после этого занятие считается полностью выполненным.

 

Раздел II

 

ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ.

ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ

 

Способы обездвиживания лягушки. Многие физиоло­гические эксперименты проводятся на лягушках. Для про­ведения острого опыта лягушку необходимо обездвижить. Существует несколько способов обездвиживания, одним из них является наркотизация. В качестве наркотического вещества чаще всего используют эфир. На тарелку, пок­рытую большой стеклянной воронкой, помещают лягушку, туда же кладут ватный тампон, смоченный эфиром. (В не­которых случаях в качестве наркотического вещества используют 10% раствор этилового спирта, который в количестве 250—300 мл наливают в эксикатор и поме­щают туда лягушку).

Обездвижить лягушку можно путем введения, в под­кожный лимфатический мешок миорелаксантов. Миорела-ксанты — вещества, которые нарушают передачу возбуж­дения с нерва на мышцу, в связи с чем вызывают расслаб­ление скелетных мышц.

Чаще всего обездвиживание лягушки производят путем разрушения

ЦНС — спинного и головного мозга. Разру­шение ЦНС производят двумя способами: с сохранением головы и путем декапитации. В обоих случаях лягушку завертывают в марлевую салфетку так, чтобы передние лапки оказались прижатыми к туловищу, а задние нахо­дились в вытянутом состоянии, голова остается свобод­ной. При первом способе обездвиживания лягушку держат в левой руке, указательным пальцем которой сгибают голо­ву лягушки так, чтобы между головой и позвоночником образовался некоторый угол (рис. 20, а). Затем препаро­вальной иглой с небольшим нажимом проводят по средней линии головы сверху вниз пока игла не соскользнет в не­большую ямку, соответствующую атлантозатылочной мем­бране. Проколов кожу и мембрану в этом месте, иглу вводят в полость черепа и несколькими движениями раз­рушают головной мозг (рис. 20, б). Затем слегка извлекают иглу, направляют ее в позвоночный канал и вращатель­ными движениями разрушают спинной мозг (рис. 20, в).

 

 

Рис. 20. Обездвиживание лягушки — спинного мозга. Объяснение в тексте. разрушение головного и

 

Декапитацию производят введением одной бранши нож­ниц в ротовую полость и отсечением челюсти и переднего отдела мозга. Разрез должен пройти сразу же за глазными буграми. В открывшийся позвоночный канал вводят препа­ровальную иглу и разрушают спинной мозг.

 

Работа 1. Приготовление нервно- мышечного препа­рата

Для изучения физиологических свойств мышц и нер­вов часто используют нервно-мышечный препарат, приго­товленный из задних лапок лягушки. Классическим нервно-мышечным препаратом считают икроножную мышцу и седа­лищный нерв, который ее иннервирует.

 

Рис. 21. Этапы приготовления нервно-мышечного препарата. Объяснение в тексте.

Для работы необходимо: препаровальный на­бор инструментов, лоток, салфетки, операционный столик, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Обездвиживают лягушку, затем берут 1 -е за заднюю часть туловища и большими ножницами перерезают позвоночник на один сантиметр выше прокси­мального конца копчика (рис. 21, а). Далее, держа лягушку за задние лапки, ножницами разрезают кожу, мышцы, внутренности и удаляют вместе с передним отделом туло­вища.

Снимают кожу с задних лапок. Для этого берут две марлевые салфетки, одной удерживают остаток позво­ночника, другой захватывают кожу и быстрым движением руки удаляют ее с лапок. Получают препарат задних

лапок лягушки, который используется в некоторых экспе­риментах (рис. 21, б).

Препарат задних лапок берут в левую руку за остаток позвоночника так, чтобы хвостовая кость (уростиль) вы­давалась вверх, срезают ее ножницами (рис. 21, г). Пе­реворачивают препарат на вентральную поверхность и под контролем зрения, чтобы не повредить нервные стволы крестцового сплетения, разрезают позвоночник и лонное сращение на две половины и получают препараты двух задних лапок (рис. 21, в, д). Один препарат помещают в стаканчик с раствором Рингера, а другой используют для приготовления нервно-мышечного препарата.

Препаровку икроножной мышцы начинают с области пяточного (ахиллова) сухожилия. Под сухожилие подводят браншу ножниц, отделяют его по всей длине и перерезают ниже сесамовидной косточки. Захватив конец пяточного сухожилия пинцетом, отводят икроножную мышцу в сторо­ну, разрывая фасции, соединяющие ее с другими тканями.

При препаровке нерва переворачивают препарат дор­сальной поверхностью кверху. Двумя большими пальцами рук раздвигают мышцы бедра и обнажают лежащий в глубине седалищный нерв. С помощью стеклянных крючков препарируют нерв на всем протяжении до коленного суста­ва. Затем берут кусочек позвоночника, отрезают его от тазовой кости и ножницами подрезают все веточки седа­лищного нерва. Отпрепаровав нерв до коленного сустава, перерезают конечность выше и ниже коленного сустава (рис. 21, ж) и получают нервно-мышечный препарат (рис. 21,з). Для приготовления препарата изолированной мышцы от нервно-мышечного препарата отсекают нерв (рис. 21, е).

Рекомендации к оформлению работы. Зарисуйте нервно-мышечный препарат, обозначьте его час­ти и укажите, для каких целей он используется.

 

Работа 2. Сравнение возбудимости нерва и мышцы (прямое и непрямое раздражение мышцы)

Одним из основных физиологических свойств возбу­димых тканей является возбудимость, которая у различных тканей различна. Для характеристики уровня возбудимости служит порог раздражения, т. е. минимальная сила раздражителя, при действии которой возникает ответная реакция.

В экспериментальных условиях для определения возбу­димости мышцы применяют прямой метод ее раздражения,

Рис. 22. Зависимость амплитуды сокращения изолированной ик­роножной мышцы лягушки от силы раздражителя.

а — схема установки для фиксации и стимуляции мышцы; 1 — вертикальный миограф; 2 — икроножная мышца; 3 — двигательный нерв; 4 — электроды для стимуляции нерва; 5 — клеммы для подключения стимулятора; б — запись мышечных сокращений; 1 — минимальное (пороговое сокращение); 2—6— суб-максимальные сокращения; 7—9 — максимальные сокращения; в — схема воз­растания силы стимулов (от 0,5 до 9 условных единиц). За единицу взята амплитуда порогового стимула (1); 0,5 — подпороговый ращражитель; 1 — по­роговый раздражитель; 2—6 субмаксимальные раздражители; 7 — максималь­ный раздражитель; 8—9 — сверхмаксимальные раздражители.

т. е. раздражение, наносимое непосредственно на мышцу. Возбудимость нерва исследуют раздражением нерва, иннервирующего данную мышцу, т. е. методом непрямого

раздражения мышцы.

Для работы необходимо: вертикальный мио­граф, стимулятор, раздражающие электроды, кимограф, универсальный штатив, набор препаровальных инструмеи-

 

 

тов, лоток, пипетка, марлевые салфетки, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Готовят нервно-мышечный препарат. Икроножную мышцу укрепляют в миографе, для чего крючком, фиксированным на верхнем кронштейне миогра­фа, прокалывают сумку коленного сустава, а пяточное сухожилие также с помощью крючка укрепляют на нижнем кронштейне миографа. К верхнему кронштейну миографа с помощью специальной муфты крепят раздражающие электроды, на которые помещают нерв нервно-мышечного препарата (рис. 22, а). Электроды соединяют с клеммами стимулятора. Ручки регулировки амплитуды устанавливают на нуле. Подавая на нерв одиночные стимулы с постоян­ной длительностью, например 0,5 мс, постепенно увеличи­вают амплитуду и находят ту минимальную силу раздра­жителя, которая вызывает едва заметное сокращение мыш­цы — это и будет порог раздражения для нерва.

Для определения порога раздражения мышцы на нее наносят прямое раздражение через проводящую цепь ми­ографа, соединенного со стимулятором. Порог раздраже­ния находят так же, как при непрямом раздражении.

Рекомендации к оформлению работы. За­рисуйте схему установки для прямого и непрямого раздра­жения мышцы, запишите результаты опыта и дайте срав­нительную оценку возбудимости нерва и мышцы.

 

Работа 3. Зависимость амплитуды сокращения изолированной скелетной мышцы от силы раздражите­ля (минимальные, субмаксимальные, максимальные сокращения)

 

Скелетная мышца на раздражители пороговой силы отвечает минимальным пороговым сокращением. Если силу раздражителя постепенно увеличивать (рис. 22, в), то амплитуда сокращений скелетной мышцы также будет постепенно возрастать от пороговых до субмаксимальных и максимальных сокращений, после чего увеличение силы раздражителя не вызывает дальнейшего увеличения амплитуды сокращения. Такая реакция скелетной мышцы обусловлена ее строением. Она состоит из множества мышечных волокон, имеющих различную возбудимость и, следовательно, вовлечение их в реакцию идет постепенно: на пороговую силу раздражителя реагируют мышечные волокна с самой высокой возбудимостью, т. е. имеющие самый низкий порог раздражения. По мере увеличения

 

 

силы раздражителя в сократительный процесс постепенно вовлекаются волокна, имеющие меньшую возбудимость. При максимальной силе раздражителя происходит сокра­щение всех мышечных волокон, составляющих данную мышцу, и поэтому амплитуда сокращений мышцы больше не увеличивается, несмотря на увеличение силы раздражи­теля.

Для работы необходимо: вертикальный мио­граф, универсальный штатив, стимулятор, кимограф, пре­паровальный набор инструментов, лоток, пипетка, марле­вые салфетки, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Готовят препарат икроножной мышцы лягушки, укрепляют его в миографе, соединенном со стимулятором. Писчик миографа приближают к кимографу, находят порог раздражения для мышцы, который опреде­ляют по ее минимальному сокращению. Далее, увеличивая силу раздражителя, записывают сокращение мышцы на кимографе. После каждого сокращения, вращая кимограф рукой, перемещают место записи на 0,5 см. Силу тока увеличивают до тех пор, пока не получат 2—3 сокращения одинаковой амплитуды (рис. 22, б).

Рекомендации к оформлению работы. Вклейте полученную кимограмму в тетрадь, обозначьте на ней минимальные, субмаксимальные, максимальные сок­ращения. Объясните, почему скелетная мышца именно так реагирует на раздражители нарастающей силы.

 

Работа 4. Построение кривой «сила — время» •икроножной мышцы лягушки

Раздражающее действие постоянного тока на ткань зависит не только от его силы, но и времени, в течение ко­торого он должен действовать, чтобы возникла ответная реакция.

Минимальная сила тока, способная вызвать возбужде­ние при неограниченно долгом действии на ткань, называ­ется реобазой. Минимальное время, в течение которого должен действовать ток в одну реобазу, чтобы вызвать возбуждение, называется полезным временем.

Для работы необходимо: хронаксиметр, электроды (специальные), ванночка, залитая парафином, булавки для фиксации лягушки, лист миллиметровой бума­ги (15X20 см), физиологический раствор, лягушка.

Ход работы. Обездвиживают лягушку. Кладут ее в ванночку спинкой кверху. Вводят в рот пассивный элект-

 

род (пластинку), смоченный физиологическим раствором, активный электрод (иглу) вкалывают в икроножную мышцу. Ставят переключатель хронаксиметра в положение «рео­база» и ступенчато увеличивают напряжение тока. Резко замыкая ключ, находят пороговую силу тока — реобазу (о пороге судят по минимальному местному сокращению икроножной мышцы). Записывают найденную величину реобазы в вольтах (В). Затем ставят переключатель в положение «хронаксия» и, подбирая емкости конденсато­ров, определяют пороги длительности для напряжений, равных 1; 1,3; 2; 4; 10; 20 реобазам.

Рекомендации к оформлению работы. На основании полученных данных постройте на миллиметро­вой бумаге кривую зависимости порога от длительности раздражения. На оси абсцисс отложите длительность пороговых стимулов в миллисекундах (мс), по оси орди­нат — напряжение в вольтах. Отметьте на графике реобазу. Сделайте вывод о зависимости между пороговой силой раздражителя и временем его действия.

 

Работа 5. Определение двигательной хроиаксии у человека

 

Для характеристики возбудимости тканей важно учитывать не только пороговую силу раздражителя, но и время действия раздражителя на ткань. В связи с этим для полной характеристики возбудимости ткани в физиологию и клинику было введено понятие «хронаксия». Это условная величина, отражающая минимальное время, в течение которого ток, равный удвоенной реобазе, дол­жен действовать на ткань, чтобы вызвать ее возбуждение.

Для работы необходимо: хронаксиметр, спе­циальные электроды, марлевая салфетка, физиологический раствор. Исследование проводят на человеке.

Ход работы. Индифферентный электрод (анод) укрепляют на внутренней поверхности предплечья, под электрод кладут смоченную физиологическим раствором марлевую салфетку. Находят двигательную точку. Для этого прибор устанавливают в режиме «хронаксия», вклю­чают напряжение 40—50 В и емкость конденсатора 0,5— 1 мкФ. Активным электродом (катодом), хорошо смочен­ным физиологическим раствором, находят двигательную точку мышц сгибателя пальцев на противоположной руке (внутренняя область предплечья, нижняя треть — рис. 23). Переключают прибор в режим «реобаза». Прикладывают

 

Рис. 23. Схема расположения двигательных точек мышц руки. Стрелкой указана двигательная точка общего сгибателя пальца.

активный электрод к найденной двигательной точке, на­ходят пороговую величину напряжения — реобазу. Опре­деление начинают с раздражения слабым током, посте­пенно увеличивая его до появления сокращения мышцы сгибателя. На шкале напряжения тока отмечают величину реобазы. Затем переключают прибор в режим «хронаксия». При напряжении тока, равном двум реобазам, опреде­ляют хронаксию.

Рекомендации к оформлению работы. Объясните, о каких свойствах возбудимых тканей позволяет судить хронаксия, сравните определенные величины реобазы и хронаксии со стандартными параметрами.

 

Работа 6. Биоэлектрические явления в возбудимых тканях

 

Биоэлектрические явления в возбудимых тканях могут быть обнаружены биологическими пробами и элек­трофизиологическими методами.

Первый опыт Гальвани. Для работы необход и-м о: биметаллический пинцет, набор препаровальных ин­струментов, лоток, универсальный штатив, марлевые сал­фетки, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Готовят препарат двух задних лапок лягушки и подвешивают его на штативе. Берут биметал­лический пинцет, одна бранша которого сделана из меди, а другая — из железа. Медную браншу подводят под нервные сплетения, а другую прикладывают к мышцам лапки. Наблюдают сокращение мышц лапок.

Рекомендации к оформлению работы. Зарисуйте схему опыта, сделайте вывод о причине сокра­щения мышц.

 

Второй опыт Гальвани (сокращение без металла).

 

Вторым опытом Гальвани впервые было доказано суще­ствование в тканях «животного электричества», которое возникает между поврежденной и неповрежденной поверх­ностями мышцы. Если эти два участка соединить нервом нервно-мышечного препарата, то возникает ток покоя, который раздражает нерв и вызывает сокращение мышцы.

Для работы необходимо: набор препароваль­ных инструментов, лоток, пипетка, стеклянный крючок, марлевые салфетки, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Готовят препарат задней лапки ля­гушки. Затем тщательно препарируют седалищный нерв и отсекают его у позвонков. В нижней трети бедра пере­секают мышцы и стеклянным крючком быстро набрасыва­ют седалищный нерв таким образом, чтобы он одновре­менно коснулся поврежденной и неповрежденной поверх­ности мышц бедра (рис. 24). При этом происходит сокращение мышц голени.

Рекомендации к оформлению работы. Зарисуйте схему опыта, в выводе объясните причину сокращения мышц лапки.

Опыт Маттеучи. Раздражение нерва токами действия скелетной мышцы (вторичный тетанус). Маттеучи в 1840 г. показал, что сокращение мышцы нервно-мышечно­го препарата может наступить, если нерв этого препарата набросить на сокращающиеся мышцы другого нервно-мы­шечного препарата. На основании этого было сделано заключение, что в мышце при ее возбуждении возникают токи, которые могут стать раздражителем для другого нервно-мышечного препарата. Эти токи были названы то­ками действия.

Для работы необходимо: набор препароваль­ных инструментов, лоток, стимулятор, электроды, стеклян­ный крючок, пробковая пластинка, раствор Рингера, лягушка.

 

 

Ход работы. Обездвиживают лягушку и готовят два препарата задних лапок лягушки. Затем стеклянным крючком препарируют седалищные нервы у обоих препа­ратов до коленного сустава, удаляют бедренную кость и мышцы бедра, оставив голень и стопу. Нерв одного препарата оставляют с кусочком позвоночника, а у другого кусочек позвоночника удаляют. Обе лапки укладывают на. пробковую пластинку. Нерв одного нервно-мышечного препарата (с кусочком позвоночника) с помощью стеклян­ного крючка помещают на электроды, которые соединены со стимулятором. На мышцы этого препарата в продольном направлении набрасывают нерв второго нервно-мышечного препарата (рис. 25). Нерв первого нервно-мышечного препарата подвергают ритмическому раздражению. Наблюдают тетаническое сокращение обеих лапок.

При выполнении работы необходимо особенно''береж­но относиться к препаровке нерва, следить, чтобы в ходе приготовления препарата он не подсыхал. Непосред­ственно перед экспериментом поверхность мышцы первого нервно-мышечного препарата и нерв второго нервно-мы­шечного препарата следует подсушить полоской фильтро­вальной бумаги.

Рекомендации к оформлению работы. Зарисуйте схему опыта, в выводе объясните причину возникновения вторичного тетануса.

Раздражение нерва нервно-мышечного препарата тока­ми действия сердца лягушки (опыт Келликера и Мюлле­ра). При сокращении сердечной мышцы в ней возникают токи действия, которые достаточно велики, чтобы вызвать раздражение нерва нервно-мышечного препарата.

Для работы необходимо: набор препаровальных инструментов, лоток, часовое стекло, стеклянный крючок, пипетка, марлевые салфетки, лигатура, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Обездвиживают лягушку, вскрывают грудную полость, обнажают сердце и снимают перикард. Лигатуру подводят под дуги аорты и перевязывают их

 

Подводят лигатуру под уздечку. Сердце поднимают за обе лигатуры, изолируют его и помещают на часовое стекло в раствор Рингера.

Готовят препарат задней лапки лягушки, как в предыдущей задаче, кусочек позвоночника от седалищного нерва отсекают. Нерв стеклянным крюч­ком набрасывают на сокращающееся сердце и наблюдают сокращение мышц лапки лягушки.

Рекомендации к оформлению работы. Зарисуйте схему опыта в тетради протоколов опытов, в выводе укажите причину сокращения мышц лапки лягушки.

 

Работа 7. Регистрация мембранного потенциала исчерченного мышечного волокна с помощью микроэлектрода

 

В состоянии покоя между наружной и внутренней поверхностью мембраны клетки существует разность потенциалов, которая получила название мембранного потенциала. Для измерения величины мембранного потенциала микроэлектрод вводят внутрь клетки и с помощью усилителя постоянного тока регистрируют раз­ность потенциалов между внутренней частью клетки и окружающей ее средой. О существовании разности потен­циалов свидетельствует скачок потенциала, который воз­никает в момент прокола мембраны клетки микроэлектро­дом. Этот скачок потенциала вызывает смещение луча осциллографа от изоэлектрической линии.

Для работы необходимо: экранированная ка­мера, микроманипулятор, бинокулярный микроскоп, усили­тель биопотенциалов, осциллограф, цифровой вольтметр, микроэлектроды, заполненные 3 М растовором хлорида калия, индифферентный хлорсеребряный электрод, систе­ма для наружной перфузии мышцы, ванночка для препарата, лоток, набор препаровальных инструментов, марлевые салфетки, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Готовят препарат портняжной мышцы лягушки и укрепляют его с помощью лигатур в ванночке, включают проток раствора Рингера через ванночку. Подсоединяют индифферентный электрод и микроэлектрод ко входу микроэлектродного усилителя.

Погружают кончик микроэлектрода в раствор и осущест­вляют балансировку усилителя. Цифровой вольтметр дол­жен показывать 0,000 В. Далее устанавливают развертку осциллографа 1 см/10 с, а чувствительность усилителя

 

 

10 мВ/см. С помощью микроманипулятора вводят микро­электрод в одно из поверхностных мышечных волокон. В момент прокола мембраны наблюдается скачок на экране осциллографа на величину, соответствующую значению мембранного потенциала. Цифровой вольтметр показывает величину потенциала покоя в милливольтах.

Рекомендации к оформлению работы. Измерьте величину потенциала покоя в 10 волокнах, рассчитайте среднее значение мембранного потенциала.

 

Работа 8. Регистрация потенциала действия (ПД) скелетной мышцы при внеклеточном отведении

 

При действии на возбудимую ткань раздражителя поро­говой силы возникает возбуждение, которое сопровождает­ся изменением мембранного потенциала. Такое изменение мембранного потенциала при возбуждении получило наз­вание потенциала действия. Потенциал действия (ПД) можно зарегистрировать при внутриклеточном и внекле­точном отведении.

Для работы необходимо: электрофизиологи­ческая установка, состоящая из экранированной камеры, осциллографа, усилителя биопотенциалов, катодного пов­торителя, электростимулятора; стеклянные микроэлектро­ды, препаровальный набор инструментов, лоток, ванночка, марлевые салфетки, парафиновое масло, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. В парафиновую ванночку, находящую­ся в экранированной камере, помещают нервно-мышечный препарат (рис. 26). На оба конца ванночки закрепляют биполярные серебряные электроды. На дно ванночки укла­дывают серебряный электрод в виде пластинки. Нерв дол­жен лежать в растворе Рингера, поверх которого наливают тонкий слой парафинового масла. Приподняв конец нерва, укладывают его на электроды, находящиеся в слое масла. Данные электроды являются раздражающими, они под­ключаются к стимулятору.

Отводящие игольчатые электроды вводят непосред­ственно в икроножную мышцу и соединяют со входом усилителя осциллографа.

Подав раздражающий импульс, наблюдают на экране осциллографа двухфазный потенциал действия, опреде­ляют его амплитуду. Потенциалу действия предшествует появление артефакта раздражения. Расстояние на экране осциллографа от артефакта раздражения до первого ком-

 

 

 

понента ПД будет соответствовать времени проведения возбуждения по препарату.

Рекомендации к оформлению работы. За­рисуйте схему установки и потенциал действия икронож­ной мышцы, обозначьте его фазы.

 

Работа 9. Электромиография (ЭМГ)

 

Электромиография — метод регистрации электрической активности мышц. Электромиография используется в диаг­ностических целях, при заболеваниях мышц, а также при функциональных исследованиях двигательного аппарата. Для отведения биопотенциалов мышц человека чаще всего используют накожные электроды, которые укрепляют не­посредственно над исследуемой мышцей, но могут исполь­зоваться и погружные электроды, которые похожи на тон­кие иглы для внутримышечных инъекций.

Для работы необходимо: электромиограф, на­кожные электроды, электродная паста, вата, лейкоплас­тырь, спирт. Работа проводится на человеке.

Ход работы. Кожу предплечья испытуемого обра­батывают спиртом, а затем специальной пастой для умень­шения межэлектродного сопротивления. Укрепляют на­кожные электроды. На предплечье второй руки наклады­вают электроды для заземления. Предлагают испытуемому производить сгибание пальцев руки с легким, средним и максимальным усилием и после каждого сокращения записывают электромиограмму.

Рекомендации к оформлению работы. Вклейте полученную электромиограмму в тетрадь прото­колов опытов, в выводе объясните появление биотоков в мышце, изменение количества импульсов и их амплитуды в зависимости от активности мышц.

 

Работа 10. Запись и анализ мышечных сокращений

 

Запись и анализ развернутой кривой одиночного мы­шечного сокращения. В ответ на одиночное кратковремен­ное раздражение скелетная мышца отвечает одиночным со­кращением. Записать развернутую кривую одиночного мы­шечного сокращения можно с помощью быстро вращаю­щегося кимографа или фаль-аппарата. На кривой оди­ночного мышечного сокращения можно выделить три фазы: 1 — латентный период (время от момента нанесения раздражения до начала сокращения); 2 — фаза сокраще­ния, 3 — фаза расслабления. Для икроножной мышцы лягушки весь одиночный цикл сокращения длится 0,11 — 0,12 с, латентный период—0,01 с, фаза сокращения — 0,05 с, фаза расслабления — 0,05—0,06 с.

Для работы необходимо: фаль-аппарат, вер­тикальный миограф, универсальный штатив, набор пре-

 

 

паровальных инструментов, пипетка, лоток, отметчик вре­мени, марлевые салфетки, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Готовят препарат икроножной мышцы лягушки и укрепляют его в вертикальном миографе. С помощью винта миографа устанавливают рычажок мио­графа в горизонтальном положении, рамку фаль-аппарата отодвигают вправо и закрепляют крючком (рис. 27, а, б).

Включают в сеть фаль-аппарат и с помощью потенцио­метра (R) подбирают такую силу раздражения, на кото-

 

 

 

рую мышца развивает достаточно сильное сокращение. Выключателем (10) замыкают контакты (7) первого раз­дражения. Освобождают каретку от удерживающего ее крючка и медленно подводят ее рукой к первому контакту, при этом в момент замыкания контакта (7) мышца раз­дражается и сокращается. Вследствие того что каретка фаль-аппарата перемещается медленно, сокращение мышцы записывается в виде вертикальной линии, которая указывает момент нанесения раздражения (рис. 27, в). Одновременно с этим происходит запись изолинии. Затем каретку возвращают в исходное положение, отпускают крючок и она приводится в движение падающим грузом, на бумаге при этом записывается кривая одиночного мы­шечного сокращения. Под кривой одиночного мышечного сокращения записывается отметка времени. Для вычис­ления продолжительности фаз одиночного мышечного сокращения с определенных точек кривой мышечного сокращения опускают перпендикуляры на отметку вре­мени.

Рекомендации к оформлению работы. За­рисуйте схему опыта, развернутую кривую одиночного мышечного сокращения вклейте в тетрадь, обозначив фазы сокращения и их длительность.

Зубчатый и гладкий тетанус (рис. 28). В организме мышцы сокращаются под влиянием ритмических импуль­сов, которые поступают к ним из ЦНС. Импульсы идут к мышцам с высокой частотой, которая превышает дли­тельность одиночного мышечного сокращения, в резуль­тате чего происходит суммация сокращений, которая вы­ражается в длительном и сильном сокращении всей мышцы, получившем название тетануса. Получить тетанус и проанализировать механизм его возникновения можно в условиях эксперимента. Если на мышцу наносить ритми­ческие стимулы с частотой 10—20 Гц, то каждый последую­щий импульс совпадает с фазой расслабления и тогда

 

 

возникает зубчатый тетанус. Если еще больше увеличивать частоту раздражения до 20—40 Гц, то каждый последую­щий импульс будет заставать мышцу в период укорочения (сокращения) и в результате наступает длительное, непрерывное сокращение мышцы, получившее название гладкого тетануса.

Для работы необходимо: вертикальный мио­граф, стимулятор, кимограф, универсальный штатив, набор препаровальных инструментов, пипетка, лоток, марлевые салфетки, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Готовят препарат икроножной мышцы лягушки и укрепляют его в миографе, который соединен со стимулятором.

Приближают писчик миографа к бара­бану кимографа. Включив кимограф, наносят 2—3 одиноч­ных раздражения и записывают одиночные мышечные сокращения. Затем, увеличивая частоту раздражения до 10—20 Гц, записывают зубчатый тетанус, еще более уве­личивая частоту до 20—40 Гц записывают гладкий те­танус.

Рекомендации к оформлению работы. Вклейте полученные кимограммы в тетрадь, сравните ам­плитуду одиночного сокращения и тетанического, объяс­ните условия возникновения зубчатого и гладкого тетануса.

Оптимум и пессимум силы и частоты раздражения. Н. Е. Введенским было показано, что при действии на мышцу ритмических раздражений амплитуда тетаниче­ского сокращения будет различной, она будет зависеть от частоты наносимых раздражений. Это объясняется тем, что при действии на мышцу ритмических раздражений, каждое предыдущее раздражение приводит к изменению возбудимости мышцы и поэтому влияет на величину последующей ответной реакции. Существуют определен­ные оптимальные, т. е. наилучшие значения частоты и силы раздражения, при которых возникает тетанус мак­симальной амплитуды.

При значительном увеличении силы и частоты раздражения амплитуда тетануса уменьшает­ся — это будет пессимум частоты и силы раздражения.

Для работы необходимо: вертикальный мио­граф, стимулятор, кимограф, универсальный штатив; набор препаровальных инструментов, лоток, марлевые салфетки, раствор Рингера, лягушка.

Ход работы. Готовят препарат икроножной мышцы лягушки и укрепляют его в миографе, который соединен со стимулятором, приближают писчик миографа к кимо­графу. Находят величину стимула, вызывающего макси-

 

 

мальное одиночное сокращение мышцы. Затем находят оптимальную частоту, которая вызывает возникновение гладкого тетануса максимальной амплитуды. Для неутом­ленного нервно-мышечного препарата лягушки эта частота приближается к 40—50 Гц. На медленно вращающемся кимографе записывают в течение 5—6 с тетанус, возни­кающий при оптимальной частоте раздражения. Затем резко увеличивают частоту и силу раздражения, не прекра­щая записи миограммы. Амплитуда сокращения резко сни­жается. Это будет пессимум частоты и силы раздражения.

Рекомендации к оформлению работы. По­лученные кимограммы вклейте в тетрадь, объясните механизм оптимума и пессимума.

 

Работа 11. Двустороннее проведение возбуждения по нерву

 

По нервному волокну возбуждение способно распро­страняться в обе стороны от места нанесения раздраже­ния.

Для работы необходимо: стимулятор, элект­роды, препаровальный набор инструментов, стеклянный крючок, стеклянные пластинки, лоток, марлевые салфетки, раствор Рингера, лягушка.

 

Ход работы. Готовят препарат задней лапки ля­гушки. Далее поворачивают бедро задней поверхностью кверху. Двумя большими пальцами раздвигают мышцы бедра и находят седалищный нерв. Затем осторожно стеклянным крючком отпреиаровывают седалищный нерв в нижней трети бедра примерно на расстоянии одного сантиметра.

Препаровку нерва необходимо проводить так, чтобы по возможности сохранить отходящие от него ве­точки к четырехглавой мышце бедра.

После того как нерв отпрепарован под него подводят браншу ножниц и пере­резают мышцы и бедренную кость. Таким образом, теперь голень и бедро соединены между собой только с помощью седалищного нерва.

Препарат укладывают на стеклянную пластинку, а нерв кладут на электроды, которые соединены со стимулятором. Раздражают нерв и наблюдают сокраще­ние мышц бедра и голени (рис. 29).

Рекомендации к оформлению работы. За­рисуйте схему установки, в выводе отметьте, что доказы­вает проведенный опыт.

 

Работа 12. Закон физиологической целостности нерва

 

Распространение возбуждения по нервному волокну возможно только в том случае, если сохранена его ана­томическая и физиологическая целостность. При пере­вязке нервного волокна, его охлаждении или воздействии фармакологических веществ нарушается физиологическая целостность нервного волокна и его проводимость.

Для работы необходимо: стимулятор, элект­роды, препаровальный набор инструментов, лоток, вата, раствор Рингера, 2% раствор новокаи