АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Порядок выполнения работы

Привлекая установку, фигурирующую на рис. 13, I, подберите индукционный ток слабой, средней и максимальной силы, вызывающий пропорциональные реакции мышцы (рис.14,1). Можно пользоваться одиночными и ритмическими ударами. Нажмите на нерв нервно – мышечного препарата между стимулирующими электродами (А на схеме рис.14) и мышцей ватный тампончик, пропитанный 0,79% раствором хлористого калия, и через каждые 2 минуты повторяйте нанесение раздражений в той же очередности, что и в контроле. Всякий раз регистрируйте мышечные сокращения. Вначале они уравниваются (рис. 14,2), затем извращаются, поскольку слабый ток инициирует ответы большей амплитуды, нежели сильный (рис.14,3). Наконец они резко ослабевают (рис.14,4) или перестают воспроизводиться вовсе, свидетельствуя о наступлении третьей, самой глубокой – тормозной стадии. Дабы удостовериться в развитии парабиотического торможения, приложите ток к альтерирующему участку через электроды Б. Он дает выраженную реакцию мышцы (рис.14,5), тогда как раздражение с дальнего электрода (А) приведет ее к расслаблению.

При наступлении тормозной фазы снимите препарат и поместите на несколько минут в раствор Рингера, чтобы удалить хлористый калий и тем прекратить его воздействие. Вновь закрепите объект в штативе, расположите электроды в точке А и периодически орошая препарат питательной жидкостью пронаблюдайте за ходом депарабиотизации, в рамках которой отмеченные выше фазы должны проследовать в обратном порядке на пути к полному восстановлению реактивности до исходного уровня на стимулы разной силы.

Оформление протокола. Вырежьте и вклейте кимографические записи в тетрадь, либо воспроизведите в ней рис.14. Снабдите их соответствующими пояснениями.

Контрольные вопросы. Что такое парабиоз? Какие стадии он проходит в своем развитии? Каковы их механизмы? Как осуществить депарабиотизацию?

Работа 6. Законы полярного действия постоянного тока. Исследование влияния электротонических потенциалов на возбудимость тканей.

Задача. Получить экспериментальные доказательства закономерностей действия постоянного тока на живые ткани.

Постоянный ток действует на ткань только в момент его включения и выключения, так как возбуждение зависит от скорости его нарастания и спада, а не длительности применения. Анализируя влияние такого тока на нервно – мышечный препарат в режиме слабых и средних величин при относительно коротком применении Пфлюгер (1859 г.) установил ряд закономерностей, сводимых к трем основным моментам. 1. При замыкании цепи возбуждение возникает только под катодом, заставляя мышцу сократиться. 2. При размыкании цепи оно генерируется под анодом. 3. Порог замыкательного эффекта всегда ниже размыкательного, а при одинаковой интенсивности тока он более выражен под катодом, чем под анодом.

Пытаясь выяснить причину этих явлений, Пфлюгер обнаружил, что воздействие полюсов не только порождает реакцию мышцы, но и меняет возбудимость в нерве. При включении цепи она падает пропорционально силе под анодом (рис. 15,2), где ток входит в нерв (рис. 15,1), препятствуя прохождению здесь сигнала. В области же катода, где ток покидает ткань (рис.15,1), она точно также нарастает (рис.15,2), благоприятствуя появлению нервного импульса.

Эти альтерации возбудимости, будучи максимальными, в зоне расположения полюсов распространяются на 2 – 3 см в обе стороны от них, экспоненциально затухая в силу кабельных свойств нервного волокна, с формированием изоэлектрической точки посередине. Они держатся весь период подачи тока, исчезают сразу после ее прекращения и сменяется на противоположные (рис. 15,3), длящиеся еще от нескольких десятков секунд до 1 минуты. Указанные изменения возбудимости Пфлюгер обозначил как кат- и анэлектротонические (от греческого электротон – напряжение.)

Рис. 15. Направление перемещения постоянного тока по нерву (1) от анода (А) к катоду (К) и сдвиги возбудимости в нем при замыкании (2) и размыкании (3) цепи.

Уместно подчеркнуть, что реакция возбудимости под анодом и катодом соответственно при размыкании и замыкании цепи развивается медленнее, чем раздражающее действие катода при протекании тока. Посему возникший под ним импульс успевает пройти область расположения анода и привести мышцу в сокращенное состояние прежде, чем возбудимость под ним снизится до уровня, способного блокировать здесь проводимость нерва.

Позднее Верило (1883) внес существенные поправки в правила, постулированные Пфлюгером. Оказалось, что при длительном приложении сильного тока первоначальный подъем возбудимости под катодом сменяется катодической депрессией, а ее угнетение под анодом – анодальной экзальтацией, сказываясь на картине конечных эффектов, отражены в Таблице 2.

Таблица 2.

Конечные эффекты применения постоянного тока равной силы.

Слабый ток, независимо от его направления, в соответствии с пфлюгеровским законом инициирует катод-замыкательный ответ мышцы при отсутствии анод – размыкательного, ибо появляющееся под анодом небольшое (подпороговое) возбуждение не в состоянии преодолеть анэлектротона, создавшегося при закорачивании цепи.

Средний ток, как и предыдущий, ведет себя сообразно закону, заставляя мышцу сокращаться как при включении, так и выключении его, но с большей эффективностью в первом случае.

При сильном же (длительном) раздражении четко выявляется сопряженность эффектов с направлением следования тока. При восходящем его направлении (таблица 2) катод – замыкательная реакция отсутствует из-за того, что генерирующийся под катодом потенциал действия не может преодолеть участка резко сниженной возбудимости и проводимости под анодом и гасится. Аналогичное происходит при размыкании цепи, в которой ток перемещается в нисходящем направлении (таблица 2) и попадает в зону катодической депрессии. Таким образом, правила Пфлюгера не являются универсальными, поскольку не учитывают интенсивности тока и направления движения его.

Электротонические потенциалы являются отражением пассивных свойств клеточной мембраны и не связаны с активными изменениями ее ионной проницаемости, наблюдаемой при развертывании местных ответов и спайковых разрядов. Катэлектротон (КЭТ), фиксируемый при токах слабой и средней величины, обязан нарастанию натриевой и более медленному калиевой проводимости, ведущей к деполяризации мембраны (рис. 16, 1), когда Ем приближается к Ек, уменьшая пороговый потенциал (Vt) относительно исходного.

Рис.16. Изменения мембранного потенциала (Ем), уровня критической деполяризации (Ек) и порогового потенциала (Vt) в период развития катэлектротона (1), катодической депрессии (2), анэлектротона (3) и анодальной экзальтации (4). 0 – нулевой потенциал.

Следствием того служит падение сопротивления мембраны, порога генерации потенциала действия, его длительности с увеличением крутизны восходящей фазы, амплитуды и скорости распространения.

Анэлектротон (АЭТ), фиксируемый при тех же значениях тока, обусловлен ослаблением натриевой инактивации и калиевой проницаемости, провоцирующим гиперполяризацию мембраны. При этом (рис. 16,3) Ем удаляется от Ек, наращивая пороговый потенциал (Vt). В итоге мембрана претерпевает альтерации противоположные только что описанным.

Катодическая депрессия на сильный и длительный ток сопряжена с инактивацией натриевой и активацией калиевой проводимости. В итоге смещение Ек в сторону деполяризации значительно опережает таковое Ем (рис. 16,3), почему пороговый потенциал (Vt) резко возрастает, возбудимость пропорционально падает, а проводимость блокируется. При стимуляции в данной ситуации натриевый ток не в состоянии догнать, а тем более превзойти калиевый, и ответ ограничивается подпороговым местным потенциалом.

Что же касается анодальной экзальтации, то она происходит на фоне ослабления натриевой инактивации и калиевой проницаемости. Оно результируется в сдвиге Ек к исходному уровню Ем с уменьшением Vt (рис. 16,4). Посему, как только цепь размыкается, мембранный потенциал возвращается к первоначальному значению, быстро достигает Ек, генерируя высокоамплитудный спайк с крутым восходящим коленом.

Электротонические потенциалы играют важное функциональное значение. Они лежат в основе следовой деполяризации (КЭТ) и гиперполяризации (АЭТ), аккомодации и пессимума (катодическая депрессия) равно как появления спонтанных разрядов в некоторых типах нейронов после их длительного гиперполяризационного тормлжения. Пассивные локальные токи обслуживают проведение потенциалов действия по нервным волокнам, вхождение кальция в пресинаптические окончания, формирование начальной части возбуждающего постсинаптического потенциала, его распространения по соме и др.

Объект и материально-техническое обеспечение эксперимента. Работа выполняется преподавателем на одном из студентов с использованием аппарата для классической электродиагностики – КЭД-5М (рис. 17).

Рис. 17. Схема панели управления аппарата для классической электродиагностики (КЭД – 5м).

Порядок выполнения работы. С помощью специального шнура прибор заземляется (можно воспользоваться водопроводным краном) и подключается к электросети переменного тока. Катод и анод соединяются с клеммами со знаками соответственно + и -. Свинцовый наконечник анода и пуговчатый электрод катода (при прямой полярности) одевают в марлю из нескольких слоев и смачивают физраствором. У сидящего в кресле испытуемого отыскивают головку двуглавой мышцы плеча. На нее ставится пуговчатый «активный» электрод так, чтобы он хорошо контактировал с кожной поверхностью.

Начинать следует с прямой полярности. Для этого ручка 1 ставится в положение «П». Тогда пуговчатый электрод будет катодом, а большой свинцовый – анодом. Затем поворотом ручки 2 постепенно увеличивают силу гальванического (постоянного) тока, пока под катодом не появится минимальное (пороговое) сокращение мышцы. При этом переключатель 3 должен находиться в положении Г5, которое соответствует показателям интенсивности тока по меньшей шкале (4). Если при данном режиме пороговой реакции получить не удается, ток рукояткой 2 снимается, а ручка 3 ставится в положение Г50 с выходом на вторую (большую) шкалу (4). Вновь наращиваем силу подаваемого тока переключателем 2 до возникновения порогового ответа. Далее посредством коммутатора направление тока меняется на противоположное. Переключатель 1 ставится на «0» (обратная полярность). Теперь пуговчатый электрод на мышце становится анодом, а находящийся в ладони – катодом.

Не меняя величины тока, но передвигая рукоятку 1 на «П» и «0» следует убедиться, что пороговый ток на катоде является допороговым на аноде, а пороговая на аноде (при незначительном увеличении силы) становится сверх пороговой на катоде, отражая закон Пфлюгера для слабых, средних и кратковременных токов.

Оформление протокола. Занесите полученные цифровые показатели в тетрадь, проанализируйте их и сделайте выводы.

Контрольные вопросы. Что такое электротонические потенциалы? Каково их функциональное значение? Какие механизмы лежат в основе развития кат- и анэлектрона, катодической депрессии и анодальной экзальтации? Какие коррективы внес Вериго в законы, постулированные Пфлюгером? Поясните понятия «восходящий» и «нисходящий ток».

Работа 7. Наблюдение биоэлектрических явлений (потенциалы покоя и потенциалы действия).

Задача. Воспроизвести начальные опыты по доказательству «животного электричества».

Заинтересовавшись влиянием атмосферного электричества на живые ткани, Л. Гальвани подвесил лапки лягушки к перилам балкона, закрепив их медными крючками, вставленными в оставшуюся часть позвоночника. К своему удивлению он отметил, что несмотря на солнечную погоду, когда они при дуновении легкого ветерка соприкасались с металлическими прутьями балкона, то всякий раз сокращались. Отсюда возникла гениальная догадка о том, что в мышцах существует свой заряд как в наэлектризованном сургуче или янтаре. И как только лапки дотрагиваются до металлической ограды, цепь, в которой биологический объект играет роль проводника второго порядка, замыкается и происходит его разряд, возбуждающий ткань.

В последующем ученый попытался воспроизвести случайное наблюдение с разными металлами, из которых наиболее эффективной оказалась комбинация цинка и меди. Пользуясь таким пинцетом (названным гальваническим) он наглядно продемонстрировал появление мышечного сокращения при соприкосновении его браншей с нервом (первый опыт Гальвани, 1786 г.). Проверив и подтвердив эти результаты другой, не менее заметный итальянский ученый А. Вольта, дал им иную интерпретацию. Причиной мышечной реакции послужил ток, возникающий между разнородными металлами.

Развернулась долголетняя интригующая дискуссия, в рамках которой каждый строил изощренные эксперименты, призванные обосновать правильность своей позиции. И вот в 1794 г. Гальвани ставит второй опыт уже без металлов. В нем мышца нервно-мышечного препарата рассекалась с одного конца, и на него стеклянным крючком налагался нерв, входящий с противоположного конца. При этом мышца сокращалась. Так впервые без измерительных приборов было показано наличие в ней потенциала покоя. Позднее (1840 г.) Матеуччи произвел эксперимент со вторичным сокращением, документирующим существование потенциалов действия. Отсюда пошла электрофизиология, которая полностью подтвердила данные первооткрывателей. Более того, благодаря совершенствованию техники регистрации, она дала не только точную количественную оценку, но и вскрыла механизмы генерации обеих форм биоэлектрической активности. Стало общепризнанным, что потенциал покоя отражает разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями клеточной мембраны, а потенциал действия – разность потенциалов между возбужденным и невозбужденным ее участками.

Объект и материально-техническое обеспечение эксперимента. Лягушка, инструменты для препаровки, индукционная катушка, электроды, гальванический пинцет, стеклянный крючок.

Порядок выполнения работы. 1. Первый опыт Гальвани. Приготовьте препарат, состоящий из нижней части позвоночника и сочлененными с ним задними лапками (рис. 18, I). Перерезку спинного мозга необходимо производить на 1 – 1,5 см выше тазовой кости. Найдите корешки идущие по ту и другую стороны позвоночника и образующие седалищные нервы на бедре. Подведите под оба пучка одну из браншей гальванического пинцета, а другой – слегка прикоснитесь к ним, как показано на рис. 18, I. При этом мышцы лапок должны сократиться.

Рис. 18. Первый (I) и второй (II) опыты Гальвани.

2. Второй опыт Гальвани.

Для его воспроизведения нужно приготовить нервно-мышечный препарат. Рассеките икроножную мышцу около ахиллова сухожилия и наложите с помощью стеклянного крючка на поврежденный участок нерв (рис. 18, II). Наблюдайте слабое мышечное сокращение.

3.Опыт Матеуччи.

Соберите цепь для ритмической стимуляции индукционным током. Приготовьте два нервно – мышечных препарата, но в отличие от обычных не отделяйте икроножную мышцу, а сохраните интактными голень и стопу. Положите препараты на пробковую пластинку. Нерв одного из них поместите на электроды (рис. 19, II), соединенные со вторичной катушкой санного аппарата, а нерв другого – на мышцу голени первого (рис. 19, I). Нанося стимулы на нерв первого препарата, отметьте реакцию обеих лапок.

Рис. 19. Опыт Матеуччи.

Оформление протокола. Кратко зафиксируйте итоги экспериментов и дайте им трактовку.

Контрольные вопросы. В каком опыте Гальвани было открыто “животное электричество”? Что доказал второй опыт Гальвани? В чем причина сокращения второго нервно-мышечного препарата лягушки? Каковы формы проявления биоэлектрической активности живой ткани и в чем состоят их механизмы?

Дата добавления: 2015-01-12 | Просмотры: 1228 | Нарушение авторских прав