Меню

Возбудимость нервов и мышц можно сравнить

Работа 1. 2 Сравнение возбудимости нерва и мышцы.

Работа 1.1 Приготовление нервно-мышечного препарата.

По отношению к внешнему раздражению ткани организма делятся на невозбудимые (эпителиальная, соединительная, костная) и возбудимые (нервная и мышечная). При раздражении нервной и мышечной ткани в ней возникает возбуждение, которое распространяется по этой ткани вдоль от места раздражения. Нервно-мышечный препарат лягушки является классическим объектом для изучения функций возбудимых тканей.

Цель работы.Научиться выделять возбудимую ткань лягушки для изучения ее свойств.

Оснащение. Набор хирургических инструментов, физиологический раствор для холоднокровных животных, марля, эфир. Работу выполняют на лягушке.

Ход препарирования. Наркотизированную лягушку оборачивают марлей так, чтобы лапки ее были прижаты к туловищу, а голова оставалась свободной. Ножницами отсекают верхнюю челюсть за глазными буграми. В центральный канал вводят зонд и разрушают спинной мозг. При втором способе обездвиживания лягушки большим пальцем наклоняют вперед голову лягушки и находят углубление кзади от затылочной кости. Вертикально вводят в субокципитальное отверстие конец зонда на глубину 1-2 мм, поворачивают зонд параллельно спинномозговому каналу, вводят в него зонд, который продвигают до крестцово-копчикового соединения. Круговыми движениями разрушают спинной мозг. Выводят иглу из центрального канала и, повернув ее на 180 0 , разрушают головной мозг. Критерием разрушения мозга является полное расслабление скелетных мышц лягушки и отсутствие защитных двигательных рефлексов на пощипывание кожи и потягивание за лапку.

Взяв лягушку за задние лапки, поворачивают вниз брюшком и, отступив на 1,5 см выше копчика, перерезают позвоночный столб с окружающими тканями (рис 1). Отделяют внутренние органы и брюшную стенку от задней части туловища. В руке остаются задние лапки с тазовой костью и небольшим отделом позвоночного столба. Захватив край кожи пинцетом, снимают ее с лапок. Вырезают копчик. По средней линии осторожно разделяют лапки, перерезая лобковое соединение. Одну лапку заворачивают в марлю, смоченную физиологическим раствором, с целью сохранения ее для второго эксперимента. На другой лапке подводят лезвие ножниц под пояснично-крестцовое сплетение и отделяют тазовую кость так, чтобы сплетение осталось соединенным с позвоночным столбом. Располагают препарат дорсальной поверхностью вверх. Раздвинув стеклянным крючком двуглавую и полуперепончатую мышцы, находят на бедре седалищный нерв. Приподнимают его и на всём протяжении осторожно отделяют от окружающих тканей. Бедренную кость и мышцы бедра отделяют от препарата выше коленного сустава.

Затем переходят к выделению икроножной мышцы. Для этого отделяют мышцу от голени. Кости голени и другие мышцы голени удаляют, перерезая их ниже коленного сустава и выше пяточного сустава. Стопу отрезают ниже пяточного сустава.

В результате получают нервно-мышечный препарат, который является универсальным объектом для исследования функций скелетных мышц и нервов.

1 — перерезка позвоночника после обездвиживания лягушки. 2 — снятие кожи с задних конечностей. 3 — линия разделения нижней части туловища. 4 — удаление копчиковой кости. 5,6 — этапы выделения седалищного нерва. 7 — выделение икроножной мышцы и места перерезки бедра и голени. 8 — нервно-мышечный препарат.

Рис. 1 Этапы приготовления нервно-мышечного препарата.

Следует помнить, что при небрежном приготовлении препарата (прикосновении к нерву руками или металлическими предметами, натяжении, высыхании, механических повреждениях) препарат быстро теряет возбудимость. Поэтому во время проведения опыта необходимо прикасаться к нерву стеклянным крючком и часто увлажнять нерв и мышцы физиологическим раствором.

Рекомендации к оформлению протокола.

2. Зарисовать основные этапы приготовления нервно-мышечного препарата.

Работа 1. 2 Сравнение возбудимости нерва и мышцы.

Возбуждение — это процесс, характеризующийся изменением заряда мембраны при действии определённой силы раздражения. Возбудимость — это свойство возбудимой ткани возбуждаться при действии раздражения. Мерой возбудимости является порог раздражения. Порог раздражения — это минимальная сила раздражения, которая вызывает распространяющееся возбуждение, характеризующееся потенциалом действия. Величина порога раздражения для каждой клетки индивидуальна и зависит от разности между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации. Возбудимость и порог раздражения находятся в обратно пропорциональной зависимости. Чем больше порог, тем меньше возбудимость и наоборот. Так, например, нервная ткань обладает высокой возбудимостью и низким порогом, а мышечная ткань — низкой возбудимостью и высоким порогом.

Цель работы.Научиться измерять возбудимость нерва и мышцы. Сравнить возбудимость нерва и мышцы по величине порога раздражения.

Оснащениекимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, пластина с раздражающими электродами для нерва, электрический стимулятор, двухполюсный ключ, чернила, бумага, физиологический раствор для холоднокровных животных. Эксперимент выполняют на лягушке.

Содержание работы. Собирают установку по схеме, представленной на рис. 2.

Рис. 2 Установка для графической регистрации мышечных сокращений.

1 — электрический стимулятор.

4 — икроножная мышца лягушки, фиксированная за коленный сустав к верхнему крючку и

за пяточное сухожилие к нижнему крючку.

5 — регистрирующий рычажок.

7 — барабан кимографа с закрепленной на нём бумагой.

10 — столик с электродами для раздражения нерва.

Приготовленный нервно-мышечный препарат закрепляют за два крючка миографа, накалывая на верхний крючок коленный сустав и на нижний крючок сухожилие с пяточными костями. Седалищный нерв располагают горизонтально так, чтобы он контактировал с раздражающими электродами, вмонтированными в пластиковый столик-ванночку. Под нерв и на него помещают тонкий слой ваты, обильно смоченной физиологическим раствором. Включают стимулятор. Ручку плавной регулировки напряжения устанавливают в положение «О В», а переключатель частоты — в положение «1 Гц». Двухполюсный ключ устанавливают в положение «Нерв» и, постепенно вращая ручку плавной регулировки силы тока, находят его минимальную силу (порог раздражения), вызывающую сокращение мышцы. Подводят к ленте кимографа рычажок миографа с писчиком, наполненным чернилами, и записывают мышечное сокращение при непрямом раздражении мышцы. Затем переводят ключ в положение «Мышца» и аналогичным способом определяют порог раздражения мышцы при ее прямом раздражении. Запись производят на ленте кимографа (рис. 3).

Стрелками показаны моменты нанесения раздражения, цифрами — сила раздражения в Вольтах.

Рис. 3 Миограмма икроножной мышцы лягушки при непрямом (А) и прямом (Б) раздражении с помощью одиночных ударов тока.

Анализ результатов и выводы.

В выводе дать обоснованную сравнительную оценку возбудимости нерва и мышцы в соответствии с величиной порогов их раздражения.

Рекомендации к оформлению протокола.

1. Зарисовать схему установки.

3. Вклеить полученную миограмму в тетрадь, сделать на ней обозначения.

источник

РАБОТА 3. 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, то есть минимальная сила раздражителя, при действии которой возникает ответная реакция. В экспериментальных условиях для определения возбудимости мышцы применяют прямой метод ее раздражения, то есть раздражение, наносимое непосредственно на мышцу. Возбудимость нерва исследуют раздражением нерва, иннервирующего данную мышцу, то есть методом непрямого раздражения мышцы.

Для работы необходимо: препаровальный набор инструментов, лоток, салфетки, операционный столик, Раствор Рингера, лягушка, кимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, стимулятор, раздражающие электроды, чернила, бумага.

Ход работы. Готовят нервно-мышечный препарат лягушки. Собрать установку по схеме, представленной на рисунке6.

Рис.6. Схема установки для регистрации мышечных сокращений: 1 – кимограф; 2 – вертикальный миограф; 3 – стимулятор.

Для графической регистрации движений 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 крепят раздражающие электроды с помощью специальной муфты, на которые помещают нерв нервно-мышечного препарата. Электроды соединены с клеммами стимулятора. Ручку регулировки амплитуды устанавливают на 0. 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. Запись производят на ленте остановленного кимографа, поворачивая барабан рукой после каждой стимуляции.

Рекомендации к оформлению работы. Записать ход работы, зарисовать схему установки для прямого и непрямого раздражения мышцы. Записать результаты опыта, вклеить полученную кимограмму. Дать оценку возбудимости нерва и мышцы, сравнив пороги их возбуждения.

Советуем прочитать:  Болят ягодичные мышцы больно сидеть

Физиология мышц

Вопросы для самоподготовки.1. Общие физиологические свойства мышц. 2. Виды сокращения мышц. 3. Механизм мышечного сокращения. 4. Физиологические особенности скелетных мышц. 5. Топография и физиологические свойства гладких мышц.

По морфологическим признакам выделяют три группы мышц: 1) поперечно-полосатые скелетные мышцы; 2) гладкие мышцы; 3) сердечную мышцу (миокард).

Функции поперечно-полосатых мышц: 1) двигательная (динамическая и статическая); 2) обеспечения дыхания; 3) мимическая; 4) рецепторная; 5) депонирующая; 6) терморегуляторная.

Функции гладких мышц: 1) поддержание давления в полых органах; 2) регуляция давления в кровеносных сосудах; 3) опорожнение полых органов и продвижение их содержимого.

Основная функция сердечной мышцы – насосная, обеспечение движения крови по сосудам.

Физиологические свойства скелетных мышц:

1) возбудимость (ниже, чем в нервном волокне);

2) проводимость (низкая, порядка 10-13 м/с);

3) рефрактерность (занимает по времени больший отрезок, чем у нервного волокна);

4) лабильность (функциональная подвижность, около 250 имп./с);

5) сократимость (способность укорачиваться или (и) развивать напряжение).

6) Эластичность (способность развивать напряжение при растягивании).

Структурно-функциональной единицей скелетных мышц является многоядерное мышечное волокно. Объединяясь в пучки, эти волокна образуют мышцу. Специфическим свойством мышц является сократимость. Мышечное сокращение проявляется в укорочении мышцы и (или) развитии ею механического напряжения. В зависимости от условий стимуляции и функционального состояния мышцы может возникнуть одиночное, слитное (тетаническое) сокращение или контрактура мышцы (стойкое длительное, иногда необратимое сокращение мышц, сохраняющееся после прекращения действия раздражителя – при отравлении некоторыми ядами, лекарственными средствами, нарушении обмена веществ, повышении температуры тела).

Мышечному сокращению предшествует процесс возбуждения, электрографическим проявлением которого является биопотенциал. По времени своего развития биопотенциал совпадает с латентным периодом мышечного сокращения. Амплитуда одиночного сокращения мышцы зависит от количества сократившихся миофибрилл. Возбудимость отдельных групп волокон, составляющих целую мышцу, различна, поэтому пороговая сила тока вызывает сокращение лишь наиболее возбудимых мышечных волокон. Амплитуда такого сокращения минимальна. При увеличении силы раздражающего тока в процесс возбуждения последовательно вовлекаются и менее возбудимые группы мышечных волокон; амплитуда сокращений суммируется и растет до тех пор, пока в мышце не останется волокон, не охваченных процессом возбуждения. В этом случае регистрируется максимальная амплитуда сокращений.

Рис.7 Скелетная мышца состоит из поперечнополосaтых мышечных волокон. Значительный объём МВ занимают миофибриллы. Расположение светлых и тёмных дисков в параллельных друг другу миофибриллах совпадает, что приводит к появлению поперечной исчерченности. Структурная единица миофибрилл — саркомер, сформированный из толстых (миозиновых) и тонких (актиновых) нитей. Расположение тонких и толстых нитей в саркомере показано слева и слева внизу. G‑актин — глобулярный, F‑актин — фибриллярный актин.

Физиологические особенности гладких мышц.Гладкие мышцы имеют те же физиологические свойства, что и скелетные, но имеют и свои особенности:

1) нестабильный мембранный потенциал, который поддерживает мышцы в состоянии постоянного частичного сокращения – тонуса;

2) самопроизвольную автоматическую активность;

3) сокращение в ответ на растяжение;

5) высокую чувствительность к химическим, в том числе фармакологическим веществам.

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 590 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

источник

Работа 1. 2 Сравнение возбудимости нерва и мышцы

Возбуждение — это процесс, характеризующийся изменением заряда мембраны при действии определённой силы раздражения. Возбудимость — это свойство возбудимой ткани возбуждаться при действии раздражения. Мерой возбудимости является порог раздражения. Порог раздражения — это минимальная сила раздражения, которая вызывает распространяющееся возбуждение, характеризующееся потенциалом действия. Величина порога раздражения для каждой клетки индивидуальна и зависит от разности между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации. Возбудимость и порог раздражения находятся в обратно пропорциональной зависимости. Чем больше порог, тем меньше возбудимость и наоборот. Так, например, нервная ткань обладает высокой возбудимостью и низким порогом, а мышечная ткань — низкой возбудимостью и высоким порогом.

Для того, чтобы исследовать, что происходит с возбудимостью при возбуждении, необходимо после первого раздражения, вызывающего возбуждение, многократно повторно раздражать возбудимую ткань в различные фазы потенциала действия. Необходимо для каждой фазы потенциала действия найти порог раздражения, то есть минимальную силу раздражения, которая вызовет второе возбуждение. График изменения возбудимости во время потенциала действия строится экспериментально по точкам, в отличие от графика потенциала действия, который регистрируется на осциллографе при раздражении возбудимой ткани (рис. 2).

В — возбудимость. СП — суперномальная возбудимость. АР — абсолютная рефрактерность. ОР — относительная рефрактерность. ЭК — экзальтация. СБ — субнормальная возбудимость.

Рис. 2. Изменения возбудимости при возбуждении.

Во время предспайка разница между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации уменьшается. Появляется возможность дополнительным пороговым раздражением меньшей величины быстрее открыть поры для ионов Na + и достичь уровня критической деполяризации мембраны и быстрее вызвать потенциал действия. Возбудимость как обратная величина порога при этом увеличивается и становится супернормальной.

При спайке открываются все поры для ионов Na + , и натрий поступает снаружи внутрь клетки. Поэтому никакая величина раздражения не способна усилить процесс возбуждения. Порог раздражения увеличивается до бесконечности, а возбудимость, как обратная величина, падает до нуля. Падение происходит мгновенно при достижении заряда мембраны уровня её критической деполяризации. Наступает период абсолютной рефрактерности или полной невозбудимости. Свойство возбуждаться исчезает, так как мембрана уже возбуждена.

Во время реполяризации поры для ионов Na + постепенно закрываются, поэтому появляется возможность их заново открыть дополнительным раздражением. Однако сила раздражения должна быть выше, чем величина исходного порогового раздражения. Наступает период относительной рефрактерности, когда возбудимость постепенно восстанавливается до исходного уровня. Фазы абсолютной и относительной рефрактерности имеют важное физиологическое значение для понимания механизмов многих функциональных процессов в возбудимых тканях.

Во время отрицательного следового потенциала разница между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации меньше, чем в состоянии покоя. Порог раздражения также меньше, а возбудимость больше. Наступает стадия экзальтации, имеющая самостоятельное значение в ряде физиологических процессов,

Во время положительного следового потенциала разница между уровнем заряда мембраны и уровнем критической деполяризации увеличивается, порог раздражения увеличивается, и возбудимость уменьшается. Наступает период субнормальной возбудимости или вторичной относительной рефрактерности.

Цель работы.Научиться измерять возбудимость нерва и мышцы. Сравнить возбудимость нерва и мышцы по величине порога раздражения.

Оснащениекимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, пластина с раздражающими электродами для нерва, электрический стимулятор, двухполюсный ключ, чернила, бумага, физиологический раствор для холоднокровных животных. Эксперимент выполняют на лягушке.

Содержание работы. Собирают установку по схеме, представленной на рис. 3.

Рис. 3 Установка для графической регистрации мышечных сокращений.

1 — электрический стимулятор.

4 — икроножная мышца лягушки, фиксированная за коленный сустав к верхнему крючку и

за пяточное сухожилие к нижнему крючку.

5 — регистрирующий рычажок.

7 — барабан кимографа с закрепленной на нём бумагой.

10 — столик с электродами для раздражения нерва.

Приготовленный нервно-мышечный препарат закрепляют за два крючка миографа, накалывая на верхний крючок коленный сустав и на нижний крючок сухожилие с пяточными костями. Седалищный нерв располагают горизонтально так, чтобы он контактировал с раздражающими электродами, вмонтированными в пластиковый столик-ванночку. Под нерв и на него помещают тонкий слой ваты, обильно смоченной физиологическим раствором. Включают стимулятор. Ручку плавной регулировки напряжения устанавливают в положение «О В», а переключатель частоты — в положение «1 Гц». Двухполюсный ключ устанавливают в положение «Нерв» и, постепенно вращая ручку плавной регулировки силы тока, находят его минимальную силу (порог раздражения), вызывающую сокращение мышцы. Подводят к ленте кимографа рычажок миографа с писчиком, наполненным чернилами, и записывают мышечное сокращение при непрямом раздражении мышцы. Затем переводят ключ в положение «Мышца» и аналогичным способом определяют порог раздражения мышцы при ее прямом раздражении. Запись производят на ленте кимографа (рис. 4).

Стрелками показаны моменты нанесения раздражения, цифрами — сила раздражения в Вольтах.

Рис. 4 Миограмма икроножной мышцы лягушки при непрямом (А) и прямом (Б) раздражении с помощью одиночных ударов тока.

Советуем прочитать:  Что принимают при воспалении мышц

Анализ результатов и выводы.

В выводе дать обоснованную сравнительную оценку возбудимости нерва и мышцы в соответствии с величиной порогов их раздражения.

Рекомендации к оформлению протокола.

1. Зарисовать схему установки.

3. Вклеить полученную миограмму в тетрадь, сделать на ней обозначения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8486 — | 7361 — или читать все.

85.95.179.227 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Определение порога возбуждения нервной и мышечной ткани.

Нервная и мышечная ткани обладают различной возбудимостью. Мерой возбудимости служит порог возбуждения, та минимальная сила раздражителя, которая способная вызвать процесс возбуждения. Показателем возникшего в мышце возбуждения является ее сокращение.

Для определения порога возбуждения нерва электроды прикладываются к нерву. Такой способ раздражения называется непрямое раздражение. По достижении пороговой силы тока, в нерве возникает распространяющееся возбуждение, которое, доходя до мышцы, вызывает ее сокращение. Величина электрического тока, вызывающая минимальное сокращение, отражает возбудимость нерва.

Непосредственное воздействие на мышечные волокна, когда раздражающие электроды располагаются на самой мышце, получило название прямого раздражения. При такой постановке опыта сокращение мышцы возникает по достижении порога возбуждения для мышечных волокон, его сила характе­ризует возбудимость мышцы.

Сравнивая пороговые величины при непрямом и прямом раздражении, можно судить о разнице возбудимости нерва и мышцы. Измерения показывают, что порог непрямого раздражения меньше, чем прямого, следовательно, возбудимость нерва выше, чем возбудимость мышцы.

О с н а щ е н и е: кимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, раздражающие электроды, электростимулятор, набор инструментов для препарирования, бумага, вода, раствор Рингера. Работу проводят на лягушке.

С о д е р ж а н и е р а б о т ы. Соберите установку для работы с нервно-мышечным препаратом (см. предыдущее занятие). Приготовьте нервно-мышечный препарат лягушки, который зафиксируйте в штативе в вертикальном положении за пяточное сухожилие снизу и коленный сустав сверху.

Седалищный нерв расположите на электродах, наложите на него тонкий слой ваты, обильно смоченный раствором Рингера. Ахиллово сухожилие мышцы посредством нити присоедините к пишущему рычагу, писчик которого приставьте к поверхности барабана кимографа. Включите в сеть стимулятор и поставьте его переключатели на нужные параметры раздражения: частота – 1 имп/с, длительность – 1 мс, амплитуда – «0» и, медленно вращая ручку регулировки силы тока, найдите его минимальную силу (порог раздражения), вызывающую минимальное сокращение мышцы. Эта величина и будет порогом возбуждения нерва.

Запишите мышечное сокращение при непрямом раздражении мышцы на кимографе.

Затем определите порог возбуждениямышцы. Для этого используйте в качестве раздражающих электродов очищенные концы проводов, которые оберните вокруг мышцы в ее безнервном участке. Определите минимальную силу тока, вызывающую пороговое сокращение, т.е. порог прямого раздражения мышцы. Запишите кимограмму.

Запись производите на ленте остановленного кимографа, поворачивая барабан рукой после каждой стимуляции.

1. Зарисуйте в тетради схему опыта.

2. Вклейте полученную кимограмму в тетрадь и сделайте на ней обозначения в соответствии с эталоном (рис. 9).

2. Сравните величины порогов прямого и непрямого раздражения мышцы.

3. Дайте оценку возбудимости нерва и мышцы, сравнив пороги их возбуждения. В чем, причина разницы этих величин.

4. Какое биологическое значение имеет разница порогов возбуждения нерва и мышцы.

Рис. 9. Кимограмма определения порога возбуждения

а – непрямое раздражение; б – прямое раздражение;

источник

Определение порога возбуждения нервной и мышечной ткани

Нервная и мышечная ткани обладают различной возбудимостью. Мерой возбудимости служит порог возбуждения, та минимальная сила раздражителя, которая способная вызвать процесс возбуждения. Показателем возникшего в мышце возбуждения является ее сокращение.

Для определения порога возбуждения нерва электроды прикладываются к нерву. Такой способ раздражения называется непрямое раздражение. По достижении пороговой силы тока, в нерве возникает распространяющееся возбуждение, которое, доходя до мышцы, вызывает ее сокращение. Величина электрического тока, вызывающая минимальное сокращение, отражает возбудимость нерва.

Непосредственное воздействие на мышечные волокна, когда раздражающие электроды располагаются на самой мышце, получило название прямого раздражения. При такой постановке опыта сокращение мышцы возникает по достижении порога возбуждения для мышечных волокон, его сила характе­ризует возбудимость мышцы. Сравнивая пороговые величины при непрямом и прямом раздражении, можно судить о разнице возбудимости нерва и мышцы. Измерения показывают, что порог непрямого раздражения меньше, чем прямого, следовательно, возбудимость нерва выше, чем возбудимость мышцы.

О с н а щ е н и е: кимограф, универсальный штатив с вертикальным миографом, раздражающие электроды, электростимулятор, набор инструментов для препарирования, бумага, вода, раствор Рингера. Работу проводят на лягушке.

С о д е р ж а н и е р а б о т ы. Соберите установку для работы с нервно-мышечным препаратом Приготовьте нервно-мышечный препарат лягушки, который зафиксируйте в штативе в вертикальном положении за пяточное сухожилие снизу и коленный сустав сверху. Седалищный нерв расположите на электродах, наложите на него тонкий слой ваты, обильно смоченный раствором Рингера. Включите в сеть стимулятор и медленно вращая ручку регулировки силы тока, найдите его минимальную силу (порог раздражения), вызывающую минимальное сокращение мышцы. Эта величина и будет порогом возбуждения нерва. Запишите мышечное сокращение при непрямом раздражении мышцы на кимографе.

Затем определите порог возбуждениямышцы. Для этого используйте в качестве раздражающих электродов очищенные концы проводов, которые оберните вокруг мышцы в ее безнервном участке. Определите минимальную силу тока, вызывающую пороговое сокращение, т.е. порог прямого раздражения мышцы. Запишите кимограмму. Запись производите на ленте остановленного кимографа, поворачивая барабан рукой после каждой стимуляции.

1. Вклейте полученную кимограмму в тетрадь.

2. Укажите на кимограмме величины силы тока действующего раздражителя. Отметьте пороговую величину при прямом и не прямом раздражении.

Сравните величины порогов прямого и непрямого раздражения мышцы.

источник

ВОЗБУЖДЕНИЕ НЕРВА И МЫШЦЫ

Из рассмотренных выше положений ясно, что мышца сокращается лишь тогда, когда в ней возникнет возбуждение, что импульсы, вызывающие в ней этот процесс, идут из центральной нервной системы, что непосредственной «станцией отправления» являются мотонейроны, по длинным отросткам которых — эфферентным двигательным нервным волокнам — эти импульсы проводятся к мышечным волокнам и передаются через нервно-мышечные синапсы. Следует выяснить более детально, в чем заключается процесс возбуждения.

Возбуждениеэто очень сложный биологический процесс, который лежит в основе деятельности органов, тканей и клеток организм.а. Возбуждаясь, каждый орган выполняет свою специфическую функцию: например, железы пищеварительного тракта вырабатывают ферменты, железы внутренней секреции-—гормоны, мышцы производят сократительный акт. Наряду с такими совершенно различными специфическими реакциями имеются и общие черты в возбуждении различных органов. Это относится прежде всего к электрическим явлениям — первым и основным процессам, в которых проявляется возбуждение.

Электрические свойства нервных и мышечных клеток в состоянии покоя. Мембранный потенциал. В покое клетка имеет определенный электрический заряд. Снаружи сарколемма заряжена положительно, а изнутри — отрицательно. Возникновение этого двойного электрического заряда связано с особыми свойствами мембраны. Она обладает избирательной проницаемостью для различных ионов. Так, она относительно легко пропускает положительно заряженные ионы (катионы) калия (К+) и почти не пропускает катионы натрия (Nа+). Не могут пройти через мембрану и крупные молекулы белковых анионов. Если бы она была проницаема для всех этих веществ, то содержание их внутри и вне клетки стало бы одинаковым. В связи с избирательной и ограниченной проницаемостью мембраны поддерживается разная концентрация различных ионов внутри клетки и в окружающей ее среде — в межтканевой жидкости. Калия внутри клетки содержится в 30—40 раз больше, чем снаружи, а натрия —в 10—12 раз меньше. В силу разности концентраций катионы К + выходят из клетки наружу (мембрана для них проницаема), ионы же Nа + проникнуть внутрь не могут (мембрана в состоянии покоя для них почти непроницаема). Не могут выйти наружу через мембрану и анионы. В связи с диффузией К+ наружу и под влиянием электростатических сил притяжения между противоположно заряженными ионами анионы концентрируются у поверхности мембраны изнутри, а катионы — снаружи, образуя, таким образом, на мембране двойной электрический слой, т. е. поляризуя ее. Разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны, называемая потенциалом покоя (ПП), или мембранным потенциалом (МП), равна 70—90 мв.

Советуем прочитать:  Что использовать для быстрого набора мышц

Изменения электрического состояния клетки при возбуждении. Потенциал действия. При раздражении клетки происходит изменение мембранного потенциала покоя. Возбужденный участок мембраны оказывается снаружи заряженным отрицательно по отношению к своей внутренней поверхности. Иными словами, происходит перезарядка мембраны, смена знаков зарядов — инверсия потенциала покоя. Этот процесс обусловлен изменениями проницаемости мембраны под влиянием раздражения. Она на какое-то короткое время становится значительно более проницаемой для ионов Na+, чем для ионов К + . Ионы Na + , которых в межтканевой жидкости, как уже указывалось, в 10—12 раз больше, чем внутри клетки, начинают проникать внутрь. Нейтрализуя отрицательный заряд внутренней поверхно-сти мембраны в раздражаемом участке, они снижают тем самым существовавшую в покое разность потенциалов, т. е. приводят к деполяризации мембраны. Интересно, что этот процесс сам себя подкрепляет: начинающаяся деполяризация повышает проницаемость мембраны для ионов Nа + ; диффузия катионов Na + углубляет деполяризацию; в связи с этим проницаемость для этих ионов становится еще более значительной и т. д. В результате этого процесса происходит не только деполяризация мембраны, но и ее перезарядка: внутренняя поверхность ее в раздражаемом участке становится заряженной положительно, а наружная по отношению к ней — отрицательно. При измерении разности потенциалов между наружной и внутренней поверхностями клетки оказывается, что вместо заряда — 90 мв внутри, который отмечался в состоянии покоя, там обнаруживается заряд + 30— 40 мв. Проникновение положительно заряженных ионов Na + внутрь клетки привело к развитию электрического процесса, характеризующегося напряжением 120—130 мв <от—90 до +30 мв). Этот процесс — колебание потенциала покоя — получил название потенциала действия (ПД). Он характеризует возникновение возбуждения в нервной или мышечной клетке.

Рис.6 Потенциал действия скелетного мышечного волокна (А) (а-фаза деполяризации, б-фаза реполяризации) и схема (Б) перемещения ионов натрия и калия в участке возбуждения

В противоположность потенциалу покоя, отличающемуся постоянством, потенциал действия представляет собой быстро протекающий процесс. Он состоит из двух фаз — фазы деполяризации, которая приводит к перезарядке мембраны, и фазы реполяризации, заключающейся в восстановлении исходного электрического состояния клетки — мембранного потенциала (рис. 6). Фаза реполяризации начинается в тот момент, когда потенциал действия достигает своей вершины — пика, т. е. амплитуды 120—130 мв. Проницаемость мембраны для ионов Nа+ при этом резко снижается, и дальнейшее их поступление внутрь почти прекращается. В этот момент проницаемость мембраны для ионов К+ оказывается значительно выше. В связи с отмечавшейся выше разностью концентрации калия внутри и снаружи клетки эти катионы начинают интенсивно покидать клетку. К этому процессу присоединяется и извлечение проникших в клетку ионов Nа+ — как бы «выкачивание» их. Все это приводит к восстановлению исходного состояния клетки — положительному заряду наружной поверхности мембраны и отрицательному — внутренней. Фаза деполяризации потенциала действия (восходящая фаза — см. рис. 6) длится около 1 мсек., в некоторых клетках — 0,5 мсек.; фаза реполяризации (нисходящая фаза) значительно длительнее первой.

Проведение возбуждения по нервным и мышечным волокнам. С потенциалом действия связано проведение возбуждения по нервным и мышечным волокнам. При возникновении потенциала действия между возбужденным участком и соседними, находящимися в состоянии покоя, возникает разность потен­циалов. Наружная поверхность возбужденного участка мембраны, как отмечалось выше, оказывается отрицательно заряженной, а соседнего с ним — находящегося в состоянии покоя — положительно заряженной. В связи с разностью потенциалов между этими соседними участками возникает электрический ток — так называемый местный ток действия. Этот ток является раздражителем участка волокна, находившегося до этого времени в состоянии покоя. Под влиянием раздражения в этом участке начинаются описанные выше процессы — деполяризация, повышение натриевой проницаемости и т. д., т. е. возникает потенциал действия. Затем возбуждается следующий участок волокна и т. д. Таким образом, проведение импульса заключается, по существу, в последовательном, один за другим, возбуждении участков волокна.

Передача возбуждения через синапсы происходит, как уже говорилось выше, через посредство химических веществ — медиаторов, вырабатываемых концевыми веточками аксонов. Химическим путем передается возбуждение как в синапсах центральной нервной системы, где разветвления одних аксонов образуют синапсы на теле и дендритах других, так и в нервномышечном, или мионевральном, синапсе. Медиатором окончаний мотонейрона в мышечных волокнах является ацетилхолин. При возбуждении нервных окончаний синаптические пузырьки, в которых содержится медиатор, лопаются, ацетилхолин проникает через пресинаптическую мембрану в синаптическую. щель и вызывает возбуждение постсинаптической мембраны. Последняя обладает высокой чувствительностью к этому воздействию. Под влиянием ацетилхолина повышается ее проницаемость для ионов Na+ и К + , происходит деполяризация и возникает постсинаптический потенциал. С постсинаптической мембраны возбуждение передается на другие (внесинаптические) участки мембраны мышечного волокна снова электрическим путем (см. рис. 4).

6. Значение функционального состояния нервно-мышечного аппарата для развития процесса возбуждения. Возбудимость. Способность живой ткани развивать возбуждение в ответ на раздражение называется возбудимостью. Таким образом, возбудимость является одним из основных свойств живой ткани, обеспечивающих взаимодействие организма со средой. Разные ткани обладают различной возбудимостью. Уровень возбудимости одной и той же ткани тоже изменчив. Умеренные воздействия на ткань повышают ее возбудимость, чрезмерные по силе или длительности понижают. Так, под влиянием разминки возбудимость центральной нервной, системы и нервно-мышечного аппарата повышается, при утомительной работе понижается.

Изменение возбудимости происходит закономерно во время протекания каждой волны возбуждения. Когда возникает потенциал действия (в течение фазы деполяризации), ткань становится невозбудимой: она не способна ответить на новое раздражение. Это так называемая абсолютная рефракторная фаза. Постепенно возбудимость ткани восстанавливается до исходного уровня, а затем становится на некоторое время даже выше его.

Возбудимость можно измерять. Чем выше возбудимость ткани, тем легче вызвать ее возбуждение — ответную реакцию. Минимальная сила раздражения, которая нужна, чтобы вызвать возбуждение ткани, характеризует так называемый порог возбудимости данной ткани и называется пороговой силой. Уровень возбудимости служит важным показателем функционального состояния ткани.

Функциональная подвижность (лабильность). Одним из важных факторов, от которых зависит деятельность возбудимых тканей (таких, как нервные клетки, синапсы, нервно-мышечный аппарат), является скорость протекания возбуждения, получившая название лабильности (Н. Е. Введенский). В одних образованиях волна возбуждения развивается и затухает с большой скоростью, в других значительно медленнее. От скорости возбуждения зависит частота импульсов, которую ткань может развить в единицу времени. Наиболее высока лабильность нервных волокон, значительно ниже лабильность мышечных волокон, нервных клеток и особенно синапсов.

Лабильность, как и возбудимость ткани, не постоянна. Умеренные воздействия увеличивают скорость протекания волны возбуждения, чрезмерные — ее уменьшают. Под влиянием разминки, например, лабильность центрально-нервных образований и нервно-мышечного аппарата повышается, при утомлении понижается.

Об уровне лабильности можно судить по разным показателям. Н.Е.Введенский предложил измерять ее максимальным числом волн возбуждения, которое может возникнуть в ткани в единицу времени (в 1 сек).

Работа мышц. В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энергию напряжения и кинетическую энергию движения. Различают внутреннюю и внешнюю работу. Внутренняя работа связана с трением в мышечном волокне при его сокращении. Внешняя работа проявляется при перемещении собственного тела, груза, отдельных частей организма (динамическая работа) в пространстве. Она характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД) мышечной системы, т.е. отношением производимой работы к общим энергетическим затратам (для мышц человека кпд составляет 15—20%, у физически развитых тренированных людей этот показатель несколько выше).

Дата добавления: 2014-01-06 ; Просмотров: 3313 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник