И.П. Ашмарин, А.А. Каменский, Г.С. Сухова - Руководство к практическим занятия по физиологии человека и животных (1128356), страница 9
Текст из файла (страница 9)
7. Потенциометр питается от батарейки карманного фонаря или любого стабилизированного источника постоянного тока; правый тумблер "1:1'* и "1:10" на панели потенциометра включает либо всю батарейку (1:1) на переменное сопротивление, либо 1/10 напряжения батарейки (1:10). Плавная ручка переменного сопротивления позволяет достаточно градуально менять напряжение на выходе потенциометра. Клеммы выхода обозначены "+*' и "' — '*. Эти знаки соответствуют действительности, если тумблер на верхней части потенциометра стоит в положении "катод".
Если тумблер ставится в положение "анод**, направление тока меняется на противоположное. Рис. 7. Принципиальная схема потенциометра для действия постоянного тока: О,„. и 0„„— напряжение питаюшей батарейки и выходное напряжение потенциометра соответственно; Т,; — тумблер для изменения направления постоянного тока; 7; — тумблер, закорачиваюший постоянное сопротивление Я, (это позволяет менять напряжение в 10 раз, т.е.
грубо)„Л, — переменное сопротивление для плавной регулировки напряжения на выходе потенциометра Раздел 1. Физиалогия нервов и мышц Раздражение осуществляется через нелоляризующиеся цинковые или серебряные электроды (применение обычных металлических электродов недопустимо, т.к. даже при небольшой постоянной разности потенциалов возникает поляризация на границе электролит— металл, искажающая результаты эксперимента). Они состоят из металла и его соли (Уп — ЕпБО, или Ац — АцС1). В цинковых неполяризующихся электродах на отрицательном полюсе ионы цинка из раствора соли Хп80, переходят в нейтральный цинк (Хп" + 2е-+Хп') и осаждаются на цинковой пластинке, а на положительном полюсе идет противоположный процесс — растворение Рис.
8. Схема неполяризуюцинковой пластинки (Хп'-+Уп" + 2е). шегосЯ электРода ДюбУа- Чтобы не возникало значительных концентрационных потенциалов, берется насыщенный раствор Хп80,. Ириготовление неполяризующихся электродов. Так как Хп БО, для мышцы ядовит, используется следующее устройство электрода (рис. 8): стеклянная трубочка заполняется снизу комочком глины (каолина), замешанной на растворе Рингера; сверху наливается до 1/3 части трубочки раствор ХпБО„в него опускается цинковая пластинка с отходящим от нее проводом.
В каолин снизу вставляется ватный фитилек, смоченный раствором Рингера, который непосредственно касается нерва. Кроме постоянного тока в задаче используются в качестве тестирующего тока кратковременные прямоугольные толчки тока, подаваемые от стимулятора ЭСЛ с частотой 10 — 30 Гц; длительность прямоугольного стимула — О, 5 мс. Блок-схема установки показана на рис. 9. Подготовка к работе. Опыт ведется на изолированном нервно- мышечном препарате (приготовление см. на с. 23 — 26). Препарат помещают в камеру (см. рис. 4 на с.
28), мышцу фиксируют за коленный сустав к пробке, а за ахиллово сухожилие прикрепляют ниткой к рычажку Энгельмана. Часть камеры, где находится мышца, заполняется раствором Рингера. Металлические электроды камеры, контактирующие с нервом, соединяют с выходом стимулятора: они будут служить тестирующими электродами.
На нерв рядом с его частью, лежащей на металлических электродах, накладывают фитилек одного неполяризующегося электрода; фитилек второго электрода помещают на кусочек позвоночника. Провода от цинковых пластинок неполяризующихся электродов при- 46 Часть |. Малый практикум по физиологии человека и животных Рис. 9. Блок-схема установки: 1 — камера с нервно-мышечным препаратом; 2 — фитильковые электроды; 3 — неполяризующиеся электроды соединяют к выходу потенциометра: ближний к мышце электрод соединяют с клеммой "—" (в этом слу- чае электрод, находящийся на позвоночнике, будет анодом). В отделении камеры, где помещен нерв, поддерживается влажная атмосфера.
ХОД РАБОТЫ Последовательность проведения опыта следующая: 1) определяют реобазу при нисходящем направлении посто- янного тока (ближний к мышце электрод — катод); 2) определяют порог раздражения для тестирующего тока (на стимуляторе устанавливают частоту 10 — 30 Гц, длительность стимула — 0,5 мс); 3) регистрируют катэлектротон; 4) регистрируют анэлектротон. Устанавливают скорость движения ленты самописца 2,5 мм/с и сразу начинают запись мышечных сокращений.
Включают пороговый тестирующий ток. На его действие мышца отвечает нерегулярными вздрагиваниями (возбуждается часть нервных волокон). На этом фоне на короткое время включают нисходящий постоянный ток, напряжение которого равно двум реобазам. Это делается для того, чтобы убедиться, есть ли эффект. Затем исследуют действие ряда напряжений постоянного тока, кратных реобазе: 1/4, 1/2, 3/4, 1, 2, 3, 4 и т.д.
Так как в момент пропускания постоянного тока в области катода возбудимость нерва повышается (катэлектротон), на пороговую силу раздражения тестирующим током начинают отвечать большая часть или все нервные волокна, в связи с чем наблюдается тетаническая форма сокращения мышцы. Выключив тестирующий ток, можно убедиться в том, что один постоянный ток тетануса вызвать не может; Включают тестирующий ток выше пороговой силы, при которой на его действие мышца отвечала тетанусом, но не максимальной величины. На фоне записи этого тетануса на короткое время включается восходящий постоянный ток (теперь ближний к мышце электрод — анод) вначале напряжением в две реобазы, а затем напряжением, кратным 1/4, 1/2, 3/4 и т.д.
значениям реобазы. Раздел 1. Физиология нервов и мышц 47 ОБРАБОТКА И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ Рекомендуемая лнщература 1. Физиология человека/Под ред. Г,И.Косицкого, М., 1985. С. 33 — 41 2. Физиология человека/Под ред. Р.Шмидта, Г.Тевса: В 3 т. Т, 1. М., ! 985. С. 30 — 35. При пропускании постоянного тока в области анода возбудимость нерва падает. Тестирующий ток, который возбуждал до этого большую часть нервных волокон, теперь либо совсем не может возбудить нерв, либо возбуждает незначительное число нервных волокон.
Вследствие этого наблюдается полное расслабление мышцы или снижение амплитуды тетануса в момент пропускания постоянного тока. Таким образом, хотя в работе и не производится определение порогов раздражения во время пропускания постоянного тока, однако этот косвенный метод позволяет судить качественно о повышении и понижении возбудимости в участках нерва, расположенных под электродами постоянного тока. При оформлении задачи подсчитайте в процентах, на какую величину повышалась или понижалась высота сокращения при действии постоянного тока на нерв.
Сравните цифры при действии постоянного тока разной силы отдельно для каиэлектротона и анэлектротона. Объясните повышение амплитуды тетануса после выключения постоянного тока при анэлектротоне и падение амплитуды сокращения после выключения постоянного тока при катэлектротоне.
Теми 1. ИНТЕГРАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЦНС (НА ПРИМЕРЕ РЕФЛЕКСОВ СПИННОГО МОЗГА). СУММАЦИЯ В НЕРВНЫХ ЦЕНТРАХ ВВЕДЕНИЕ Спинной мозг лягушки - классический объект в исследовании координации рефлекторных актов и процессов суммации в ЦНС. Кажущиеся простыми рефлекторные реакции спинного мозга лягушки на самом деле выполняются с помощью сложнейших механизмов.
Они находятся под контролем вышележащих отделов головного мозга (мозжечка, таламуса, ретикулярной формации, стриапаллидарной системы, моторной коры). Поэтому отделение спинного мозга от головного ( как это будет рекомендовано в разделе "Методика" ) несомненно приведет к нарушениям деятельности спинного мозга. Но, с другой стороны, именно такая модель, как препарат лягушки с разрушенным головным, но сохраненным интактным спинным мозгом, позволяет выяснить механизмы координации, интеграции и другие принципы функционирования спинного мозга.
У амфибий хорошо развито перимедуллярное сплетение на поверхности спинного мозга, которое образовано коллатералями заднекорешковых волокон, дендритами промежуточных нейронов и мотонейронов. По-видимому, именно это сплетение обеспечивает возможность у лягушки осуществлять коротколатентные взаимодействия нервных клеток при их возбуждении.
Мотонейроны спинного мозга имеют большую величину и расположены компактными группами в передних рогах серого вещества спинного мозга. На срезах мозга хорошо видна разная форма Раздел 11. Физиология центральной нервной системы 49 мотонейронов (вытянутая или веретенообразная), их величина достигает 50 — 70 мк в длину и 25 мк в ширину. Дендриты мотонейронов заходят в белое вещество спинного мозга. Промежуточные нейроны имеют меньшие размеры клеточных тел, и часть из них располагается в области дендритных разветвлений мотонейронов. Была определена плотность расположения мотонейронов по всей длине спинного мозга у лягушки Кала р~р~епю.
С каждой стороны спинного мозга насчитывается по 3924 — 3932 мотонейронов. Мотонейроны плечевого сплетения образуют латерально и медиально расположеннные столбы нервных клеток. Медиальные столбы более диффузны и содержат меньше мотонейронов. В поясничном отделе ярко выражены латеральные столбы мотонейронов, отвечающие за координационный аппарат движений задних конечностей. Медиальные столбы мотонейронов на этом уровне отсутствуют и выявляются снова только в каудальном отделе. Это немногочисленные нейроны, они служат координационным аппаратом хвостовой мускулатуры, исчезающей при метаморфозе. О характере дискриминации и координации двигательных актов передних и задних конечностей лягушки говорят следующие цифры: в плечевом отделе расположено примерно 52 — 5б% мотонейронов, в грудном — 10 — 12%, в поясничном 34 — 39%.