Реферат: С. В. Шмалєй > М.І. Гайдай > О. М. Гасюк > Ю. В. Кравченко

Міністерство освіти і науки України

Херсонський державний педагогічний університет

кафедра біології людини


С.В. Шмалєй

М.І. Гайдай

О.М. Гасюк

Ю.В. Кравченко


МЕТОДИЧНІ РОЗРОБКИ
ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ З ФІЗІОЛОГІЇ ЛЮДИНИ ТА ТВАРИН
(частина І)


для всіх спеціальностей стаціонарної, заочної та

екстернатної форми навчання

психолого-природничого факультету


Назва роботи. Методичні розробки лабораторних занять з фізіології

людини та тварин (частина І)


Укладачі: Шмалєй С.В. - кандидат біологічних наук, доцент, декан

психолого-природничого факультету

Гайдай М.І. – кандидат медичних наук, доцент

Гасюк О.М. – асистент кафедри біології людини

Кравченко Ю.В. - асистент кафедри біології людини


Рецензенти: Кошелєва В.Д. - кандидат біологічних наук, доцент,

завідувач кафедрою біології людини

Яковлева С.Д. – кандидат медичних наук, доцент,

завідувач кафедрою дефектології


Методичні розробки Схвалено науково-

обговорені на засіданні методичною радою

кафедри біології людини університету

(протокол № 3) ( протокол № 2)

від 19.11.2001. від 24.12.2001.


Рекомендовано до видання

Вченою радою

Херсонського державного

педагогічного університету

(протокол № 4)

від 8.01.2002.


Людина – це єдина по найвищий

саморегуляції система, яка сама себе

підтримує, відновлює і, навіть, удосконалює.
^ І.П. Павлов

Курс “Фізіологія людини та тварин” є фундаментальним для спеціаліста-біолога. Знання про нормальне функціонування клітин, тканин, органів, систем органів та організму в цілому, як найскладнішої функціональної системи, є основою для формування наукового світогляду майбутнього викладача або науковця.

Фізіологія людини та тварин містить у собі дослідження різних систем та органів організму, що визначається тенденцією у сучасній науці до інтеграції вузьких спеціальностей, що вивчають перебіг фізіологічних процесів.

Даний посібник сформований у відповідності до програми з курсу “Фізіологія людини та тварин” та включає в себе: тематику та плани лекційних занять, лабораторний практикум для денної, заочної та екстернатної форми навчання, питання для самостійної підготовки студентів, тематику курсових робіт та рекомендовану літературу для курсу. Також надаються не тільки ґрунтовні методики виконання експериментів, а і теоретичні основи фізіологічних явищ, що вивчаються.

Методичні рекомендації адресовані викладачам, студентам, магістрам та аспірантам відповідних спеціальностей.


З повагою,

колектив авторів.


^ ТЕМАТИКА ТА ПЛАНИ ЛЕКЦІЙНИХ ЗАНЯТЬ


Лекція 1.

Тема. Вступ до фізіології людини та тварин. (2 години).

План.

Історія розвитку фізіології людини та тварин.

1.1. Емпіричний період розвитку знань про життедіяльність організму.

1.2 Період становлення фізіології як самостійної науки.

1.3.Фізіологія людини та тварин на сучасному рівні.

Предмет та об’єкт фізіології як науки.

Основні розділи фізіології людини та тварин та її зв’язок з іншими науками.

Методи фізіологічних досліджень.

Організм, рівні його організації.



Лекція 2.

Тема. Фізіологія збудження. (2 години).

План.

Поняття подразнення та подразливості , збудження та збудливості.

Класифікація подразників.

Особливості збудливих тканин.

Методи вивчення збудливих клітин.



Лекція 3.

Тема. Електричні явища на клітинній мембрані. (2 години).

План.

Будова та основні властивості клітинної мембрани та іонних каналів.

Трансмембранні токи речовин.

Мембранний потенціал.

Потенціал дії.



Лекція 4.

Тема. Закони подразнення. (2 години).

План.

Закони подразнення.

1.1. Закон сили.

1.2. Закон тривалості.

1.3. Закон градієнту.

Біоелектричні явища.



Лекція 5.

Тема. Види збудження. (2 години).

План.

Характеристика місцевого збудження.

Характеристика збудження, що поширюється.

Зміни збудливості під час збудження.

Лабільність, песімум, парабіоз.



Лекція 6 - 7.

Тема. Фізіологія м’язів . (4 години).

План.

Структура та іннервація різних видів м’язової тканини.

Механізм м’язового збудження.

Структура саркомера та механізм скорочення м’язового волокна.

Поодиноке скорочення та тетанус.

Механіка м’язів.

Енергетика м’язів.



Лекція 8.

Тема. Фізіологія синапсу. (2 години).

План.

Види та будова синапсів.

Механізм передачі збудження у хімічному синапсі.

Виникнення збуджуючого та гальмуючого післясинаптичних потенціалів.

Види взаємодії між синапсами.

Класифікація медіаторів.



Лекція 9.

Тема. Фізіологія нейрона. (2 години).

План.

Функції та загальний принцип будови нервової системи.

Нейрон, його будова та функції.

Порівняльна характеристика нерва та нервового волокна.

Закони проведення збудження у нервових волокнах.



Лекція 10.

Тема. Властивості нервових центрів. (2 години).

План.

1. Загальні властивості нервових центрів: односторонність проведення збудження; іррадіація, сумація збудження; наявність синаптичної затримки; висока втомлюваність; пластичність; конвергенція та дивергенція; тонічна фонова активність; інтеграція; домінанта; цефалізація; трансформація ритму; посттетанічна потенціація; післядія.

2. Порівняльна характеристика нервового центру та нервового волокна.


Лекція 11.

Тема. Гальмування у нервовій системі. (2 години).

План.

Види гальмування.

Механізм гальмування.

Гальмівні нейрони та медіатори.



Лекція 12 - 15.

Тема. Фізіологія ЦНС. (8 годин).

План.

Провідникова та рефлекторна функції спинного мозку.

Функції довгастого мозку.

Морфофункціональна організація заднього мозку.

Будова та функції середнього мозку.

Значення ретикулярної формації як інтегративного утворення.

Роль проміжного мозку у регуляції гомеостазу.

Базальні ганглії та їх функції.

Структури та функції лімбічної системи.

Морфофункціональна організація кори великих півкуль головного мозку.



Лекція 16 - 17.

Тема. Фізіологія автономної (вегетативної) нервової системи. (4 години).

План.

Функціональна структура автономної нервової системи.

1.1. Симпатична частина.

1.2. Парасимпатична частина.

1.3. Метасимпатична нервова система.

Порівняльна характеристика автономної та соматичної іннервації.

Вплив автономної нервової системи на функції тканин та органів.



Лекція 18.

Тема. Інтегративна діяльність нервової системи. (2 годин).

План.

Класифікація рефлексів.

Принцип зворотнього зв’язку.

Акцептор дії.

Домінанта та умовний рефлекс.

Вищі інтегративні системи мозку.



Лекція 19.

Тема. Фізіологія сенсорних систем. (2 годин).

План.

Загальна характеристика аналізаторів.

Класифікація рецепторів.

Процес передачі інформації, рецепторний потенціал.

Адаптація рецепторів.

Сенсорне кодування.



Лекція 20.

Тема. Фізіологія зорового аналізатора. (4 години).

План.

Будова та функції ока.

Організація та механізми фоторецепції.

Провідникова система зорового аналізатора.

Теорії кольорового зору.

Аномалії рефракції ока та світлосприйняття.



Лекція 21.

Тема. Фізіологія слухового аналізатора. (4 години).

План.

Будова та функції вуха.

Механізм сприйняття звуків різної висоти, теорії слуху.

Електричні явища в равлику.

Провідникова система слухового аналізатора..

Аномалії звукосприйняття.



Лекція 24 - 25.

Тема. Сомато-вісцеральна сенсорна система. (4 години).

План.

Види та функції пропріорецепторів шкіри.

Кодування сенсорної інформації у механорецепторах.

Класифікація та функції терморецепторів.

Вісцеральна чутливість.

Типи пропріорецепції.

Функціональний та анатомічний огляд центральної сомато-сенсорної системи.

Ноціцепція та біль.



Лекція 26 .

Тема. Гормональна регуляція фізіологічних функцій. (2 години).

План.

Принципи гормональної регуляції.

Утворення , секреція та механізм дії гормонів.

Взаємозв’язок нервової та гуморальної регуляції



Лекція 27 - 29.

Тема. Залози внутрішньої секреції. (6 годин).

План.

Гіпоталамо-гіпофізарна система.

1.1. Роль гипоталамусу у регуляції фізіологічних функцій.

1.2. Гіпофіз, порушення функцій.

Фізіологічне значення епіфізу.

Будова та функції щитоподібної залози.

Функції гормонів паращитоподібних залоз.

Наднирники, особливості будови та функціонування.

Функції підшлункової залози.

Ендокринні функції статевих залоз.

Інші органи, які виділяють гормони.



^ ІНСТРУКЦІЯ ПО ТЕХНІЦІ БЕЗПЕКИ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ФІЗІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕННЬ

Дотримання вимог інструкції обов'язкове для студентів та викладачів

Перебування сторонніх осіб у кабінеті у момент проведення експерименту можливе тільки з дозволу викладача.

Під час заняття студенти повинні бути в білих халатах.

До проведення лабораторної роботи студент допускається у разі здачі теоретичної частини даної теми.

При проведенні роботи забороняється використовувати прилади, які вийшли з ладу або мають пошкодження, а також прилади, що не мають прямого відношення до виконуваної роботи. При використанні конкретного приладу слід дотримуватись правил техніки безпеки при роботі з ним.

У лабораторії категорично забороняється: вживати їжу, захаращувати проходи особистими речами, виносити будь-які реактиви та обладнання.

При травмуванні (порізи, опіки), а також при поганому самопочутті студенти повинні негайно сповістити про це викладача або лаборанта.

Забороняється виливати в каналізацію робочі розчини та органічні рідини, вони повинні зливатись у призначений спеціально для цього посуд. Використані препарати та рештки піддослідних тварин (при гострих дослідах) прибираються у спеціально відведені місця.

Черговий повинен отримати у лаборанта реактиви та обладнання та підготувати лабораторію до заняття.

Після закінчення експерименту проводиться прибирання робочих місць .

При виникненні у лабораторії під час заняття аварійної ситуації (пожежа, сторонні запахи, аварії водогону, тощо) не допускати паніки і дотримуватись вказівок викладача.


^ НАДАННЯ ПЕРШОЇ МЕДИЧНОЇ ДОПОМОГИ

У залежності від ситуації, перша медична допомога полягає у наступному:

Отруення розбавленими розчинами кислот

випити 4-5 стаканів теплої води і викликати блювання,

випити стільки ж розчину оксиду магнію у воді і знову викликати блювання.

зробити два промивання шлунку чистою теплою водою (не менше 6л).

^ Отруення концентрованими розчинами кисло^ Мал. 8. Дослід Матеучі
1;2 – перший та другий нервово-м’язовий препарати;

3 – електроди.



Завдання 4. Визначення оптичної та м’язової реабази у людини.

При однополюсному дослідженні, поєднаний з (+)полюсом неактивний електод, поверхня якого повинна бути не меньше ніж 150 см 2, закріплюють на досліджуваному із застосуванням теплої вологої прокладки (розміром більше за електрод).

Активний однополюсний електрод-переривач з’єднують з (-) полюсом. Накінечники проводів від електродів підключають до клем 1, а перемикач вихідних клем теж устанавлюють у положення 1. На пуповчастий вільний кінець активного електрода заздалегідь накладають невелеку кількість вати з марлею, змоченою фізіологічним розчином.

При однополюсному приєднанні активний електрод розміщують біля ока та поступово підвищують струм (спочатку гальванічний, а потім тетанізуючий) намагаючись отримати світлову пляму або спалах світла у очах. Це і є мінімальна порогова сила – реобаза або явище фосфена.

Якщо не вдається отримати скорочення м’язів, застосовують 2-х полюсне дослідження. 2 провода від 2-х полюсного електрода поєднують з клемами П (перемикач клем – теж у положенні П).

Само дослідження проводять аналогічно з однополюсним. Вільні кінці 2-х полюсного електрода встановлюють вздовж м’яза, що досліджується, на місцях його переходу у сухожилок. Спочатку дослідження проводять при малих струмах (перемикач Т-5, Т-10 (“1”, “5” – постійний струм), “10” - імпульсний). Якщо цього мало, перемикач переводять у положення, що забезпечує можливість використання великих струмів(Т-20 та Т-50) – перемикач “струм пацієнта”.

Дані заносять у таблицю. Знаходять середні величини. Порівнюючи оптичну та м’язову реобазу.

Завдання 5. Розв’язування фізіологічних задач.

Поріг подразнення електричним струмом у одного м’яза 2В, у другого - 3В. У якого м’яза збудливість вище?

Після трудового дня у працівника поріг слухової чутливості змінився із 5дБ до 12дБ. Як змінилася збудливість органу слуху?

Як визначити рівень збудливості органу зору людини?

При нанесенні сильного подразнення м’яз не скорочується. Про що це свідчить?

Чому футболіст, що отримав невелику травму, може продовжувати гру після обробки травмованої ділянки хлоретилом?


Питання для самопідготовки та контролю

Поясніть перший дослід Гальвані.

Поясніть другий дослід Гальвані та принципову різницю між першим та другим дослідом.

Поясніть виникнення струмів дії у досліді Матеучі.

Чим зумовлене явище напівпроникності іонів через мембрану? Принцип дії натрій-калієвого насосу.

Активний та пасивній транспорт іонів.

Поясніть полярний закон подразнення. Яке значення має феномен біоелектричного струму в науці та на практиці?

Якщо б клітинна мембрана була абсолютно непроникна для іонів, як би змінилася величина потенціалу спокою?

Величина потенціалу спокою, навіть при відсутності впливу на клітину, починає змінюватися. З чим це пов’язано?

Лабораторна робота № 4.

^ ПРОВОДИМІСТЬ НЕРВА ТА М’ЯЗА. ЯВИЩЕ ПАРАБІОЗУ.

Мета. Дослідити провідность нерва та м’яза в різних умовах. Ознайомитись з явищем парабіозу.


Прилади та матеріали. Набір для препарування, міограф, кімограф, електростимулятор, вилочкові електроди,вата, нитки,1% розчин КСl, фіз.розчин, ефір або хлороформ, серветки.


Об’єкт дослідження. Жаба.


Питання для теоретичної підготовки Парабіоз, його фази та їхня сутність. Лабільність. Закон “Все або нічого”. Закони проведення импульсу по нервовому волокну.


Завдання 1. Спостереження фаз парабіозу.

Приготувати нервово-м’язовий препарат та закріпити його у міографі. Подразнюючи нерв поодинокими стимулами, реєструвати на кімографі криві м’язового скорочення. Визначити силу подразнення для одержання слабкого і сильного скорочення м’яза.

На нерв (приблизно посередині) накласти шматочок вати, змочений 1% розчином КС1. Через 8 – 10 хв провести подразнення нерва, розташовуючи електроди вище пошкодженої ділянки. Нанести слабкі та сильні подразнення і записати скорочення м’яза на кімографі. Через деякий час можна спостерігати, що і при слабкому, і при сильному подразненнях реєструються однакові за амплітудою скорочення. Це свідчить про настання зрівняльної фази парабіозу. Продовжуючи подразнення зазначте парадоксальну фазу парабіозу, коли слабкі стимули викликають високоамплітудні скорочення, і навпаки. Згодом м’яз взагалі перестає скорочуватися при будь-якому подразненні, що характерно для гальмівної фази парабіозу. Нанесіть подразнення на ділянку нерва, розташовану ближче до м’яза по відношенню до місця пошкодження.


Завдання 2. Двосторонність проведення збудження по нерву.

Приготувати препарат задніх кінцівок жаби. Обережно відпрепарувати сідничний нерв від оточуючих тканин у нижній третині стегна, не пошкодивши нервові гілочки, що відходять до м’язів. Підняти сідничний нерв (скляним гачечком) і перерізати під ним стегнову кістку і м’язи, щоб розділені частини з’єднувалися тільки за допомогою сідничного нерва.

Подразнювати електричним струмом через вилочкові електроди відпрепаровану ділянку нерва. Спостерігати за відповідною реакцією ізольованих частин – скорочуються м’язи обох частин.


Завдання 3. Закон фізіологічної неперервності нерва.

Приготувати нервово-м’язовий препарат. Подразнюючи сідничний нерв електричним струмом, переконатися в наявності збудження в різних його ділянках. На середину нерва покласти ватний тампон, змочений ефіром. Щоразу через 5 –10с подразнювати нерв вище наркотизованого місця. Зазначити, через який час м’яз перестане скорочуватися. Видалити тампон, промити нерв фіз.розчином і повторити подразнення. Зазначити час відновлення провідності нерва.

На щойно приготовленому нервово-м’язовому препараті перев’язати сідничний нерв ниткою (накласти лігатуру) посередині між м’язом і частинкою хребта, з якої виходять нервові корінці. Наносити подразнення електричним струмом на ділянці між лігатурою і хребтом. Спостерігати за наявністю чи відсутністю відповідної реакції.

Питання для самопідготовки та контролю.

За яких умов настають зрівняльна, парадоксальна, гальмівна фази парабіозу?

Які механізми зміни лабільності, збудливості та провідності нерва при парабіозі?

Поясніть, чому при подразненні нерва нижче місця пошкодження (ближче до м’яза ) виникає відповідна реакція?

Які зміни виникають на поверхні мембрани при парабіозі?

У чому полягає закон двостороннього проведення збудження по нерву?

Поясніть механізм виникнення скорочення м’язів ізольованих ділянок при подразненні сідничного нерва.

В чому полягає закон фізіологічної безперервності нерва?



Розділ 2.Фізіологія м’язів


Основні поняття розділу

М’язове волокно – основна найменьша одиниця м’яза.

Типи м’язових волокон – повільні фазичні волокна окислювального типу, швидкі фазичні волокна окислювального типу, швидкі фазичні волокна з гліколітичним типом окислення, тонічні волокна.

^ Нейромоторна (рухальна) одиниця – функціональна одиниця скелетних м’язів. Складається із мотонейрона, аксон якого своїми розгалуженнями охоплює групу м’язових волокон.

^ Властивості м’язів – збудливість, проводимість, скорочуваність, еластичність.

Поодиноке скорочення – виникає при подразнені поодиноким пороговим або надпороговим стимулом. Складається із латентного періода, періода розвитку напруги(скорочення) та періода розслаблення.

Тетанус – сумація скорочень м’яза у живому організмі. В залежності від частоти подразнень розрізняють гладенький та зубчатий тетанус.

^ Робота м’яза – енергія, що затрачується на переміщення тіла із певною силою на певну відстань(А=F·S). Розрізняють статичну та динамічну роботу.

Лабільність м’язів – швидкість розповсюдження хвилі збудження.

^ Мобільність м’язів – кількість скорочень м’яза за одиницю часу.

Автоматія – здатність гладких м’язів до самостійної (спонтанної) діяльності, тобто до автоматичного генерування потенціала дії, якмй і приводить до скорочення м’яза.


Лабораторна робота № 5.

^ ФУНКЦІОНАЛЬНІ ОСОБЛИВОСТІ М’ЯЗОВОЇ ТКАНИНИ


Мета Вивчити функціональні особливості м’язів, такі як: поодиноке та тетанічне скорочення, лабільність та втома м’язів


Прилади та матеріали. Набір для препарування, міограф, кімограф, стимулятор, фіз.розчин, 0,5% розчин кислого фуксину(3 мл).

Об’єкт дослідження Жаба.


Питання для теоретичної підготовки Види м’язової тканини. Моторні одиниці. Передача збудження з нерва на м’яз. Види скорочень м’яза. Лабільність, оптимум та песімум частоти скорочень.


Завдання 1 Поодиноке та тетанічне скорочення м’яза.

Готують нервово-м'язовий препарат і закріплюють його в штативі, з'єднують з міографом і кладуть нерв на електроди- Включають стимулятор і визначають порогову силу подразнюючого струму поодинокими стимулами, досягають максимальних скорочень м'яза, збільшуючи силу струму. Записують декілька поодиноких скорочень м'яза.

Поступово збільшують частоту подачі подразнюючих імпульсів(5,10,20,30 Гц) до величини, коли кожний послідуючий імпульс надходить до м'яза у фазу початку розслаблення - реєструють зубчатий тетанус. Плавно збільшують частоту стимуляції (100,200,300,400 Гц)і реєструють гладенький тетанус. Відмітити оптимум і песімум частоти подразнення для м’яза(мал.9).

М
ал.9. Міограма литкового м’яза жаби

- поодинокі скорочення;

2-4 – зубчастий тетанус;

5 – гладкий тетанус.


Завдання 2. Спостереження оптимума та песімума частоти подразнення

Н
ервово-м’язовий препарат закріпити в штативі. При частоті подразнення 20імп/с підберіть амплітуду, що викликає оптимум скорочення. Записуючи на кімографі спостерігайте скорочення м’яза, як тільки воно досягне максимуму, збільшить частоту подразнення в 10 разів(200 імп/с). Відразу ж починається песімальне гальмування і відповідна реакція зменшиться. В момент значного зниження відповіді, поверніться до початкової частоти подразнення – спостерігається покращення відповіді, практично до оптимуму (мал.10).


Завдання 3. Спостереження оптимума та песімума сили подразнення.

Використовують той же препарат і такі ж самі параметри стимуляції(якщо збудливість зменьшилася, треба збільшити частоту подразнень до 30-50 імп/с).

Проводячи запис на кімографі, подразнюють препарат(амплітуда 10, 20,30,40,50,60 В і т.д.), спостерігаючи збільшення відповідної реакції разом зі збільшенням сили подразнення. Зареєструвати величину стимула, що викликає оптимальну реакцію.

Збільшуючи подразнення, зафіксуйте момент, коли відповідна реакція зменшується не зважаючи на збільшення подразнення. Коли відповідна реакція зменьшилася, переведіть перемикач амплітуди у положення оптімума (спостерігається оптимальна реакція) (мал.11).




Завдання 4. Визначення лабільності м’яза та його втоми.

Нервово-м’язовий препарет тривалий час подразнюють з частотою 40-50 імп/с. Записуючи криву скорочення на кімографі спостерігаємо зменьшення амплітуди та появу контрактур (неповного розслаблення м’яза після кожного скорочення). Крива з розвитком втоми все більше відрізняється від вихідного рівня. Після повної втоми м’яз перестає скорочуватись(мал.12).


Мал.12. Крива втоми м’яза.


Завдання 5. Стомлення м’яза

У стомленому м’язі нагромаджується молочна кислота, що зумовлює виникнення в ньому кислої реакції. Цей стан можна ілюструвати таким експериментом. Жабі за 12 годин до експерименту вводять під шкіру 3 мл розчину фуксину, а перед експериментом знімають шкіру із задніх кінцівок. На одній лапці відпрепаровують сідничний нерв і подразнюють його короткими струмами, що викликають тетанус. Такі подразнення повинні бути відділені паузами і проводяться до припинення скорочень м’яза. Потім переходять до подразнення електричним струмом самого м’яза, прикладаючи електроди безпосередньо до м’яза. Подразнення слід проводити протягом 15 – 20 хв.

Внаслідок втоми і розвитку кислої реакції м‘яз забарвлюється в червоний колір: Індикатор фуксин набуває цього забарвлення у кислому середовищі.

Друга лапка збервгає звичайне забарвлення, бо попередньо введений фуксин знебарвлюється в лужному середовищі нестомленого м’яза. Через 15 – 20 хв після припинення подразнення стомлений м’яз набуває ще більш чіткого червоного забарвлення.


Питання для самопідготовки та контролю

Назвіть фази поодинокого скорочення.

Поясніть, чому м’яз скорочуються більше при гладкому тетанусі, ніж при зубчастому?

Чому висота тетанусу залежить від інтервалу подразнень?

Поясніть механізм оптимуму та песімуму м’яза.

Чому швидкі м’язи при скороченні споживають більше АТФ ніж повільні?

Як зміниться мінімальна частота подразнень, що викликає тетанус, якщо буде послаблена робота кальцієвого насоса? Чи можна зменьшити цей ефект шляхом охолодження м’яза?

Будова моторної одиниці.

Поясніть механізм скорочення посмугованого та гладенького м’яза.

.Які фізіологічні зміни виникають у втомленому м’язі?



Лабораторна робота № 6.

^ ОСОБЛИВОСТІ СКОРОЧЕННЯ ГЛАДЕНЬКОГО М’ЯЗА. ПЛАСТИЧНІСТЬ НЕЗБУДЖЕНОГО М’ЯЗА


Мета Вивчити особливості скорочення гладенького м’яза. Дослідити пластичність незбудженого м’яза


Прилади та матеріали. Набір для препарування, фіз.розчин, міограф, кімограф, набір важків, нитки, електростимулятор.


Об’єкт дослідження Жаба


Питання для теоретичної підготовки Сила і робота м’язів. Особливості функціонування гладеньких м’язів. Основні властивості м’язів. Еластичність м’яза.


Завдання 1 Запис скорочень гладенького м’яза.

Розрізають черевну порожнину жаби. Із середньої частини шлунка відпрепаровують кільце шириною 0,5 см. За допомогою лігатур (ниток), кільце розміщують на штативі між верхнім зажимом та пером самописця, відмічаючи на кімографі вихідну точку. Періодично шлунок змочують фіз. розчином. Електроди розмішують безпосередньо на шматочку шлунку. Подразнення (з частотою 1 імп/с) протягом 10-15 хвилин, так як латентний час, час скорочення та розслаблення гладенького м’яза досить тривалий. Проводять запис скорочення гладенького м’яза.

Завдання 2. Визначення еластичності незбудженого м’яза

Приготувати ізольований литковий м’яз. Закріпіти його в штативі міографа, відмітити на кімографі вихідну точку. Послідовно до самописця навішуємо важки масою 5,10,20,50,100,200 г, причому після кожного важка відмічаємо на кімографі відстань, на яку розтягнувся м’яз. Потім, у зворотньому порядку важки знімають, також відмічаючи на кімографі відстань, на яку скоротився м’яз. Розрахуйте у відсотках різницю між величиною розтягнення та скорочення м’яза(мал.13).





Завдання 3. Розв’язування фізіологічних задач.

На ізольованому скелетному м’язі поставлено три досліди. Спочатку м’яз подразнювали у звичайному стані. Потім попередньо розтягнули (помірно) та подразнювали струмом такої ж сили, і нарешті попередньо значно розтягнули і подразнювали таким же струмом. Як розрізнялася сила скорочення м’яза у цих дослідах? У чому причина цих розбіжностей?

Коли швидше наступить посмертне окоченіння (рігор): якщо перед смертю мало місце тривале пригнічення тканевого дихання, або якщо такого пригнічення не було?

У досліді на тварині подразнювали нерви, що інервують м’язи № 1 та № 2. Перший м’яз при цьому скоротився, а другий розслабився. Потім подразнювали безпосередньо кожний м’яз з частотою 15 имп/хв. У якому із цих м’язів виникло тривале скорочення типа тетанусу?

Із сечоводу та великої артерії вирізані шматочки однакової довжини та розміщені у фіз. розчині. Чи можна шляхом спостереження відрізнити одне від другого?


Питання для самопідготовки та контролю

Зробіть порівняльну характеристику посмугованого та гладенького м’язів.

Що таке латентний період скорочення?

Які основні властивості м’язів?

Чи може бути еластичність м’яза досконалою?

Чому при подразненні різних рухальних одиниць одного м’яза можна отримати скорочення різної сили?


Лабораторна робота № 7.

^ ВИЗНАЧЕННЯ СИЛИ ТА РОБОТИ М’ЯЗІВ


Мета . Експериментально визначити силу та роботу на різних об’єктах.


Прилади та матеріали. Набір для препарування, фіз.розчин, міограф, кімограф, набір важків, нитки, електростимулятор, динамометри (кистьовий та становий)


Об’єкт дослідження Жаба, людина.


Питання для теоретичної підготовки Фактори, що визначають силу м’яза. Правило середніх навантажень. Оптимальне навантаження та оптимальний ритм. Механізм м’язового скорочення. Системи енергозабеспечення м’язового скорочення.


Завдання 1 Сила та робота м’яза при різних навантаженнях.

Приготувати препарат литкового м’яза і закріпити його в міографі. Підвісити до важельця міографа гачок для важків.

Записати скорочення м’яза, не обтяженого важком, при надпороговому подразненні.

Навісити важок (5,10,20г і т.д.), вручну провернути кімограф на 1-2 см і знову записати скорочення. Поступово збільшуючи навантаження реєструвати скорочення доти, доки на чергове подразнення (і важок) м’яз відповість ледь помітним скороченням. Відповідне цьому моменту навантаження і буде становити силу м’яза.

Заміряти висоту кожного скорочення у мм та обчислити для кожної ваги роботу і заповніти таблицю та скласти графік залежності роботи від величини навантаження. Відмітити оптимальне навантаження, при якому виконана максимальна робота.

Табл.1 Робота м’яза при різних навантаженнях

Навантаження

Р(г)

Скорочення, записане на кімографі h(мм)

Робота м’яза у відносних одиницях,
P·h

10







і т.д.








Завдання 2. Динамометрія людини.

Визначення сили м’язів кисті.

Тримаючи динамометр у витягнутій руці стискати його пальцями з усією силою (без ривків). Записати показники для правої та лівої руки.

Визначення сили м’язів становим динамометром.

Досліджуваний стає ногами на площадку динамометра і, тримаючись за рукоятку, встановлену на рівні колін, тягне її вверх (ноги повинні бути прямими). Записати результати.

Визначення витривалості м’язів кисті.

Стоячи, досліджуваний відводить витягнуту руку з динамометром у бік під прямим кутом. Двічи виконуе максимальне зусилля на динамометрі. Силу оцінюють за кращім результатом. Потім потрібно виконати 10-кратні зусилля (один раз у 5 с). Рівень працездатності м’язів визначають за формулою:

Р = (F1 + F2 + … + F10)

n


Показник зниження працездатності м’яза визначають за формулою:

S = (F1 – FMIN)· 100

FMAX


F – величина м’язового зусилля.

Накреслити графік визначення сили і витривалості м’язів.


Питання для самопідготовки та контролю

Порівняти силу та витривалість м’язів на різних об’єктах.

Які фактори визначають силу м’яза?

Чим характеризується витривалість м’яза, та які фактори на неї впливають?

Чи співпадають фізичне та фізіологічне поняття роботи м’язів?

Правило середніх навантажень говорить про те, що будь-який м’яз здійснює найбільшу роботу при середніх навантаженнях. Намалюйте графік цієї залежності для трьох різних м’язів.

Чи можливо, щоб при робочий гіпертрофії м’яза його абсолютна сила не збільшувалася?

Уявить собі, що у тварини є порожнистий орган, стінки якого мають не гладенькі, а посмуговані м’язи. Якими дослідами це можна з’ясувати?



Розділ 3.Фізіологія нервової системи


Основні поняття розділу

Нервова система (НС) – система, що забезпечує регуляцію, координацію, інтеграцію усіх функцій організму та адаптацію до навколишнього середовища. Складається із центрального та периферичного відділів.

^ Нейрон – структурна одиниця НС, функції якого, отримання, переробка інформації та вироблення на неї відповіді.

Нервові волокна – аксони та дендрити нейронів, що складають периферичну НС. Розрізняють мієлінові та безмієлінові нервові волокна.

Рефлекс – реакція організму, що виникає на подразнення рецепторів та здійснюється за участю ЦНС. Розрізняють умовні та безумовні рефлекси.

^ Рефлекторна дуга – функціональна одиниця НС. Це послідовно з’єднаний ланцюг нейронів, що забезпечує здійснення реакції на подразнення. Складається із аферентного, центрального, еферентного відділів, що поєднані синапсами.

^ Нервовий центр – сукупність структур ЦНС, скоординована діяльність яких забезпечує регуляцію окремих функцій організму чи певний рефлекс.

Властивості нервових центрів – односторонність проведення збудження; іррадіація, сумація збудження; наявність синаптичної затримки; висока втомлюваність; пластичність; конвергенція та дивергенція; тонічна фонова активність; інтеграція; домінанта; цефалізація; трансформація ритму; посттетанічна потенціація; післядія.

^ Гальмування у ЦНС – активний процес, що зовні проявляється у пригніченні або послабленні процесу збудження та характеризується певною інтенсивністю та тривалістю.

^ Види гальмування - пресинаптичне, постсинаптичне, зворотне, песімальне.

Синапс – контакт між елементами НС, а також між нервовою системою та іншими органами. Розрізняють: хімічні та електричні синапси.

^ Функції спинного мозку – провідникова (здійснює аферентну та еферентну інервацію тулуба та кінцівок), рефлекторна(здійснює власні соматичні і вегетативні рефлекси та бере участь в рефлексах вищих відділів ЦНС).

^ Функції довгастого мозку – провідникова, рефлекторна(захисні, рефлекси травлення, підтримання пози). Бере участь у регуляції дихання та тонусу судин. Відходять 1Х - Х11 пари черепно-мозкових нервів.

Функції моста – провідникова, рефлекторна. Відходять Х111 – V пара черепно-мозкових нервів.

Функції мозочка – регуляція пози та м’язового тонусу; сенсомоторна координація позних та цільоспрямованих рухів; координація швидких цілеспрямованих рухів, що здійснюються по команді півкуль мозку.

^ Функції середнього мозку – провідникова, первинний аналіз сенсорної інформації, життєво важливі безумовні рефлекси, регуляція рухів та пози. Відходять 1V - 1 пара черепно-мозкових нервів.

^ Функції проміжного мозку – провідникова, рефлекторна (розташовані вищі центри стовбура мозку, що здійснюють регуляцію всіх життєво важливих функцій організму). Складається із епіталамуса, таламуса та гіпоталамуса.

^ Функції переднього мозку – здійснює підкоркову та коркову регуляцію всіх життєво важливих функцій організму, забезпечує вищу нервову діяльність.


Лабораторна робота № 8.

^ ВЛАСТИВОСТІ НЕРВОВИХ ЦЕНТРІВ


Мета Навчитись аналізувати властивості нервових центрів.


Прилади та матеріали. Набір для препарування, штатив, 2 стимулятора, фіз.розчин, розчини сірчаної кислоти (0,1; 0,3; 0,5; 1%), скляночки для кислоти, фільтрувальний папір, секундомір, посудина для обмивання жаби.

Об’єкт дослідження. Жаба.


Питання для теоретичної підготовки. Нервовий центр. Види сумації. Післядія, іррадіація збудження в нервових центрах.

Явища оклюзії та полегшення.Трансформація ритму збудження.


Завдання 1. Просторова сумація.

Приготувати препарат спІнальної жаби та закріпити його у штативі. До гомілки однієї з задніх лапок прикріпити електрод першого стимулятора, знайти реобазу та трохи зменшити силу струму (це величина підпорогового подразнення). Стимулятор вимкнути. За допомогою другого стимулятора знайти величину підпорогового подразнення для іншої лапки і теж вимкнути стимулятор. Одночасно ввімкнути обидва стимулятори та спостерігати явище просторової сумації. Зазначити час появи ефекту.

На шкіру лапки спинальної жаби покласти 1 папірець, змочений 0,1% розчином сірчаної кислоти. Відмітити, що станеться. Змити папірець. Покласти одноразово 3, 5, 7 папірців, змочених кислотою. Спостерігати, які виникнуть ефекті. Якщо відповідної реакції не буде, повтоорити роботу з 0,3% розчином кислоти.


Завдання 2. Послідовна (часова) сумація.

Спінальну жабу закріпити у штативі. До одної з задніх лапок прикріпити електроди. Знайти порогову силу подразнення (частота 1 Гц, тривалість 1 мс). Нанести поодиноке подразнення допорогової величини і визначити наявність ефекту. Не змінюючи силу струму