Общая физиология возбудимых тканей

• Название: Общая физиология возбудимых тканей
• Дата: 17.10.2020
• Размер: 242.86 Kb.
• Имя файла: Situatsionnye_zadachi_18-19.docx
• Тип: Задача; #143575
• страница: 1 из 5

ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ
Задача 1. В результате длительного приема мочегонного препарата, побочным эффектом которого является выведение калия из организма, у пациента развились нарушения сердечного ритма. Объясните, с физиологической точки зрения, причину данных изменений.

Ответ: Причина заключается в снижении содержания ионов калия в плазме и межклеточной жидкости. При уменьшении концентрации ионов калия снаружи клетки происходит незначительное уменьшение мембранного потенциала (пассивная деполяризация), что приводит к падению порога деполяризации и увеличению возбудимости клеток, в том числе и кардиомиоцитов.
Задача 2. Пациенту в послеоперационном периоде была назначена ультравысокочастотная (УВЧ)-терапия. Объясните, с физиологической точки зрения, эффект данной процедуры.

Ответ: УВЧ-терапия – воздействие на организм с лечебно-профилактическими и реабилитационными целями непрерывным или импульсным электрическим полем ультравысокой частоты (от 30 до 300 МГц). Так как частота электрических импульсов очень высокая и, соответственно, продолжительность их мала, такое раздражение не может вызвать возбуждения в соответствии с законом времени раздражения. Поэтому оно вызывает колебательные перемещения ионов и дипольных молекул в тканях. В результате они сталкиваются между собой, преодолевают трение со средой, и в тканях образуется тепло. Его количество возрастает с увеличением частоты и напряженности электрического поля, а также существенно зависит от электропроводности ткани. Поэтому УВЧ–воздействие сопровождается избирательным нагревом тканей. Это положительно сказывается на микроциркуляции, обмене веществ и других биологических процессах, что способствует репарации тканей после оперативного вмешательства.
Задача 3. При воспалительных заболеваниях бронхов (бронхитах) применяют горчичники. Считается, что это улучшает кровоток в легких, расширяет бронхи. Чем можно, с физиологической точки зрения, объяснить такое действие?

Ответ: Эфирные масла горчицы воздействуют на рецепторы кожи. Результат: расширение бронхов и легочных сосудов – кутанно-висцеральный рефлекс. Это улучшает перфузию легких и обеспечивает скорейшее выздоровление. Аналогичный механизм лежит и в основе действия иглорефлексотерапии.
Задача 4. В стоматологической практике для обезболивания часто применяются такие препараты, как новокаин, лидокаин, ультракаин. Объясните механизм их действия.

Ответ: Данные препараты блокируют потенциалзависимые натриевые каналы клеточных мембран, в связи с чем, в нервном волокне не возникают потенциалы действия. В результате болевая импульсация не поступает в центральную нервную систему, т.е. наблюдается обезболивание.
Задача 5. В неврологической практике пациентам с повышенной возбудимостью нервной системы и нарушениями сна назначают лекарственный препарат глицин. Объясните, каков механизм его влияния на центральную нервную систему?

Ответ: Глицин – один из самых распространенных тормозных медиаторов в центральной нервной системе. При его связывании с глициновыми рецепторами, расположенными на постсинаптической мембране нервного синапса, происходит открытие хлорных каналов. По градиенту концентрации ионы хлора поступают в клетку, что вызывает гиперполяризацию мембраны – тормозной постсинаптический потенциал (рисунок 1).

Рисунок 1 – Тормозной постсинаптический потенциал.



Это приводит к снижению возбудимости нейронов и нормализации сна.
Задача 6. В клинической практике широкое применение нашли препараты, основным механизмом действия которых является активация калиевых каналов мембран клеток. Например, лекарственное средство никорандил применяется в кардиологии для расширения коронарных сосудов и снятия симптомов ишемии миокарда. Объясните, с физиологической точки зрения, как изменится мембранный потенциал при приеме данного препарата, и как это отразится на тонусе гладких мышц коронарных сосудов?

Ответ:Активаторы калиевых каналов приводят к увеличению выхода ионов калия из клетки по градиенту концентрации. Это сопровождается возрастанием мембранного потенциала, т.е. гиперполяризацией мембраны. Вследствие этого порог деполяризации растет, возбудимость клеток падает, тонус гладких мышц коронарных сосудов уменьшается. Результат – вазодилатация (расширение сосудов).
Задача 7. Ацетилхолин является одним из медиаторов в автономной нервной системе. Обеспечивает передачу возбуждения в нервно-мышечных синапсах. После введения М-холинолитика атропина у пациента расширились зрачки, повысилась частота сердечных сокращений. При этом сократительная функция скелетных мышц не изменилась. Объясните причину.

Ответ: Существует два вида холинорецепторов: М (мускариновые) и Н (никотиновые). М-холинорецепторы находятся в нейро-органных синапсах парасимпатической нервной системы. Н-холинорецепторы находятся в нервно-мышечных синапсах и вегетативных ганглиях. Атропин блокирует только М-холинорецепторы, поэтому ингибируется действие только постганглионарных волокон парасимпатической нервной системы. Передача возбуждения в нервно-мышечных синапсах не нарушается.
Задача 8. Химический препарат этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) связывает ионы кальция. В эксперименте на нервно-мышечном препарате лягушки его ввели в область нервно-мышечного синапса. Как изменится процесс проведения возбуждения?

Ответ: Когда потенциал действия достигает пресинаптической структуры (терминали аксона), происходит открытие потенциалзависимых Са²⁺-каналов. Так как концентрация ионов кальция во внеклеточной среде больше, чем внутри клетки, кальций поступает в клетку. Это устраняет связь везикул, содержащих ацетилхолин, с цитоскелетом пресинаптической структуры и обеспечивает их движение к пресинаптической мембране, слияние и выделение ацетилхолина в синаптическую щель. Результат: возникновение деполяризации – возбуждающего постсинаптического потенциала на постсинаптической мембране (рисунок 2).

Рисунок 2 – Возбуждающий постсинаптический потенциал.

мВ



Следовательно, связывание ионов кальция ЭДТА будет препятствовать высвобождению ацетилхолина в нервно-мышечном синапсе, что вызовет блокаду проведения возбуждения.
Задача 9. У пациента хронаксия двуглавой мышцы плеча равна 0,003 с (в норме − 0,0016 с). Объясните, в чем основная причина удлинения хронаксии?

Ответ: Хронаксия – минимальное время, требуемое для возбуждения мышечной либо нервной ткани постоянным электрическим током удвоенной пороговой силы (реобазы). Является одним из критериев возбудимости ткани. Измерение хронаксии – хронаксиметрия. Применяется для оценки функционального состояния нервной системы и скелетных мышц. Чем больше хронаксия, тем меньше возбудимость (и наоборот). Хронаксия связана со скоростью активации Na⁺ каналов. Увеличение хронаксии свидетельствует о снижении возбудимости нерва, иннервирующего данную мышцу, либо о его повреждении Другая причина − повреждение или дегенерация мышечных волокон.

На длительность хронаксии существенно влияет и функциональное состояние нервной системы. Поэтому наркоз обычно вызывает удлинение хронаксии. При полиомиелите (повреждении серого вещества спинного мозга) также наблюдается увеличение реобазы и хронаксии.

Таким образом, удлинение хронаксии свидетельствует о возможных нарушениях как со стороны мышечной ткани, так и со стороны периферической и центральной нервной системы.
Задача 10. В 1617 году английский путешественник и писатель Уолтер Рэли отправился в Оринокские джунгли, сопровождаемый переводчиком и местными индейцами. Рэли обратил внимание, что подстреленные ими животные умирали от малейших ранений, наносимых стрелами туземцев. Когда он попросил объяснить, в чём же дело, те ответили, что наконечники пропитаны жидкостью, называемой «кураре», что в дословном переводе означает «жидкость, которая быстро убивает птиц». В чем заключается физиологическое объяснение эффекта?

Ответ: Кураре – это яд, блокирующий никотиновые (Н) холинорецепторы постсинаптических мембран нервно-мышечных синапсов. Это нарушает передачу импульса в них и сопровождается параличом скелетных мышц, в том числе и дыхательных. Результат –остановка дыхания.
Задача 11. На лабораторных занятиях по нормальной физиологии был проведен эксперимент: лягушке в каудальный лимфатический мешок ввели стрихнин. После этого наблюдали повышение возбудимости и судорожные сокращения скелетных мышц. Объясните причину. При каком заболевании наблюдается сходная клиническая картина?

Ответ: Действие стрихнина связано с облегчением проведения возбуждения в межнейронных синапсах спинного мозга. Стрихнин блокирует действие тормозных нейромедиаторов, главным образом, глицина. Таким образом, блокируя торможение, стрихнин оказывает «возбуждающий» эффект.

Подобная клиническая картина наблюдается при столбняке – столбнячный токсин блокирует высвобождение тормозных медиаторов, возбудимость центральной нервной системы повышается, возникают судороги, вплоть до опистотонуса (судорожная поза с резким разгибанием спины, запрокидыванием головы назад, с опорой на затылок и пятки).

Задача 12. Пациент предъявляет жалобы на резкую слабость и ноющие боли в левом плече и левой лопатке. Врач счел необходимым срочно зарегистрировать электрокардиограмму. Какими соображениями он руководствовался?

Ответ: Ноющие боли указанной локализации могут быть проявленим феномена «отраженных болей»: при заболеваниях внутренних органов ощущение боли иногда локализуется не в самом пораженном органе, а в определенных участках кожи - зонах Захарьина-Геда. Механизм возникновения болей - конвергенция чувствительных путей от внутренних органов и некоторых участков кожи на одних и тех же вставочных нейронах центральной нервной системы. В результате сигналы, поступающие от пораженных внутренних органов, вызывают повышение болевой (гиперальгезия) и тактильной (гиперестезия) чувствительности в этих участках кожи (висцеро-кутанный рефлекс). В частности, при ишемической болезни сердца (стенокардии, инфаркте миокарда) боль обычно ощущается за грудиной, но может иррадиировать в нижнюю челюсть, левую руку, левую лопатку.
Задача 13. При проведении лабораторной работы по нормальной физиологии студенты вызывали сокращение икроножной мышцы лягушки путем воздействия на нее электрического тока пороговой величины с различной частотой. Какие виды мышечного сокращения были зарегистрированы? Зарисуйте их.

Ответ: В ответ на одиночное раздражение пороговой или сверхпороговой силы возникает одиночное мышечное сокращение. Его продолжительность для икроножной мышцы лягушки составляет 0,1 сек: латентный период – 0,01 сек, укорочение – 0,04 сек, расслабление – 0,05 сек. Если наносить раздражение с частотой менее 10 Гц (имп/сек), будут регистрироваться также одиночные мышечные сокращения (рисунок 3). При увеличении частоты свыше 10 Гц каждый импульс будет поступать на мышцу в тот момент, когда она начинает расслабляться. Возникает неполная суммация − зубчатый тетанус.

Если частота импульсов выше 20 Гц, то каждый последующий импульс будет приходиться на период, когда мышца укорачивается. Возникнет длительное непрерывное сокращение − гладкий тетанус (полная суммация).

Рисунок 3 − Запись мышечных сокращений при действии раздражителей различной частоты.



Одиночные Зубчатый тетанус Гладкий тетанус

сокращения
ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Задача 14. У молодого здорового человека после резкого перехода из горизонтального положения в вертикальное пульс увеличился до 100 ударов в минуту, а артериальное давление до 150/90 мм рт.ст. Объясните физиологический механизм обнаруженных изменений.

Ответ: Повышение артериального давления и учащение пульса обусловлено ортостатическим рефлексом. Его выраженность позволяет оценить реактивность симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы. При переходе из горизонтального положения в вертикальное уменьшается поступление крови к правым отделам сердца, минутный объем крови падает. Как следствие, снижается артериальное давление. Это уменьшает частоту импульсации от барорецепторов в сердечно-сосудистый центр продолговатого мозга. Результат – угнетение вазодилататорного кардиоингибиторного отдела центра и реципрокное повышение тонуса вазоконстрикторного кардиоакселераторного отдела. Больше импульсов поступает к сердцу (поэтому увеличиваются сила и частота сокращений) и сосудам (поэтому они суживаются). В норме через 3-4 минуты частота сердечных сокращений и артериальное давление возвращаются к исходному уровню.
Задача 15. 48-летняя женщина госпитализирована с жалобами на головокружение, головные боли, отеки нижних и верхних конечностей. Артериальное давление 190/120 мм рт.ст., пульс 110 ударов в минуту. Врач назначил препараты, блокирующие β-адренорецепторы, и мочегонные препараты. Оцените изменения артериального давления и пульса у пациентки. Перечислите факторы, от которых зависит уровень артериального давления. Дайте обоснование, с физиологической точки зрения, целесообразности назначения выбранных врачом препаратов.

Ответ: Артериальное давление повышено (в норме систолическое от 110 до 139 мм рт.ст., диастолическое от 60 до 90 мм рт.ст.), пульс учащен – тахикардия (в норме 60-80 ударов в минуту). Величина артериального давления зависит от: 1) работы сердца (сердечного выброса); 2) периферического сопротивления, оказываемого кровотоку в мелких сосудах, преимущественно в артериолах, а также в мелких артериях, капиллярах и венулах (общее периферическое сосудистое сопротивление); 3) объема циркулирующей крови; 4) вязкости крови.

При связывании норадреналина (медиатора постганглионарных симпатических волокон) с β1-адренорецепторами кардиомиоцитов активируется аденилатциклаза, которая способствует образованию цАМФ из АТФ. Это приводит к активации ферментов энергетического обмена, что стимулирует сердечную деятельность. Как следствие, повышается артериальное давление. Тахикардии способствует и увеличение скорости спонтанной медленной диастолической деполяризации, связанной с увеличением проницаемости клеточных мембран для ионов натрия и кальция. Поэтому блокада β1-адренорецепторов кардиомиоцитов приводит к снижению силы и частоты сердечных сокращений.

Назначение мочегонных препаратов связано с тем, что у пациентки выявлены отеки. Выведение избыточной жидкости из организма приведет к снижению объема циркулирующей крови и уменьшению артериального давления.
Задача 16. У пациента после интенсивной мышечной нагрузки при проведении велоэргометрии у пациента частота сердечных сокращений возросла до 104 ударов в минуту. Объясните, с физиологической точки зрения, причину тахикардии.

Ответ: При физической нагрузке происходит возбуждение проприорецепторов локомоторного аппарата, которое по восходящим путям достигает, в частности, сердечно-сосудистого центра продолговатого мозга. Это увеличивает тонус вазоконстрикторного кардиоакселераторного отдела, что способствует увеличению частоты и силы сердечных сокращений. При интенсивной физической нагрузке, кроме того, происходит раздепонирование крови (ее поступление в кровоток из нефункционирующих вен) и увеличение венозного возврата к правому предсердию. Это приводит к возбуждению расположенных в нем рецепторов растяжения (типа А). Афферентные сигналы по чувствительным волокнам блуждающих и симпатических нервов передаются в сердечно-сосудистый центр. В результате начинают преобладать симпатические влияния на сердце, что сопровождается увеличением частоты сердечных сокращений − рефлекс Бейнбриджа.
Задача 17. У пациента частота сердечных сокращений 92 удара в минуту. Рассчитайте длительность сердечного цикла у данного пациента.

Ответ: Сердечный цикл – это ритмическое, периодически повторяющееся последовательное сокращение и расслабление предсердий и желудочков сердца. Состоит из систолы предсердий, систолы желудочков, общей диастолы желудочков и предсердий. Продолжительность цикла зависит от частоты сокращений сердца. При частоте 75 ударов в минуту она составляет 0,8 сек (60:75). При частоте сердечных сокращений 92 удара в минуту сердечный цикл длится 0,65 сек (60:92).
Задача 18. У пациента кардиологического отделения при ультразвуковом исследовании сердца был выявлен митральный стеноз. Предположите, какие изменения будут наблюдаться?

Ответ: В результате сужения отверстия митрального клапана кровь будет накапливаться в левом предсердии и легочных венах. В ответ на увеличение давления рефлекторно будет происходить сужение артериол легких (рефлекс Китаева). При прогрессировании процесса будет развиваться пропотевание жидкой части крови из сосудов в легочную ткань, что приведет к дыхательной недостаточности и одышке. Кроме того, уменьшение объема крови, поступающей в левый желудочек, будет сопровождаться падением систолического выброса и нарушением кровоснабжения внутренних органов.
Задача 19. Пациенту была проведена электрокардиография (скорость движения ленты 25 мм/сек). Определите источник ритма и оцените его регулярность. Найдите амплитуду зубцов и интервалов во ΙΙ стандартном отведении. Рассчитайте частоту сердечных сокращений.

Ответ: ЭКГ состоит из зубцов, сегментов и интервалов. Выделяют зубцы: P (возбуждение предсердий), Q, R, S (деполяризация желудочков), T (реполяризация желудочков). Сегмент – отрезок прямой линии (изолинии) между двумя соседними зубцами. Интервал – совокупность зубца (комплекса зубцов) и сегмента.