Методичка ФЧЖ. Практикум по физиологии человека барнаул 2008 удк 612591. 1 Ббк 28. 903я735 л 125 Лабораторный практику по физиологии человека. Учеб пособие В. Д. Киселев, И. Н. Томилова, Н. В. Плешкова. Барнаул Издво АлтГУ, 2008. 210с
 Скачать 4.96 Mb.
|
|
Оформление отчета. Занесите результаты в таблицу. Определите порог раздражения нерва и мышцы. Определите силу раздражителя при которой возникает распространение возбуждения:
Вывод. На основании полученных результатов о порогах раздражения оцените возбудимость нерва и мышцы. Объясните, почему распространение возбуждения по нерву происходит с затуханием. Лабораторная работа № 29. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ХРОНАКСИИ ЧЕЛОВЕКА (ХРОНАКСИМЕТРИЯ) Теоретическая часть. Каждой живой ткани присуща способность отвечать на воздействие специфическим комплексом процессов, объединяемых в общее понятие возбуждения. Изучение отношений, существующих между характером внешнего раздражения и ответной реакцией живой ткани, дает сведения о внутренней природе возбуждения как такового. Полученные при этом закономерности могут быть использованы для точного и количественного исследования функционального состояния возбудимых образований. При изучении процесса возбуждения особое значение приобретает проблема длительности раздражения. Исследования Н.Е. Введенского с исчерпывающей убедительностью указывают, что закономерности функционирования любой возбудимой ткани, органа или системы организма зависят, в первую очередь, от временных, скоростных особенностей процесса возбуждения в данной возбудимой системе. Они определяют собой конечную реакцию ткани на раздражение. Существование временных характеристик возбуждения указывает на роль фактора времени в раздражении. Ткани, различающиеся по временным характеристикам процесса активности, будут реагировать на один и тот же раздражитель различным образом. При определенных, неизменных функциональных свойствах ткани особенности ее реакции на раздражение будут зависеть от характера этого раздражения, силы, градиента и длительности его. Первые точные количественные промеры и математическое толкование существующих отношений между силой раздражения, требующейся для вызова порогового возбуждения, и длительностью этого раздражения были даны в конце XIX столетия в работах Гоорвега и Вейсса. В общем виде эти отношения могут быть выражены формулой:  (1)где I — пороговая сила тока, t— время раздражения, а и b— константы, зависящие от физиологических свойств ткани. Д  альнейшую разработку проблема длительности раздражения получила учении Лапика о хронаксии. Было доказано существование обратной гиперболической зависимости между пороговой силой и длительностью раздражения для любой живой ткани (рис. 18). Специфические особенности реакции различных физиологических тканей сказываются лишь в том, что эта гиперболическая зависимость проявляется для них в количественно различных значениях времени и силы раздражающего тока. Гиперболические отношения между силой и длительностью раздражения указывают на то, что при уменьшении времени действия раздражения сила раздражения, необходимая для вызова порогового ответа ткани, возрастает и наоборот. Рис. 18. Кривая зависимости пороговой силы от длительности раздражения (кривая «сила-длительность»). По оси абсцисс время раздражения, по оси ординат – сила раздражения: 1-2 – полезное время, 1-3 – хронаксия, 1-4 – реобаза, 1-5 – удвоенная реобаза. Закон гиперболы относится к числу основных законов физиологии раздражения. Однако этот закон, вернее, проявление гиперболических отношений между силой и длительностью раздражения, имеет свои ограничения. Для каждой живой ткани гиперболическая зависимость проявляется лишь в определенном, строго индивидуальном районе сил и длительностей раздражения. При очень коротких или очень длительных раздражениях гиперболические отношения нарушаются. Если длительность стимула меньше известного предела, то ответа на раздражение не возникает даже при очень большой силе раздражающего стимула. Напротив, если длительность стимула больше определенной критической величины, то дальнейшее увеличение ее не влечет за собой снижения пороговой интенсивности раздражения. Таким образом, соотношения между пороговой силой и длительностью стимула должны быть выражены гиперболой, имеющей асимптоты, параллельные осям координат. Из данной качественной зависимости вытекают основные количественные характеристики раздражения, которые могут быть приняты за количественные параметры функционального состояния живой ткани. Пороговая сила раздражения, остающаяся неизменной при любой достаточно большой длительности раздражения, принимается за основной показатель возбудимости ткани. Эту, не зависящую от длительности раздражения пороговую силу, называют реобазой. Критическая минимальная длительность раздражения, вызывающего пороговую реакцию ткани при силе раздражения, равной реобазе, называется полезным временем. Этот термин указывает на то, что большая длительность раздражения оказывается бесполезной для вызова порогового эффекта возбуждения при данной минимальной силе раздражения (рис. 18). Полезное время может служить количественной характеристикой временных, скоростных особенностей активности ткани, косвенной мерой ее функциональной подвижности. В современной физиологии, однако, за общепринятый показатель скорости развития возбуждения в ткани принимается величина не полезного времени, а хронаксии. Термином «хронаксия» обозначается то минимальное время, в течение которого должно действовать на ткань раздражение, равное по силе двум реобазам, чтобы вызвать пороговую реакцию ткани (рис. 18). Хронаксия наряду с параметром полезного времени раздражения может быть использована как показатель функциональной подвижности ткани. Чем короче хронаксия, тем выше функциональная подвижность ткани и наоборот. Величина хронаксии, таким образом, является количественным показателем одной из существеннейших сторон функционального состояния ткани. Цель работы. Определение функциональной подвижности нерва и мышцы. Оборудование и материалы. Электростимулятор ЭСЛ-2, вата, марля, физиологический раствор. Ход работы: Предплечье кладут на подставку с индифферентным электродом. Переключатели электростимулятора устанавливают в следующие положения: «частота» – 1 или 0,5 Hz; «длительность» – 100 mS; «амплитуда» – минимальная при положении делителя «×10»; а переключатель «род работы» в положение «пуск» (внешний запуск). Устанавливают активный электрод на точку локтевого сгибателя запястья или срединного нерва (рис. 17, точка 11 или 18) и, постепенно увеличивая амплитуду, добиваются сокращения мышц. Отмечают величину реобазы. Для определения хронаксии локтевого нерва, иннервирующего локтевой сгибатель запястья, устанавливают амплитуду, равную удвоенной реобазе и минимальную длительность. Последовательно увеличивая длительность импульса, определяют минимальную длительность, вызывающую сокращение. Для определения реобазы и хронаксии локтевого сгибателя запястья или сгибателя пальцев активный электрод перемещают в точку 9 или 10 (рис. 17). Оформление отчета. Зарисуйте кривую «силы-времени», отметьте на ней реобазу, хронаксию и полезное время для локтевого нерва и локтевого сгибателя запястья, сравните их с нормой: Средняя величина хронаксии нервов и мышц верхней конечности человека
Вывод. Проанализируйте полученные при хронаксиметрии результаты, дайте сравнительную оценку функциональной подвижности нерва и мышцы. Лабораторная работа № 30. ЗАВИСИМОСТЬ ХАРАКТЕРА МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ ОТ ЧАСТОТЫ РАЗДРАЖЕНИЯ. ЗУБЧАТЫЙ И ГЛАДКИЙ ТЕТАНУС Теоретическая часть. Слитные (тетанические) сокращения мышц возникают при высокой частоте их стимуляции (см. рис. 19). Если интервал между раздражениями превышает длительность одиночного сокращения (более 0,1 с), мышца успевает полностью расслабиться. Однако если увеличить частоту импульсов тока, то каждый последующий импульс совпадет с фазой расслабления мышцы. Амплитуда сокращений будет суммироваться и возникнет зубчатый тетанус. При дальнейшем увеличении частоты раздражения каждый последующий импульс тока действует на мышцу в тот период, когда она находится в состоянии укорочения. Возникает гладкий тетанус — длительное укорочение, не прерываемое расслаблением. Амплитуда тетанического сокращения зависит от частоты раздражения. Частота, при которой каждый последующий импульс тока совпадает с фазой повышенной возбудимости мышцы, вызывает самую высокую амплитуду тетануса (оптимум частоты). Более высокая частота раздражения, при которой каждый последующий импульс тока совпадает с периодом абсолютной рефрактерности предыдущего цикла возбуждения, лежит за пределами функциональной лабильности ткани и приводит к резкому снижению амплитуды сокращения (пессимум частоты). В  организме сокращение скелетных мышц осуществляется под влиянием импульсов возбуждения, передающихся с двигательных спинномозговых нервов. Рис.19. Электрогафическая характеристика одиночного мышечного сокращения. Происхождение зубчатого и гладкого тетануса. А – биопотенциал и периоды мышечного сокращения: 1 – латентный, 2 – укорочения, 3 – расслабления; а – одиночные сокращения; б – зубчатый тетанус; в – переход зубчатого тетануса в гладкий; г – гладкий тетанус; д – увеличение амплитуды сокращения при оптимальной частоте раздражения; е – расслабление мышцы при пессимальной частоте раздражения. Б – периоды изменения возбудимости: а, б, в, г – нормальная возбудимость; д – вторичная относительная рефрактерность; е – экзальтация; ж – абсолютная рефрактерность. Цель. Изучение влияния частоты электростимуляции на характер мышечного сокращения. Оборудование и материалы. Электростимулятор ЭСЛ-2, вата, марля, физиологический раствор. Ход работы. Переведите переключатель электростимулятора «Длительность» в положение 0,2 mS, «Частота» - 8-9 Hz, «Амплитуда» - 12 V, а переключатель «род работы» в положение «пуск» (внешний запуск), «Сеть» - в верхнее положение. Поместите активный электрод в точку 9 (Рис. 17). При замыкании цепи (нажатие кнопки рядом с переключателем «Род работы») возникает сокращение мышц. Обратите внимание на то, что наблюдаемое сокращение является тетаническим. Увеличьте частоту до 15-20 Hz. Обратите внимание на изменение характера тетанического сокращения. Оформление отчета. Занесите полученные результаты в таблицу:
Вывод. На основании данных об условиях возникновения зубчатого и гладкого тетануса оцените характер влияния частоты стимуляции на мышечное сокращение. Лабораторная работа № 31. РЕГИСТРАЦИЯ ЭЛЕКТРОМИОГРАММЫ Теоретическая часть. Электромиография - метод регистрации электрической активности мышц. Электромиография используется при функциональных исследованиях двигательного аппарата, также в диагностических целях, при заболеваниях мышц. Цель работы. Изучение изменения амплитудно-частотных характеристик электрической активности мышц в покое и при напряжении. Оборудование и материалы. Электромиографические накожные электроды и соответствующий блок прибора «Полиграф - 6». Марлевые салфетки, спирт, электродная паста, эластические резиновые ленты или лейкопластырь. Ход работы. Кожу с внешней и с внутренней стороны предплечья на месте мышцы локтевого сгибателя запястья (местоположение этой мышцы определяют пальпаторно при сжимании кисти руки)обрабатывают спиртом. На электроды наносят небольшое количество специальной пасты для уменьшения межэлектродного сопротивления. Укрепляют накожные электроды следующим образом: заземляющие электроды располагают на внешней стороне предплечья как можно дальше друг от друга (первый как можно ближе к локтю, второй – около запястья), активные электроды располагают с внутренней стороны предплечья ( расстояние меньше , чем между заземляющими электродами). Электроды укрепляют на коже специальным эластичным бинтом, либо лейкопластырем. Регистрацию электромиограммы (ЭМГ) осуществляют при чувствительности самописца mV/см х 500 (при нажатой белой кнопке), и чувствительность на переключателе 5 mV/см. На ЭМГ блоке полиграфа необходимо отжать следующие кнопки: делитель: «2», полоса пропускания 0,5 – 10 кHz. Лучше всего регистрировать ЭМГ при скорости лентопротяжки 25 мм/с. Предлагают испытуемому производить сгибание пальцев руки с легким, средним и максимальным усилием во время каждого сокращения регистрируют электромиограмму. Оформление отчета. Вклейте в тетрадь полученную запись электромиограммы при сгибании пальцев руки с легким, средним и максимальным усилием. Подпишите полученные потенциалы электромиограммы. Вывод. Дайте оценку изменениям амплитудно-частотных характеристик электромиограммы при сжатии кисти руки с разной силой. Объясните причину изменений. Лабораторная работа № 32. ЭРГОГРАФИЯ Теоретическая часть. Физическая работа характеризуется количеством участвующих в ней мышц, динамикой их сокращения и расслабления, силой и длительностью мышечной работы. Основным фактором, лимитирующим продолжительность и интенсивность работы, является утомление. Работа мышцы измеряется произведением массы поднятого груза на высоту его подъема. Между грузом, который поднимает мышца, и выполняемой ею работой существует следующая зависимость. Внешняя работа мышцы равна нулю, если мышца сокращается без нагрузки. По мере увеличения груза работа сначала увеличивается, а затем постепенно уменьшается. При очень большом грузе, который мышца неспособна поднять, работа становится равной нулю. Наибольшую работу мышца совершает при некоторых средних нагрузках. Мощность мышцы, измеряемая величиной работы в единицу времени, также достигает максимальной величины при средних нагрузках. Поэтому зависимость работы и мощности от нагрузки получила название правила средних нагрузок. Методика, позволяющая получить графическую запись выполняемой физической работы, называется эргографией, прибор для записи – эргографом, а сама запись эргограммой. Цель работы. Определение зависимости работы от величины нагрузки и от ритма ее выполнения. Оборудование и материалы. Эргограф, самописец, набор грузов, метроном. Ход работы. Испытуемый садится на стул рядом со столом, на котором установлен эргограф. Указательным пальцем нажимают на рычаг в ритме работы метронома. Курок тонким тросом связан с грузом и самописцем. На самописце регистрируется эргограмма. Перед работой необходимо прокалибровать прибор. Для этого необходимо измерить величину смещения груза (в метрах) при максимальном нажатии на рычаг и измерить соответствующую амплитуду эргограммы, регистрируемой при этом на самописце. Задача 1. Зависимость работы от массы груза. К тросу эргографа, перекинутому через блок, подвешивают груз массой 1 кг для девушек и юношей.Включают метроном с частотой 60 сигналов/мин и предлагают испытуемому поднимать груз, т.е. сгибать и разгибать указательный палец в ритме метронома, пытаясь сохранить максимальную амплитуду движений. Работу продолжают до полного утомления, т.е. до момента, когда мышцы пальца перестают сокращаться. Скорость лентопротяжки — 1 мм/с. По записи эргограммы определяют время работы. Повторяют опыт с грузом 1,5 и 2,5 кг для девушек, 2,5 и 3,5 кг для юношей. Величину работы вычисляют по формуле в джоулях. А= P∙H (Дж), где P — масса груза (кг), H — суммарная высота подъема, вычисляемая по эргогорамме (м). Задача 2. Зависимость работы от частоты мышечных сокращений Общий объем работы, которую человек способен выполнять зависит не только от мощности нагрузки (массы груза), но и от ритма работы. В этом опыте используют постоянный по массе груз (1,5 кг для девушек и 2,5 кг для юношей), меняя ритм его подъема. Опыт выполняют в два этапа: сначала при частоте 60 движений/мин, затем, после 10-минутного перерыва, 120 движений/ мин. Скорость лентопротяжки в первом случае 1 мм/с, во втором — 2,5 мм/с. Оформление отчета. Вклейте в тетрадь полученные кривые, подпишите условия их получения. Рассчитайте и запишите полученные характеристики работы в таблицу.
При какой массе груза и ритме величина работы максимальна (если при этом остается неизменным ритм работы или масса). |