Лягушка как объект физиологического эксперимента – Почему именно лягушки стали объектом многих экспериментов и опытов?

Лягушка как лабораторные животные — доклад

Лягушка как  лабораторное животное.

Лягушки являются важным объектом изучения биологических дисциплин в учебных  заведениях и ценным материалом для  проведения научных лабораторных исследований. Если оценивать участие разных животных в научных опытах, то одно из первых мест заслуженно принадлежит лягушкам, которых не без оснований называют ветеранами среди лабораторных животных.

Простота препарирования лягушки, подходящие размеры и живучесть  сделали её издавна излюбленным подопытным. Большинство приборов экспериментальной медицины и биологии рассчитано на это животное. Огромное количество опытов и наблюдений проводилось и проводится над этими «мучениками науки». На лягушке постоянно вырабатывается техника физиологического эксперимента.

Именно эксперименты на лягушках позволили установить основные закономерности функционирования нервов, мышц, сердца, гладких мышц, и многих других органов и тканей.  Самыми распространенными заданиями для начинающих биологов являются, пожалуй, исследования работы сердца лягушки.

 

Общие характеристики.

Лягушки относятся к семейству бесхвостых земноводных. К семейству относится свыше 550 видов, которые широко распространены. Длина тела лягушки составляет от 3 до 32 см. Размножаются в воде, самка откладывает от 500 до 11 тыс. яиц, из которых выходят личинки (головастики). В период размножения многие лягушки издают характерные звуки («лягушачьи концерты»). Зимуют на суше (в лесной подстилке, пнях, норах) или на дне водоемов. Питаются главным образом насекомыми. Крупных лягушек (лягушка-голиаф — длина до 32 см, масса до 3,5 кг; лягушка-бык — длина до 20 см; озерная лягушка — длина до 17 см) в ряде стран разводят и употребляют в пищу. Классические лабораторные животные. Обычная в европейской части России травяная лягушка в природе живет 4 — 5 лет (в неволе до 18).

 

Отлов и  содержание лягушек.

Заготавливать лягушек для опытов начинают осенью, с похолоданием воздуха и воды, когда они забираются на дно водоемов, прячутся под нависающими над водой берегами или в подводную растительность и цепенеют. Начинается зимняя спячка, в течение которой лягушки не едят. Вот эту их способность месяцами обходиться без пищи и используют люди. Каждую осень, когда еще стоят теплые солнечные дни, отлавливают лягушек, а затем хранят их в прохладных помещениях в специальных ваннах. Здесь они как бы дремлют и всегда к услугам преподавателей, студентов, научных работников.

 

Лягушки –  постоянные помощники ученых.

В течение многих столетий они служили  и сейчас служат зоологам, анатомам, физиологам, врачам, фармакологам. В свое время лягушки сослужили неоценимую службу в открытии важных физических явлений. Опыты выдающихся итальянских ученых Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта, проведенные в XVIII в. на лягушках, привели к открытию гальванического тока, что оказало огромное влияние на дальнейшее развитие естествознания и техники. Л.Гальвани доказал наличие в организме – в мышцах и нервах лягушки – собственного электричества. Его опыты положили начало важной науке – электрофизиологии.

 Большое количество опытов  на лягушках проводил и великий физиолог И.М. Сеченов. Они помогли ему обосновать рефлекторную теорию, которая стала важным оружием в руках ученых-материалистов, воевавших со сторонниками признания особой «души», якобы ведавшей всеми действиями животного организма. Результаты своих опытов ученый обобщил в знаменитом произведении «Рефлексы головного мозга». Научные положения И.М. Сеченова утверждали материалистические принципы в естествознании и наносили удар по идеализму.

 

Виды лабораторных лягушек.

Для лабораторных исследований используют преимущественно следующие виды лягушек: прудовую (съедобную) (Rana esculenta), травяную (Rana temporaria) и озерную (серую), (Rana ridibunda).

Могут быть использованы также и другие виды лягушек: прыткая (в Закарпатской области Украины), остромордая,закавказская, сибирская и т. д. Из бесхвостых амфибий для некоторых исследований в последнее время вместо лягушек все чаще используют земляную жабу (Bufо bub).

Лягушки необходимы для  проведения научных исследований и учебного процесса по физиологии, патофизиологии, фармакологии, биологии, эндокринологии, токсикологии и другим дисциплинам в университетах, медицинских и зооветеринарных вузах, а также в средних школах. Для постановки научных исследований на лягушках пользуются целыми животными и изолированными органами (сердце, сосуды, печень, нервно-мышечный препарат).

 

Лягушка –  одно из тех животных, которым человек  воздвиг памятник, и даже не один.

Они были постоянным объектом в исследованиях знаменитого французского физиолога и патолога Клода Бернара. И, как считают, именно ему принадлежала мысль об установке памятника лягушкам. Памятник открыли еще в конце XIX в. в прославленной Сорбонне – Парижском университете. Так ученые отблагодарили своих помощников-лягушек за участие во многих важных исследованиях и научных открытиях. Еще один мемориал лягушкам был воздвигнут в 1960-е гг. в Токио. Когда число послуживших на благо науки лягушек достигло там 1 миллиона, студенты-медики воздвигли им памятник. Расход их в лабораториях учебных и научных учреждений достигает сотни тысяч экземпляров в год. Для экспериментов и обучения в США в конце 1960-х гг. использовали 9 млн особей в год, а уже в начале 1970-х гг. – 22 млн. В СССР эта цифра составляла более 1 млн лягушек в год. Поэтому необходимо принимать меры, чтобы не уничтожить все поголовье. В Англии, Германии, Польше и ряде других стран лягушки находятся ныне под охраной закона и ловля их запрещена. Очевидно, что никакие памятники не искупят вину человека перед этими животными.

 

Это интересно: Гуманизм довел лягушку до полной прозрачности.

 Исследователи из  японского Института биологии  земноводных Хиросимского университета селекционным путем вывели лягушку с прозрачной кожей, через которую видны ее внутренние органы. Прозрачные водные организмы известны, например, это некоторые виды рыб, но земноводное с такой кожей появилось впервые.

 Прозрачная («транспарентная») лягушка была выведена не для  забавы ученых и не для доказательства огромных возможной современной селекции, а для служения благородному делу изучения, предотвращения и лечения различных болезней человека. Лягушки – классический, наряду с крысами и мышами, объект лабораторных исследований. Несчастных земноводных заражают вирусами и бактериями, потом накачивают новоизобретенными лекарствами, режут и смотрят, что получилось и насколько лекарство готово к испытанию на человеке. А защитники животных активно борются против вивисекции и фактического убийства – пусть не человека, но все равно живого одушевленного существа.

 И вот, чтобы уменьшить  мучения и количество лабораторных  вскрытий, группа профессора Масаюки Сумиды из Хиросимского университета вывела лягушку с прозрачной кожей, через которую можно непосредственно наблюдать «путешествие» лекарства по кровеносным сосудам, накопление его в определенных органах и результат воздействия препарата, например, на раковую опухоль, причем лягушку для этого не нужно отправлять в мир иной. А в каком другом городе, как не в Хиросиме, ученые «мементо мори» — помнят о смерти?

 Исследователи использовали  для своих опытов несколько  японских бурых лягушек (Rana japonica), испытавших мутационные изменения  в сторону обесцвечивания поверхностных тканей. Скрещиванием и отбором среди потомков этих лягушек были получены животные, практически полностью лишенные окраски, с прозрачной кожей.

 И это еще не все. Ученые  собираются снабдить определенные  гены нового прозрачного существа флуоресцентными (светящимися) метками, что позволит наблюдать «работу» этих генов в «режиме реального времени». Это тоже обещает невиданные перспективы генетических исследований, причем при соблюдении гуманного подхода к лабораторным животным.

freepapers.ru

1.2. Методы физиологических исследований

Физиология является экспериментальной наукой, т.е. все ее теоретические положения основываются на результатах выполнения опытов и наблюдений.

Наблюдениеприменялось с первых шагов развития фи­зиологической науки. Проводя наблюдение, исследователи да­ют словесный отчет о результатах. При этом объект наблюде­ния обычно находится в естественных условиях без специаль­ных воздействий на него исследователя. Недостатком простого наблюдения является ограниченная возможность получения количественных показателей и восприятия быстропротекаю- щих процессов. Так, в начале XVII в. В. Гарвей после наблю­дений за работой сердца у мелких животных писал: «Скорость сердечного движения не позволяет различать, как происходит систола и диастола, и поэтому нельзя узнать, в какой момент и в которой части совершается расширение и сжатие»

Большие возможности, чем простое наблюдение, в изуче­нии физиологических процессов дает постановка опытов. При выполнении физиологического опыта исследователь ис­кусственно создает условия для выявления сущности и законо­мерностей течения физиологических процессов. К живому объекту могут применяться дозированные физические и хими­ческие воздействия, введение различных веществ в кровь или органы и изучаться ответная реакция органов и систем.

Опыты в физиологии подразделяют на острые и хрониче­ские. Острые опытывыполняются на животных и характе­ризуются тем, что не ставится задача сохранения жизни жи­вотного, после опыта оно погибает. Во время такого опыта мо-rvr наноситься несовместимые с жизнью разрезы, удалятьсяорганы.Удаленные органы называют изолированными. Их по­мешаютв солевые растворы, близкие по составу или хотя бы по содержаниюважнейших минеральных веществ к плазмекрови.Такие растворы называют физиологическими. Среди простейших физиологических растворов изотонический 0 9% раствор натрия хлорида.

Постановкаопытов с использованием изолированных ор­гановбыла особенно популярна в период XVII — начала XX в. когда шло накопление знаний о функциях органов и их от­дельных структур.Для постановкифизиологического экспери­мента наиболее удобно применение изолированных органов холоднокровных животных. Так, изолированное сердце лягуш­ки достаточно промывать солевым раствором Рингера, и при комнатной температуре оно будет сокращаться многие часы.Из-за легкости приготовления и важности получаемой инфор­мации такие биологические препараты стали использовать не только в физиологии, но и в других областях медицинской на­уки. Например, препарат изолированного сердца лягушки (по методу Штрауба) используется как стандартизированный объ­ект для тестирования биологической активности некоторых лекарств при серийном их производстве и разработке новых лекарственных средств.

Однако возможности острого опыта ограниченны не только из-за этических моментов, связанных с тем, что животные во время опыта погибают и с возможностью нанесения им болевых воздействий при недостаточно адекватном наркозе, но и с тем, что исследование ведется не в условиях целостного организма, а при нарушении системных регулирующих механизмов.

Хронический опытлишен ряда перечисленных недостат­ков. В хроническом опыте исследование проводится на прак­тически здоровом животном при условии минимальных воз­действий на него и сохранении его жизни. Перед исследовани­ем на животном могут проводиться операции по подготовке его к опыту (вживляться электроды, делаться фистулы для доступа в полости и протоки органов). В таком случае животное берет­ся в опыт после заживления раневой поверхности и восстанов­ления функций.

Важным событием в развитии физиологических методик было введение графической регистрации наблюдаемых явле­ний. Немецкий ученый К. Людвиг изобрел кимограф и впер­вые зарегистрировал колебания (волны) артериального кровя­ного давления. Вслед за этим были разработаны методы регис­трации физиологических процессов с использованием механи­ческих передач (рычажки Энгельмана), воздушных передач (капсула Марея), методы регистрации кровенаполнения орга­нов и их объема (плетизмограф Моссо). Получаемые при таких регистрациях кривые обычно называют кимограммами.

Более широкие методические возможности в познании фи­зиологии человека и животных появились после создания тео­рии электричества и приборов для регистрации электрических потенциалов и дозированного воздействия электрическим то­ком на организм. Электрические стимулы оказались наиболее адекватными для воздействий на нервные и мышечные струк­туры. При умеренной силе и длительности стимула эти воз­действия не вызывают повреждения исследуемых структур и могут наноситься многократно. Ответная реакция на них, как правило, заканчивается в доли секунды.

Развитие физики, химии, кибернетики в конце XX в. созда­ло базу для качественного усовершенствования методов фи­зиологического исследования. Методы, разработанные фи­зиологами, широко используются в клинической практике.

Ниже перечисляются некоторые из важнейших современ­ных требований к используемым и вновь разрабатываемым методам физиологического исследования.

  1. Безопасность исследования, отсутствие травматизации и повре>вдений исследуемого объекта.

  2. Быстродействие датчиков и регистрирующих устройств.

  3. Возможность синхронной регистрации нескольких пока­зателей физиологических функций.

  4. Возможность длительной регистрации исследуемых по­казателей. Это позволяет выявлять цикличность течения фи­зиологических процессов, определять параметры циркадных (околосуточных) ритмов, выявлять наличие пароксизмальных (эпизодических) нарушений процессов.

  5. Малые габариты и вес приборов, позволяющие прово­дить исследования не только в стационаре, но и в полевых условиях, при рабочей или спортивной деятельности человека.

  1. Использование компьютерной техники и достижений ки­бернетики для регистрации и анализа получаемых данных, а также моделирования физиологических процессов. При ис­пользовании компьютерной техники резко сокращаются вре- ценные затраты на регистрацию данных, их математическую обработку, появляется возможность выделить больше инфор­мации из получаемых сигналов.

Однако несмотря на ряд достоинств современных методов физиологического исследования, корректность определения показателейфизиологических функций во многом зависит от качества образования медицинского персонала, от знаниясущностифизиологических процессов, особенностей датчиков и принципов работы используемых приборов, умения работатьсбольным, давать ему инструкции, следить за ходом их выпол­нения и корректировать действия пациента.

Результаты разовых измерений или динамических наблю­дений, выполненных разными медицинскими работниками у одного и того же пациента, не всегда совпадают. Поэтому со­храняется проблема повышения надежности диагностических процедур, качества исследований.

Качество исследования характеризуется точностью, пра­вильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений.

Определяемая при исследовании количественная характеристика физиологического показателя зависит как от истинной величины пара­метра этого показателя, так и ряда погрешностей, вносимых прибором и медперсоналом. Эти ошибки называют аналитической вариабельно­стью.Обычно требуется, чтобы аналитическая вариабельность не пре­вышала 10% от измеряемой величины. Поскольку истинное значение показателя у одного и того же человека может меняться в связи с биоло­гическими ритмами, погодными условиями и другими факторами, то для обозначения таких изменений введен термин внутрииндивидуальные вариации.Различие одного и того же показателя у разных людей назы­вают межиндивидуальными вариациями.Совокупность всех ошибок и колебаний параметра называют суммарной вариабельностью.

Важная роль в получении информации о состоянии и степе­ни нарушения физиологических функций принадлежит так на­зываемым функциональным пробам. Вместо термина «функ­циональная проба» часто применяется «тест» Выполнение функциональных проб — тестирование. Однако в клинической практике термин «тест» применяется чаще и в несколько более расширеннном смысле, чем «функциональная проба»

Функциональная пробапредполагает исследование фи­зиологических показателей в динамике, до и после выполнения определенных воздействий на организм или произвольных действий испытуемого. Наиболее часто используются функцио­нальные пробы сдозированной физической нагрузкой. Выпол­няются также пробы входными воздействиями, в которых вы­являются изменения положения тела в пространстве, натужи- вание, изменение газового состава вдыхаемого воздуха, введе­ние медикаментозных препаратов, прогревание, охлаждение, питье определенной дозы щелочного раствора и многие другие показатели.

К числу наиболее важных требований, предъявляемых к функцио­нальным пробам, относятся надежность и валидность.

Надежность —возможность выполнения теста с удовлетворитель­ной точностью специалистом средней квалификации. Высокая надеж­ность присуща достаточно простым тестам, на выполнение которых мало влияет окружающая среда. Наиболее надежные тесты, отражающие со­стояние или величину резервов физиологической функции, признаютэталонными, стандартнымиили референтными.

Понятие валидностьотражает соответствие теста или метода свое­му назначению. Если вводится новый тест, то его валидность оценивается путем сопоставления результатов, получаемых с помощью этого теста, с результатами ранее признанных, референтных тестов. Если нововве­денный тест позволяет в большем числе случаев найти правильные отве­ты на поставленные при тестировании вопросы, то этот тест обладает вы­сокой валидностью.

Применение функциональных проб резко увеличивает диа­гностические возможности лишь в случае корректного выпол­нения этих проб. Их адекватный подбор, выполнение и трак­товка требуют т медицинских работников обширных теорети­ческих знаний и достаточного опыта выполнения практических работ.

studfiles.net

1.2. Методы физиологических исследований

Физиология является экспериментальной наукой, т.е. все ее теоретические положения основываются на результатах выполнения опытов и наблюдений.

Наблюдениеприменялось с первых шагов развития фи­зиологической науки. Проводя наблюдение, исследователи да­ют словесный отчет о результатах. При этом объект наблюде­ния обычно находится в естественных условиях без специаль­ных воздействий на него исследователя. Недостатком простого наблюдения является ограниченная возможность получения количественных показателей и восприятия быстропротекаю- щих процессов. Так, в начале XVII в. В. Гарвей после наблю­дений за работой сердца у мелких животных писал: «Скорость сердечного движения не позволяет различать, как происходит систола и диастола, и поэтому нельзя узнать, в какой момент и в которой части совершается расширение и сжатие»

Большие возможности, чем простое наблюдение, в изуче­нии физиологических процессов дает постановка опытов. При выполнении физиологического опыта исследователь ис­кусственно создает условия для выявления сущности и законо­мерностей течения физиологических процессов. К живому объекту могут применяться дозированные физические и хими­ческие воздействия, введение различных веществ в кровь или органы и изучаться ответная реакция органов и систем.

Опыты в физиологии подразделяют на острые и хрониче­ские. Острые опытывыполняются на животных и характе­ризуются тем, что не ставится задача сохранения жизни жи­вотного, после опыта оно погибает. Во время такого опыта мо-rvr наноситься несовместимые с жизнью разрезы, удалятьсяорганы.Удаленные органы называют изолированными. Их по­мешаютв солевые растворы, близкие по составу или хотя бы по содержаниюважнейших минеральных веществ к плазмекрови.Такие растворы называют физиологическими. Среди простейших физиологических растворов изотонический 0 9% раствор натрия хлорида.

Постановкаопытов с использованием изолированных ор­гановбыла особенно популярна в период XVII — начала XX в. когда шло накопление знаний о функциях органов и их от­дельных структур.Для постановкифизиологического экспери­мента наиболее удобно применение изолированных органов холоднокровных животных. Так, изолированное сердце лягуш­ки достаточно промывать солевым раствором Рингера, и при комнатной температуре оно будет сокращаться многие часы.Из-за легкости приготовления и важности получаемой инфор­мации такие биологические препараты стали использовать не только в физиологии, но и в других областях медицинской на­уки. Например, препарат изолированного сердца лягушки (по методу Штрауба) используется как стандартизированный объ­ект для тестирования биологической активности некоторых лекарств при серийном их производстве и разработке новых лекарственных средств.

Однако возможности острого опыта ограниченны не только из-за этических моментов, связанных с тем, что животные во время опыта погибают и с возможностью нанесения им болевых воздействий при недостаточно адекватном наркозе, но и с тем, что исследование ведется не в условиях целостного организма, а при нарушении системных регулирующих механизмов.

Хронический опытлишен ряда перечисленных недостат­ков. В хроническом опыте исследование проводится на прак­тически здоровом животном при условии минимальных воз­действий на него и сохранении его жизни. Перед исследовани­ем на животном могут проводиться операции по подготовке его к опыту (вживляться электроды, делаться фистулы для доступа в полости и протоки органов). В таком случае животное берет­ся в опыт после заживления раневой поверхности и восстанов­ления функций.

Важным событием в развитии физиологических методик было введение графической регистрации наблюдаемых явле­ний. Немецкий ученый К. Людвиг изобрел кимограф и впер­вые зарегистрировал колебания (волны) артериального кровя­ного давления. Вслед за этим были разработаны методы регис­трации физиологических процессов с использованием механи­ческих передач (рычажки Энгельмана), воздушных передач (капсула Марея), методы регистрации кровенаполнения орга­нов и их объема (плетизмограф Моссо). Получаемые при таких регистрациях кривые обычно называют кимограммами.

Более широкие методические возможности в познании фи­зиологии человека и животных появились после создания тео­рии электричества и приборов для регистрации электрических потенциалов и дозированного воздействия электрическим то­ком на организм. Электрические стимулы оказались наиболее адекватными для воздействий на нервные и мышечные струк­туры. При умеренной силе и длительности стимула эти воз­действия не вызывают повреждения исследуемых структур и могут наноситься многократно. Ответная реакция на них, как правило, заканчивается в доли секунды.

Развитие физики, химии, кибернетики в конце XX в. созда­ло базу для качественного усовершенствования методов фи­зиологического исследования. Методы, разработанные фи­зиологами, широко используются в клинической практике.

Ниже перечисляются некоторые из важнейших современ­ных требований к используемым и вновь разрабатываемым методам физиологического исследования.

  1. Безопасность исследования, отсутствие травматизации и повре>вдений исследуемого объекта.

  2. Быстродействие датчиков и регистрирующих устройств.

  3. Возможность синхронной регистрации нескольких пока­зателей физиологических функций.

  4. Возможность длительной регистрации исследуемых по­казателей. Это позволяет выявлять цикличность течения фи­зиологических процессов, определять параметры циркадных (околосуточных) ритмов, выявлять наличие пароксизмальных (эпизодических) нарушений процессов.

  5. Малые габариты и вес приборов, позволяющие прово­дить исследования не только в стационаре, но и в полевых условиях, при рабочей или спортивной деятельности человека.

  1. Использование компьютерной техники и достижений ки­бернетики для регистрации и анализа получаемых данных, а также моделирования физиологических процессов. При ис­пользовании компьютерной техники резко сокращаются вре- ценные затраты на регистрацию данных, их математическую обработку, появляется возможность выделить больше инфор­мации из получаемых сигналов.

Однако несмотря на ряд достоинств современных методов физиологического исследования, корректность определения показателейфизиологических функций во многом зависит от качества образования медицинского персонала, от знаниясущностифизиологических процессов, особенностей датчиков и принципов работы используемых приборов, умения работатьсбольным, давать ему инструкции, следить за ходом их выпол­нения и корректировать действия пациента.

Результаты разовых измерений или динамических наблю­дений, выполненных разными медицинскими работниками у одного и того же пациента, не всегда совпадают. Поэтому со­храняется проблема повышения надежности диагностических процедур, качества исследований.

Качество исследования характеризуется точностью, пра­вильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений.

Определяемая при исследовании количественная характеристика физиологического показателя зависит как от истинной величины пара­метра этого показателя, так и ряда погрешностей, вносимых прибором и медперсоналом. Эти ошибки называют аналитической вариабельно­стью.Обычно требуется, чтобы аналитическая вариабельность не пре­вышала 10% от измеряемой величины. Поскольку истинное значение показателя у одного и того же человека может меняться в связи с биоло­гическими ритмами, погодными условиями и другими факторами, то для обозначения таких изменений введен термин внутрииндивидуальные вариации.Различие одного и того же показателя у разных людей назы­вают межиндивидуальными вариациями.Совокупность всех ошибок и колебаний параметра называют суммарной вариабельностью.

Важная роль в получении информации о состоянии и степе­ни нарушения физиологических функций принадлежит так на­зываемым функциональным пробам. Вместо термина «функ­циональная проба» часто применяется «тест» Выполнение функциональных проб — тестирование. Однако в клинической практике термин «тест» применяется чаще и в несколько более расширеннном смысле, чем «функциональная проба»

Функциональная пробапредполагает исследование фи­зиологических показателей в динамике, до и после выполнения определенных воздействий на организм или произвольных действий испытуемого. Наиболее часто используются функцио­нальные пробы сдозированной физической нагрузкой. Выпол­няются также пробы входными воздействиями, в которых вы­являются изменения положения тела в пространстве, натужи- вание, изменение газового состава вдыхаемого воздуха, введе­ние медикаментозных препаратов, прогревание, охлаждение, питье определенной дозы щелочного раствора и многие другие показатели.

К числу наиболее важных требований, предъявляемых к функцио­нальным пробам, относятся надежность и валидность.

Надежность —возможность выполнения теста с удовлетворитель­ной точностью специалистом средней квалификации. Высокая надеж­ность присуща достаточно простым тестам, на выполнение которых мало влияет окружающая среда. Наиболее надежные тесты, отражающие со­стояние или величину резервов физиологической функции, признаютэталонными, стандартнымиили референтными.

Понятие валидностьотражает соответствие теста или метода свое­му назначению. Если вводится новый тест, то его валидность оценивается путем сопоставления результатов, получаемых с помощью этого теста, с результатами ранее признанных, референтных тестов. Если нововве­денный тест позволяет в большем числе случаев найти правильные отве­ты на поставленные при тестировании вопросы, то этот тест обладает вы­сокой валидностью.

Применение функциональных проб резко увеличивает диа­гностические возможности лишь в случае корректного выпол­нения этих проб. Их адекватный подбор, выполнение и трак­товка требуют т медицинских работников обширных теорети­ческих знаний и достаточного опыта выполнения практических работ.

studfiles.net

Памятник лягушке в Париже — Лилия-Тревел.РУ

«Малюткой хвост она растила,
Платье темное носила.
Подросла — зеленой стала,
Хвост на весла поменяла.»

(Загадка)

Маленькое земноводное за столько лет существования мира много раз «помогала» человечеству одним фактом своего бытия. Благодаря лягушке, человек вооружился лягушачьим ядом и смог дать смертоносный отпор врагам. Эту амфибию люди в древности кидали в молоко, чтобы оно не скисло, так как ее кожа обладает бактерицидными свойствами. Знахари с помощью лягушек избавляли людей от бородавок. Ее использовали в магии, эзотерике, алхимии. Древние кельты ее считали Владычицей Земли, в Древнем Египте ее ассоциировали с чудесной силой воскрешения, в Древнем Китае она почиталась, как символ богатства и удачи.

Странички истории

Изображение квакушки использовалось в геральдике, она была персонажем сказок и литературных произведений. А во Франции существует даже памятник лягушке. В Париже его установили у Пастеровского института неспроста: в этом институте занимаются исследованиями в области биологии и микроорганизмов, вирусов и вакцин.

«Воздать» маленькому животному почесть в качестве зримого памятника предлагал французский медик и основоположник эндокринологии Клод Бернар, который ставил множество опытов на лягушках. Он занимал одно время кафедру общей физиологии в Сорбонне, однако она не удовлетворяла его интересам ученого, то есть не имела должных лаборатории, препаратов и финансирования для проведения экспериментов. После двенадцати лет «службы» в Сорбонне он перешел на кафедру сравнительной физиологии животных Музея естественной истории.

Тогда по настоянию ученого студенты сами собрали нужную сумму, чтобы увековечить память о лягушке, как объекте множества научных открытий. Монумент представляет собой гигантскую лягушачью фигуру с широко открытой пастью, «усевшуюся» на задние лапки. Кстати, монументальные знаки признательности и уважения квакушки получили и в других городах мира, в Токио например. А в России и странах СНГ их даже несколько, правда символизируют они сказочные или анекдотические персонажи:

  • В Москве — памятник лягушки-царевны;
  • В Бердянске – это оригинальная фигура толстой жабы-олигарха, восседающей на бюстах людей;
  • В Гродно – памятник лягушки-путешественницы;
  • В Казани – фонтан с лягушками.

Опыты и исследования

Итак, почему именно лягушку взяли за основу памятника парижские cтуденты? Ведь опыты проводились и проводятся не только на этих амфибиях, но и крысах, собаках? Но именно ей человечество обязано физиологическим и фармакологическим опытам, которые привнесли в науку новые открытия в области физики и направлений физиологии, как нейрофизиология, электрофизиология.

Этих мелких позвоночных ученые использовали в исследованиях работы мозга и органов чувств. С ними «работали» великие ученые-физиологи: Иван Михайлович Сеченов, Николай Мартынович Якубович, Алексей Алексеевич Ухтомский. Но главным исследователем и экспериментатором в области электрофизиологии можно считать Луиджи Гальвани. Он жил в XVIII веке, и именно Гальвани обнаружил в организме лягушки биоэлектрическое явление, которое назвали «животным электричеством».

Благодаря деятельности и выявленных особенностей нервно-мышечного препарата лягушки стало возможным разработать методы и оборудование для сложных электрофизиологических экспериментов и открытий, как например закон раздражения и явления электротона. С помощью появившейся аппаратуры можно было исследовать функции различных структур нервной системы животного:

  • рефлекторную деятельность спинного мозга;
  • распространение нервных импульсов по организму;
  • изменение поведения экстероцепторов в изменяющихся условиях среды.

Наконец, эксперименты с лягушками привели к открытию самостоятельного сердечного аппарата, который под воздействием тех или иных препаратов, может вызвать угнетение или активацию сердечной деятельности. Тот самый Клод Бернар (1813-1878 гг.) выявил, как именно происходит механизм передачи возбуждения от нерва на мышечную ткань.

Ученый также открыл, что сахар, поступая из кишечника в печень, превращается в гликоген. А его опыты с ядом кураре позволили предсказать наличие в организме гипотетического вещества синапсиса. Почему «предсказать»? Да потому что, его существование было доказано через сорок лет после смерти Бернара, в 1921 году ученым Отто Леви, который получил за свое открытие в 1936 году Нобелевскую премию.

Почему люди обязаны земноводному

Благодаря опытам, проводимым над лягушками, мир пользуется такими понятиями, как источник постоянного тока. На основе него были изобретены специальные и бытовые приборы, которыми сегодня пользуется абсолютно каждый: фонари, обычные батарейки. Лягушачья лапка стала «моделью» ласт подводного плавания, сконструированного Луи де Корле. А лягушачий глаз «лег» в основу созданий электронных аппаратов, применяемых для обнаружения самолетов, летящих в воздухе.

Как видите, жительница болот и прудов, которая для многих ассоциируется с чем-то мерзким и неприятным, принесла человечеству много пользы. Во всяком случае, «жестокие» эксперименты ученых полностью оправдывают потрясающие результаты этих опытов для здоровья и быта людей. Например, тестам на беременность женщины обязаны лягушке. Средству, в несколько сотен раз мощнее, чем морфий – тоже ей. Недавно было обнаружено, что кожа лягушки содержит пептид – средство, предположительно останавливающее развитие ВИЧ-вируса.

Исследования последних 50-60 лет позволяют констатировать печальные факты: популяция лягушек стремительно сокращается. И в первую очередь здесь виноваты люди, как главный источник ухудшающейся экологии. Правда, некоторый процент сокращения численности квакушек принадлежит климатическим изменениям и паразитам. Но все-таки люди должны в который раз задуматься о том: КТО РАЗРУШАЕТ НАШУ ПЛАНЕТУ! Не случится ли однажды так, что милую лягушку можно будет лицезреть не в природных условиях, а лишь в виде памятника, мультипликационного героя или символической трехлапой фигурки с монетой в пасти из фэн-шуя?!

Специально для Лилия-Тревел.РУ — Анна Лазарева

liliya-travel.ru

Жизнь лягушек » Привет Студент!

Поведение

Все лягушки живут по одиночке, если не считать скоплений их на зимовку и во время размножения. Ни о какой «привязанности» друг к другу у лягушек не может быть и речи. Скопление лягушек в определенных местах обусловлено различными абиотическими факторами.

Строение различных органов чувств будет рассмотрено далее, а здесь уместно немного остановиться на том, как лягушки воспринимают окружающую среду. Опыты с действием растворов хлористого аммония, калия, натрия или лития на кожу лягушек приводят к отдергиванию лапок, что дает основание предположить наличие у этих животных общего кожного химического чувства наподобие того, как эго установлено для рыб. Поедание лягушками такой добычи, как жужжелицы, божьи коровки, муравьи, древесные клопы и т, п., дает основание думать, что чувство вкуса у них развито слабо или совсем отсутствует. Обоняние у лягушек, повидимому, существует. Огромную роль в жизни лягушек играет температурное чувство. Доказано, что изменения испаряющей силы воздуха вызывают быстрые изменения в поведении лягушек. Вопрос о слухе этих животных был исследован как в природе, так и в лаборатории (Кашкаров, 1928). Сохраняя тишину, можно подойти очень близко к пруду, на берегу которого сидят лягушки. Последние начинают прыгать лишь тогда, когда заметят приближающегося. Ни на какие звуки — высокие и низкие, тихие или резкие (выстрелы) — лягушки не реагируют, пока наблюдатель остается вне поля их зрения. Однако достаточно одной лягушке, увидав человека, прыгнуть в воду, как звук ее шлепанья служит сигналом для всех остальных. Если одна лягушка начинает квакать, то к ней присоединяются и другие. Отсюда делают вывод: лягушки слышат, но звук заставляет их только настораживаться, а реакция бегства наступает в ответ на зрительный стимул или на специфические «привычные» звуки. Слуховые ощущения должны быть очень грубы. Лабораторные опыты показали, что под влиянием звуков от 50 до 10 000 колебаний в секунду организм лягушки, находящейся на воздухе или под водой, реагирует рядом физиологических изменений (дыхательный ритм, сила сокращения мышц). Влияние звука резче выражено весной, нежели зимой, и восприятие его прекращается при перерезке слухового нерва.

Что касается реакции на свет, то надо прежде всего отметить чувствительность кожи к свету. Ослепленные головастики, выставленные после темноты на свет, начинают быстро плавать (Обрезков, 1921). Ослепленные взрослые лягушки сохраняют некоторую чувствительность к свету даже после удаления мозговых полушарий. Такие животные спустя некоторое время поворачиваются к источнику света и прыгают ему навстречу, но время реакции у них сильно замедлено. Интересно, что действие света на кожу лягушек сохраняется и тогда, когда он предварительно проходит сквозь воду. Последнее исключает прямое влияние температуры. Опыты показали, что температура изменяет гелиотаксис лягушек: ниже + 10° он отрицательный, а выше — положительный (до +30°). Цветное зрение лягушек сходно с человеческим. Они видят пищу в синей, зеленой и красной области спектра. Их сетчатка может приспособляться к темноте, но в меньшей степени, нежели у человека. Место наибольшей стимулирующей силы для приспособленного к темноте глаза лягушек находится в области от желто-зеленого до зеленого. Изменение интенсивности спектра может смещать этот пункт. Сказанное находится в согласии с тем, что в вырезанном глазу лягушки фото-электрические реакции отсутствуют или становятся крайне слабыми, если глаз освещается инфракрасными или фиолетовыми лучами. Анатомические и гистологические особенности глаза заставляют предполагать, что лягушка получает отчетливую картину окружающего мира. Однако наблюдения показывают, что лягушки реагируют не на общую зрительную картину, а лишь на движение или появление малых объектов в поле зрения.

Террариумисты уже давно замечали факты «привыкания» лягушек. Если открывается дверца или снимается крышка террариума, то животные обычно поворачиваются к наблюдателю или к руке, дающей им корм. Если давать корм лягушкам с деревянной палочки, то потом они начинают хватать ее даже пустую. Если лягушкам дают мохнатых гусениц, то они хватают их и потом выбрасывают. Через 4—7 раз лягушки перестают хватать мохнатых гусениц, и эта привычка остается у них дней на 10. Аналогичный результат дали опыты с дождевыми червями, смазанными гвоздичным маслом или хлорной известью или соединенными с электрическими проводами (условные рефлексы у лягушек, 1914).

Интересны опыты с лягушками (Rana clamitans) в лабиринте (Иеркс, 1903, 1904): выходя из маленького ящика в более обширный, животное должно было добраться до воды. Правая сторона опытной камеры была окрашена в красный цвет, а левая — в белый. Если лягушка избирала неправильный путь, ведущий в тупик (направо), то получала электрический удар. Через 100—120 опытов лягушка не делала ошибок и прямо прыгала по правильному пути.

Разнообразные опыты по выработке у лягушек условных рефлексов повторялись неоднократно. При этом оказалось, что удаление головного мозга полностью устраняет возможность научения. Однако удаление только полушарий мозга, как показал Леутский (1929), не мешает выработке условных рефлексов.

Опыты этого автора велись на озерных лягушках, и из 120 оперированных особей пригодными для экспериментов оказались только 10. Опыты ставились в камере на свет, время и звук. Условных рефлексов на последний получить не удалось. В итоге оказалось, что лягушки, лишенные полушарий мозга, не теряют способности к произвольным движениям, самостоятельному принятию пищи и к легкому образованию условных рефлексов на свет и время. Прежде чем вырабатывать у лягушек условные рефлексы на свет, по мнению Леутского, необходимо предварительно испытывать отношение лягушек к раздражению светом, ибо молодые озерные лягушки иногда имеют натуральный рефлекс на свет. Из этого замечания видно, что Леутский, очевидно, не учитывал уже упомянутое изменение гелиотропизма в связи с температурой. Далее Леутский показал, что как у нормальных, так и у оперированных лягушек можно создать внутреннее торможение, но оно дается лягушкам с трудом и носит ясно выраженный волнообразный характер. Вслед за включением дифференцировочного агента наблюдалось последовательное торможение у нормальных и оперированных лягушек. Как у тех, так и у других могут образовываться условные рефлексы второго порядка. Отличия результатов Баяндурова и Пегель (1932) от таковых Леутского, видимо, обязаны больше всего не иной методике и иному виду лягушки (они работали с прудовой), а времени года (зима). Получив у лягушки образование двигательных условных рефлексов со зрительного и слухового анализаторов, Баяндуров и Пегель подчеркивают, что образованные условные рефлексы обладают резко выраженной лабильностью — невозможностью образования прочного рефлекса и отсутствием рефлексов на следующий опытный день. Они нашли, что условные рефлексы лягушек требуют для своего образования совпадения во времени условного и безусловного агентов, либо незначительного временного (1/2—1 секунда) промежутка между ними. При увеличении этого промежутка до 2—5 секунд образование условного рефлекса становится чрезвычайно затруднительным или вообще невозможным, В процессе образования условного рефлекса можно наблюдать предварительное изменение дыхательного ритма животного. Атипичность протекания процессов угасания позволяет предположить, что имеет место работа подкорковых анализаторов. Методическая сторона вопроса была подвергнута критике со стороны Щербакова (1936), который считает, что механизм реакции лягушки на свет сложен и потому удобнее применять предложенную им пнеймографическую установку.

Если лягушку опрокинуть на спинку и продержать ее в таком положении несколько минут, то она обычно сохраняет приданное ей положение еще некоторое время после того, как рука наблюдателя уже перестала ее удерживать. Эту тоническую неподвижность нередко называют «гипнозом» лягушек. Нормальная длительность этого явления у наших лягушек от 0,5 до 3 минут. Тонких (1938) показал, что раздражение яремного ганглия удлиняет «гипноз», а удаление гипофиза влияния не оказывает. Если лягушка внезапно грубо схвачена, то у нее мускулы судорожно напрягаются («поза жерлянки»), а изо рта вылетает пронзительный крик, напоминающий кошачий. Этот факт наблюдался как у наших видов (Терентьев, 1924), так и у иноземных (например, Rana catesbiana и R. draytonii).

Сила звука разных видов лягушек обычно прямо пропорциональна их величине. Самки более молчаливы. Экологическое значение особенно «хорового пения» не вполне ясно. Как уже указывалось (раздел 7), оно, повидимому, не имеет значения призыва к данному водоему, но может помогать встрече самцов и самок внутри водоема. Связь с половыми явлениями несомненна. Наземные формы обычно молчаливее водных. Виды с внутренними голосовыми мешками могут издавать звуки, оставаясь под водой.

Содержание в неволе

Помимо полевых наблюдений, техника которых описана Новиковым (1949), главнейшим средством изучения экологии лягушек является содержание их в неволе. Необходимо последнее и для экспериментальных целей.

Массовые заготовки лягушек для вскрытий и физиологических опытов производятся обычно осенью. Лягушки к этому времени уже достаточно упитаны, и потому дальнейшее их содержание доставляет минимум хлопот. Если лягушки еще не залегли в спячку, то их ловят просто руками на путях миграций к водоемам. В противном случае исследуют в подходящих водоемах дно сачком, а прибрежные пещерки и места под корягами просто рукой. Если в такой подводной пещерке обнаружены лягушки, то их выгоняют в подставленный сачок. Переносить лягушек можно в плетеной корзинке с ручкой или в мешке, но не более чем по 200 штук. Слишком большое скопление лягушек в одном сосуде приводит к обмороку или даже смерти ряда особей. Жестяные бидоны удобны для транспортировки, но плохи тем, что животные в них также часто задыхаются. Доставленных лягушек помещают в лохань или кадку. Последней придают такой наклон, чтобы часть дна оставалась сухой. Наибольшая глубина воды в этом вместилище не должна превышать дециметра. Сверху приделывается откидная сетчатая крышка. В помещении желательна температура от + 6° до + 8° (не ниже + 3°). Кормить при этом лягушек не надо. Следует изредка сменять воду и вынимать трупы погибших. Если в подобном садке не более 200 лягушек на квадратный метр, то отход за зиму составляет 10—15%. Если отход выше, то надо вынуть всех лягушек и перемыть их водой, а помещение тщательно продезинфецировать (прошпарить, но без мыла).

Описанный выше способ содержания лягушек сохраняет для лаборатории живой материал, но, конечно, не дает возможности проводить наблюдения. Правда, даже в таких суровых условиях лягушки иной раз размножаются (Терентьев, 1924), но все их отправления являются при этом искаженными. Если не гнаться за количеством, то не трудно создать для лягушек оптимальные условия в любой лаборатории или комнате. По сути дела, следует для каждого вида создавать особое помещение, особое внутреннее устройство и особый режим. Однако практика часто заставляет содержать в одном помещении несколько видов. Во всяком случае, следует проводить различие между водными и наземными видами. Икру и головастиков содержат в аквариумах, причем важно предоставить — им наибольшую поверхность водного зеркала при относительно небольшой глубине. Этим условиям удовлетворяют, например, стеклянные кристаллизаторы, или «простоквашницы», глубиной в 5—10 см и диаметром в 15—20 см. Норма посадки в такой сосуд не должна превышать одного-двух десятков головастиков. Большие количества головастиков приходится помещать в различные аквариумы, описаний которых в литературе множество. Для целей специального эксперимента приходится иной раз держать головастиков в стеклянных банках, содержащих только воду, но обычно им надо предоставить некоторое количество растений и грунт. Этими растениями, а также микроскопическими водорослями головастики и кормятся. Если надо, можно подкармливать их и другим путем: помещением в сосуд любого белкового корма (накрошенные вареные яйца, кусочки мяса и т. п.). Для взрослых особей водных видов следует оборудовать акватеррарий. Это может быть или аквариум с «островком» или «сушей», или, напротив, террариум со значительным водоемом. Во всяком случае для водных лягушек поверхность суши их помещения должна быть не более 1/4 всей площади. Обратное соотношение следует соблюдать при устройстве террариума для наземных лягушек. Для последних рекомендуется в одном из углов устроить «пещеру»: пустой цветочный горшок, положенный на бок, наполовину зарытый в грунт и, если угодно, задекорированный в своей верхней части. Слишком много растений сажать не следует. Летом можно использовать многие растения нашей флоры, но для зимы лучше всего подходят разные папоротники, традесканция, плектогина и различные бегонии. Растения лучше помещать в горшочки, которые следует зарывать до уровня песка и прикрывать сверху мхом (гниющий мох и части растений могут явиться источником заболеваний животных). На одну лягушку размером в 5—8 см требуется не менее 150—200 см2 площади. Содержание мелких лягушат вместе со взрослыми часто ведет к каннибализму. Температурные условия и влажность должны максимально приближаться к природным. Подогрев проще всего осуществляется электрической лампой.

Летом, располагая участком земли, можно устраивать для лягушек «террариумы под открытым небом». Это водоем или участок суши с водоемом, окруженный плотной загородкой высотой в 40—50 см. На внутренней стороне верхней части загородки надо приделать сплошную закраинку из жести, загнутую козырьком внутрь. В местах, где много крупных птиц, приходится затягивать сверху весь такой участок сеткой. Больше всего хлопот доставляет кормление. Летом можно кормить лягушек раз в 2—3 дня, а зимой реже (смотря по температуре). Добывание естественного корма проще всего осуществлять «кошением» сачком по траве. Весь улов помещается потом в банку или коробку, из которой высыпается в террариум. Зимой кормом лягушек могут быть тараканы, «мучные черви» (личинки мучного хруща), «мотыль» (личинки Chironomus) и дождевые черви. Проявляя настойчивость, можно заставить есть, особенно крупные экземпляры, и кусочки мяса (нежирные), нарезанные в виде полосок. Для этого кусочек мяса следует зажать в пинцет и двигать перед глазами животного.

Икру, отложенную лягушками, лучше немедленно переносить в отдельный сосуд.

В гигиенической обстановке и при хорошем питании лягушки могут обходиться без зимней спячки.

 

Используемая литература: П. В. Терентьев
Лягушка: Учебное пособие/ П.В. Терентьев;
под ред. М. А. Воронцова, А. И. Прояева.- М. 1950 г.

 

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

privetstudent.com

Основные правила организации физиологического эксперимента

Основные правила организации физиологического эксперимента.

Физиология — наука экспериментальная, основным методом познания механизмов и закономерностей в ней является эксперимент, позволяющий не только ответить на вопрос , что происходит в организме, но и выяснить также, как и почему происходит тот или иной физиологический процесс, как он возникает, какими механизмами поддерживается и управляется. Развитие физиологической науки как науки экспериментальной всегда было связано с успехами физики, электроники, техники. Их бурное развитие в последние десятилетия обеспечило возможность совершенствования физиологических методов исследования.

Успешное выполнение практикума требует, прежде всего, знаний технологии эксперимента.

Основная, наиболее употребительная аппаратура. Используемые аппараты и приборы можно разделить на две группы: стимулирующая и регистрирующая аппаратура. Стимулирующие приборы используются в качестве раздражителя, имитирующего внешний стимул, регистрирующие — в качестве регистраторов ответных реакций организма или препарата.

Стимулирующая аппаратура. В учебных и научных лабораториях широкое применение в настоящее время получили электростимуляторы. Электростимулятор чаще всего применяется для нанесения ритмического раздражения. Преимущество этого прибора заключается в том, что он позволяет более тонко и точно дозировать и широко варьировать силу, частоту и длительность раздражения, а также наносить одиночный стимул. Существует достаточно большое количество стимуляторов используемых в экспериментальной электрофизиологии. Электростимуляторы используемые в лабораторном практикуме, по возможности, должны отвечать следующим требованиям:

  1. Электростимулятор генерирует импульсы прямоугольной формы.

  2. Электростимулятор позволяет максимально варьировать частоту импульсов (1-1000 Гц), регулировка дискретная.

  3. Электростимулятор позволяет изменять длительность импульсов (от 0,05 до 3 с), регулировка дискретная.

  4. Электростимулятор позволяет изменять амплитуду импульсов (от 0 до 15 В), регулировка дискретная. Минимальный ток в нагрузке при амплитуде 150 В равен 30 мА. На выходе имеется делитель напряжения 1:1, 1:10, 1:100.

  5. Прибор позволяет посылать к объекту разовый стимул.

  6. Прибор имеет выходной изолирующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1:10. Трансформатор обеспечивает «развязку» цепей стимулятора и объекта. При максимальной амплитуде трансформатор пропускает без искажения импульсы длительностью до 3 мс В трансформатор включаются раздражающие электроды.

  7. Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Перед включением стимулятора в сеть его необходимо заземлить.

Подготовка прибора к работе. Проверьте правильность положения тумблеров (все должны быть в позиции «выкл.» и их исправность. Включите вилку шнура в сеть переменного тока напряжением 220 В. Тумблер включения сети на передней панели поставьте в положение «вкл.». После 5-минутного прогрева прибор обеспечивает точность указанных параметров.

Порядок работы. Стимулятор включается в работу следующим образом:

  1. Поставьте тумблер запуска в нужное положение.

  2. Подключите изолирующий трансформатор к выходным клеммам прибора, при этом один конец должен быть присоединен к клемме с обозначением «земля».

  3. Присоедините раздражающие электроды к клеммам трансформатора.

  4. Установите нужные для работы параметры стимуляции (длительность, амплитуда, частота).

  5. В нужный момент подавайте напряжение на электроды,

Связующим звеном между источником стимула и объектом исследования служат электроды. Они могут быть стимулирующими (если связаны со стимулятором) и отводящими (если связаны с регистратором).

Регистрирующая аппаратура. В подавляющем большинстве учебных экспериментов запись ответных реакций препарата осуществляется с помощью кимографа.

Кимограф состоит из станины, в которой закреплен насаженный на ось и покрытый бумагой цилиндр, или барабан. Бумага может быть закопченной (при механической записи), глянцевой (при чернильной записи) или специальной (при тепловой записи). Барабан приводится в движение часовым механизмом или электромотором при помощи фрикционной передачи. Скорость вращения барабана можно изменять. Писчик миографа присоединяют к бумаге, покрывающей барабан. Писчик вычерчивает кривую, соответствующую ответной реакции исследуемого органа.

Миограф, с помощью которого записывают ответную реакцию на барабане кимографа, может быть прямым и угловым. Прямой миограф, как правило, применяют для записи сокращений мышцы нервно-мышечного препарата. Он представляет собой подвижно укрепленный на горизонтальной оси рычаг с писчиком на конце. Такой миограф фиксируется на штативе, и мышца соединяется с ним под прямым углом.

Угловой миограф используют для записи сокращений мышц в тех случаях, когда опыт проводят на цельной лягушке и препарат закрепляют на пластинке. Угловой миограф представляет собой рычаг, одно плечо которого загнуто вверх. Вертикальная часть этого рычага при помощи нитки соединяется с мышцей. На конце другого (длинного) плеча рычага находится писчик, регистрирующий на кимографе сокращение мышцы.

В качестве электронного стимулятора, позволяющего еще и параллельно обрабатывать результат, в настоящее время используется осциллограф или персональный компьютер

Растворы необходимые для поддержания жизнедеятельности препарата.

Для сохранения жизнедеятельности препарата применяют изотонический раствор хлорида натрия (0,65%-ный раствор для холоднокровных, 0,9%-ный — для теплокровных). Такие растворы называют физиологическими. Для длительного поддержания жизнедеятельности препарата раствор должен содержать не только хлорид натрия в определенной концентрации, но и другие вещества (например, соли калия, кальция и др.). Эти растворы названы именами ученых, предложивших данный раствор (главным образом, на основании опытов на изолированных органах). Ниже приводится состав наиболее употребительных в физиологическом эксперименте растворов для холоднокровных и теплокровных животных.

Инструменты для препарирования.

Для выполнения работ, приведенных в практикуме, можно обойтись следующим набором инструментов. Ножницы большие с прямыми концами, один из которых острый,. нотницы маленькие (глазные) для тонкой препаровки, необходимые при выполнении большинства работ по физиологии нервной системы и физиологии кровообращения. Пинцеты: анатомический, глазной. Препаровальная игла. Булавки (главным образом, для прикрепления лягушки к пластинке).Скальпель необходим только для некоторых работ, например для вскрытия глаза, для операции к опыту Сеченовского торможения. Нитки. Гальванический пинцет. Различные зажимы и канюли .

Способы обездвиживания лягушки

Для многих работ практикума по физиологии необходимо обездвижить лягушку. Сделать это можно одним из следующих способов. Разрушьте головной и спинной мозг лягушки двумя описанными ниже способами: сначала первым, а затем вторым (неважно, что мозг уже разрушен — важно научиться делать пере резки на нужном уровне и научиться вставлять иглу в спинномозговой канал).

Разрушение головного и спинного мозга. Возьмите лягушку в левую руку спиной вверх, так чтобы большой палец лежал на ее спине. Указательный палец положите на верхнюю челюсть лягушки и наклоните ее голову вниз. В таком положении хорошо видно место расположения затылочной ямки. Через ямку между затылочной костью и позвоночником введите препаровальную иглу в спинномозговой канал и разрушьте спинной мозг несколькими поворотами иглы. Затем иглу поверните в противоположном направлении, введите ее в полость черепа и разрушьте головной мозг. Общее расслабление мышц лягушки и отсутствие у нее рефлекторных реакций свидетельствуют о полном разрушении головного и спинного мозга. При этом способе обездвиживания лягушки теряется очень мало крови

Декапитация с последующим разрушением спинного мозга. Возьмите лягушку в левую руку, а правой введите как можно глубже нижнее лезвие ножниц в рот под заднюю часть верхней челюсти. Быстрым движением отрежьте верхнюю челюсть на уровне заднего конца барабанных перепонок (нижнюю челюсть сохраните). В отверстие спинномозгового канала введите препаровальную иглу и разрушьте спинной мозг.

Применение наркоза (эфира, спирта, уретана). Наркоз в учебном практикуме используется редко. Для наркотизации лягушки применяется 10%-ный раствор спирта или 2%-ный раствор эфира. Лягушку опускают в раствор на 10-15 мин. Расслабление мускулатуры и отсутствие двигательной активности — хорошие показатели достаточного действия наркоза. Уретан вводится под кожу. Для наркотизации лягушки достаточно 1 мл 5%-ного раствора уретана, его действие наступает через 15-20 мин.

Следует помнить, что физиологические работы связаны с использованием: электрических приборов с опасным для жизни напряжением, растворов кислот и щелочей способных вызвать травму при попадании на кожу, слизистые или внутрь, легковоспламеняющихся жидкостей, возгорание которых может привести к пожару. Все это требует неукоснительного соблюдения принятых в лаборатории правил техники безопасности

Классические экспериментальные работы по физиологии возбуждения проводятся на нервно-мышечном препарате лягушки, поэтому первое занятие по этой теме посвящается методике и технике его приготовления.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Приготовление нервно-мышечного препарата лягушки

Прежде чем приступить к этой работе, необходимо обездвижить лягушку. Нервно-мышечный препарат состоит из икроножной мышцы, бедренной косточки и седалищного нерва с кусочком позвоночника.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы : лягушка, набор инструментов для препарирования, раствор Рингера, вата.

М е т о д и к а в ы п о л н е н и я р а б о т ы..

Разрушьте головной и спинной мозг лягушки. Возьмите левой рукой лягушку за бедра, перережьте позвоночник на 1 — 1,5 см выше места прикрепления тазовых костей. Свисающую переднюю часть туловища и внутренности удалите. Держа остаток позвоночника левой рукой, захватите кожу и снимите ее с лапок. Лапки залейте раствором Рингера. Осторожно вырежьте копчиковую кость и разделите его на две половины. Для этого перережьте вдоль сначала кусочек позвоночника, а затем — лобковое сочленение. Другую лапку положите на спинную сторону и отделите ножницами подвздошную кость. Захватив пинцетом кусочек позвоночника, отведите в сторону нерв и удалите подвздошную кость. При помощи двух пинцетов раздвиньте мышцы на спинной стороне поверхности бедра по средней линии .Осторожно, не касаясь пинцетом и ножницами нерва, отделите его от окружающих тканей вдоль всего бедра. Нерв отведите в сторону и удалите все мышцы с бедренной кости. На голени отделите от кости икроножную мышцу, подрезав ахиллово сухожилие, и привяжите к нему нитку. Голень и лапку отрежьте ниже колена. Препарат положите в раствор Рингера. Для закрепления навыков в приготовлении препарата можно его приготовить и из другой лапки, оставленной в качестве запасной.

Для лучшей сохранности препарата желательно 1 — 2 раза менять раствор Рингера как на тарелочке, где идет его приготовление, так и в стаканчике с запасной лапкой.

Запишите и зарисуйте в тетради основные этапы приготовления нервно-мышечного препарата.

Укажите физиологическое значение каждой части нервно-мышечного препарата.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. Наблюдение биоэлектрических явлений

Впервые биоэлектрические явления в живых тканях наблюдал итальянский физиолог Луиджи Гальвани.

Луиджи Гальвани в 1786 г. при изучении влияния атмосферного электричества на живой организм размещал на железной решетке балкона задние лапки лягушки, закрепленные на медных крючках. При соприкосновении лапок с железной решеткой балкона наблюдалось сокращение мышц. На основании этих наблюдений Гальвани высказал мысль о существовании «животного электричества». Но Вольта доказал, что в этом опыте причиной сокращения лапок лягушки был ток, возникающий между двумя разными металлами.

В настоящее время опыт, в котором сокращение мышцы возникает при прикосновении к ней или к иннервирующему ее нерву пинцетом, состоящим из двух разнородных металлов, получил название первого опыта Гальвани.

Второй опыт Гальвани проделал в 1794 г. без металлов. Приподнимая нерв нервно-мышечного препарата стеклянным крючком, он набрасывал его на поврежденный участок мышцы и наблюдал ее сокращение. Так было доказано наличие «животного электричества» — тока покоя. Позднее Матеуччи представил другие доказательства наличия биопотенциалов в эксперименте, получившем название опыта вторичного сокращения или опыта Матеуччи.

Более изящным вариантом опыта Матеуччи является опыт Келликера с набрасыванием нерва на работающее сердце..

Проделайте опыты Гальвани и Матеуччи и Келликера.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы : стимулятор, электроды, лягушка, набор инструментов для препарирования, стеклянный крючок.

М е т о д и к а в ы п о л н е н и я р а б о т ы.

Первый опыт Гальвани.

Приготовьте креоскопический препарат, состоящий из нижней части позвоночника и соединенных с ней лапок. Рассмотрите нервные корешки, идущие с двух сторон вдоль копчика и образующие на бедре седалищный нерв. Подведите под оба пучка нервов одну браншу гальванического пинцета, а другой браншей прикасайтесь к нервам сверху. Наблюдайте сокращение лапок.

Объясните причину возникновения сокращения.

Второй опыт Гальвани.

Приготовьте новый нервно-мышечный препарат. Слегка поранив мышцу около ахиллова сухожилия, с помощью стеклянного крючка быстро набросьте нерв препарата на пораненный участок мышцы, наблюдайте ее сокращение.

Объясните причину возникновения сокращения.

Опыт вторичного сокращения Матеуччи.

Присоедините электроды для ритмического раздражения к стимулятору. Приготовьте два нервно-мышечных препарата, но в отличие от обычных не отделяйте икроножную мышцу, а сохраните всю голень с лапкой. Положите оба препарата на пробковую пластинку. Поместите нерв одного препарата на электроды, соединенные со стимулятором. При частоте 20 — 30 имп/с и длительности 1 мс подберите амплитуду раздражения, вызывающую хорошее сокращение мышц лапки первого препарата. Затем нерв второго препарата набросьте на мышцу первого. При раздражении нерва первого препарата наблюдайте сокращение мышц обеих лапок.

Объясните наблюдаемые явления. В чем причина сокращения мышц второй лапки?

Опыт Келликера.

Опыт Келликера является более изящным вариантом опыта Матеуччи. В этом случае отпадает надобность в стимуляторе, так как обладающее автоматией сердце сокращается самостоятельно и не нуждается при этом во внешнем раздражителе.

Для наблюдения вторичного сокращения приготовьте нервно-мышечный препарат, как это описано в предыдущих работах.

Аккуратно вскройте грудную клетку второй лягушки. Обнажите и освободите от перикарда сердце, но не удаляйте его из грудной клетки. В листе кальки или промасленой бумаги сделайте отверстие по диаметру соответствующее сердцу лягушки. Накройте лягушку листом этой бумаги, а сердце через отверстие выведите наружу. Не допускайте повреждения сердца, оно должно находиться в рабочем состоянии. Поместите рядом с сердцем приготовленный вами нервно-мышечный препарат. Стеклянным крючком набросьте седалищный нерв на желудочек работающего сердца. Наблюдайте сокращения икроножной мышцы препарата.

Объясните наблюдаемые явления. В чем причина сокращения мышц второй лапки? Каков ритм сокращения? Почему?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. Действие различных раздражителей на нервно мышечный препарат

В физиологии применяются различные раздражители: электрические, химические, механические, температурные и др. Недостатки механического и температурного раздражителей заключаются в том, что они трудно дозируются и, главное, оказывают повреждающее действие на ткань. Химическое раздражение тоже трудно дозируется: медленно действует и также медленно снимается. Поэтому действие его сохраняется, несмотря на промывание препарата (наблюдается длительное сокращение мышц). Наиболее удобно электрическое раздражение зучении действия электрического тока на возбудимое образование можно использовать стимулятор любой системы. В качестве источника постоянного тока можно применять гальванический пинцет, ножки которого состоят из разных металлов: одна — из цинка, другая — из меди. При прикосновении ножек пинцета к нерву образуется замкнутая цепь из двух металлов и нерва, играющего роль проводника второго рода. Возникший ток и служит источником раздражения мышцы. Обычно гальванический пинцет применяется для проверки сохранности нервно-мышечного препарата.

Источником раздражения препарата может быть его высыхание. При высыхании нерва начинает сокращаться мышца, что создает препятствие для работы с препаратом.. Поэтому препарат необходимо постоянно смачивать раствором Рингера.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы : стимулятор, электроды, лягушка, набор инструментов для препарирования, раствор Рингера, кристаллы поваренной соли, спиртовка, сосуд с горячей водой.

М е т о д и к а в ы п о л н е н и я р а б о т ы

Приготовьте нервно-мышечный препарат, в течение всего опыта смачивайте его раствором Рингера. Раздражение наносите на нерв как можно дальше от мышцы. Показателем возбудимости и проводимости нерва служит сокращение мышцы.

1. Электрическое раздражение

а) Раздражение ритмическим током. Включите в сеть стимулятор. Трансформатор подключите в положение 1: 10, электроды от трансформатора подведите к объекту.

Поставьте нужные параметры раздражения: Пошлите ток к объекту и наблюдайте ответную реакцию — сокращение мышцы, которое прекращается сразу же после выключения стимула.

б) Раздражение постоянным током. Прикоснитесь гальваническим пинцетом к нерву нервно-мышечного препарата и наблюдайте сокращение мышцы. Обратите внимание на быстроту возникновения и прекращения ответной реакции при действии электрического раздражения.

  1. Механическое раздражение.

На участок нерва как можно ближе к кусочку позвоночника нанесите механическое раздражение ребром закрытых ножниц (короткий удар), ущипните нерв пинцетом. Наблюдайте сокращение мышцы в ответ на то и другое раздражение.

  1. Тепловое раздражение.

Нагрейте препаровальную иглу в горячей воде или на спиртовке. Прикоснитесь нагретой иглой ‘(не острием) к нерву. Проверьте, сокращается ли мышца при таком же прикосновении к нерву не подогретой иглой.

  1. Химическое раздражение.

Положите на нерв несколько кристалликов поваренной соли. Отметьте момент наступления мышечных сокращений (промежуток времени после нанесения химического стимула) и обратите внимание на их характер (сравните с действием электрического тока). Смойте соль раствором Рингера. Заметьте, сразу ли прекращаются сокращения мышцы после снятия раздражения.

  1. Раздражение вследствие высыхания.

Расположите нерв так, чтобы он свободно свисал с электродов. Смачивая мышцу раствором Рингера, оставляйте нерв сухим. Дождитесь появления сокращения мышцы. Смочите нерв раствором Рингера. После этого сокращения мышцы обычно прекращаются, так как снимается раздражающее действие высыхания нерва.

  1. Влияние нарушения проводимости

Наблюдайте ответную реакцию нервно-мышечного препарата на электрическое раздражение, на пощипывание пинцетом (механическое раздражение). Затем нарушьте проводимость нерва путем наложения лигатуры между электродами и мышцей. Отметьте отсутствие эффекта при действии тех же раздражителей на нерв выше места наложения лигатуры.

Сделайте вывод об условиях сохранения нервно-мышечного препарата и об особенностях действия различных раздражителей.

textarchive.ru

Смысловой модуль введение в физиологию тема Предмет и задачи физиологии. Методы физиологических исследований

Смысловой модуль 1. ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИОЛОГИЮ

Тема 1. Предмет и задачи физиологии. Методы физиологических исследований

1. Теоретические вопросы к занятию.


    1. Физиология – это наука, которая изучает объективные закономерности функций организма человека и его структур (систем, органов, тканей, клеток) в их единстве и взаимодействии организма с внешней средой.

    2. Физиология как научная основа медицины о функциях организма, пути сбережения здоровья и работоспособности. Значение физиологии в подготовке врача.

    3. Связь физиологии с другими естественными науками (физикой, химией, анатомией, кибернетикой и др.).

    4. Методы физиологических исследований: наблюдения, эксперимента, моделирования.

    5. Понятие об остром эксперименте (методы: раздражения, перерезок, удаления, изолированных органов).

    6. Понятие о хроническом эксперименте, его преимущества (методы: условного рефлекса, фистульный и другие).

    7. Электрофизиологические методы.

    8. Уровни строения организма человека и его функции. Единство организма и внешней среды.

    9. Физиологическая характеристика функций, их параметры. Взаимосвязь между структурой и функцией. Возрастные и половые особенности функций.

    10. Функции клеток, тканей, органов, физиологических систем организма.

    11. Гомеостаз и гомеокинез.

    12. Нервно-мышечный препарат как объект изучения физиологии возбудимых тканей.

2. Практическая работа.

Тема: Приготовление нервно-мышечного препарата.

Цель работы: научиться изготавливать нервно-мышечный препарат

Оснащение: ножницы, пинцет, зонд, пробковая дощечка, салфетки, раствор Рингера. Объект исследования – лягушка.

Порядок выполнения работы.

1. Приготовить нервно-мышечный препарат.

Декапитировать лягушку, то есть отрезать лягушке верхнюю челюсть каудальнее глаз. Зондом разрушить спинной мозг. Ножницами перерезать позвоночник примерно посредине туловища и отделить верхнюю половину тела. Удалить остатки внутренностей пинцетом и ножницами. Захватив одной рукой через салфетку остаток позвоночника, а другой — край кожи со спины, снять кожу с обеих лапок. Осторожно ножницами отрезать копчиковую кость — уростиль, потом, не повреждая седалищного нерва, разрезать позвоночник и другие ткани по средней линии, чтобы отделить одну лапку от другой. Отпрепарировать седалищный нерв, оставив кусочек позвоночника и бедренную кость. Отделить ахиллово сухожилие от стопы, отпрепарировать икроножную мышцу. Получаем препарат из икроножной мышцы, седалищного нерва и бедренной кости. Чтобы нерв и мышца не высыхали, периодически орошать их раствором Рингера.

2. Получить ответ живой ткани на раздражение.

Зафиксировать нервно-мышечный препарат, захватив зажимом бедренную кость и положить нерв на мышцу, чтобы он не высыхал. Потом последовательно применять следующие раздражения:

— электрическое: нерв положить на электроды. Электростимулятор включить в электрическую сеть, выставить параметры стимула: длительность — 0,5 мс, амплитуда стимула — 2 В. Включить прибор, выключатель «вид работы» переключить на «внутр.». Наблюдать реакцию;

— тепловое: подогреть зонд и приложить к нерву. Наблюдать реакцию мышцы;

— механическое: сначала ущипнуть пинцетом нерв (непрямое раздражение), потом — мышцу (прямое раздражение). Наблюдать реакцию;

— химическое: положить на участок нерва несколько кристалликов поваренной соли. Наблюдать реакцию.

3. Измерить величину порога раздражения и возбудимость нерва и мышцы.

Нерв положить на электроды. Электростимулятор включить в электрическую сеть, выставить параметры стимула: длительность — 0,5 мс, амплитуда стимула — 0 В. Включить прибор, выключатель «вид работы» переключить на «внутр.». Постепенно увеличивать силу (амплитуду) стимула до величины, при которой возникает минимальное сокращение мышцы (непрямое раздражение мышцы).

Приложить электроды к мышце и найти по вольтметру наименьшую силу раздражения, вызывающую сокращение (прямое раздражение мышцы).

3. Рекомендации к оформлению результатов практической работы.

1. Результаты исследований записать в протокол.

2. Нарисовать схематический рисунок нервно-мышечного препарата.

3. Сделать выводы о том, какой из раздражителей адекватный (почему?).

4. Сравнить величины порогов раздражения и возбудимость при прямом и непрямом раздражении.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Тема 2: Основные этапы развития физиологии

1. Теоретические вопросы к занятию.

1.1. Характеристика развития физиологии Роль работ У.Гарвея, Р.Декарта.

Становление и развитие физиологии в XIX столетии (К.Бернар, Э.Дюбуа-Реймон, У.Кеннон, К.Людвиг, Ч.Шеррингтон).

1.2. Вклад работ И.М.Сеченова, И.П.Павлова, М.Е.Введенского, А.А.Ухтомского, Л.А.Орбели, П.К.Анохина, П.Г.Костюка в развитие мировой физиологии.

1.3. Украинская физиологическая школа – В.Я.Данилевский, В.Ю.Чаговец,Д.С.Воронцов, Ф.Н.Серков, П.Г.Костюк, В.И.Скок, М.Ф.Шуба, Г.В.Фольборт, В.В.Фролькис.
2. Задания для самостоятельной работы и самоконтроля.

1. Написать реферат по предложенной преподавателем теме.


3. Литература.

  • Уфлянд Ю.М., Ланге К.А. Очерк развития физиологической науки в СССР. — Лениград, «Наука». – 1978. – 195 с.

  • Федоровский Гжегож. Шеренга великих медиков. – Варшава. – 1972. – 160 с.

  • Путілін М.І. Г.В. Фольборт. – Київ, „Здоров’я”. – 1975. – 70 с.

  • Завилянський І.Я. І.М. Сєченов. – Київ. – 1950. – 72 с.

  • Коштоянц Х.С. И.М. Сеченов – отец русской физиологии. – Москва. – 1956. – 16 с.

  • Лейбсон Л.Г. Академик Л.А. Орбели. Неопубликованные главы биографии. – Лениград, «Наука». – 1990. – 190 с.

  • Лейбсон Л.Г. Леон Абгарович Орбели. — Лениград, «Наука». – 1973. – 450 с.

  • Буланкин И.Н. А.Я. Данилевский. – Харьков. – 1953. – 36 с.

  • Финкельштейн Е.А. Василий Яковлевич Данилевский. – Москва, Лениград. – 1955. – 290с.

  • Быков К.М. Уильям Гарвей и открытие кровообращения. – 1957. – 20 с.

  • Меркулов В.Л. Алексей Алексеевич Ухтомский. Очерк жизни и научной деятельности. – Москва, Лениград. – 1960.

  • Соколова Л.В. А.А. Ухтомский. – Москва, «Просвещение». – 1991. – 96 с.

  • Асратян Э.А. И.П. Павлов. Жизнь и научное творчество. – Москва, Лениград.–1949. –208с.

  • Аничков С.В., Гребенкина М.А. И.П. Павлов как фармаколог. – Москва. – 1951. – 38 с.

  • Симонов П.В. Петр Кузьмич Анохин. Воспоминания современников, публицистика. – Москва, „Наука”. – 1990. – 290 с.

  • Физиология человека /Под ред. Г.И. Косицкого. — М.: Медицина. — 1985. – С. 7-18.

  • Физиология человека /Под ред. Е.Б. Бабского. — М.: Медицина. — 1972. – С. 11-22.

Смысловой модуль 2. ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ СТРУКТУР
Тема 3: Мембранный потенциал покоя.

1. Теоретические вопросы к занятию.


    1. Раздражимость, возбудимость как основа реакции ткани на раздражение.

    2. Возбуждение – универсальное проявление жизнедеятельности, признаки возбуждения.

    3. Понятие о возбудимых тканях.

    4. Раздражение как фактор влияния внешней среды на организм.

    5. Понятие о прямом и непрямом раздражении.

    6. Особенности механического, химического, теплового и электрического раздражения.

    7. Возбудимость. Порог раздражения как мера возбудимости.

    8. Современные представления о строении и функции клеточных мембран.

    9. Рецепторы мембран, их функции.

    10. Транспорт ионов через мембраны. Ионные каналы мембран, их виды, функции значение в оценке действия медикаментов (Б.И. Ходоров, П.Г. Костюк).

    11. Ионные насосы мембран, их функции. Ионные градиенты клетки – ионная асимметрия. Натрий-калиевый насос.

    12. Электрические явления в возбудимых тканях. Мембранный потенциал покоя (МПП), методы регистрации, параметры МПП, механизмы происхождения. Физиологическая роль МПП. Опыты Гальвани и Альдини.

    13. Тестирование по системе „Крок-1”.

    14. Ситуационные задачи

2. Практическая работа.

Тема: Электрические явления в живых тканях.

Цель работы: ознакомиться с электрическими явлениями в живых тканях, научиться оценивать параметры биопотенциалов.

Оснащение: ножницы, пинцет, зонд, пробковая дощечка, штатив с двумя держателями, штатив с медным и цинковим стержнями, медный и стеклянный крючки, нитки, электростимулятор, игольчатые электроды, салфетки, раствор Рингера. Объект исследования – лягушка.

Самостоятельная работа студентов.

1. Опыт Гальвани.

Приготовить препарат: тушку лягушки Для этого декапитировать лягушку, то есть отрезать лягушке верхнюю челюсть каудальнее глаз. Зондом разрушить спинной мозг. Ножницами перерезать позвоночник примерно посредине туловища и отделить верхнюю половину тела. Удалить остатки внутренностей пинцетом и ножницами. Захватив одной рукой через салфетку остаток позвоночника, а другой — край кожи со спины, снять кожу с обеих лапок.

Подвести медный крючок под крестцовое сплетение и подвесить тушку лягушки при помощи этого крючка на медном стержне так, чтобы лапки касались цинкового стержня. Наблюдать вздрагивание обеих лапок в результате сокращения мышц.

2. Второй опыт Гальваии (без металлов), или опыт Альдини.

Используя тушку предыдущего опыта, из одной задней лапки приготовить реоскопическую лапку. Для этого отпрепарировать седалищный нерв до коленного сустава, отрезать мышцы бедра, сохранив бедренную косточку, коленный сустав, все мышцы голени и стопы. На мышцах бедра второй лапки сделать небольшой поперечный разрез. Стеклянным крючком накинуть нерв первой (реоскопической) лапки на мышцы бедра второй лапки так, чтобы он одновременно касался поврежденного и неповрежденного участков мышц бедра второй лапки. При этом наблюдать сокращения первой реоскопической лапки.

3. Опыт вторичного сокращения Маттеучи.

Из второй задней лапки приготовить реоскопическую лапку. Укрепить косточки бедра обеих реоскопических лапок в держателях штатива. Нерв первой лапки поместить на электроды, а нерв второй лапки накинуть на икроножную мышцу первой. Наблюдать как при раздражении нерва первой лапки электрическим током сокращаются мышцы первой и второй реоскопических лапок; в результате такого сокращения обе лапки вздрагивают.

Туго перевязать ниткой нерв второй лапки. При раздражении нерва первой лапки мышца первой реоскопической лапки будет продолжать сокращаться, а мышца второй лапки не будет сокращаться. Это доказывает, что нерв второй лапки раздражается током действия, который возникает в мышце первой реоскопической лапки во время его возбуждения, а не электрическим током от электростимулятора.

3. Рекомендации к оформлению результатов практической работы.

1. Сделать схематические рисунки к каждому опыту.

2. Результаты исследований записать в протокол.

3. Сделать выводы о том, какие опыты доказывают существование биотоков.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Задания для самостоятельной работы и самоконтроля.

4.1. Тестирование по системе „Крок-1”:

1. В эксперименте на изолированной возбудимой клетке необходимо получить увеличение мембранного потенциала покоя (гиперполяризацию). Для этого целесообразно вызвать активацию таких ионных каналов:

A. Калиевых

B. Натрииевых

C. Калиевых и натриевых

D. Кальциевых

E. Натриевых и кальциевых

2. Вследствие блокады ионных каналов мембраны клеток ее потенциал покоя уменьшился с -90 до -70 мВ. Какие каналы заблокированы?

A. Калиевые

B. Натриевые

C. Кальциевые

D. Магниевые

E. Хлорные

3. Что такое инактивация Na+-каналов?

A. Прекращение проницаемости мембраны для Nа+

B. Увеличение проницаемости мембраны для Nа+

C. Лавиноподобный вход Nа+ в клетку

D. Смена полярности клетки

E. Выход Nа+ из клетки

4. В возбудимой клетке заблокировали ионные каналы, вследствие чего клетка со временем полностью утратила потенциал покоя. Какие каналы заблокировали?

A. Калиевые

B. Натриевые

C. Калиевые и натриевые

D. Хлорные

E. Кальциевые

5. В возбудимой клетке заблокировали ионные каналы. Это не изменило существенно уровень потенциала покоя, но клетка утратила способность к генерации ПД. Какие каналы заблокировали?

A. Калиевые

B. Натриевые

C. Калиевые и натриевые

D. Хлорные

E. Кальциевые

6. Что называется мембранным потенциалом покоя?

A. Разница потенциалов между отрицательно заряженной внешней и положительно заряженной внутренней поверхностью клеточной мембраны в состоянии покоя

B. Разница потенциалов между положительно заряженной внешней и отрицательно заряженной внутренней поверхностью клеточной мембраны в состоянии покоя

C. Разница потенциалов между возбужденными и невозбужденными участками клеточной мембраны

D. Разница потенциалов между отрицательно заряженной внешней и положительно заряженной внутренней поверхностью клеточной мембраны при возбуждении клетки

E. Разница потенциалов между положительно заряженной внешней и отрицательно заряженной внутренней поверхностью клеточной мембраны при возбуждении клетки

7. Какой экспериментальный опыт подтверждает наличие тока действия?

A. Опыт Гальвани

B. Опыт Маттеучи

C. Опыт Альдини

D. Опыт Вольта

E. Все ответы верные

8. В эксперименте возбудимую клетку внесли в солевой раствор, который не содержит ионов натрия. Как это повлияет на развитие процесса возбуждения?

A. Потенциал действия не возникает

B. Амплитуда потенциала действия уменьшается

C. Амплитуда потенциала действия увеличивается

D. Длительность потенциала действия увеличивается

E. Длительность потенциала действия уменьшается

9. В какую фазу возбудимости может возникнуть ответ на допороговое раздражение?

A. Суперномальности

B. Относительной рефрактерности

C. Субнормальности

D. Абсолютной рефрактерности

E. Вообще не возникает

10. В возбудимой клетке заблокировали работу натрий-калиевых насосов. Непосредственно вследствие этого в клетке исчезнет:

A. Ионные градиенты

B. Потенциал покоя

C. Потенциал действия

D. Возбудимость

E. Рефрактерность
4.3. Ситуационные задачи:

1. Что происходит с мембранным потенциалом покоя, если внутри аксона:

1) уменьшить концентрацию ионов К+?,

2) увеличить концентрацию ионов К+?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Определите величину мембранного потенциала покоя нерва, если критический уровень деполяризации составляет «-50 мВ», а порог раздражения – 15 мВ. Нарисуйте мембранный потенциал покоя нерва. Схематически обозначьте величины: критический уровень деполяризации (КУД), мембранний потенциал покоя (МПП), порог раздражения.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема 4: Потенциал действия.

1. Теоретические вопросы к занятию.


    1. Потенциал действия (ПД), методы регистрации, фазы ПД, параметры ПД. Физиологическая роль ПД. Опыт Маттеучи.

    2. Современные представления о механизмах возникновения биопотенциалов (Коуэл, Кертис, Хаксли, Ходжкин, Катц).

    3. Изменения возбудимости клетки во время развития ПД. Периоды абсолютной и относительной рефрактерности, механизмы их происхождения, физиологическая роль.

    4. Лабильность.

    5. Тестирование по системе „Крок-1”.

    6. Ситуационные задачи

Практическая работа.

Тема: Регистрация импульсной активности клеток Пуркинье.

Цель работы: усвоить механизм возникновения биопотенциалов в живых тканях.

Оснащение: двухлучевой катодный осциллограф, магнитофон, магнитная лента с записью биотоков. Объект исследования – кошка.

Самостоятельная работа студентов.

1. Ознакомление с методикой внеклеточной микроэлектродной регистрации потенциалов действия клеток Пуркинье коры мозжечка.

Предварительно в остром опыте на наркотизированной кошке были зарегистрированы потенциалы действия клеток Пуркинье коры мозжечка. Биотоки регистрировались при помощи стеклянных электродов, заполненных 3-х молярным раствором хлорида калия. Толщина кончиков электродов составляла 1-3 микрона, сопротивление — 15-30 МОм.

После усиления биотоков усилителями УБПІ-02 они подавались на вход магнитофона и записывались на магнитную ленту. Подключение магнитофона к двухлучевому катодному осциллографу СО-18 позволяет наблюдать на экране, а также и фотографировать, токи действия клеток Пуркинье коры мозжечка при разных скоростях развертки луча и точно определить их параметры.

2. Регистрация потенциалов действия клеток Пуркинье коры мозжечка.

Наблюдать потенциалы действия клеток Пуркинье коры мозжечка на экране осциллографа при разных скоростях развертки луча в состоянии спонтанной активности.

3. Регистрация изменения активности клеток Пуркинье коры мозжечка.

Наблюдать изменения активности клеток Пуркинье коры мозжечка при раздражении хвостатого ядра базальных ганглиев.

3. Рекомендации к оформлению результатов практической работы.

1. Перерисовать изображение потенциала действия клеток Пуркинье коры мозжечка с экрана осциллографа.

2. Сделать схематический рисунок тормозной паузы в активности клеток Пуркинье коры мозжечка, которая возникает при раздражении хвостатого ядра базальных ганглиев.

3. Сделать выводы о том, какое влияние осуществляют базальные ганглии на активность клеток Пуркинье коры мозжечка.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Задания для самостоятельной работы и самоконтроля.

4.1. Тестирование по системе „Крок-1”:

1. Необходимо у больного оценить уровень возбудимости нерва. Для цього нужно определить для нерва величину:


  1. Порога силы раздражителя

  2. Потенциала покоя

  3. Критического уровня деполяризации

  4. Амплитуду потенциала действия

  5. Длительности потенциала действия

2. Что возникнет в возбудимой ткане при пороговом раздражении?

  1. Локальный потенциал

  2. Мембранный потенциал покоя

  3. Потенциал действия

  4. Метаболический потенциал

  5. Альтерационный потенциал

3. Какое явление лежит в основе деполяризации мембраны?

  1. Увеличение мембранного потенциала

  2. Инактивация Nа+-каналов

  3. Торможение работы селективного фильтра

  4. Увеличение проницаемости мембраны для Nа+

  5. Все ответы верные

4. Лабильность ткани зависит от:

  1. Величины мембранного потенциала

  2. Длины миофибрилл

  3. Активности АТФ-азы

  4. Силы раздражения

  5. Длительности абсолютной рефрактерной фазы

5. Какой экспериментальный опыт подтверждает наличие тока действия?

  1. Опыт Гальвани

  2. Опыт Маттеучи

  3. Опыт Альдини

  4. Опыт Вольта

  5. Все ответы верные

6. В эксперименте возбудимую клетку внесли в солевой раствор, не содержащий ионов натрия. Как это обозначится на развитии процесса возбуждения?

  1. Потенциал действия не возникает

  2. Амплитуда потенциала действия уменшается

  3. Амплитуда потенциала действия увеличивается

  4. Длительность потенциала действия увеличивается

  5. Длительность потенциала действия уменшается

7. В какую фазу возбудимости может возникнуть ответ на допороговое раздражение?

  1. Суперномальности

  2. Относительной рефрактерности

  3. Субнормальности

  4. Абсолютной рефрактерности

  5. Вообще не возникнет

8. Экспериментальное обследование мембранных ионных токов в динамике развития потенциала действия показало, что лавиноподобный вход ионів натрия в клетку наблюдается в фазе:

  1. Реполяризации

  2. Реверсполяризации

  3. Деполяризационного следового потенциала

  4. Деполяризации

  5. Гиперполяризационного следового потенциала

9. Экспериментальное обследование мембранных ионных токов в динамике развития потенциала действия показало, что ионный ток, обуславливающий фазу реполяризации, есть

  1. Активным калиевым

  2. Пассивным натриевым

  3. Пассивным калиевым

  4. Активным натриевым

  5. Активным хлорным

10. Необходимо в эксперименте оценить уровень возбудимости ткани. Для этого ценесообразно определить величину:


  1. Порога деполяризации

  2. Потенциала покоя

  3. Длительности потенциала действия

  4. Амплитуду потенциала действия

  5. —

4.2. Ситуационные задачи

1. Нервное волокно, помещенное в безсолевую среду, не возбуждается при раздражении какой-либо силы. Объясните почему.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Возникновение потенциала действия объясняется мембранно-ионными механизмами. Какой опыт послужил этому доказательством? Назовите имена его авторов.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


www.dereksiz.org

РубрикаПолезно знать

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *