Занятие № 2. Студент должен знать: строение и свойства клеточных мембран;

ТЕМА: ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ

УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ:

Студент должен знать: строение и свойства клеточных мембран;

ионный механизм формирования потенциала покоя и потенциала действия;

роль натрий-калиевого насоса;

современные представления об ионных каналах мембран, их активации и инактивации.

Студент должен уметь: нарисовать и объяснить график потенциала действия.

ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:

1. Строение клеточной мембраны.

2. Типы ионных каналов.

3. От чего зависит проницаемость веществ через биологическую мембрану?

4. Что такое активация, деактивация, инактивация натриевых каналов?

5. Почему проницаемость биомембраны для ионов К выше, чем для ионов Na?

6. Что такое поляризация?

7. Что такое деполяризация?

8. Что такое реполяризация?

9. Что такое инверсия потенциала действия?

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Роль концентрационных градиентов и избирательной проницаемости клеточной мембраны в формировании разницы электрических потенциалов по разные стороны мембраны.

2. Потенциал покоя и механизм его формирования. Калиевый равновесный потенциал.

3. Ионные механизмы потенциала действия. Фазы потенциала действия.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА:

Видео демонстрация опытов:

1. Гальвани (классические эксперименты, положившие начало изучению электрических процессов в организме – сокращение нервно-мышечного препарата с металлом и без металла);

2. Маттеучи (вторичный тетанус);

3. Келликера и Мюллера (наблюдать сокращения мышц бедра в такт сокращениям сердца).

Описание приготовления «реоскопической лапки».

Лягушку заворачивают в салфетку так, чтобы передние конечности были прижаты к туловищу, а задние – вытянуты, и берут ее в левую руку. Острую браншу ножниц вводят в ротовую полость и удаляют лягушке голову на уровне углов рта, оставляя нетронутой нижнюю челюсть (декапитация). В спинномозговой канал вводят зонд до упора и, вращая, разрушают спинной мозг. В момент разрушения наблюдается повышение тонуса разгибателей. В том случае, если разрушение произведено правильно, через некоторое время тонус разгибателей исчезает. Затем берут лягушку вертикально за задние конечности. При этом брюшко отвисает, и на дорзальной части туловища резко отмечаются два изгиба в области тазобедренного сустава и в области крестца. Перерезают позвоночник выше пояснично-крестцового сочленения (примерно посередине). Подрезают кожу и мышцы брюшка справа и слева вдоль тазовых костей. Затем осторожно, чтобы не повредить двигательные нервы, подрезают брыжейку и сосуды, на которых удерживается часть органов брюшной полости. Удаляют верхнюю часть туловища с внутренними органами. Остается «тушка» лягушки (две задние лапки, тазовые кости и часть позвоночника).

После проведенной операции необходимо вымыть руки и инструменты. На коже лягушки открываются протоки желез, которые выделяют едкую щелочную слизь. Слизь, как химический раздражитель, попав на мышцы и нервы, вызывает местные изменения возбудимости, что сказывается на результатах исследований.

Левой рукой берут «тушку» за оставшуюся часть позвоночника, правой, с помощью марли, захватывают кожу и рывком снимают ее.

Для того, чтобы удалить копчиковую кость, «тушку» перегибают в тазобедренных суставах и, введя ножницы под копчик параллельно ему, срезают его вплоть до крестца. Кладут «тушку» вентральной стороной вверх на препаровальную дощечку и, придерживая пинцетом за позвоночник, ножницами разделяют ее вдоль на две половины.

После этого приступают к отделению седалищного нерва от окружающих тканей. Держа пинцетом за остаток позвоночника, приподнимают его и отрезают окружающие ткани, освобождая седалищный нерв (при препаровке нельзя натягивать седалищный нерв и брать его пинцетом).

Поворачивают половинку тушки дорзальной стороной и раздвигают двуглавую и полуперепончатую мышцу бедра. Между ними виден ствол седалищного нерва. Мышцы подрезают вблизи таза и отводят в сторону. Приподнимают седалищный нерв за остаток позвоночника и подрезают боковые веточки. Нерв выделяют до коленного сустава. После этого кладут нерв на голень препарата и ножницами вылущивают головку бедренной кости из тазобедренного сустава, а мышцы бедра удаляют. Приготовленный препарат называется «реоскопическая лапка» и может быть применен при некоторых физиологических исследованиях. Для приготовления препарата «седалищный нерв – икроножная мышца» дополнительно необходимо перерезать ахиллово сухожилие в дистальной его части и удалить оставшуюся часть голени под коленом. Приготовленный препарат обильно смачивают физиологическим раствором Рингера.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

1. История дискуссии между Гальвани и Вольта о природе наблюдаемых электрических явлений в мышцах лягушки.

ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ИТОГОВОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ:

1. Что произойдет с мембранным потенциалом покоя, если:

а) внеклеточную концентрацию натрия снизить до значения внутриклеточной?

б) внутриклеточную концентрацию калия уменьшить до значения внеклеточной концентрации?

в) сменить внутриклеточную концентрацию калия на внеклеточную, а внеклеточную на внутриклеточную?

2. Тетродотоксин – яд, избирательно блокирующий натриевые каналы. Что произойдет с потенциалом действия при обработке нервного волокна этим препаратом?

3. Как изменится потенциал действия при обработке нервного волокна тетраэтиламмонием (ядом, избирательно блокирующим калиевые каналы)?

4. Что произойдет с мембранным потенциалом при применении цианидов (вещества, угнетающие клеточное дыхание и синтез АТФ)?

Сборник «Контрольные вопросы по курсу нормальной физиологии».

Раздел «Общая физиология». Задачи № 1-51