Методы изучения возбудимости нервов и мышц. Хронаксиметрия

Возбудимость нервов и мышц можно изучать с помощью электрофизиологических методов с использованием электродов и микроэлектродов. Хронаксия отражает минимальное время, в течение которого ток, равный удвоенной реобазе, должен действовать на ткань, чтобы вызвать ее возбуждение. Хронаксиметрия – это метод определения двигательной хронаксии у человека, при этом учитывается не только пороговая сила раздражителя, но и время действия раздражителя на ткань.

Экспериментальные методы исследования биоэлектрических явлений. Опыты Гальвани и Маттеучи

Биоэлектрические явления в возбудимых тканях можно обнаружить биологическими пробами и электрофизиологическими методами. 1 опыт Гальвани: готовят препарат двух задних лапок лягушки и подвешивают на штативе за медный крючок медно-цинковой пластинки. При касании лапки о цинковую пластину лапка всякий раз сокращается. Сокращение лапки можно вызвать действием гальванического пинцета ( одна бранша сделана из меди, а другая – из железа). Причиной сокращения лапки в 1 опыте Гальвани является разность металлов, что обусловливает разность потенциалов. Во 2 опыте Гальвани обошелся без металлов. Суть опыта: готовят нервно-мышечный препарат из задней лапки лягушки, тщательно препарируя седалищный нерв. В нижней трети бедра повреждают икроножную мышцу и затем на нее набрасывают с помощью стеклянных палочек седалищный нерв таким образом, чтобы нерв одновременно коснулся поврежденного и неповрежденного участков мышцы. При этом мышца отвечает сокращением. Причиной сокращения мышцы во 2 опыте Гальвани является разность потенциалов между поврежденным ( электроотрицательный заряд мембраны) и неповрежденным (электроположительный заряд мембраны) участками мышцы. Опыт Маттеучи сводится к раздражению нерва токами действия скелетной мышцы (вторичный тетанус). Суть опыта: готовят два нервно-мышечных препарата. Нерв одного препарата набрасывают на мышцу второго препарата. Нерв первого нервно-мышечного препарата подвергают ритмическому раздражению электрическим током. При этом наблюдают тетаническое сокращение обеих лапок. Причиной сокращения второй лапки в опыте Маттеучи являются токи действия, возникающие на поверхности первой мышцы при ее возбуждении.

Экспериментальное доказательство законов проведения возбуждения по нервному волокну

Закон двустороннего проведения возбуждения по нервному волокну: по нервному волокну возбуждение способно распространяться в обе стороны от места нанесения раздражения. Доказательство этого закона можно получить в опыте с регистрацией потенциалов действия в нервном волокне с использованием электродов для регистрации и стимуляции, усилителя биоэлектрических сигналов, регистратора, стимулятора и системы для обработки физиологической информации. При раздражении нервного волокна посередине с помощью раздражающего электрода можно зарегистрировать потенциалы действия на концах нерва с помощью отводящих электродов.

Закон физиологической непрерывности: распространение возбуждения по нервному волокну возможно только в том случае, если сохранена его анатомическая и физиологическая целостность. Физиологическую непрерывность нерва можно нарушить при перевязке нервного волокна, его охлаждения или воздействия фармакологических веществ, например, новокаина. При этом нарушается физиологическая целостность нерва и его проводимость.

Определение скорости распространения возбуждения в периферических нервах

Для работы необходима установка для регистрации потенциала действия нерва (усилитель, катодный осциллограф, стимулятор), раздражающие и регистрирующие электроды. Ход работы: отпрепарированный седалищный нерв лягушки накладывают на стимулирующие и отводящие электроды на определенном расстоянии. Измеряют расстояние между электродами и получают численное значение величины S.На экране осциллографа добиваются появления одновременного артефакта раздражения (момента раздражения нерва) и потенциала действия нерва. Измеряют интервал от артефакта раздражающего тока до начала восходящей фазы ПД. Включают калибратор времени и определяют численное значениеТ, т.е. время прохождения волной возбуждения расстояния между стимулирующими и отводящими электродами. По формулеV = S/Топределяют скорость проведения возбуждения по нерву.

Динамометрия

Динамометрия – позволяет измерить силу сокращений различных мышечных групп. Динамометрия относится к основным приемам исследования движений человека, в частности, измерение и регистрация различного рода механических проявлений работы мышцы.

ТЕМА: ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИЙ

Метод определения расхода энергии. Прямая и непрямая калориметрия

Прямая калориметрия - это метод точного определения основного обмена ( основной обмен означает расход энергии, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма и постоянной температуры в условиях физиологического покоя) с помощью биокалориметров – герметизированных и хорошо теплоизолированных камер, по трубкам которых циркулирует вода. Тепло, выделяемое находящимся в камере человеком или животным, нагревает циркулирующую воду. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры расчитывают количество выделенного организмом тепла. Однако это дорогостоящий метод и он широко не применяется на практике.

Непрямая калориметрия – это косвенное определение выделяемого тепла на основе учета динамики дыхательного газообмена. Состоит из 4 этапов: собирание выдыхаемого воздуха в газообменный мешок Дугласа; определение минутного объема дыхания с помощью газовых часов; анализ газового состава выдыхаемого воздуха; расчет по полученным данным газообмена расхода энергии за сутки. При этом определяется дыхательный коэффициент – отношение выделенного СО2 к поглощенному О2 , находится калорический эквивалент кислорода при данном дыхательном коэффициенте. Умножая объем поглощенного за 1 мин. кислорода на калорический эквивалент кислорода находят расход энергии за минуту, за час, за сутки.

Метод прямой калориметрии

Метод основан на том, что энергозатраты определяют путём точного учёта выделяемого организмом тепла в различных условиях его существования. Исследование проводится в специальной камере – калориметре. Он представляет собой большую камеру с двойными стенками, между которыми по системе трубок циркулирует вода, поглощающая тепло, выделяемое человеком. В ней обеспечиваются условия длительного пребывания. Наиболее часто в исследованиях используется камера Этуотера – Бенедикта в различных модификациях. Энергия, выделяемая человеком в виде тепла, определяется путём установления объёма протекающей воды и степени её нагрева в процессе опыта. Недостатками метода являются: · сложность устройства камеры;

· невозможность воспроизведения всех видов трудовой деятельности человека из-за ограниченных размеров камеры;

· изоляция обследуемого индивидуума от многих факторов производственной и бытовой среды, влияющих на обмен веществ и энергии.

Преимуществом метода является большая точность.