Лабораторная работа № 5. 1. Изучить особенности одиночного сокращения мышц.

Тема: «Одиночные и тетанические сокращения»

Цель работы:

1. Изучить особенности одиночного сокращения мышц.

2. Познакомится с особенностями тетанических сокращений скелетных мышц.

3. Исследовать условия развития зубчатого и гладкого тетануса.

Оборудование: миограф, кимограф, стимулятор, препаровальный набор, дощечка, ванночка, физиологический раствор, бумага, чернила, лягушка.

Скелетные мышцы способны сокращаться по типу одиночного и длительного сокращения (тетануса).

Одиночное сокращение мышцы -возникаетпри действии одиночного стимула. В нем выделяют следующие периоды (рис.1):

Рис.1. Фазы одиночного мышечного сокращения: 1- латентный период, 2- период укорочения, 3- период расслабления.

1. Латентный (скрытый) период- это период с момента нанесения раздражения и до момента возникновения ответной реакции. Мышца еще не сокращается, но идут подготовительные этапы расщепления веществ и образования энергии. Этот период продолжается 0,01с.

2. Период укорочения - на графике это период от основания до вершины кривой- мышца укорачивается, становится толще. Этот период продолжается 0,04- 0,05с.

3. Период расслабления - на графике это период от вершины кривой до основания - мышца расслабляется до исходной длины. Период продолжается 0,05- 0,06с.

Т.о. для икроножной мышцы лягушки весь одиночный цикл сокращения длится 0,11 – 0,12 секунд.

Тетанус- это длительные сокращения в ответ на действие серии раздражителей (рис.2). Частота наносимых раздражений влияет на форму тетануса - в связи с этим различают:

1. Зубчатый тетанус возникает тогда, когда раздражитель попадает на фазу неполного расслабления мышцы (возникает с уменьшением частоты).

2. Гладкий тетанус - когда раздражитель попадает на период укорочения мышцы (нет периодов расслабления - возникает с увеличением частоты наносимых раздражений. Гладкий тетанус всегда выше зубчатого (теория Гельм Гольца).

Введенский доказал природу тетануса исходя из фазного характера изменения возбудимости ткани, которая меняется в ходе одиночной волны возбуждения: если тетанус растет при неизменной силе - это свидетельствует о том, что каждый очередной раздражитель попадает на фазу повышенной возбудимости- экзальтации (оптимальная частота). При увеличении частоты наносимых раздражений ответная реакция снижается, т.к. каждый очередной раздражитель попадает на период относительной рефрактерности (возбудимости). При дальнейшем увеличении частоты ответной реакции не возникает - это свидетельствует о том, что каждый очередной раздражитель попадает на период абсолютной рефрактерности.

Рис.2. Одиночное и тетанические сокращения скелетных мышц: I-одиночное мышечное сокращение, II- тетанические сокращения: 1- зубчатый тетанус, 2- гладкий тетанус.

Ход работы:

1. Одиночное сокращение: приготовьте препарат изолированной икроножной мышцы лягушки и закрепите его в миографе. Подберите силу раздражения, вызывающую максимальное сокращение мышц.

В работе используют кимограф, диск которого освобожден от соприкосновения с валиком. Приведите рукой барабан кимографа в свободное вращение (1 оборот за 0,5 – 1 сек), замкните ключ и запишите одиночное сокращение мышц. Определите длительность одиночного сокращения и его фазы. Для этого измерьте длину основания кривой в мм. С помощью секундомера установите время одного полного оборота барабана. Измерьте радиус барабана и определите длину его окружности. Рассчитайте, какому времени соответствует 1см окружности барабана. Составьте пропорцию и найдите продолжительность одиночного сокращения и его фаз.

2. Зубчатый и гладкий тетанус: если на мышцу наносить ритмические стимулы частотой 10– 20 Гц, то каждый последующий импульс совпадает с фазой расслабления и тогда возникает зубчатый тетанус. Если еще больше увеличить частоту раздражения до 20– 40 Гц, то каждый последующий импульс будет заставать мышцу в период укорочения (сокращения) и в результате наступает длительное, непрерывное сокращение мышц, получившее название гладкого тетануса.

Задание:

1. Запишите кривую зубчатого и гладкого тетануса.

2. Измерьте высоту кривых одиночного сокращения, зубчатого и гладкого тетануса, полученных при одинаковой силе раздражения.

3. Сравните амплитуду одиночного и тетанического сокращения, объясните условия возникновения зубчатого и гладкого тетануса.

Контрольные вопросы:

1. При каких условиях возникает одиночное мышечное сокращение?

2. Какая мышца организма способна сокращаться по типу одиночного мышечного сокращения?

3. Какие фазы отмечаются в одиночном мышечном сокращении?

4. Почему скелетные мышцы не способны сокращаться по типу одиночного мышечного сокращения?

5. Что такое тетанус? При каких условиях он возникает?

6. Назовите виды тетануса? При каких условиях они возникают?