Методические указания для студентов при подготовке к практическому занятию учебная дисциплина " физиология"

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

• 
  Трактовать понятие биологической регуляции функций, ее виды, анализировать механизмы нервной регуляции физиологических функций организма и его систем.
  
• 
  Описывать контуры биологической регуляции функций, анализировать их регулируемые параметры, функции звеньев и роль прямой и обратной связей в обеспечении приспособительной реакции организма.
  
• 
  Описывать механизмы рефлекторной регуляции функций и роль элементов рефлекторной дуги как составляющих контура биологической регуляции в обеспечении приспособительной реакции организма.
  
• 
  Анализировать строение рефлекторной дуги в эксперименте, роль интегрального и локального рефлекторных центров в обеспечении приспособительной реакции организма.
  

4.1.Перечень основных терминов, параметров, характеристик, которые должен усвоить студент при подготовке к практическому занятию

1. 
   Биологическая регуляция, ее значение и виды. Контур биологической регуляции. Роль обратной связи в регуляции. Регуляция “по отклонению” и “по возмущению”.
   
2. 
   Понятие о рефлексе. Строение рефлекторной дуги и функции ее звеньев. Представление о локальном и интегральном рефлекторных центрах.
   
3. 
   Сравнительная характеристика условных и безусловных рефлексов.
   

1. 
   Анализ строения рефлекторной дуги.
   
2. 
   Выработка условного мигательного рефлекса.
   

5. Содержание темы

• 
  Нервная регуляция – осуществляется при участии нервной системы, где способом передачи информации по контуру биологической регуляции является генерация потенциалов действия (ПД). Скорость передачи информации обусловлена скоростью распространения ПД по нервным волокнам и составляет от 1 м/с до 120 м/с.
  
• 
  Гуморальная регуляция имеет способ передачи информации по контуру биологической регуляции с помощью биологически-активных веществ, которые поступают в кровь и переносятся к клеткам, которые способны воспринимать эту информацию. Скорость передачи информации значительно меньше и ограниченна скоростью движения крови в кровеносных сосудах (от 0,5 м/с в аорте до 0,005 м/с - в капиллярах).
  

• 
  А). Первичные рецепторы - это нервные окончания афферентных нейронов, которые воспринимают действие раздражителя, кодируют информацию и передают ее на нервные волокна афферентного нейрона.
  
• 
  Б). Вторичные рецепторы - это специализированы клетки, которые воспринимают действие раздражителя, кодируют информацию и передают ее через синапсы на нервные волокна афферентного нейрона.
  

• 
  а) экстерорецепторы - расположены в коже и слизистых оболочках;
  
• 
  б) интерорецепторы - расположены во внутренних органах (висцерорецепторы) и структурах опорно-двигательной системы - мышцах, сухожилиях, суставах (проприорецепторы).
  

• 
  а) механорецепторы: тельца Фатер-Пачини, мышечные веретена, рецепторы сухожилий, рецепторы суставов и др..;
  
• 
  б) хеморецепторы: вкусовые, обонятельные и др.;
  
• 
  в) фоторецепторы: палочки, колбочки;
  
• 
  г) терморецепторы: тепловые, холодовые.
  

А— свободные нервные окончания в соединительной ткани; Б— комплекс клеток Меркеля с нервной терминалью; В— тельце Майсснера; Г— инкапсулированное тельце Фатер-Пачини. 1— нервная терминаль, 2— вспомогательная структура, 3— миелиновое нервное волокно, 4— капсула.


^ Физиологические механизмы кодирования информации в рецепторах.

При действии раздражителя на рецепторы в них возникает рецепторный потенциал (РП). РП - это местный потенциал. ^ РП может быть:

• 
  а. Деполяризационный РП возникает в следствие увеличения проницаемости мембраны рецептора для ионов Na⁺, что приводит к уменьшению мембранного потенциала рецептора - деполяризации и возникновению местных электрических токов между мембраной рецептора и первым перехватом Ранвье мембраны нервного волокна, которое приводит к генерации серии ПД. Амплитуда РП увеличивается при увеличении силы раздражителя (но никогда не достигает к 0-уровня), что приводит к большей частоте генерации ПД на мембране афферентного нервного волокна.
  
• 
  б) Гиперполяризационный РП возникает в результате уменьшения проницаемости мембраны рецептора для ионов Na⁺, что приводит к увеличению мембранного потенциала рецептора и уменьшению фоновой активности генерации ПД на мембране афферентного нервного волокна. Такие РП генерируются в палочках и колбочках при действии на них света.
  

^ Нервный центр - это звено рефлекторной дуги, где осуществляются: а) аналіз информации, которая поступает от рецепторов по афферентным нейронам, б) формирование эфферентного сигналу, в) передача информации с афферентных на эфферентные нейроны. Совокупность отмеченных процессов обеспечивают интегративную функцию нервных центров. Нервные центры расположены на разных уровнях центральной нервной системы (ЦНС).

Локальный нервный центр – это центр, где осуществляется передача информации с афферентных на эфферентные нейроны и при разрушении которого рефлекторная реакция не происходит.

Интегральный нервный центр – совокупность всех уровней ЦНС, которые принимают участие в достижении рефлекторной приспособительной реакции.
^

6. Материалы для самоконтроля

6.1. Дайте ответы на вопрос

1. 
   Какое значение имеет обратная связь для деятельности контура биологической регуляции? Почему при отсутствии канала обратной связи эта деятельность становится невозможной?
   
2. 
   Может ли контур биологической регуляции обеспечить возможность регуляции “по возмущению”? если так, то за счет какого звена?
   
3. 
   В каком случае контур биологической регуляции будет обеспечивать вместо постоянства регулируемых параметров их изменение?
   
4. 
   Является ли рефлексом сокращение мышце в случае раздражения эфферентного нерва?
   
5. 
   Что изменится в характере рефлекторной реакции, если в рефлекторной дуге сохранить только локальный нервный центр, разрушив отделы ЦНС, которые расположены выше?
   

^

6.2. Выберите правильный ответ

1.Во время эксперимента на спинальном препарате лягушки изучали время защитного сгибательного рефлекса, окуная лапку препарата в стаканчик с 0,5% раствором серной кислоты. После удаления кожи с участка, где наносилось раздражение, и повторения опыта показало потерю рефлекторной реакции. Исключение какого звена рефлекторной дуги привело к потере рефлекса:

1. 
   рецепторного поля
   
2. 
   афферентного нейрона
   
3. 
   эфферентного нейрона
   
4. 
   вставочного нейрона
   
5. 
   обратной связи
   

’2.Какое звено контура биологической регуляции обеспечивает возможность регуляции “по отклонению”:

1. 
   канал внешней связи
   
2. 
   канал обратной связи
   
3. 
   канал прямой связи
   
4. 
   такое звено отсутствует
   

3.При отсутствии канала прямой связи деятельность контура биологической регуляции становится невозможной, потому что управляющее устройство (УУ):

1. 
   не имеет информации о регулируемом параметре
   
2. 
   не имеет информации о “возмущении”
   
3. 
   не влияет на исполнительные органы
   
4. 
   не влияет на регулируемый параметр
   

4.Рефлексом называют:

1. 
   путь передачи информации в организме при раздражении
   
2. 
   путь передачи информации по афферентному нейрону
   
3. 
   путь передачи информации по эфферентному нейрону
   
4. 
   ответ организма на раздражение при участии ЦНС
   
5. 
   передача информации с афферентного нейрона на эфферентный
   

5.В эксперименте на лягушке проведен перерез путей между головным мозгом и грудным отделом спинного мозга. Раздражение рецепторов кожи задней конечности 1% раствором серной кислоты приведет к сгибательному рефлексу задней конечности благодаря действию:

1. 
   интегрального нервного центра
   
2. 
   локального нервного центра
   
3. 
   увеличению силы раздражения
   
4. 
   увеличению длительности раздражения
   
5. 
   всего, что выше названо
   

6.В эксперименте на спинальном препарате лягушки вызывали исчезновение тонуса мышц одной задней конечности одно из воздействий:

1. 
   повреждение сегмента спинного мозга
   
2. 
   раздражение седалищного нерва из той же стороны
   
3. 
   перерез седалищного нерва той же стороне
   
4. 
   перерез седалищного нерва с обеих сторон
   

7.При раздражении электрическим током передних корешков спинного мозга нельзя зарегистрировать потенциалы действия в задних корешках, потому что одностороннюю проводимость имеют:

1. 
   центральные синапсы
   
2. 
   афферентные нервы
   
3. 
   эфферентные нервы
   
4. 
   рецепторы
   
5. 
   мышечные волокна
   

8.При действии условного раздражителя – звукового сигнала возникает условный защитный рефлекс – опускаются веки. В отличие от такого безусловного рефлекса при раздражении роговицы глаза воздухом условный рефлекс обеспечивает:

1. 
   защитную реакцию
   
2. 
   приспособительную реакцию
   
3. 
   двустороннюю реакцию
   
4. 
   опережающую реакцию
   
5. 
   врожденную реакцию
   

9.Раздражение рецепторов кожи задней конечности спинального препарата лягушки 0,5% раствором серной кислоты приводит к рефлекторному сгибанию конечности малой амплитуды, в то время как раздражение 1,0% раствором серной кислоты увеличивает амплитуду рефлекторного сгибания конечности благодаря возникновению в рецепторах:

1. 
   потенциалов действия большей амплитуды
   
2. 
   уменьшению порога деполяризации
   
3. 
   увеличению величины рецепторного потенциала
   
4. 
   увеличению рецептивного поля
   

10.Условный рефлекс образуется при условии

1. 
   генетической наследственности
   
2. 
   сочетании во времени индифферентного и безусловного раздражителей
   
3. 
   опережении во времени безусловного раздражителя
   
4. 
   все отмеченное выше
   

^

7. Описание практических работ.

Работа 1. Анализ строения рефлекторной дуги.

Цель работы: установить необходимость физиологической целостности всех звеньев рефлекторной дуги для осуществления рефлекса.

^

Для работы необходимо: штатив с крючком, 0,5% раствор серной кислоты, чашечку, банку с водой, инструменты, лягушку.

Ход работы: Производят декапитацию лягушки, и спинальный препарат за нижнюю челюсть подвешивают на крючок штатива. Через 3-5 мин. кончик пальца задней конечности лягушки опускают в 0,5% раствор серной кислот и наблюдают возникновение рефлекторного сгибания конечности. После этого кислоту смывают водой, опустив задние конечности лягушки в банку с водой. Исследование повторяют, воздействуя тем же раздражителем кожу других конечностей.

Затем снимают кожу с одной задней конечности, предварительно сделав круговой разрез кожи ниже коленного сустава, и снова наносят раздражение, но уже при отсутствии кожи, где расположены рецепторы. Исследование повторяют на интактной другой конечности и наблюдают рефлекторную реакцию.

После этого препарируют на интактной конечности седалищный нерв и перерезают его, затем наносят раздражение на кожу стопы и наблюдают, будет ли рефлекторная реакция.

Проверяют, возникают ли защитные рефлексы при раздражении кожи передних конечностей, после чего зондом разрушают спинной мозг, после чего исследование повторяют.

Рекомендации к оформлению результатов работы: записать наблюдения наличия или отсутствия сгибательного рефлекса у спинального препарата лягушки в проведенных исследованиях. Нарисовать схему рефлекторной спинального сгибательного рефлекса, указав все ее звенья и обозначив, какие звенья рефлекторной дуги были повреждены во время исследования их роли в рефлекторной реакции

В выводах указать а) причины отсутствия сгибательного рефлекса при повреждении какого либо звена рефлекторной дуги; б) какой из центров (локальный или интегральный) необходим для сохранения рефлекторной реакции.


^ Работа 2. Выработка условного мигательного рефлекса

Цель работы: установить, при каких условиях вырабатывается условный рефлекс и, какое он имеет значение в осуществлении приспособительной реакции организма.

Для работы необходимо: электрический звонок, оправа от очков с приспособлением для подачи струи воздуха на роговицу глаза.

Ход работы: Исследуемому человеку надевают оправу от очков с приспособлением для подачи струи воздуха на роговицу глаза. Подают струю воздуха на роговицу глаза и наблюдают проявление безусловного защитного мигательного рефлекса - смыкание век. После этого приступают к выработке условного мигательного рефлекса на базе безусловного соблюдая такие условия: 1) включают звонок (индифферентный раздражитель) и затем через 3-5 с дают струю воздуха на роговицу глаза (подкрепление); 2) исследование повторяют 5-6 раз с интервалами около 1 мин.; 3) затем включают звонок без подкрепления (струю воздуха на роговицу глаза не подают) и наблюдают, возникает ли защитный мигательный рефлекс при действии только звонка как условного раздражителя.

Рекомендации к оформлению результатов работы: описать последовательно наблюдения и условия выработки условного мигательного рефлекса.

В выводах указать, при каких условиях вырабатывается условный рефлекс; какое он имеет значения в приспособительной реакции организма; где находится локальный центр этого рефлекса.

Литература

Основная

1. 
   Физиология человека (учебник для медвузов). Покровский В.М., Коротько Г.Ф., ред. М.: Медицина, 2003, 2005.
   
2. 
   Физиология. Под ред. В.Г.Шевчука. Пособие по физиологии.- Винница: Новая книга. 2005. – 576 с. (русский перевод практических работ кафедрой).
   
3. 
   Методические указания для самостоятельной работы студентов. Утверждены на методическом заседании кафедры. 2006
   

Дополнительная

1. 
   Textbook of medical physiology / Arthur C. Guyton, John E. Hall.,. 2000, 2006.
   

2.Физиология человека: в 3-х томах. Перевод с английского. Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса. – М: Мир, 1996

- -