Задачи для Коллоквиума № 1

Задачи для первого коллоквиума по Физиологии.

1. Известно, что ионные каналы мембраны возбудимой клетки регулируют амплитуду мембранных потенциалов. Экспериментально было обнаружено, что яд тетродотоксин блокирует натриевые каналы мембраны возбудимой клетки.

Как изменится при этом потенциал покоя и потенциал действия нервного волокна? Повлияет ли тетродотоксии на проведение возбуждения по нервному волокну?

2. Известно, что градиент концентрации натрия между двумя сторонами клеточной мембраны влияет на величину потенциалов покоя и действия возбудимой клетки. В эксперименте увеличили концентрацию ионов натрия внутри нервной клетки вначале весьма незначительно, затем выровняли концентрацию ионов натрия внутри клетки и в окружающей клетку среде.

Как изменится величина потенциалов покоя и действия в двух описанных ситуациях?

3. Известно, что фазы потенциала действия нервного волокна (быстрая деполяризация и реполяризация) возникают вследствие движения ионов натрия и калия вдоль концентрационных градиентов и не требуют непосредственной затраты энергии. В эксперименте на нервное волокно подействовали уабаином - веществом, подавляющим активность АТФ-азы.

Изменится ли величина потенциала покоя и потенциала действия в обработанном уабоином нервном волокне? Изменится ли проведение возбуждения по обработанному уабаином нервному волокну?

4. Известно, что препарат ЭДТА связывает в живых тканях ионы кальция. В экспериментальных условиях на нервно-мышечном препарате лягушки в область нервно-мышечного синапса ввели ЭДТА.

Как изменится процесс проведения возбуждения в синапсе? Повлияет ли ЭДТА на синтез ацетилхолина, проницаемость пресинаптической мембраны для медиатора, генерацию постсинаптического потенциала, активность холинэстеразы?

5. Известно, что проведение возбуждения в синапсе состоит из нескольких стадий. В эксперименте воздействие химического вещества на нервно-мышечные синапсы привело к прекращению передачи возбуждения с нерва на скелетную мышцу. При введении в указанную область ацетилхолина проведение возбуждения через синапс не восстановилось. Введение фермента ацетилхолинэстеразы восстановило проведение возбуждения.

Какие могут быть механизмы прекращения проведения возбуждения в синапсе? Как эти виды блокады проведения возбуждения связаны с последовательными процессами проведения возбуждения в синапсе? Каков механизм действия изучаемого вещества на нервно-мышечный синапс?

6. Известно, что гладкие мышцы имеют ряд физиологических особенностей по сравнению со свойствами скелетных мышц. В ходе эксперимента из стенки кишечника и стенки артерии мышечного типа животного было выделено по фрагменту (длиной 2 см и шириной 2 мм), содержащему гладкомышечные волокна. Третий фрагмент такого же размера был выделен из скелетной мышцы. Внешне мало отличающиеся друг от друга фрагменты поместили в камеру с физиологическим раствором, что обеспечивало условия для их жизнедеятельности в течение некоторого времени.

Как различить принадлежность фрагментов мышечной ткани по их функциональным свойствам? По какому функциональному признаку, без применения воздействий, можно идентифицировать принадлежность одного из фрагментов к мышечной ткани кишечника? Как с помощью раздражения фрагментов мышечной ткани можно отличить мышечную ткань внутренних органов от скелетной мышцы?

7. Известно, что возбудимость является одним из основных свойств возбудимых тканей. Экспериментально сравнивали возбудимость нервной и мышечной ткани до и после длительного прямого и непрямого раздражения мышцы. Было установлено, что исходно возбудимость одной ткани больше чем второй. Кроме того, было зафиксировано изменение возбудимости после длительного раздражения.

Как был поставлен эксперимент для сравнения возбудимости? Какая ткань и почему имела большую возбудимость? Как изменилась возбудимость нерва и мышцы после длительного прямого и непрямого раздражения мышцы?

8. Известно, что возбудимость является одним из основных свойств возбудимых тканей. Экспериментально было установлено, что после нанесения на изолированный нерв и полоску миокарда надпорогового раздражения в нервном волокне и миокардиальном волокне возникали потенциалы действия, в ходе которых возбудимость то увеличивалась, то уменьшалась и иногда исчезала.

Как регистрировали электрические процессы в нерве и миокарде, возникающие после нанесения раздражения? Как регистрировали изменения возбудимости? Какая природа связи между отдельными фазами потенциала действия и изменением возбудимости?

9. Известно, что вокруг клеточных мембран возбудимых тканей существует неравномерное распределение ионов. Экспериментально увеличивали градиент концентрации снаружи и внутри возбудимой клетки раздельно для ионов Na, К, Сl и Са.

Как изменится величина потенциалов покоя и действия при увеличении градиента концентрации раздельно для ионов Na, К, Сl и Са?

10. Известно, что процесс возбуждения нервной и мышечной ткани характеризуется изменением ионной проницаемости клеточной мембраны. Экспериментально проводили избирательную блокаду мембранной проницаемости для ионов Na, К, Cl и Са в нервных волокнах и мышечных волокнах скелетной, гладкой и миокардиальной мышц.

Как после этого изменится величина потенциалов покоя и действия в этих волокнах?

11. Известно, что суммация одиночных сокращений является базисным свойством мышечной ткани. Экспериментально было установлено, что скелетная, гладкая и миокардиальная мышцы обладают разной способностью к суммации.

Какие условия надо выполнить, чтобы добиться суммации одиночных сокращений в каждом виде мышечной ткани в эксперименте?

12. Известно, что лабильность или функциональная подвижность является важной характеристикой возбудимых тканей. Экспериментально, была исследована лабильность возбудимых тканей лягушки: миелиновых волокон седалищного нерва, безмиелиновых волокон одного из симпатических нервов, нервно-мышечных синапсов и мышечных волокон икроножной мышцы, желудка и сердца.

Как определяли лабильность у различных возбудимых образований? Какой параметр обычно используют как меру лабильности? У каких исследованных образований лабильность выше или ниже и почему? Как лабильность может характеризовать возбудимость исследуемых образований?

13. Известно, что поддержание постоянства ионного состава в возбудимых тканях необходимо для их нормального функционирования. Отсутствие солей и, в частности, солей кальция в питьевой воде населения отдаленного района России привело к нарушению функций мышечной ткани. Обследование населения показало, что даже практически здоровые люди жаловались на повышенную мышечную утомляемость и недостаточную физическую силу.

Какая роль ионов кальция в механизме мышечного сокращения? Как снижение концентрации кальция скажется на работе сердца? Какие обследования целесообразности для изучения функций скелетной мускулатуры и миокарда?

14. Известно, что блокатор синаптической передачи возбуждения может вызвать разные изменения в скелетных мышцах и мышцах внутренних органов. В ходе обследования испытуемого было установлено, что блокатор ацетилхолинергической передачи возбуждения в синапсах атропин вызвал расширение зрачка, увеличение частоты и силы сердечных сокращений, уменьшение перистальтики желудочно-кишечного тракта. При этом не изменилась сократительная функция скелетной мускулатуры.

Объясните возможные причины различного действия блокаторов холинэргической синаптической передачи возбуждения в нервно-мышечных синапсах соматической нервной системы и в синапсах вегетативной нервной системы на внутренних органах.

15. Известно, что суммарный потенциал действия нерва складывается из потенциалов действия одиночных нервных волокон, входящих в нерв. Экспериментально исследовали суммарный потенциал действия изолированного седалищного нерва, выделенного из крупного животного. Раздражение наносили на центральный конец нерва. Ближе к месту раздражения была зарегистрирована синусоидальная форма суммарного потенциала действия. На периферическом конце нерва суммарный потенциал состоял из нескольких пиков и волн. Амплитуда его значительно уменьшилась.

С чем связано изменение формы суммарного потенциала действия по ходу проведения возбуждения в нерве? Как диаметр волокна и наличие миелина влияют на скорость проведения возбуждения? Почему происходит уменьшение амплитуды суммарного потенциала? Работает ли при этом закон «Всё или ничего»?