2 курс / Нормальная физиология / ВИРТУАЛЬНЫЙ_ПРАКТИКУМ_ПО_НОРМАЛЬНОЙ_ФИЗИОЛОГИИ

тов осуществляется щелчком на кнопку «Следующий пациент», которая находится под рукой испытуемого. На верху табло для сбора результатов расположен контейнер со спиртовыми салфетками для обработки поверхности пальца, перед прокалыванием.

Рис. 18. Экран работы «Определение общего холестерина крови»

Левая часть экрана показывает окно, содержащее цветной круг, разделенный на сектора зеленого цвета с разной интенсивностью. Каждый оттенок зеленого цвета соответствует разному уровню содержания общего холестерина. Ниже окна находится таймер, который устанавливается на интервал от 1 до 3 мин.

В верхнем левом углу экрана находится распределитель полосок для определения содержания холестерина. Эти холестериновые полоски содержат химические вещества, которые превращаются, за счет определенных реакций, в окрашенные зеленым цветом. Эти реакции длятся 3 мин. Когда цвет холестериновой полоски совпадет по цвету с каким-либо сектором цветного круга, можно определить уровень холестерина исследуемого образца крови. Наибольшие уровни холестерина будут соответствовать

71

https://t.me/medicina_free

более насыщенному зеленому цвету. Внизу экрана находится табло результатов для регистрации данных анализа по уровню содержания общего холестерина в образцах крови.

В нижнем правом углу экрана расположен контейнер для удаления загрязнений. Любой предмет из оборудования, находившийся в контакте с кровью, должен быть очищен при перемещении его в контейнер.

Практическая часть

Работа № 5. Определение общего холестерина крови

Ход работы:

1.Щелкните мышкой и переместите спиртовую салфетку к окончанию указательного пальца пациента для его обработки.

2.Щелкните и переместите скарификатор к окончанию пальца. После нанесения прокола Вы получите каплю крови для исследования.

3.Переместите скарификатор для обработки в контейнер.

4.Теперь к пальцу переместите холестериновую полоску. Кровь должна пропитать её.

5.Холестериновую полоску перенесите в промежуточный участок кабинета, находящегося справа от цветного круга.

6.Включите таймер на 3 минуты, щелкнув кнопку «Старт». Обратите внимание, что полоска начала менять цвет.

7.Через 3 мин определите, какой цветовой сектор наиболее близок к цвету тестируемой полоски. Щелкните по этому цветовому сектору. Иногда бывает трудно сопоставить цвет холестериновой полоски с цветовым сектором круга. Если цвет, выбранный Вами, не является точным – будет появляться окошко, запрашивающее Вас о повторе попытки определения.

8.Щелкните кнопкой «Зарегистрировать результат», чтобы внести эту информацию в таблицу.

9.Переместите холестериновую тест-полоску в контейнер для удаления загрязнений.

10.Щелкните кнопкой «Следующий пациент», чтобы поменять объект исследования.

11.Повторите этапы 1–10 для следующего пациента.

12.В целом имеется 4 пациента. Повторите этапы 1–10, пока не будут собраны результаты для всех 4 пациентов. Используя

72

https://t.me/medicina_free

данные, полученные в этой работе, определите содержание холестерина в каждом образце и заполните в своих отчетах таблицу 11.

Таблица № 11

Результаты работы «Определение общего холестерина крови»

13. На основании полученных результатов ответьте на поставленные вопросы и сделайте соответствующие выводы в своих отчетах.

Какие проблемы, связанные со здоровьем, могут быть у пациента 2, исходя из результатов исследования? __________________

Какие советы по диете и физической нагрузке можно дать па-

циенту 4? _______________________________________________

73

https://t.me/medicina_free

ТЕМА 5. Физиология эндокринной системы

Цель:

1.Дать определение следующим понятиям: гормоны, клет- ка-мишень, обратная отрицательная связь, метаболизм, тироксин, тироид-стимулирующий гормон (TSH), тиротропиносвобождающий гормон (TRH), гипоталамус, гипоталамогипофизарная портальная система, портальная вена, гормонозамещающая терапия, диабет I и II типа, стандартная глюкозная кривая.

2.Привести примеры, как отрицательные обратные механизмы регулируют освобождение гормона.

3.Объяснить, какова роль тироксина в поддержании метаболического уровня животных.

4.Объяснить эффекты тироид-стимулирующего гормона на метаболический уровень животных.

5.Понять роль гипоталамуса в регуляции продукции тироксина и TSH.

6.Понять, как гормоны гипоталамуса достигают гипофиза.

7.Понять, как эстрогены влияют на рост ткани матки.

8.Объяснить, как действует гормоно-замещающая терапия.

9.Объяснить, почему инсулин является важным фактором и почему он может использоваться для лечения диабета.

Основные обозначения:

Анализировать – Analyze Аппаратура – Apparatus

Вес – Weigh

Весовые показатели – Weighing paper

Гидроксид бария – Barium Hydroxide

Гормоно-заместительная терапия – Hormone Replacement Therapy Деионизированная вода – Deionised Water

Зарегистрировать результат – Record Data

Известь – Soda Lime

Инкубировать – Incubate Инъекция – Inject

Камера и манометр соединены – Chamber and manometer connected

Клапан – Clamp Контроль – Control

74

https://t.me/medicina_free

Манометр и шприц соединены – Manometer and syringe connected

Набор результатов – Data Sets

Норма – Normal

Очистить – Clear Переустановить – Rest Помощь – Help

Получить реагенты – Obtain Reagents Прошедшее время – Elapsed Time Прошедшие дни – Elapsed Data

Построить график стандартной кривой глюкозы – Graph Glucose Standard

Смешать – Mix

Стандарт глюкозы – Glucose Standard Старт – Start

Тара – Tare

Убрать набор результатов – Clear Data Set Удалить матку – Remove Uterus

Удалить осадок – Remove Pellet Удалить ряд – Delete Line Установить – Set up

Устройство сбора результатов – Data Collection Unit

Часы – Clock

Центрифугировать – Centrifuge

Энзим – цветной реагент – Enzyme – Color Reagent

Теоретическая часть

Эндокринная система регулирует функции каждой клетки, ткани и органа в организме. Она обеспечивает поддержание стабильности внутренней среды организма, при изменениях, возникающих внутри или вне его. Эндокринные клетки организма способны чувствовать и отвечать на изменения через экскрецию специфических химических веществ, известных как гормоны. Гормоны переносятся кровью, обычно прикрепляясь к специфическим белкам плазмы, и циркулируют по телу. Когда гормонбелковый комплекс достигает клетки-мишени (клетка, на которую нацелен химический агент), гормон отделяется от белка и действует на клетку, вызывая специфическую реакцию.

75

https://t.me/medicina_free

Гормоны работают по разным путям в зависимости от их химической структуры. Например, полипептидные гормоны, состоящие из цепочек аминокислот, действуют, прежде всего, прикрепляясь к белковому рецептору клеточной мембраны, что инициирует серию реакций в мембране, которые результируются наработкой циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) в клетке, что заставляет клетку работать более напряженно и быстрее. Стероидные гормоны и тироксин (гормон, секретируемый щитовидной железой) входят в клетку, прикрепляясь к цитоплазматическому рецептору. Гормон-рецепторный комплекс поступает в ядро клетки и прикрепляется к специфическим местам на ДНК. Каждое такое прикрепление вызывает продукцию специфичной матричной РНК, которая передвигается в цитоплазму, где транслируется в специфический белок.

Большинство механизмов регуляции гормональных уровней осуществляется по принципу отрицательной обратной связи: если отдельный гормон является необходимым, продукция такого гормона будет стимулироваться; если присутствие гормона является достаточным, продукция такого гормона будет ингибироваться. В некоторых специфических случаях гормональный выброс контролируется механизмами положительной обратной связи. Примером является выброс гормона задней доли гипофиза – окситонина. Этот гормон заставляет мышечный слой матки, миометрий, сокращаться во время родов. Сокращение миометрия вызывает дополнительный выброс окситоцина, который освобождается при сокращении, несмотря на то, что определенное количество гормона уже присутствует.

Изучение эффектов гормонов на организм является трудным, проводится в лабораторных условиях, а эксперименты могут тянуться несколько дней, недель и даже месяцев до их завершения. Кроме того, линии животных должны быть сертифицированы, а технически сложные хирургические процедуры иногда являются необходимыми.

Имитации, которые Вы будите использовать в этой работе, позволят изучить эффекты данных гормонов на организм «виртуальных» животных нескольких линий. Вы сможете провести хирургические манипуляции с помощью щелчка мышки и завершить эксперимент в определенный отрезок времени.

76

https://t.me/medicina_free

Гормоны и метаболизм

Метаболизм – это общий термин, используемый для всех биохимических реакций, возникающих в организме. Метаболизм включает в себя катаболизм, процесс при котором комплекс материалов разрушается на более простые субстанции, обычно с помощью энзимов, которые присутствуют в клетках тела. Метаболизм включает в себя также и анаболизм, процесс, при котором более мелкие материалы достраиваются энзимами до более крупных комплексных молекул. Когда при метаболизме продукты разрушаются, энергия, которая хранилась в них, освобождается для использования ее клеткой. Часть освободившийся энергии может идти на формирование АТФ, другая часть ее выделяется, как тепло из организма. Человек является гомеотермическим организмом, то есть имеет фиксированную температуру тела. Поддержание этой температуры является важным процессом для сохранения метаболических путей, имеющихся в организме. Наиболее важным гормоном в поддержании метаболизма и температуры тела является тироксин, известный также как тетрайодтиронин или Т4. Тироксин секретируется щитовидной железой, локализованной в области шеи. Однако, продукция тироксина контролируется гипофизом, который секретирует тироидстимулирующий гормон (TSH). TSH переносится кровью к чувствительной железе (его ткань – мишень) и вызывает увеличение продукции тироксина.

Важно понять роль гипоталамуса в продукции тироксина и TSH. Гипоталамус, локализованный в мозге, является основной эндокринной железой, которая секретирует несколько гормонов, влияющих на гипофиз (также локализованный в мозге). Среди таких гормонов находится тиротропин-освобождающий гормон (TRH), который стимулирует продукцию TSH в гипофизе. Если гипоталамус определяет, что циркулирующего в крови тироксина недостаточно, чтобы сохранять метаболизм тела, он будет секретировать TRH для стимуляции продукции TSH гипофизом, что, в свою очередь будет стимулировать продукцию тироксина щитовидной железой (классический пример отрицательной обратной связи). TRH проходит от гипоталамуса к гипофизу через гипота- ламо-гипофизарную портальную систему, специализированное устройство кровеносных сосудов, состоящее из портальной вены, соединяющей два капиллярных ложа. Гипоталамо-гипофизарная

77

https://t.me/medicina_free

портальная система транспортирует много разных гормонов от гипоталамуса к гипофизу. В основном, гормоны, секретируемые гипоталамусом, являются тропными (или трофными) гормонами, то есть гормонами, которые стимулируют или ингибируют секрецию других гормонов. TRH является примером тропного гормона, так как он стимулирует освобождение TSH (который сам является тропным гормоном, так как стимулирует освобождение тироксина).

В последующих экспериментах Вы будите исследовать эффекты тироксина и TSH на уровень метаболизма животных. В основном меню выберите раздел «Физиология эндокринной системы». Открывается экран (рис. 19).

Рис. 19. Экран работы «Физиология эндокринной системы»

Изучите экран: слева находится камера, соединенная с аппаратурой, в которую входит спирометр-манометр (она состоит из U-образной трубки, шприца и связанных с ним трубок). Вы будите помещать животное, в данном случае крысу, в камеру, чтобы

78

https://t.me/medicina_free

получить информацию о том, как тироксин и TSH влияют на их уровни метаболизма. Заметим, что изображение включает в себя весовую площадку, а соседняя камера является таймером для начала и длительности эксперимента. Под таймером находится дисплей весовых показателей. Две трубки соединяются в верху камеры. Левая трубка имеет клапан, который можно открыть и закрыть. Оставляя клапан открытым, Вы позволяете воздуху входить в камеру, закрывая клапан, Вы создаете закрытую систему. Правая трубка ведет к Т-соединению. Одна его ветвь связана U-образной трубкой, содержащей жидкость, то есть с манометром. Когда животное использует воздух в закрытой системе, эта жидкость будет подниматься в левой стороне U-образной трубки и снижаться в правой. Другая ветвь Т-соединения ведет к шприцу, заполненному воздухом. Используя шприц для инъекции воздуха в трубку, Вы будете измерять количество воздуха, которое необходимо для возврата столбиков жидкости к их исходным уровням. Это измерение будет равноценно количеству кислорода, которое используется животным во время проведения эксперимента. Известь, находящееся внизу камеры, абсорбирует СО2 (углекислый газ), выделяемый животным, поэтому количество кислорода, которое было использовано, можно легко измерить. Количество кислорода, используемое животным, вместе с его весом

– это показатели, которые далее используются для оценки роста метаболического уровня животного.

Три белые крысы на экране монитора находятся в отдельных отсеках. Первая крыса является контрольной (нормальной); вторая – тиреоидэктомированной (на экране обозначена Тх), то есть у нее удалена щитовидная железа; третья крыса является гипофизэктомированной (обозначена на экране hypox), то есть у нее удален гипофиз.

В верхней левой стороне экрана находятся три шприца, содержащих разные химические вещества: пропилтиоурацил, тиро- ид-стимулирующий гормон (TSH) и тироксин. О TSH и тироксине ранее уже упоминалось, а пропилтиоурацил является препаратом, который ингибирует продукцию тироксина, блокируя инкорпорацию йода в гормон. Вам предстоит выполнить 4 эксперимента с каждым животным:

1) определение базового метаболического уровня,

79

https://t.me/medicina_free

2)определение метаболического уровня после инъекции тироксина,

3)определение метаболического уровня после инъекции

TSH,

4)определение метаболического уровня после инъекции пропилтиоурацила.

В своих отчетах, вы должны все расчеты и измерения заносить в таблицу 12. Эти результаты Вы можете получить на экране, используя оборудование в нижней части экрана, так называемое устройство сбора результатов. Результаты, полученные для нормальных животных, высвечиваются в окне «Набор результатов». Использование кнопки «Зарегистрировать результат», позволит регистрировать результаты после экспериментальных вмешательств. Щелчок кнопки «Удалить ряд» или «Убрать набор результатов» позволит убрать ошибочно введенные результаты.

Практическая часть

Работа № 1. Определение исходных метаболических уровней

Прежде всего, Вы должны определить базовый метаболический уровень для каждой крысы.

Ход работы:

1.Используя «мышку», сделайте щелчок и переместите крысу № 1, «нормальную», в камеру, поместив ее на верхней площадке. Когда животное будет находиться в камере, освободите кнопку «мышки».

2.Убедитесь, что клапан на левой трубке, в верхней части камеры, является открытым, что позволяет воздуху входить в камеру. Если клапан закрыт, то сделайте щелчок по нему, чтобы открыть.

3.Убедитесь, что на индикаторе, рядом с Т-соединителем (тройник), появилась надпись: «Камера и манометр соединены». Если ее нет, то щелкните по шарику Т-соединения.

4.Сделайте щелчок по кнопке «Вес» в измерительном боксе, справа от камеры, чтобы взвесить крысу. Зарегистрируйте этот вес в колонке базовых измерений в таблице 12 для веса.

80

https://t.me/medicina_free