2 курс / Нормальная физиология / Методичка по физиологии

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ Специальность 31.05.01 Лечебное дело

Факультет – лечебный ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3.

Раздел 1. Общая физиология Тема: МЫШЕЧНОЕ СОКРАЩЕНИЕ

Научно-методическое обоснование темы

Изучение данного раздела имеет большое значение для будущей врачебной деятельности (неврологии, травматологии, хирургии, спортивной медицины)

Цель и задачи занятия

-объяснить механизм сокращения скелетных мышц и способность ее реагировать на различный частотный режим стимуляции путем сопоставления биоэлектрических и биомеханических процессов.

-изучить особенности передачи возбуждения с окончаний двигательных нервов на скелетные мышцы;

-подчеркнуть тесную взаимосвязь между структурными элементами скелетного мышечного волокна (саркоплазматическим ретикулумом, количеством митохондрий и сократительных белков) и требованиями, предъявляемыми к функции мышечного волокна (сила, скорость и выносливость);

-подчеркнуть роль периферические и центральные механизмов регуляции фазных и тонических сокращений скелетных мышц;

-сравнить морфо-функциональные особенности скелетных и гладких мышц.

Студент должен: Знать:

-морфологическое строение скелетных мышечных волокон;

-физиологические свойства скелетных мышц;

-виды и режимы сокращения скелетных мышц;

-теорию мышечного сокращения, роль ионов Са++, сократительных белков;

-топографические, типологические и физиологические особенности гладких мышц.

-факторы, определяющие работоспособность скелетных мышц (изолированных и в целостном организме);

-строение нервно-мышечных синапсов и процессы передачи в них возбуждения;

-общие физиологические свойства синапсов (односторонняя проводимость, задержка, низкая лабильность, быстрая утомляемость, чувствительность к химическим веществам).

61

-теории физического утомления (гуморально-локалистическая, центрально-нервная);

Уметь:

-оценить взаимосвязь между структурными элементами сократительного мышечного волокна;

-определить признаки, свидетельствующие о развитии процесса утомления в изолированной скелетной мышце и в целостном организме (снижение работоспособности, падение амплитуды сокращений, снижение возбудимости, удлинение периода расслабления, контрактура, аритмия и др.);

-предложить и обосновать способы снятия физического утомления (улучшение кровоснабжения, пассивный и активный отдых).

Приобрести навык (опыт деятельности):

-исследование максимального мышечного усилия и силовой выносливости мышц кисти

Формируемые компетенции: ОПК-7, ОПК-9.

Структура (план) занятия

62

МЕТОДЫ ОТРАБОТКИ ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ПЛАНА ЗАНЯТИЙ

1.Организационная часть

-осуществить учет посещаемости.

2.Вводная часть

-раскрыть актуальность темы занятия и поставить его цели перед студентами, кратко ознакомить с планом занятия.

3.Разбор основного материала.

-теоретический разбор вопросов основного материала

Контроль исходного уровня знаний провести путем устного или письменного опроса с использованием таблиц и схем на доске, презентаций.

Контрольные вопросы для практического занятия.

1.Система опоры и движения, её исполнительные органы, роль в организме

2.Биоэлектрические явления в мышечном волокне. Особенности потенциала покоя и потенциала действия.

3.Изменения возбудимости скелетной мышцы во время одиночного цикла возбуждения.

4.Ультрамикроскопическая структура миофибрилл в покое и при сокращении. Понятие о саркомере.

5.Механизм мышечного сокращения и расслабления. Теория «скольжения» нитей. Химические и тепловые изменения в мышечном волокне.

6.Одиночное мышечное сокращение и его характеристика.

7.Сопоставить фазы потенциала действия с фазами изменения возбудимости и одиночного цикла сокращения. Отметить особенности рефрактерного периода.

8.Суммация сокращений, виды суммации. Условия суммации.

9.Тетанус, его виды. Теории тетануса. Оптимум и пессимум частоты

раздражения.

10.Морфо-функциональные особенности гладких мышц.

11.Моторные синапсы, строение, функциональные свойства, механизм передачи возбуждения. Фармакологическая коррекция работы мионеврального синапса.

12.Структурно-функциональные особенности скелетных мышц. Понятие о моторной единице. Виды моторных единиц.

13.Режимы сокращений скелетных мышц (изотоническое, изометрическое, ауксотоническое). Лестничная зависимость между силой раздражения и амплитудой сокращения скелетной мышцы.

14.Сила мышцы. Факторы, влияющие на силу мышцы.

15.Работа мышцы при разных нагрузках. Правило средних нагрузок.

63

Утомление мышц, теории утомления.

Утомление изолированной мышцы.

Утомление нервно-мышечного препарата.

Утомление моторной единицы в условиях организма.

16.Кривая утомления. Эргография. Локальное и общее утомление. Пассивный отдых. Роль активного отдыха по Сеченову.

17.Адаптационно-трофический феномен Орбели-Гинецинского. Роль высших отделов ЦНС в развитии утомления.

Темы докладов для самостоятельной работы студентов.

1.Лабильность. Парабиоз и его фазы (Н.Е.Введенский).

2.Роль дигидропиридиновых и рианодиновых рецепторов в мышечном сокращении.

3.Пути возможной коррекции возбудимости, проводимости и лабильности, синаптической передачи возбуждения в химических синапсах.

4.Синтез и выделение ацетилхолина в мионевральном синапсе.

5.Развитие утомления у студентов. Профилактика утомления.

Формой контроля выполнения самостоятельной работы является

доклад студента по избранной теме (примерные формулировки тем приведены выше). Для подготовки доклада студентам предлагается внеаудиторная работа в библиотеке по избранной теме, работа в электронной базе студентов (ЭБС) и индивидуальные консультации с преподавателем.

Преподавателям обратить внимание на отработку следующих экзаменационных вопросов по теме:

Ультрамикроскопическая структура миофибриллы в покое и при сокращении. Сократительные и регуляторные белки. Современное представление о механизме мышечного сокращения и расслабления.

Виды и режимы мышечного сокращения. Одиночное мышечное сокращение и его фазы. Сила и работа мышц. Правило средних нагрузок.

Суммация сокращений и ее виды. Тетанус и его виды. Оптимум и пессимум.

Морфо-функциональные особенности гладких мышц. Мионевральный синапс. Механизм передачи возбуждения в нем.

Потенциал концевой пластинки.

Лабильность. Парабиоз и его фазы (Н.Е.Введенский).

-разбор и выполнение практических работ

-дать установку на самостоятельную работу студентов, уточнить некоторые особенности проведения эксперимента

-контролировать самостоятельную работу студентов

64

Перечень практических работ.

№1. ДИНАМОМЕТРИЯ. ИССЛЕДОВАНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО МЫШЕЧНОГО УСИЛИЯ И СИЛОВОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ МЫШЦ КИСТИ.

Цель работы:

овладеть методикой исследования максимального мышечного усилия и силовой выносливости мышц кисти.

Методика:

Обследуемый в положении стоя отводит вытянутую руку с динамометром в сторону под прямым углом к туловищу. Вторая свободная рука опущена и расслаблена. По сигналу обследуемый дважды выполняет максимальное усилие на динамометре. Силу мышц оценивают по лучшему результату. Затем обследуемый выполняет 10 - кратные усилия с частотой один раз в 5 секунд. Результаты записывают и определяют работоспособность мышц по формуле:

Р= (F1 + F2 + FЗ + ... + Fb) / b, где

Р- уровень работоспособности;

F1-Fb - показатели динамометра при отдельных мышечных усилиях; B - количество попыток.

Эти результаты используют для определения показателя снижения работоспособности мышц по формуле:

S = [(F1 - Fmin) / Pmах] x 100, где

S - показатель снижения работоспособности мышц F1 - величина начального мышечного усилия; Fmin - минимальная величина мышечного усилия; Fmах - максимальная величина мышечного усилия.

Результаты работы и оформление. Вычислите и запишите в протокол силу, уровень работоспособности и показатель снижения работоспособности мышц по результатам 10 – кратных измерений. Постройте график снижения работоспособности мышц: на оси абсцисс отложите порядковые номера усилий, на оси ординат – показатели динамометра при каждом усилии. Сравните результаты у нескольких обследуемых.

В выводах дать понятие силе мышце. Отметить факторы, определяющие силу мышц.

-оформление рабочей тетради по теме: МЫШЕЧНОЕ СОКРАЩЕНИЕ.

-оказать студентам помощь в формулировке терминов занятия, выполнении теоретических заданий, совместно со студентами обсудить результаты опытов, выводы, отметить их правильную формулировку.

65

4.Контроль конечного уровня знаний:

-совместно со студентами решить задачи по данной теме;

-провести тестовый контроль;

-дать короткое устное заключение об эффективности проведенного занятия.

Примеры ситуационных задач, рекомендуемых к занятию. Задача 1.

Два нервно-мышечных препарата икроножной мышцы лягушки. В месте соединения нерва с мышцей первого препарата нанесли несколько капель яда кураре, второго – атропина. Затем осуществили непрямое раздражение электрического тока нервов обоих препаратов. Какова была при этом ответная реакция икроножных мышц? Объясните, почему?

Ответ.

При стимуляции электрическим током мышца первого препарата не сократилась, второго – ответила сокращением. Причина состоит в том, что H-холинорецепторы постсинаптических мембран моторных синапсов, в отличие от холинорецепторов гладких мышц и сердечной мышцы, не блокируются атропином. Яд кураре избирательно блокирует проведение возбуждения в моторных синапсах, связываясь с Н-холинорецепторами, и вызывает стойкую деполяризацию мембраны концевой пластинки.

Задача 2.

Длительность одиночного мышечного сокращения 200 мс, возбуждения – 5 мс. Определите частоту раздражения, вызывающую образование зубчатого и гладкого тетануса.

Ответ.

Фаза укорочения и расслабления имеют примерно одинаковую продолжительность. Следовательно, для образования зубчатого тетануса межимпульсный интервал должен быть меньше 200 мс, но больше 100 мс

– в среднем 150 мс. При частоте стимуляции 1000 мс / 150 мс получится 6-7 в секунду будет зубчатое тетаническое сокращение. Рефрактерный период мышцы составляет 5 мс. Для получения гладкого тетануса максимальной амплитуды межимпульсный интервал должен быть меньше 100 мс, но немногим больше 5 мс, так как раздражение будет наноситься при этом на фоне отрицательного следового потенциала (в период супернормальной возбудимости). Для получения оптимума интервал между импульсами должен быть 10-20 мс, следовательно, частота раздражения должна составлять 1000 мс / 10 мс получится 100 в секунду, 1000 мс / 20 мс получится 50 в секунду.

66

Задача 3.

Что произойдет с мускулатурой конечности, если ввести новокаин в передние корешки спинного мозга?

Ответ.

А) Исчезнут все проявления двигательной активности мышц (фазные и тонические) как произвольные, так и непроизвольные.

Б) Снизится тонус мышц вследствие утраты информации от рецепторов мышечного веретена, исчезнут непроизвольные двигательные рефлексы, вызываемые с кожных рецепторов данной конечности.

Задача 4.

Что произойдет со скелетной мышцей, если нарушена целостность: А) кортикоспинального тракта; Б) альфа-мотонейрона; В) аксона мотонейрона?

Ответ.

А) Исчезнут произвольные движения, повысится тонус; Б) Исчезнут произвольные и непроизвольные движения, атония,

атрофия мышц; В) Те же явления, что в пункте Б.

Задача 5.

У человека после автомобильной катастрофы при обследовании обнаружено, что локтевые и верхние брюшные рефлексы нормальные, а средние, нижние брюшные, коленные, ахиллов и подошвенные рефлексы не вызываются. О чем это свидетельствует?

Ответ.

Произошел полный поперечный разрыв спинного мозга на уровне IX грудного сегмента.

Тестовый контроль может проводиться в учебной комнате по тестам, представленным в рабочих тетрадях или на бумажных носителях, в присутствии преподавателя по учебно-методическому пособию для студентов 2-го курса, лечебного, педиатрического и медикобиологического факультетов «Тестовые задания по нормальной физиологии».

Примеры тестов:

1.ТОЛСТЫЕ ПРОТОФИБРИЛЛЫ СОСТОЯТ ИЗ а) из актина

б) из миозина

в) из тропонина г) из тропомиозина

67

2.СВЕТЛЫЕ ДИСКИ ОБРАЗУЮТ СКОПЛЕНИЯ СЛЕДУЮЩИХ ПРОТОФИБРИЛЛ

а) актиновых

б) миозиновых в) актиновых и миозиновых

3.ПОПЕРЕЧНЫЕ МОСТИКИ — ЭТО

а) тропонин-тропомиозиновые комплексы б) выросты белковых молекул актина

в) выросты белковых молекул миозина

г) впячивания поверхностей мембраны

4.УЧАСТИЕ В СОПРЯЖЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЫШЦЕ ПРИНИМАЕТ СЛЕДУЮЩИЙ ИЗ ПЕРЕЧИСЛЕННЫХ ИОНОВ

а) ион Са

б) ион Сl в) ион Na г) ион K

5.ЗУБЧАТЫЙ ТЕТАНУС МОЖНО ПОЛУЧИТЬ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

а) если наносить раздражения в латентный период сокращения б) если наносить раздражение в фазу укорочения

в) если наносить раздражение в фазу расслабления

г) если наносить раздражение после окончания полного цикла одиночного сокращения

6.УКОРОЧЕНИЕ МЫШЦЫ ПРОИСХОДИТ ЗА СЧЕТ

а) укорочения миозиновых нитей б) укорочения актиновых нитей в) ослабления сухожилий

г) скольжения актиновых нитей вдоль миозиновых

7.МЕДИАТОРОМ В НЕРВНО-МЫШЕЧНОМ СИНАПСЕ ЯВЛЯЕТСЯ а) норадреналин б) дофамин

в) ацетилхолин

г) глицин

8.АЦЕТИЛХОЛИН ИНАКТИВИРУЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ФЕРМЕНТОМ

а) холинэстеразой

68

б) моноаминоксидазой в) катехол-о-метилтрансферазой

9.ИОНЫ Са2+, УЧАСТВУЮЩИЕ В СОКРАЩЕНИИ СКЕЛЕТНЫХМЫШЦ, ПОСТУПАЮТ В САРКОПЛАЗМУ ИЗ

а) из межклеточного пространства

б) из саркоплазматического ретикулума

в) из везикул нервного окончания г) из синаптической щели

10.В СОКРАЩЕНИИ МЫШЦЫ УЧАСТВУЮТ СЛЕДУЮЩИЕ РЕГУЛИРУЮЩИЕ БЕЛКИ

а) тропонин и тропомиозин

б) тяжелый и легкий меромиозин в) актин

5. Оценка знаний студентов

Знания студентов оцениваются по пятибалльной системе, оценки выставляются в журнал группы. По окончании занятия каждый студент получает 2 оценки: первая оценка – результат оценки уровня знаний теоретического материала, вторая – результат тестирования или решения ситуационной задачи.

БЛОК ИНФОРМАЦИИ 1. Система опоры и движения, её исполнительные органы, роль в организме

Система опоры и движения представлена большим числом костей, образующих скелет, и прикрепленными к ним мышцами. Они придают телу определенную форму, защищают внутренние органы, обеспечивают опору и движение.

Скелет человека насчитывает примерно 206 костей и делится на осевой и периферический скелет. Осевой скелет образован костями черепа, позвоночника и ребрами. Периферический скелет представляют кости верхних и нижних конечностей. Через тазовый и плечевой пояс периферический скелет соединяется с осевым. Кости скелета участвуют в:

-кроветворении;

-минеральном обмене;

-обмене витаминов A, D, C;

-являются депо кальция, фосфора и др.

Скелет в целом выполняет множество функций:

-опорную,

-защитную,

-локомоторную,

69

-формообразующую,

-преодоления земного тяготения.

Кости образуют соединения различного вида:

-непрерывные,

-полусуставы,

-прерывистые (синовиальные) суставы.

Внепрерывных соединениях кости связаны с помощью различных видов соединительной ткани: плотной соединительной (синдесмоз); хрящевой (синхондроз). В таких соединениях щель или полость между костями отсутствуют. Непрерывные соединения очень прочны, но неподвижны. Это – связки, мембраны, швы (в том числе черепа),

соединения диафизов костей с их эпифизами у детей, которые с возрастом окостеневают и превращаются в костные.

Полусуставы-симфизы – полуподвижные хрящевые соединения, в толще которых имеется небольшая щелевидная полость. Это межпозвонковые, лобковый симфиз и симфиз рукоятки грудины.

Суставы – прерывистые соединения, у которых между соединяющимися костями всегда имеется суставная щель. Каждый сустав имеет суставные поверхности костей, покрытые гиалиновым суставным хрящом, суставную капсулу и узкую суставную полость, заполненную синовиальной жидкостью (синовия).

Органом движения является мышечный аппарат, который включает три вида мышц: скелетные, гладкие и сердечную:

-скелетные – входят в состав опорно-двигательного аппарата;

-гладкие – формируют стенки внутренних полых органов, кровеносных сосудов;

-сердечная – формирует камеры сердца.

Они выполняют следующие функции:

1.Создание позы и удержание тела в пространстве и преодоление инерции.

2.Двигательная функция внутренних органов (моторная функция кишечника, сократительная функция сердца, обеспечение дыхания за счет сокращения дыхательных мышц).

3.Эффекторный механизм мыслительной (произносимая речь) и поведенческой деятельности.

4.Преобразование химической энергии макроэргических соединений

вмеханическую, тепловую и электрическую энергию.

Мышцы состоят из ткани, способной укорачиваться и растягиваться. Гладкие мышцы обеспечивают и регулируют тонус сосудов и

внутренних органов.

Сердечная мышца выполняет функцию насоса в сердечнососудистой системе, обеспечивая движение крови по сосудам.

70