Работа 1. Изучение спинномозговых рефлексов

И ИХ РЕЦЕПТИВНЫХ ПОЛЕЙ

Рецептивным полем называют участок кожи (или любой другой участок тела), при раздражении которого возникает определенный рефлекс.

У спинальной лягушки при раздражении тех или иных рецептивных полей возникают строго определенные рефлексы.

Материальное обеспечение

Лягушка, набор инструментов для препарирования, 0,5% раствор серной кислоты, штатив с зажимом и пробкой, стакан с водой, фильтровальная бумага, карточка с рисунком.

 

Последовательность выполнения задания

1. Приготовьте спинальную лягушку. Подвесьте ее на штативе, приколов нижнюю челюсть булавкой к пробке. Подождите, пока у лягушки пройдет шок (послеоперационное угнетение спинного мозга).

2. Исследуйте спинномозговые рефлексы при раздражении различных рецептивных полей кожи лягушки.

Рефлекс сгибания задней конечности возникает при раздражении тыльной поверхности стопы или голени (ПРИ сдавливаниИ пинцетом или наложениИ бумажки, смоченной серной кислотой).

Рефлекс разгибания задней конечности возникает при раздражении подошвенной поверхности стопы или голени. При слабом раздражении подошвы пинцетом или кисточкой разгибаются только пальцы стопы.

Потирательный рефлекс возникает при раздражении разных участков кожи. Если бумажку, смоченную раствором серной кислоты, приложить к наружной поверхности бедра или около анального отверстия, возникает потирательный рефлекс задних конечностей. При таком же раздражении боковой стороны туловища возникает потирательный рефлекс той конечности, ближе к которой наносится раздражение. Потирательный рефлекс передних конечностей возникает при раздражении кожи брюшной поверхности тела между лапками.

Объясните наблюдаемые явления, результаты опытов и запишите в тетради.

3. Исследуйте проприоцептивные рефлексы у человека.

Коленный рефлекс возникает при легком ударе по сухожилию четырехглавой мышцы ниже коленной чашечки и выражается в разгибании голени. Центр данного рефлекса находится в III и IV сегментах поясничного отдела спинного мозга.

Ахиллов рефлекс возникает при ударе по ахиллову сухожилию и выражается в подошвенном сгибании стопы. Центр этого рефлекса расположен в I и II сегментах крестцового отдела спинного мозга.

 

 

Протокол выполнения задания

1. Объясните наблюдаемые явления, результаты опытов и запишите в тетради

2. Полученные результаты запишите в тетради и ответьте на вопросы:

- Что называется рецептивным полем рефлекса?

- Какие рефлексы называются проприоцептивными?

- При раздражении каких рецепторов возникают проприоцептивные рефлексы и с какими отделами центральной нервной системы они связаны?

3. Сделать выводы…

 

РАБОТА 2. СЕЧЕНОВСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ

Торможение в центральной нервной системе было открыто И. М. Сеченовым в 1862 г. Он наблюдал возникновение торможения спинномозговых рефлексов при раздражении промежуточного мозга (зрительных бугров) лягушки кристалликом поваренной соли. Внешне это выражалось в значительном уменьшении рефлекторной реакции (увеличении времени рефлекса) или ее прекращении. Снятие кристаллика поваренной соли приводило к восстановлению исходного времени рефлекса.

Материальное обеспечение

Лягушка, набор инструментов для препарирования, метроном, 0,5% серная кислота, кристаллы поваренной соли, физиологический раствор, стакан с водой, вата, бинт, фильтровальная бумага, карточка с рисунком.

 

Последовательность выполнения задания

1. Классический опыт Сеченова.

1) Обнажите головной мозг лягушки. Для этого запеленайте ее бинтом и возьмите в левую руку так, чтобы указательный палец придерживал голову. Сделайте поперечный разрез кожи позади носовых отверстий. От краев поперечного разреза проведите боковые разрезы вдоль черепа с обеих сторон. Образовавшийся трапециевидный лоскут кожи отогните вниз.

2) Сделайте поперечный разрез черепной коробки также позади ноздрей. Осторожно вскройте черепную коробку, чтобы не повредить мозг.

3) После вскрытия черепной коробки рассмотрите головной мозг и перережьте его по заднему краю больших полушарий (по линии 4), оставляя не поврежденными зрительные бугры.

4) Подвесьте лягушку на штативе и через 5–7 мин определите среднее время рефлекса. На разрез зрительных бугров наложите кристаллик поваренной соли, предварительно отсосав влагу с поверхности мозга фильтровальной бумагой. Сделать это надо тщательно, так как при влажной поверхности мозга соль будет растворяться и затекать на соседние участки мозга и окружающие ткани. В результате может возникнуть общая двигательная активность препарата.

После наложения кристаллика поваренной соли несколько раз определите время рефлекса,

5) Зарегистрировав значительное увеличение времени рефлекса, удалите с поверхности мозга кристаллик поваренной соли и смойте ее остатки физиологическим раствором. При этом лягушку держите головой вниз.

Снова несколько раз определите время рефлекса. Отметьте постепенное возвращение времени рефлекса к исходной величине.

 

5)Торможение спинномозговых рефлексов при раздражении других отделов мозга.

Торможение спинномозговых рефлексов можно получить при раздражении и других отделов центральной нервной системы. Раздражая их, можно наблюдать изменение времени рефлекса подобно описанному в опыте сеченовского торможения. При этом можно значительно упростить методику проведения работы.

Для приготовления препарата достаточно отрезать верхнюю челюсть на уровне глазниц и в последующем раздражать обнаженный участок головного мозга. Наблюдения проводятся в той же последовательности, как и в классическом опыте Сеченова.

1) Определите исходное время рефлекса (среднее).

2) Наложите кристаллик поваренной соли на обнаженный участок головного мозга. При этом действуйте очень осторожно, чтобы соль не попала на окружающие ткани.

3) В течение нескольких минут определяйте время рефлекса и отмечайте его увеличение (развитие торможения).

4) Снимите кристаллик поваренной соли и убедитесь в постепенном восстановлении времени рефлекса.

Объясните наблюдаемые явления, результаты опыта запишите в тетради.

Протокол выполнения задания

1. Результаты эксперимента запишите в тетради

2. Проанализируйте механизм сеченовского торможения

3. Сделайте выводы.

 

Контрольные вопросы

1. Перечислите группы методов исследования функций нервной системы.

2. Дайте определение «рефлекса» и объясните такие понятия, как «рефлекторная дуга», «рецепторное поле», «петля обратной связи»

3. Перечислите элементы рефлекторной дуги по порядку.

4. Каковы критерии современной классификации рефлексов.

5. Какие уровни рефлекторных реакций вам известны? Приведите примеры рефлексов высших и низших уровней.

6. Какие типы рефлексов имеют, по вашему мнению, главное значение в спортивной практике?

7. Что такое торможение и какова его физиологическая природа?

8. Каковы отличительные особенности различных видов торможения?

9. Какие знания о функционировании нервной системы, на ваш взгляд, могут пригодиться будущему тренеру или учителю по физической культуре?

 

Тест

1. Функции в организме регулируются…

а) рефлексами;

б) инстинктами;

в) гормонами.

 

2. Рецепторы – это…

а) двигательные нервные окончания;

б) чувствительные нервные окончания;

в) специализированные клетки.

 

3. Рефлекторная дуга, по которой протекает сухожильный рефлекс, является…

а) моносинаптической;

б) полисинаптической;

в) бисинаптической.

 

4. Обратная связь в рефлекторном кольце является…

а) морфологической;

б) функциональной;

в) морфофункциональной.

 

5. Проприоцептивные рефлексы вызываются при раздражении…

а) кровеносных сосудов;

б) внутренних органов;

в) мышц и сухожилий.

 

6. Элементарные рефлексы осуществляются на уровне:

а) среднего мозга;

б) спинного мозга;

в) продолговатого мозга.

 

7. Условные рефлексы характеризуются:

а) жесткостью;

б) пластичностью;

в) врожденностью.

 

8. Сеченовское торможение вызывается при раздражении:

а) спинного мозга;

б) большого мозга;

в) промежуточного мозга.

 

9. Наиболее распространенный медиатор торможения – это…

а) ацетилхолин;

б) гамма-аминомасляная кислота;

в) серотонин.

 

10. Нервный центр – это…

а) совокупность нейронов;

б) рефлексогенная зона;

в) рецепторное поле.

 

 

ТЕМА 2. ФИЗИОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Цель занятия: изучить функциональные особенности скелетных мышц и измерить основные их показатели.

Задачи занятия:

1. Изучить основные функциональные показатели скелетных мышц.

2. Измерить силу мышц кистей, становую силу и силовую выносливость.

Теоретические сведения

Элементарной структурной единицей мышечной ткани, обеспечивающей сократительный акт, является мышечное волокно.

Рисунок мышечного саркомера.

 

Его специфические органоиды – миофибриллы – являются сократительными элементами и представляют собой чередование темных дисков А и светлых дисков I. Диски I состоят из актиновых, а диски А – преимущественно из миозиновых миофиламент. Диски I поделены пополам Z -линией. Участок между двумя соседними Z -линиями называется саркомером и является структурно-функциональной единицей мышечного сокращения.

Согласно теории скользящих нитей (Гексли), механизм мышечного сокращения осуществляется в два этапа. Сначала происходит электрохимическое преобразование; при этом происходит генерация потенциала действия, распространение его по Т-системе, стимуляция зоны контакта Т-системы и саркоплазматического ретикулума. Первый этап заканчивается выходом ионов кальция из ретикулума в миоплазму.

Во время второго этапа происходит хемомеханическое преобразование: ионы кальция взаимодействуют с тропонином, что освобождает активные центры на актиновых филаментах; затем миозиновая головка взаимодействует с актином, вращается и развивает эластическую тягу. Нити актина скользят относительно нитей миозина навстречу друг другу, что обеспечивает уменьшение размеров саркомера, развитие напряжения или укорочения мышечного волокна. При этом происходит затрата энергии АТФ.

Механизм же расслабления мышечных волокон и мышцы в целом запускается путем возвращения ионов кальция в цистерны саркоплазматического ретикулума за счет кальциевого насоса. Снижение кальция в миоплазме приводит к блокированию миозина системой тропонин-тропомиозина.

К внешним проявлениям мышечного сокращения относятся одиночное мышечное сокращение и тетанус.

Одиночное мышечное сокращение (ОМС) наблюдается при действии единичного стимула. Различают три периода ОМС: латентный (время от начала действия раздражителя до начала видимого сокращения), период сокращения и период расслабления.

Тетанус, или тетаническое сокращение, − это длительное сокращение мышцы, раздражаемой с определенной частотой. При этом сила сокращения намного превышает силу ОМС. При большей частоте возникает гладкий, а при меньшей – зубчатый тетанус. Благодаря тетаническому сокращению обеспечивается плавность движений у спортсменов.