Меню

Методы исследования возбудимости нервов и мышц

Методы изучения возбудимости нервов и мышц

Электрические явления, которые возникают в возбудимых тканях, обусловлены электрическими свойствами клеточных мембран. Поэтому необходимо остановиться на методических подходах современной физиологии возбудимых тканей, используемых при исследовании электрических характеристик клеточных мембран.

Любая физиологическая установка, предназначенная для изучения возбудимых клеток и тканей, должна содержать следующие основные элементы: 1) электроды для регистрации и стимуляции; 2) усилители биоэлектрических сигналов; 3) регистратор; 4) стимулятор; 5) систему для обработки физиологической информации. В зависимости от задач исследования обычно требуется дополнительное оборудование. Поскольку в современной медицине широко используются методы электрофизиологического исследования и воздействия электрическим током, необходимо кратко познакомиться с основными методическими приемами.

При работе на изолированных органах, тканях и отдельных клетках применяют специальные камеры и растворы определенного состава, например Рингера-Локка, Тироде, Хэнкса, позволяющие в течение длительного времени поддерживать нормальную жизнедеятельность биологического объекта. Во время эксперимента раствор должен быть насыщен кислородом и иметь соответствующую температуру (для хладнокровных животных +20°С, для теплокровных +37°С). В процессе эксперимента необходимо использовать проточные камеры для непрерывного обновления раствора, в котором находится биологический объект.

При электрофизиологических исследованиях используют различные типы электродов, детальное описание которых можно найти в соответствующих руководствах. В то же время есть определенные требования ко всем без исключения электродным системам.

Электроды, которые используют в эксперименте, должны оказывать минимальное влияние на объект исследования, т. е. они должны только передавать информацию от объекта или на объект.

Поскольку работа с биологическим объектом подразумевает контакт электрода с жидкостью, содержащейся в биологическом объекте, высока вероятность возникновения контактных поляризационных потенциалов, которые могут существенно исказить результаты исследования. Чтобы избежать возможных искажений в электрофизиологических экспериментах, как правило, используют специальные слабополяризующиеся электроды, например хлорсеребряные или каломельные, имеющие незначительный поляризационный потенциал.

При исследовании электрофизиологических характеристик отдельных клеток используют стеклянные микроэлектроды. Они представляют собой микропипетку с диаметром кончика менее 0,5 мкм, заполненные ЗМ раствором хлорида калия.

Стимуляторы, регистраторы, системы управления экспериментом и обработки физиологической информации еще более разнообразны и их описание можно найти в специальной литературе.

В том случае, если в клетку введен второй, стимулирующий микроэлектрод, можно исследовать реакцию возбудимой мембраны на действие электрического тока. Если стимулирующий электрод электроотрицателен по отношению к внутренней среде клетки, то говорят о входящем токе, при этом общая трансмембранная разность потенциалов увеличивается, т. е. происходит гиперполяризация клеточной мембраны. Напротив, если стимулирующий электрод электроположителен по отношению к внутренней среде клетки, то говорят о выходящем токе, при этом общая трансмембранная разность потенциалов уменьшается, т. е. происходит деполяризация клеточной мембраны (рис. 2.6). Как правило, при действии гиперполяризующего тока потенциал мембраны изменяется в соответствии с законом Ома. При этом изменение потенциала не зависит от молекулярных процессов в мембране, поэтому говорят, что изменяются пассивные электрические свойства мембраны. При действии деполяризующего тока потенциал мембраны не подчиняется закону Ома, что связано с изменением функциональных характеристик ионных каналов клеточной мембраны. Если деполяризация клеточной мембраны достигает так называемого критического уровня, происходит активация ионных каналов клеточной мембраны и возникает потенциал действия. Критический потенциал (Eкp) — уровень мембранного потенциала, при котором начинается генерация потенциала действия. Потенциал действия (ПД, спайк, импульс) — быстрое колебание мембранного потенциала покоя в положительном направлении. В этом случае мембрана реагирует активно, поскольку изменение трансмембранной разности потенциалов обусловлено изменением функциональных свойств ионных каналов.

Детальный анализ процессов, протекающих в мембранах возбудимых клеток, был проведен Ходжкиным, Хаксли и Катцем в опытах на гигантском аксоне кальмара и привел к созданию современной теории происхождения потенциала покоя и потенциала действия.

Дополнительно: Исследование нервно-мышечной возбудимости

Наиболее часто употребляются следующие объективные тесты.

Вызывание симптома Хвостека в покое и после 5-минутной гипервентиляции. Вызывание симптома Хвостека производится ударом неврологического молоточка в точке по средней линии, соединяющей угол рта и мочку уха. Измеряется степень выраженности:

Читайте также:  Лечение при болях в суставах и мышцах плечо

Гипервентиляция в течение 5 мин приводит к отчетливому увеличению степени выраженности [Аlаjouianine Th. et al., 1958; Klotz H.D., 1958]. Среди здоровых людей положительный симптом Хвостека встречается у 3-29 %. При нейрогенной тетании он бывает положительным в 73 % случаев.

Электромиографическое исследование. При ЭМГ-исследовании регистрируется определенного типа электрическая активность мышц, вовлеченных в тетанический спазм. Активность характеризуется следующими друг за другом потенциалами (дуплеты, триплеты, мультиплеты), которые возникают в течение коротких временных интервалов (4-8 мс) с частотой 125-250 кол./с. Такие потенциалы и другие феномены в ЭМГ возникают в период исследования при помощи провоцирующих проб.

Общая физиология. Физиологические основы поведения. Высшая нервная деятельность. Физиологические основы психических функций человека. Физиология целенаправленной деятельности. Приспособление организма к различным условиям существования. Физиологическая кибернетика. Частная физиология. Кровь, лимфа, тканевая жидкость. Кровообращение. Дыхание. Пищеварение. Обмен веществ и энергии. Питание. Центральная нервная система. Методы исследования физиологических функций. Физиология и биофизика возбудимых тканей.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Эта тема принадлежит разделу:

Физиология

Общая физиология. Физиологические основы поведения. Высшая нервная деятельность. Физиологические основы психических функций человека. Физиология целенаправленной деятельности. Приспособление организма к различным условиям существования. Физиологическая кибернетика. Частная физиология. Кровь, лимфа, тканевая жидкость. Кровообращение. Дыхание. Пищеварение. Обмен веществ и энергии. Питание. Центральная нервная система. Методы исследования физиологических функций. Физиология и биофизика возбудимых тканей.

Источник

Методы изучения возбудимости нервов и мышц

Электрические явления, которые возникают в возбудимых тканях, обусловлены электрическими свойствами клеточных мембран. Поэтому необходимо остановиться на методических подходах современной физиологии возбудимых тканей, используемых при исследовании электрических характеристик клеточных мембран.

Любая физиологическая установка, предназначенная для изучения возбудимых клеток и тканей, должна содержать следующие основные элементы: 1) электроды для регистрации и стимуляции; 2) усилители биоэлектрических сигналов; 3) регистратор; 4) стимулятор; 5) систему для обработки физиологической информации. В зависимости от задач исследования обычно требуется дополнительное оборудование. Поскольку в современной медицине широко используются методы электрофизиологического исследования и воздействия электрическим током, необходимо кратко познакомиться с основными методическими приемами.

При работе на изолированных органах, тканях и отдельных клетках применяют специальные камеры и растворы определенного состава, например Рингера-Локка, Тироде, Хэнкса, позволяющие в течение длительного времени поддерживать нормальную жизнедеятельность биологического объекта. Во время эксперимента раствор должен быть насыщен кислородом и иметь соответствующую температуру (для хладнокровных животных +20°С, для теплокровных +37°С). В процессе эксперимента необходимо использовать проточные камеры для непрерывного обновления раствора, в котором находится биологический объект.

При электрофизиологических исследованиях используют различные типы электродов, детальное описание которых можно найти в соответствующих руководствах. В то же время есть определенные требования ко всем без исключения электродным системам.

Электроды, которые используют в эксперименте, должны оказывать минимальное влияние на объект исследования, т. е. они должны только передавать информацию от объекта или на объект.

Если в электрофизиологическом эксперименте исследуют собственно процесс возбуждения, то необходимо применять два электрода с различной величиной площади контактной поверхности (желательно в соотношении не менее 1:100), при этом электрод меньшей площади называют активным, или референтным, большей площади — пассивным, или индифферентным. При исследовании процесса распространения возбуждения необходимо использовать два активиых электрода с одинаковой площадью контактных поверхностей, устанавливаемых на возбудимой ткани на некотором расстоянии друг от друга, и индифферентный электрод, который устанавливается в отдалении. В первом случае говорят о моно-(уни-) полярном способе отведения потенциала (раздражении), во втором — о биполярном способе. Необходимо подчеркнуть, что термин «униполярный» способ весьма условен, поскольку всегда регистрируется разность потенциалов, а не абсолютное значение потенциала.

Поскольку работа с биологическим объектом подразумевает контакт электрода с жидкостью, содержащейся в биологическом объекте, высока вероятность возникновения контактных поляризационных потенциалов, которые могут существенно исказить результаты исследования. Чтобы избежать возможных искажений в электрофизиологических экспериментах, как правило, используют специальные слабополяризующиеся электроды, например хлорсеребряные или каломельные, имеющие незначительный поляризационный потенциал.

Читайте также:  Большая круглая мышца плеча функции

При исследовании электрофизиологических характеристик отдельных клеток используют стеклянные микроэлектроды. Они представляют собой микропипетку с диаметром кончика менее 0,5 мкм, заполненные ЗМ раствором хлорида калия.

Стимуляторы, регистраторы, системы управления экспериментом и обработки физиологической информации еще более разнообразны и их описание можно найти в специальной литературе.

В том случае, если в клетку введен второй, стимулирующий микроэлектрод, можно исследовать реакцию возбудимой мембраны на действие электрического тока. Если стимулирующий электрод электроотрицателен по отношению к внутренней среде клетки, то говорят о входящем токе, при этом общая трансмембранная разность потенциалов увеличивается, т. е. происходит гиперполяризация клеточной мембраны. Напротив, если стимулирующий электрод электроположителен по отношению к внутренней среде клетки, то говорят о выходящем токе, при этом общая трансмембранная разность потенциалов уменьшается, т. е. происходит деполяризация клеточной мембраны (рис. 2.6). Как правило, при действии гиперполяризующего тока потенциал мембраны изменяется в соответствии с законом Ома. При этом изменение потенциала не зависит от молекулярных процессов в мембране, поэтому говорят, что изменяются пассивные электрические свойства мембраны. При действии деполяризующего тока потенциал мембраны не подчиняется закону Ома, что связано с изменением функциональных характеристик ионных каналов клеточной мембраны. Если деполяризация клеточной мембраны достигает так называемого критического уровня, происходит активация ионных каналов клеточной мембраны и возникает потенциал действия. Критический потенциал (Eкp) — уровень мембранного потенциала, при котором начинается генерация потенциала действия. Потенциал действия (ПД, спайк, импульс) — быстрое колебание мембранного потенциала покоя в положительном направлении. В этом случае мембрана реагирует активно, поскольку изменение трансмембранной разности потенциалов обусловлено изменением функциональных свойств ионных каналов.

Детальный анализ процессов, протекающих в мембранах возбудимых клеток, был проведен Ходжкиным, Хаксли и Катцем в опытах на гигантском аксоне кальмара и привел к созданию современной теории происхождения потенциала покоя и потенциала действия.

Дополнительно: Исследование нервно-мышечной возбудимости

Наиболее часто употребляются следующие объективные тесты.

Вызывание симптома Хвостека в покое и после 5-минутной гипервентиляции. Вызывание симптома Хвостека производится ударом неврологического молоточка в точке по средней линии, соединяющей угол рта и мочку уха. Измеряется степень выраженности:

Гипервентиляция в течение 5 мин приводит к отчетливому увеличению степени выраженности [Аlаjouianine Th. et al., 1958; Klotz H.D., 1958]. Среди здоровых людей положительный симптом Хвостека встречается у 3-29 %. При нейрогенной тетании он бывает положительным в 73 % случаев.

Электромиографическое исследование. При ЭМГ-исследовании регистрируется определенного типа электрическая активность мышц, вовлеченных в тетанический спазм. Активность характеризуется следующими друг за другом потенциалами (дуплеты, триплеты, мультиплеты), которые возникают в течение коротких временных интервалов (4-8 мс) с частотой 125-250 кол./с. Такие потенциалы и другие феномены в ЭМГ возникают в период исследования при помощи провоцирующих проб.

Источник

Методы исследования возбудимых тканей.

ВВЕДЕНИЕ.

Физиология. Её место в системе мед. образования.

Адаптация. Виды. Адаптац.синдром и его фазы.

Ад-я-все виды врожд. и приобр.приспособит.деят-ти, которые обеспечиваются на основе физиол.проц., происходящих на клеточном,орг.,организменном,системном ур-ях. Различают ряд видов ад-и. Физиол.ад-ей наз-ся достижение устойчивого ур-ня активности орг-ма и его частей, при кот. возм. длит. активная деят-ть орг-ма, включая труд.акт-ть в изменённых усл-х сущ-я и спос-ть воспроизв. здор.потомство. Адаптац.р-и делят на ОБЩИЕ (происх.под влиянием любого дост.сильного и длит.стимула и сопр.однотипными сдвигами ф-й орг-ма) и ЧАСТНЫЕ (проявл.в зав.от хар-ра и св-в воздействующего фактора) Неспецифическ.(общий) отв. – стресс,а вызыв.его фактор – стрессор(Селье Г.) По Селье, общ.адапт.синдром как ответная р-я на стрессор включ.в себя усиление деят-ти гипоталамуса,гипофиза с ↑АКТГ,гипертрофию коры надпочечников,атроф.вилочк.ж-зы, изъязвление слизистой ж-ка. В общ.адаптац.синдроме С.выделил 3 фазы: 1.р-я тревоги, когда сопротивление сниж-ся; 2.фаза повышения сопротивления; 3.фаза истощения мех-в сопрот-я; если орг-м возвр.к исх.усл.,то он постепенно утрачивает приобр.адапт. В развитии адаптац выдел 2 этапа: начальная- срочная и последующая-долговременная. Срочная адаптация – разв.сразу с началом действия стрессора на основе готовых физиол.мех-в(напр.,↑теплопрдукции в отв.на холод, ↑вентиляции лёгк.при ↓О2 в возд). Долгосрочная ад-я –постепенно,в результате длит.или многокр.возд-я стрессора.

Читайте также:  Что делать при воспалении мышц шеи

Осн.этапы развития физиологии как науки. Выдающиеся открытия в области физиологии.

Ф-я обязана своим возн-м потребностям мед-ны и стремл.ч-ка познать себя. Уже в др.времена формировались элементарные представления о деят-ти орг-ма ч-ка, являясь обобщением накопленного опыта ч-ва.ГИППОКРАТ (460-377): орг-м ч-ка – единство жтдк.сред и психического склада личности,подчёркивая связь ч-ка со средой обитания. ГАЛЕН(129-201): ввёл живосечение как метод исслед-я, указал на роль диафр.и межрёб.в дых-и;связал псих-е ф-и с головн.мозгов, наличие крови в арт-ях; В СРЕДНИЕ века – врачи арабск.востока(Ибн-Аль-Нафиз описал малый кр.кр-я), эпоха возр-я: успехи в хим.,физ,изобр.микроскопа,соверш.точных наук, Р.ДЕКАРТ(1596-1650)-рефлекторный принцип орг-и движ-й, У.ГАРВЕЙ (откр.кровообращение – 1628), 17в. – ряд исслед-й по физ-и мышц,дыхание,обм.в-в (Хелс,Лаувазье),РАН(1724)Бернулли:движ-е крови по кр.сосудам. 19в.-рассцвет аналитич.физиологии, когда были сделаны выдающиеся открытия практически во всех сист.орг-ма. 19-20вв – физ-я в РФ стала одной из передовых в мире,в чём важн.роль сыграли школы Сеченова, Павлова. Фи-я нервов и м-ц,как возб.тканей(Пфлюгер,Гельмгольц,Бабухин,Данилевский), передача нервн.имп.в синапсах(О.Леви – ноб.премия1936), иссл.ф-й мозга (Сеченов: открыл торможение в ЦНС книга «Рефлексы головн.мозга»), И.И.Павлов (учение о высшей нервной деятельности, физиология пищеварения, продолжил Анохин).

ВОЗБУДИМЫЕ ТАКНИ.

Строение и функц.особенности клет.мембран и ионных каналов.

Биол.мембр.образуют нар.оболочку всех кл-к и формируют многочисл.органеллы. (бислой липидов +белки+УВ), 6-12нм. Функции: 1)барьерная (препятств.своб.диффузии,поддерживРосм), 2)регуляторная (регуляция содержимого кл-ки),3)контактная(контакты м/у кл-ми –обмен ионами,медиаторами, и пр.,передача электр.сигналов),4)преобразование внешних стимулов неэлектр.природы в электр.сигналы; 5)высвоб-е нейромедиаторов в синаптических окончаниях. Электрич.хар-ки мембран: ёмкостные св-ва(непроницаема для гидратированных ионов,но достаточно тонкая и обесп.эффективн.разделение зарядов); проводимость(обратна сопротивлению), степень проницаемости(спос-ть пропускать в-ва, зависит от диффунд.в-ва и его концентрации). Ионы Na.K.Ca.Cl-проникают в Кл-ку и выходят ч/з спец.каналы, заполненные жидкостью(d≈0,5-0.7нм), ионные каналы обеспечивают такие св-ва мембраны, как селективность(избират-ть) и проводимость. Селективность обесп.особой белковой стр-рой. Большинство каналов яв-ся электроуправляемыми,т.е.их спос-ть проводить ионы зависит от величины мембр.потенциала. у входа имеется т.н.воротный мех-м. Проводимость разл.каналов неодинакова;имеются особые калиевые каналы, активирующиеся при↑внутриклет.сод-я Са и деполяриз-я мембраны. Са-каналы – деполяризация(напр.,входящим Na-током).

Общие св-ва возб.тканей. (возбудимость, раздражимость).

Раздражимость-способность реагировать изменением обмена в-в в ответ на действие раздражителей, кот по природе различ: химич, физич, социал, механич, биолог. Возбудимость — свойство клеток отвечать на раздражение возбуждением. К возбудимым относят нервные, мышечные и некоторые секреторные клетки. Возбуждение — ответ ткани на ее раздражение, проявляющийся в специфической для нее функции (проведение возбуждения нервной тканью, сокращение мышцы, секреция железы) и неспецифических реакциях (генерация потенциала действия, метаболические изменения). Раздр-ли: адекватные(приспособл.в ходе эволюции: звук-специфич раздражение уха), неадекватные (неприспособление:механич.раздражение глаз), допороговые раждрражители(не вызывают раздр-я), пороговые(вызывают). Рефрактерность – временная утрата возбудимости (бывает абсолютная-нет реакции на 2-й раздражитель и относительная – слабая реакция на 2-й раздр-ль).

Методы исследования возбудимых тканей.

Для изучения возбудимых клеток,физиол.установка должна содержать след.осн.элементы: электроды для регистрации и стимуляции, усилители биоэлектр.сигналов, регистратор, стимулятор, система д/обработки физиол.инф-и. При работе на изолир органах, тканях отдельных кл-ках, применяют спец.камеры и р-ры(напр.,Хэнкса),позволяющие в теч.длит.времени поддерживать норм жизнедеят-ть. Во время эксперимента р-р должен быть насыщен О2и иметь соотв.t ; использовать проточные камеры для непрерывного обновления р-ра.электроды должны оказывать min влияние на объект исслед-я,т.е.должны только передовать инф-ю от объекта или на объект. Есл исслед.собств.проц.возб-я, то исп-т 2 электрода с разл.Sконтактной пов-ти.(1:1000). При этом электрод меньшей площади – активный, большей-активный. При исслед.процесса распространения возбуждения исп-т 2 электрода с одинак.Sконтактн.пов-й, устанавливаемых на возб.ткани на нек.расстоянии др.от друга,и индиферентн.(пассивн)электрод,устанавливаемый в отдалении. В 1-м случае – монополярный способ отведения потенциала (раздр-и),во втором – о биполярном способе.при исслед-и электрофизиол.характеристик отдельн.кл-к используют стеклянные микроэлектроды.

Источник

Adblock
detector