Основные правила организации физиологического эксперимента.

Физиология - наука экспериментальная, основным методом познания механизмов и закономерностей в ней является эксперимент, позволяющий не только ответить на вопрос, что происходит в организме органе ли клетке, но и выяснить так же, как и почему происходит тот или иной физиологический процесс, как он возникает, за счет каких механизмов поддерживается и управляется. Развитие физиологической науки как науки экспериментальной всегда было связано с успехами физики, электроники, техники. Их бурное развитие в последние десятилетия обеспечило возможность совершенствования физиологических методов исследования.

Успешное выполнение практикума требует, прежде всего, знаний технологии эксперимента и особенно электрофизиологического эксперимента.

Основная, наиболее употребительная аппаратура. Используемые аппараты и приборы можно разделить на две группы: стимулирующая и регистрирующая аппаратура. Стимулирующие приборы используются в качестве раздражителя, имитирующего внешний стимул, регистрирующие - в качестве регистраторов ответных реакций организма или препарата.

Стимулирующая аппаратура. В учебных и научных лабораториях широкое применение в настоящее время получили электростимуляторы. Электростимулятор чаще всего применяется для нанесения ритмического раздражения. Преимущество этого прибора заключается в том, что он позволяет более тонко и точно дозировать и широко варьировать силу, частоту и длительность раздражения, а также наносить одиночный стимул. Существует достаточно большое количество стимуляторов используемых в экспериментальной электрофизиологии. Электростимуляторы используемые в лабораторном практикуме, по возможности, должны отвечать следующим требованиям:

1. Электростимулятор генерирует импульсы прямоугольной формы (Рис.5).

2. Электростимулятор позволяет максимально варьировать частоту импульсов (1-1000 Гц), изменяя её дискретно.

3. Электростимулятор позволяет изменять длительность импульсов (от 0,05 до 3 с), изменяя её дискретно.

4. Электростимулятор позволяет изменять амплитуду импульсов (от 0 до 15 В), изменяя её дискретно. На выходе имеется делитель напряжения 1:1, 1:10, 1:100.

Связующим звеном между источником стимула и объектом исследования служат электроды. Они могут быть стимулирующими (если связаны со стимулятором) и отводящими (если связаны с регистратором).

Регистрирующая аппаратура. В подавляющем большинстве учебных экспериментов запись ответных реакций препарата осуществляется с помощью кимографа – прибора позволяющего записать сокращения сердца, скелетных и гладких мышц, дыхательные движения грудной клетки и др. при этом движения объекта исследования записываются в виде кривой специальными чернильными писчиками на поверхности движущегося барабана, обернутого листом бумаги (Рис. 6).

Барабан приводится в движение часовым механизмом или электромотором при помощи фрикционной передачи. Скорость вращения барабана можно изменять. Писчик миографа присоединяют к бумаге, покрывающей барабан. Писчик вычерчивает кривую, соответствующую ответной реакции исследуемого органа.

Миографы.Запись движений объекта исследования проводят специальными миографическими рычажками, которые закрепляют в штативе и прикрепляют к органу с помощью ниток, или пневматическими устройствами, т. е. через воздушную передачу (капсула Маре). Применяют двуплечий (угловой) и одноплечий (прямой) рычажки.

Прямой рычажок, как правило, применяют для записи сокращений мышцы нервно-мышечного препарата. Он представляет собой подвижно укрепленный на горизонтальной оси рычаг с писчиком на конце, в нем направления движений регистрирующегося и короткого плеч совпадают. Такой миограф фиксируется на штативе вертикально, и мышца соединяется с ним под прямым углом (рис. 6).

Угловой миограф используют для записи сокращений мышц в тех случаях, когда опыт проводят на цельной лягушке, например для регистрации сокращений сердца. Угловой миограф представляет собой горизонтально закрепленный рычаг, одно плечо которого короче другого. Короткая часть этого рычага при помощи нитки соединяется с мышцей. На конце другого (длинного) плеча рычага находится писчик, регистрирующий на кимографе сокращение мышцы

Рис. 6. Схема установки для работы с нервно-мышечным препаратом.

1 – электростимулятор, 2 – штатив, 3 – вертикальный миограф, 4 – нервно-мышечный препарат, 5 – миографический рычажок, 6 – кимограф, 7 – столик для размещения седалищного нерва.

Растворы необходимые для поддержания жизнедеятельности препарата.

Для сохранения жизнедеятельности препарата применяют изотонический раствор хлорида натрия (0,65%-ный раствор для холоднокровных, 0,9%-ный - для теплокровных). Такие растворы называют физиологическими. Для длительного поддержания жизнедеятельности препарата раствор должен содержать не только хлорид натрия в определенной концентрации, но и другие вещества (например, соли калия, кальция и др.). Эти растворы названы именами ученых, предложивших данный раствор (главным образом, на основании опытов на изолированных органах). Ниже приводится состав наиболее употребительных в физиологическом эксперименте растворов для холоднокровных и теплокровных животных.

Таблица. Растворы необходимые для поддержания жизнедеятельности препарата.

Инструменты для препарирования.

Для выполнения работ, приведенных в практикуме, можно обойтись следующим набором инструментов. Ножницы большие с прямыми концами, один из которых острый,. нотницы маленькие (глазные) для тонкой препаровки, необходимые при выполнении большинства работ по физиологии нервной системы и физиологии кровообращения. Пинцеты: анатомический, глазной. Препаровальная игла. Булавки (главным образом, для прикрепления лягушки к пробковой пластине).Скальпель необходим только для некоторых работ, например для вскрытия глаза, для операции к опыту Сеченовского торможения. Нитки. Гальванический пинцет. Различные зажимы и канюли .