Файл: Задача в участке гипоксии головного мозга (например, при тромбозе артерии) в результате дефицита кислорода в нейронах произошло резкое изменение уровня атф, и началась деполяризация клеточной мембраны вплоть до прекращения генерации пд в нейронах..pdf

Задача 1. В участке гипоксии головного мозга (например, при тромбозе артерии) в результате дефицита кислорода в нейронах произошло резкое изменение уровня АТФ, и началась деполяризация клеточной мембраны вплоть до прекращения генерации ПД в нейронах. В плазмолемме нейронов имеется Na
+
/К
+
-насос, потенциалуправляемые Na
+
- и К
+
-каналы, а также К
+
-каналы, активируемые снижением в цитозоле уровня АТФ и повышением Na
+
Вопросы:
1. Какой основной механизм, связанные с реакцией ионных каналов, будет препятствовать в этих условиях деполяризации мембраны?
2. Что такое деполяризация?
3. Что способствует увеличению концентрации внутриклеточного Na
+
?
4. Какой насос принимает основное участие в данном процессе?
5. Для чего К
+
-каналы будут активироваться при условиях, которые описаны в задаче?
Задача 2. При снижении концентрации Na
+
в плазме крови и межклеточной жидкости до 90 –
100 ммоль/л (норма ≈ 145 ммоль/л), возникает тяжелая неврологическая симптоматика вплоть до паралича бульбарных центров (сердечно-сосудистого, дыхательного и др.).
Вопросы:
1. Почему наблюдаются данные явления?
2. Развитие какой фазы необходимо для формирования ПД?
3. Какие ионы принимают участие в генерации ПД в нервной системе?
4. В каком состоянии должны быть воротные механизмы Na
+
–каналов для формирования входящего ионного тока в клетку?
5. Что произойдет в нервной системе, если концентрации Na
+
в плазме крови и межклеточной жидкости снизится на 35–40%. по сравнению с нормой (норма ≈ 145 ммоль/л)?
Задача 3. У больного патологический процесс, захвативший участок нервного ствола, вызвал там инактивацию натриевых каналов, что привело к нарушению проведения нервных импульсов (ПД) через этот участок. Вы решили восстановить проводимость в нерве, используя действие постоянного тока.
Вопросы:
1. Какой электрод должен быть приложен к пораженному участку?
2. Какое биоэлектрическое явление наблюдается под электродом, который должен быть приложен к пораженному участку?
3. Что происходит с воротным механизмом в натриевых каналах под действием пролонгированной деполяризации?
4. Что такое гиперполяризация?
5. Что происходит при действии анода, расположенного внеклеточно (ток имеет входящее в клетку направление)?
Задача 4. Из раствора, окружающего нервное волокно, удален ион натрия. Для сохранения электронейтральности в раствор введен катион холина в эквимолярном количестве.
Вопросы:
1. Как отразится эта замена на величину мембранного потенциала покоя и способность волокна генерировать потенциалы действия?
2. Как замена ионов натрия на ионы холина повлияет на движение ионов через мембрану клетки?
3. Произойдет ли смещение мембранного потенциала (МП)?
4. Какая фаза потенциала действия (ПД) разовьется в результате замены ионов натрия на ионы холина?

5. Охарактеризуйте возбудимость клетки в данную фазу ПД?
Задача 5. В течение 5-ти часового нарастающего дефицита кислорода (гипоксии) в нейронах участка головного мозга резко нарушилось образование АТФ в митохондриях.
Вопросы:
1.Как в этих условиях изменится возбудимость и импульсная активность нейронов?
2. Как снижение АТФ повлияет на функцию К
+
/Nа
+
-насоса плазмолеммы нейронов?
3. Почему в условиях 5-ти часового нарастающего дефицита кислорода может нарушится формирования мембранного потенциала покоя?
4. Как изменится электрогенная функция насоса в связи с его блокадой?
5. К чему может привести постепенно нарастающая деполяризация мембраны?
Задача 6. Лауреат Нобелевской премии К. Лоренц считал, что «в организме едва ли можно найти в нормальных условиях хоть один цикл с положительной обратной связью».
Вопросы:
1. Используя материал темы «Возбудимые ткани», решите, может ли организм без положительной обратной связи прожить больше пяти минут (время перехода клинической смерти в биологическую)? Обоснуйте свой ответ.
2. Прекращение деятельности каких систем соответствует началу клинической смерти?
3. Дайте определение регуляция?
4. Чем отличается положительная обратная связь от отрицательной?
5. Какова роль обратных связей для функционирования организма?
Задача 7. Если в синапсах клеток Реншоу спинномозгового моторного центра вместо глицина будет выделяться глутамат.
1. Какой эффект будет наблюдаться?
2. .Какое влияние оказывает глицин на нейроны?
3. Какова функциональная роль клеток Реншоу в мотонейронах?
4. Какое влияние оказывает глутамат на нейроны?
5. Механизм какой обратной связи был бы задействован, при воздействии глутамата в эксперименте, описанном в задаче?
Задача 8. На лекции студентам демонстрировали влияние электрического раздражения моторных центров головного мозга на сокращение мышц конечностей. Однажды, по халатности лаборанта, в опыт попало накормленное животное. К удивлению физиолога, в ответ на раздражение у собаки возникло не сокращение мышц конечности, а акт дефекации.
Раздражение этой же зоны мозга ранее вызвало сокращение мышц конечностей.
Вопросы:
1. Какой новый принцип интегративной работы головного мозга был открыт в этих опытах?
2. Рефлекторным влиянием с каких рецепторов обусловило очаг возбуждения?
3. Почему влияние электрического раздражения моторных центров головного мозга, отвечающие за сокращение мышц конечностей спровоцировало акт дефекации?
4. Какие еще свойства принципа, открытого Ухтомским, вам известны?
5. Какую роль данный принцип играет в регуляции поведения живых существ?
Задача 9. В функциональной системе (ФУС) после блока афферентного синтеза образуется блок принятия решения.

Вопросы:
1.Какой нервный контур преимущественно обеспечивает формирование блока принятия решения? Обоснуйте свой ответ.
2. Что такое функциональная система?
3. Что такое нейронный контур?
4. Почему назначение блока принятия решения (ПР) связывают с ограничением степеней свободы?
5. Какой блок ФУС предшествует блоку принятия решения?
Задача 10. Какой нервный контур имеет не только прямую связь от входного нейрона к выходному (из контура нейрона), но и обратную связь от выходного нейрона к входному нейрону?
Вопросы:
2. Какое главное значение нервного контура имеет его обратная связь?
3. К чему приводит многократная передача возбуждения через одни и те же синапсы в нервной системе?
4. Что такое нейронный контур?
5. Какие нейронные контуры вам еще известны?
Задача 11. У здорового человека в стрессовом состоянии среднее артериальное давление
(норма 90 – 100 мм рт. ст.) увеличилось до 150 мм рт.ст. и оставалось на этом уровне в течение часа.
Вопросы:
1.Если у него на 10 минуте этого периода измерить величину мозгового кровотока, какой она будет: 1) будет выше исходного состояния, 2) существенно не изменится, 3) будет ниже исходного состояния? Обоснуйте свой ответ.
2. Что такое ауторегуляция мозгового кровотока?
3. Каковы пределы ауторегуляции кровотока мозга?
4. Какие фазы ауторегуляция мозгового кровотока вы знаете?
5. Какой компонент активной фазы ауторегуляции можно выключить блокадой
α-адренорецепторов?
Задача 12. Кора больших полушарий мозга обладает свойством подавлять активность нижележащих центров головного мозга.
Вопросы:
1.Как называется эта корковая функция?
2. Что такое нервный центр?
3. Как отразится на локомоции выключение коры больших полушарий у обезьяны и человека?
4. Какой принцип лежит в основе современной концепции локализации функций коры больших полушарий?
5. Одинакова ли степень мультифункциональности различных корковых структур, приведите пример?
Задача 13. Лимбическая система в результате реверберации возбуждения в круге Пейпеца может формировать стойкие эмоции (особенно отрицательные), которые негативно влияют на вегетативную и психофизиологическую сферу.
Вопросы:
1.С учётом эфферентных выходов в лимбической системе, какие два физиологических способа разрядки эмоционального напряжения Вы можете предложить?

2. Какой самый физиологичный способ разрядки эмоционального напряжения Вы узнали из курса нормальной физиологии ЦНС?
3. Какие функции лимбической системы вы знаете?
4. Какие отрицательные эмоции вызывает электрическая стимуляция миндалевидного тела у человека?
5. Какие структурно-функциональные компоненты лимбической системы вам известны?
Задача 14. Рассмотрим три этапа действия физической нагрузки у бегуна на длинные дистанции. а) Бегун находится на старте, физической нагрузки нет, но центр дыхания и сердечный центр возбуждены, о чем свидетельствует увеличение минутного объема дыхания и рост ЧСС. б) Спортсмен начал бег. Стимуляция вышеназванных центров увеличилось, хотя газовый состав крови и ее pH существенно не изменились. в) Спортсмен закончил дистанцию
(10 км) и отдыхает в горизонтальном положении. Мышечная нагрузка прекратилась, но повышенное возбуждение дыхательного и сердечно-сосудистого центров продолжается, в крови снижена величина pH, напряжения кислорода, увеличен уровень лактата.
Вопросы:
1.
Дайте характеристику этим этапам с точки зрения трех кибернетических принципов саморегуляции.
2.
Какие кибернетические принципы саморегуляции Вы знаете?
3.
Что такое физиологическая функция?
4.
Что такое гомеостаз?
5.
Назовите два вида физиологических констант с точки зрения саморегуляции?
Задача 15. Если у здорового человека повысится в крови уровень гормона щитовидной железы, тироксина, то секреция тиротропного гормона гипофиза будет снижаться, в результате чего и концентрация тироксина в крови снизится до нормального уровня. Если же у него понизится уровень тироксина в крови, то секреция тиреотропного гормона гипофиза будет увеличиваться, в результате чего концентрация тироксина повысится до нормального уровня.
Вопросы:
1. Какие обратные связи (положительные или отрицательные) действуют в первом и во втором случае? Ответ обоснуйте.
2. Какая основная роль отрицательной обратной связи в организме человека?
3. В чем суть положительной обратной связи в организме человека?
4. Какова роль тироксина и тиреотропного гормона в организме человека?
5. В каком отделе гипофиза секретируется ТТГ?
Задача 16. В 1875 году Френсис Бейнбридж описал рефлекс, благодаря которому вследствие увеличивающегося центрального венозного давления также увеличивается сила и частота сердечных сокращений.
Вопросы:
1. Какая физиологическая связь наблюдается между двумя описанными физиологическими процессами – прямая или обратная? Ответ обоснуйте.
2. Какова физиологическая роль прямой связи в организме?
3. Какова физиологическая роль обратной связи в организме?
4. Что лежит в основе управления функциями организма?
5. Что такое кибернетика? Что включает в себя кибернетическая система в отношении живых организмов?

Задача 17. Суммация одиночных мышечных сокращений является одним из основных свойств мышечной ткани. В экспериментальных условиях изучали способность скелетной мышцы к суммации с помощью нанесения на нее двух последовательных раздражений.
Вопросы:
1.
Какие условия надо выполнить, чтобы добиться суммации одиночных сокращений?
2. В каком случае мы можем получить зубчатый, а в каком – гладкий вид тетануса?
3. Что такое абсолютная и относительная рефрактерность?
4. Каковы механизмы возникновения зубчатого и гладкого тетануса?
5. В какую фазу потенциала действия возбудимая клетка может отвечать на субпороговые раздражители и почему?
Задача 19. Поддержание постоянно ионного состава в возбудимых тканях необходимо для их нормального функционирования. Отсутствие солей кальция в питьевой воде и пище у населения приводит к нарушению функций скелетной мускулатуры. Обследование показало, что даже практически здоровые люди жаловались на повышенную мышечную утомляемость и недостаточную физическую силу.
Вопросы:
1. Какова роль ионов кальция в механизме мышечного сокращения?
2. Какая концентрация кальция является пороговой для запуска электро-механического сопряжения в клетке?
3. Где депонируются ионы кальция в мышечных клетках?
4. Какие причины вызывают утомление мышц?
5. От каких факторов зависит сила сокращения мышц?
Задача 19. Быстрые мышцы при сокращении потребляют в единицу времени больше энергии
АТФ, чем медленные.
Вопросы:
1. С чем это связано?
2. Что такое двигательная единица?
3. Какие функции выполняют разные двигательные единицы?
4. Какие типы сокращений мышц вы знаете?
5. В каких движениях используются быстрые, а в каких – медленные двигательные единицы?
Задача 20. На изолированной скелетной мышце поставили 3 опыта. Сначала мышцу раздражали в обычном состоянии, затем предварительно растянули (в небольшой степени) и раздражали током такой же силы и, наконец, предварительно подвергли значительному растяжению и снова раздражали тем же током.
Вопросы:
1.
Как различалась сила сокращений мышцы в этих 3х опытах?
2.
В чем причина этих различий?
3.
Какова роль кальция в мышечном сокращении?
4.
Каков механизм расслабления мышцы?
5.
Какими путями ресинтезируется энергия АТФ в мышцах при ее сокращении?
Задача 21: В 1840 году Маттеучи показал, что тетаническое непрямое раздражение одного нервно-мышечного препарата лягушки вызывает тетаническое сокращение мышцы второго нервно-мышечного препарата, если нерв второго препарата набросить на сокращающуюся мышцу первого.
Вопросы:
1. Почему наблюдалось сокращение второго нервно-мышечного препарата?

2. Что такое мембранный потенциал покоя?
3. Что такое потенциал действия?
4. Как изменяется возбудимость в различные фазы одиночного цикла возбуждения?
5. Что такое тетанус?
Задача 22. При раздражении скелетной мышцы раздражителем нарастающей силы наблюдается постепенное увеличение амплитуды сокращений скелетной мышцы до достижения максимальных значений, при раздражении же сердечной мышцы пороговое раздражение сразу же вызывает максимальную реакцию.
Вопросы.
1. Почему наблюдаются описанные явления?
2. Как формулируется закон силы и «все или ничего»?
3. Согласно каким законам возбудимых тканей сокращается скелетная и сердечная мышца?
4. Что такое двигательная единица?
5. Какие двигательные единицы вам известны?
Задача 23. Химический препарат этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) связывает ионы кальция.
В эксперименте на нервно-мышечном препарате лягушки его ввели в область нервно- мышечного синапса.
Вопросы:
1. Как изменится процесс проведения возбуждения?
2. Какова роль каналов, расположенных в аксонной терминали (пресинаптическом окончании) в нервно-мышечной передаче?
3. Какой вид медиаторов и рецепторов обеспечивает передачу в нервно-мышечном синапсе?
4. Как осуществляется передача возбуждения в нервно-мышечном синапсе в норме?
5. Нарушится ли проведение возбуждения в нервно-мышечном синапсе при введении атропина?
Задача 24.При миастении, характеризующейся патологической слабостью и утомляемостью скелетных мышц, уменьшается вероятность взаимодействия медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны нервно-мышечных синапсов. Причина заключается в том, что у больных появляются антитела к этим рецепторам, которые блокируют их и способствуют их разрушению.
Вопросы:
1.Какие виды веществ (по месту и характеру действия) в этих условиях могли бы улучшить синаптическую передачу?
2. Какой тип рецепторов имеется на постсинаптической мембране нервно-мышечных синапсов?
3. Какой медиатор необходим для передачи сигнала с окончания мотонейрона на концевую пластинку?
4. Какие ферменты участвуют в синтезе и распаде нейротрасмиттера данного вида синапса?
5. Что представляет собой потенциал концевой пластинки?
Задача 25. Длительность фазы укорочения мышцы – 50 мс, фазы расслабления – 75 мс, фазы абсолютной рефрактерности в потенциале действия миоцита – 5 мс, фазы относительной рефрактерности – 2 мс.
Вопросы:
1.Каким должен быть интервал между раздражающими импульсами тока, чтобы в скелетной мышце произошла частичная суммация сокращения (зубчатый тетанус)?