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, но и выяснить также, как и почему происходит тот или иной физиологический процесс, как он возникает, какими механизмами 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.

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.

2. Электростимулятор позволяет максимально варьировать частоту импульсов (1-1000 Гц), регулировка дискретная.

3. Электростимулятор позволяет изменять длительность импульсов (от 0,05 до 3 с), регулировка дискретная.

4. Электростимулятор позволяет изменять амплитуду импульсов (от 0 до 15 В), регулировка дискретная. Минимальный ток в нагрузке при амплитуде 150 В равен 30 мА. На выходе имеется делитель напряжения 1:1, 1:10, 1:100.

5. Прибор позволяет посылать к объекту разовый стимул.

6. Прибор имеет выходной изолирующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1:10. Трансформатор обеспечивает "развязку" цепей стимулятора и объекта. При максимальной амплитуде трансформатор пропускает без искажения импульсы длительностью до 3 мс В трансформатор включаются раздражающие электроды.

7. Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Перед включением стимулятора в сеть его необходимо заземлить.

Подготовка прибора к работе. Проверьте правильность положения тумблеров (все должны быть в позиции «выкл.» и их исправность. Включите вилку шнура в сеть переменного тока напряжением 220 В. Тумблер включения сети на передней панели поставьте в положение «вкл.». После 5-минутного прогрева прибор обеспечивает точность указанных параметров.

Порядок работы. Стимулятор включается в работу следующим образом:

1. Поставьте тумблер запуска в нужное положение.

2. Подключите изолирующий трансформатор к выходным клеммам прибора, при этом один конец должен быть присоединен к клемме с обозначением "земля".

3. Присоедините раздражающие электроды к клеммам трансформатора.

4. Установите нужные для работы параметры стимуляции (длительность, амплитуда, частота).

5. В нужный момент подавайте напряжение на электроды,

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.

Кимограф состоит из станины, в которой закреплен насаженный на ось и покрытый бумагой цилиндр, или барабан. Бумага может быть закопченной (при механической записи), глянцевой (при чернильной записи) или специальной (при тепловой записи). 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.

Миограф, с помощью которого записывают ответную реакцию на барабане кимографа, может быть прямым и угловым. Прямой миограф, как правило, применяют для записи сокращений мышцы нервно-мышечного препарата. Он представляет собой подвижно укрепленный на горизонтальной оси рычаг с писчиком на конце. Такой миограф фиксируется на штативе, и мышца соединяется с ним под прямым углом.

Угловой миограф используют для записи сокращений мышц в тех случаях, когда опыт проводят на цельной лягушке и препарат закрепляют на пластинке. Угловой миограф представляет собой рычаг, одно плечо которого загнуто вверх. Вертикальная часть этого рычага при помощи нитки соединяется с мышцей. На конце другого (длинного) плеча рычага находится писчик, регистрирующий на кимографе сокращение мышцы.

В качестве электронного стимулятора, позволяющего еще и параллельно обрабатывать результат, в настоящее время используется осциллограф или персональный компьютер

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.

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 пластинке).Скальпель необходим только для некоторых работ, например для вскрытия глаза, для операции к опыту Сеченовского торможения. Нитки. Гальванический пинцет. Различные зажимы и канюли.