Определение силовой выносливости.

1. Для определения силовой выносливости уменьшите силу сжатия ручного динамометра так, чтобы она составляла ½ максимальной. По секундомеру определите время, в течение которого будет удерживаться такое усилие.

2. Повторите определение, уменьшив силу сжатия до 25% максимальной.

3. Сравните данные, полученные всеми студентами группы.

 

Рекомендации по оформлению работы. Зафиксируйте результаты определения мышечной силы. Сравните время удержания мышечного усилия разной величины.

 

Лабораторная работа 2. Определение динамометрического индекса.

Цель работы: определение динамометрического индекса.

Оборудование: кистевой динамометр; секундомер.

Ход работы.

1. В положении сидя отведите руку с динамометром в сторону под прямым углом к туловищу. Свободная рука опущена и расслаблена. По сигналу экспериментатора дважды выполните максимальное усилие по сжатию пружины динамометра. Силу мышц оцените по лучшему результату.

2. Выполните 10-кратные усилия с частотой один раз в 5 с. Результаты запишите и определите уровень работоспособности мышц по формуле:

Р = (f₁ + f₂ + f₃ …+ f_n) / n,

где Р – показатель работоспособности; f₁,₂,₃ – показатели динамометра при отдельных мышечных усилиях; n – число попыток.

3. Полученные результаты используйте для определения показателя снижения работоспособности мышц по формуле:

S = [(f₁ - f_min) / f_max] х 100,

где S – показатель работоспособности мышц; f₁ – величина начального мышечного усилия; f_min – минимальная величина усилия; f_max – максимальная величина усилия.

4. Динамометрический индекс (ДИ) отражает силовую характеристику двигательного аппарата и зависит от использования мышц и уровня здоровья в целом (таблица 1). Он представляет собой отношение показателя силы к величине массы тела:

ДИ = Р/М,

где Р – показатель мышечной силы; М – масса тела испытуемого.

Таблица 1

Оценочные данные динамометрического индекса (Алипов Н.Н., Ахтямова Д.А., Афанасьев В.Г. и др., 2005)

Показатель	Мужчины	Женщины
Отличный	более 0,80	более 0,60
Хороший	0,70-0,80	0,56-0,60
Удовлетворительный	0,60-0,69	0,40-0,55
Плохой	менее 0,60	менее 0,40

 

Рекомендации по оформлению работы. Зафиксируйте результаты определения мышечной силы. Вычислите уровень работоспособности и показатель снижения работоспособности мышц (по результатам 10-кратных усилий). Рассчитайте динамометрический индекс и сравните силовые характеристики каждого испытуемого с данными таблицы.

 

Лабораторная работа 3. Местное влияние на мышцу продолжительной нагрузки.

Хорошо известно, что интенсивная мышечная работа иногда сопровождается резкими болями в мышцах, которые ограничивают степень мышечного напряжения. Боль связана с накоплением в мышце специфических продуктов метаболизма, образующихся во время мышечного сокращения. Она появляется, когда концентрация этих веществ достигает порогового уровня, что происходит только в том случае, если скорость их образования превышает скорость выведения их из мышцы с кровью. Поэтому в норме боль возникает лишь при очень интенсивной мышечной работе. При выполнении мышечной работы умеренной интенсивности даже при ее значительной продолжительности кровоток удаляет продукты метаболизма по мере их образования в мышце, так что они не накапливаются и не вызывают ощущение боли. Если, однако, ограничить приток крови перед началом мышечной работы, концентрация метаболитов в мышцах, работающих в условиях ишемии, нарастает очень быстро, даже при слабой физической нагрузке, и появляется боль.

Цель работы: изучить местное влияние на мышцу продолжительной нагрузки.

Оборудование: тонометр; секундомер; деревянная палка.

Ход работы:

1. Наложите манжету тонометра на левую руку испытуемого выше локтя. Нагнетайте в манжету воздух до давления 180-200 мм рт. ст.

Испытуемый сжимает обеими руками деревянную палку с частотой один раз в секунду в соответствии с ударами метронома, каждый раз после сжатия расслабляя руки.

Измерьте время в секундах от начала работы до первого появления боли (это должна быть именно боль, а не просто ощущение неудобства от затянутой на руке манжеты), а затем до того момента, когда испытуемый вынужден прекратить работу.

Ослабьте давление манжеты.

2. Наложите манжету на правую руку и повторите тот же опыт, уменьшив частоту движений в два раза, т.е. испытуемый сжимает палку один раз в две секунды. Так же, как и раньше, регистрируйте время.

В этом опыте до появления ощущения боли проходит вдвое больше времени, чем в предыдущем эксперименте. Следовательно, в условиях прекращения кровотока величина работы, вызывающая боль, постоянна, а скорость работы не имеет значения.

После опыта сразу ослабьте манжету.

3. При ослабленной манжете испытуемый сжимает и отпускает палку левой рукой в течение 1,5 минут с высокой частотой (один раз в секунду). Как только он прекратит работу, нагнетайте воздух в манжету. Запишите время, которое проходит от момента прекращения кровотока до появления боли.

Так же, как и в предыдущих экспериментах, боль сохраняется в течение всего периода остановки кровотечения и исчезает, как только давление манжеты ослабевает.

 

Заболевания артерий часто приводят к сужению их просвета и уменьшению кровотока. При этом даже незначительная мышечная нагрузка, например, непродолжительная ходьба, вызывает мышечную боль, которая исчезает в состоянии покоя. В каждом таком случае величина производимой работы или пройденное расстояние, при которых возникает боль, постоянны.

Рекомендации по оформлению работы. Зафиксируйте результаты измерения времени, которое прошло между началом работы, появлением болевых ощущений и прекращением работы при нагрузке разной интенсивности.

 

Задания для самоконтроля

Ситуационные задачи

Задача 1.

Известно, что суммация одиночных мышечных сокращений является одним из основных свойств мышечной ткани. В экспериментальных условиях изучали способность скелетной мышцы, отрезка кишки и сердца к суммации с помощью нанесения на эти органы двух последовательных раздражений.

Вопросы.

1. Какие условия надо выполнить, чтобы добиться суммации одиночных сокращений?

2. Почему при суммации одиночных сокращений увеличивается амплитуда сокращения?

3. Какие виды мышц не способны к суммации одиночных сокращений и почему это происходит?

4. При каких условиях повторяющиеся ритмические раздражения вызывают зубчатый тетанус, гладкий тетанус, оптимум и пессимум сокращения скелетной мышцы?

Задача 2.

Известно, что гладкие мышцы имеют ряд физиологических особенностей по сравнению со свойствами скелетных мышц. В ходе эксперимента из стенки кишечника и стенки артерии мышечного типа животного было выделено по фрагменту (длиной 2 см и шириной 2 см), содержащему гладкомышечные волокна. Третий фрагмент такого же размера был выделен из скелетной мышцы. Внешне мало отличающиеся друг от друга мышечные фрагменты поместили в камеры с физиологическим раствором, что обеспечивало условия для их жизнедеятельности в течение некоторого времени.

Вопросы.

1. Как различить принадлежность фрагментов мышечной ткани по их функциональным свойствам?

2. По какому функциональному признаку, без применения воздействий, можно идентифицировать принадлежность одного из фрагментов к мышечной ткани кишечника?

3. Как с помощью раздражения фрагментов мышечной ткани можно отличить мышечную ткань внутренних органов от скелетной мышцы?

Задача 3.

Длительность рефрактерного периода мышцы 10 мс. Длительность одиночного сокращения 200 мс.

Вопрос.

Назовите интервал частот раздражения, при которых данная мышца будет сокращаться в режиме гладкого тетануса.

Задача 4.

Известно, что одним из основных свойств возбудимых тканей является возбудимость. Экспериментально сравнивали возбудимость нервной и мышечной ткани до и после длительного прямого и непрямого раздражения мышцы. Было установлено, что исходно возбудимость одной ткани выше, чем второй. Кроме того, было зафиксировано изменение возбудимости нерва и мышцы после длительного раздражения.

Вопросы.

1. Как определялась возбудимость нерва и мышцы?

2. Какая ткань и почему имела большую возбудимость?

3. Как изменилась возбудимость нерва и мышцы после длительного прямого и непрямого раздражения мышцы?

4. Какие параметры характеризуют величину возбудимости ткани?

Задача 5.

При одном из заболеваний нервной системы человека, называемом миастенией, каждый нервный импульс, поступающий к нервно-мышечному синапсу, вызывает выделение необычно малого количества ацетилхолина.

Вопрос.

Какая закономерность нервно-мышечной передачи окажется нарушенной в результате этого явления?

Проверочные тесты

Выберите один правильный ответ

1. Сокращение мышцы в результате раздражения серией сверхпороговых импульсов, каждый из которых действует в фазу расслабления от предыдущего, называется

1) гладким тетанусом

2) зубчатым тетанусом

3) пессимумом

4) одиночным сокращением

5) оптимумом

2. Мотонейрон и иннервируемые им мышечные волокна называются

1) моторным полем мышцы

2) нервным центром мышцы

3) двигательной единицей

4) сенсорным полем мышцы

5) мотонейронным пулом

 

3. Медиатором в нервно-мышечном синапсе скелетных мышц человека является

1) ацетилхолин

2) норадреналин

3) ГАМК

4) адреналин

5) глицин

 

4. Сокращение мышцы, при котором оба ее конца неподвижно закреплены, называется

1) изометрическим

2) ауксотоническим

3) пессимальным

4) изотоническим

5) оптимальным

 

5. Сокращение мышцы, возникающее при раздражении серией импульсов, в которой интервал между импульсами больше длительности одиночного сокращения, называется

1) гладким тетанусом

2) зубчатым тетанусом

3) пессимумом

4) оптимумом

5) одиночным сокращением

6. Из саркоплазматического ретикулума при возбуждении высвобождаются ионы

1) калия

2) кальция

3) натрия

4) хлора

5) магния

 

7. Свойство гладких мышц, отсутствующее у скелетных, называется

1) возбудимостью

2) проводимостью

3) сократимостью

4) пластичностью

5) эластичностью

 

8. Переход медиатора в синаптическую щель осуществляется путем

1) эндоцитоза

2) экзоцитоза

3) пиноцитоза

4) диффузии

5) активного транспорта

 

9. Мышечные волокна скелетных мышц иннервируются

1) нейронами симпатической нервной системы

2) нейронами высших отделов головного мозга

3) мотонейронами

4) нейронами парасимпатической нервной системы

5) нейронами метасимпатической нервной системы

 

10. Пресинаптическая мембрана нервно-мышечного синапса становится проницаемой для ацетилхолина, потому что в результате деполяризации пресинаптической мембраны открываются ее каналы

1) натриевые

2) кальциевые

3) калиевые

4) утечки

5) хлорные

 

Основная литература

Орлов Р.С. Нормальная физиология: учебник +CD.- ГЭОТАР-Медиа, 2010. - С. 107-132.

Орлов Р.С., Ноздрачев А.Д. Нормальная физиология. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. – С. 94-116.

Физиология человека / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. – М.: Медицина, 2003. - С. 74-96.

 

Дополнительная литература

Нормальная физиология. Учебное пособие для студентов вузов / Под ред. В.Н. Яковлева. – М.: ИЦ «Академия», 2006. - В 3-х т. - Т.1 - Общая физиология. - С. 192-207.

Нормальная физиология человека. Учебник для высших учебных заведений / Под ред. Б.И. Ткаченко. – М.: Медицина, 2005. – С. 88-111.

Физиология. Основы и функциональные системы. Курс лекций / Под ред. К.В. Судакова. – М.: Медицина, 2000. - С. 37, 94-108.

Корчин В.И., Шаламова Е.Ю., Данилова А.В. Лабораторный практикум по нормальной физиологии.-Ханты-Мансийск: ИЦ ХМГМА, 2010.- Ч.1. – С. 6-9.

Физиология человека / Под ред. Г.И. Косицкого. - М.: Медицина, 1985. – С. 45-65.

Коробков А.В. Физиология человека.– М.: Высшая школа, 1980. – С. 423-443.

Макаров В.А. Физиология. Основные законы, формулы, уравнения. – М.: ГЭОТАРМЕД, 2001. - С. 12-14.

Савченков Ю.И. Нормальная физиология. Учебное пособие. – Ростов н/Дону: Феникс; Красноярск: Издательские проекты, 2007. – С. 89-106.

Физиология человека / Под ред. Р. Шмидта и Т. Тевса. Пер. с англ. – М.: Мир, 1996. - в 3-х т. - Т.1 - Общая физиология клетки. Интегративная функция нервной системы. Физиология мышц. Сенсорная физиология. - С. 59-87.

Фундаментальная и клиническая физиология / Под ред. А.Г. Камкина, А.А. Каменского. – М.: ИЦ «Академия», 2004. – С. 308-339.