Практическое занятие 8

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 2141

Исследование роли спинного мозга в регуляции двигательных функций организма.

1. Актуальность темы:

Спинной мозг в ЦНС является первым уровнем регуляции физиологических функций, и в частности, двигательных функций. Именно здесь расположены нервные центры, на которые осуществляют свой влияние нервные центры головного мозга, передавая информацию нисходящими проводящими путями и обеспечивая приспособительные реакции организма. В то же время нервные центры головного получают информацию восходящими путями о состоянии регулируемых параметров, обеспечивает коррекцию параметров приспособительной реакции.

В случае поражения проводящих путей спинного мозга, обеспечивающих его связи с центрами спинного мозга характер спинальных рефлекторных реакций изменяется, или они совсем не осуществляются при повреждении спинальных центров

2.Навчальни цели:

Ø Делать выводы о состоянии двигательных функций организма - мышечного тонуса, позы, локомоций, двигательных рефлексов имеющих место после поперечного сечения на разных уровнях ЦНС и повреждения двигательных структур

Ø Анализировать регулируемые параметры и механизмы активации рецепторов как следящих устройств при осуществлении двигательных рефлексов.

Ø Делать выводы о состоянии двигательных рефлексов, замыкаются на разных уровнях ЦНС, и строение их рефлекторных дуг.

Ø Делать выводы о роли проводящих путей ЦНС в обеспечении сенсорных и двигательных функций организма.

3.Завдання для самостоятельной работы при подготовке к практическому занятию

3.1.Перелик основных терминов, параметров, характеристик, которые должен усвоить студент при подготовке к практическому занятию

Термин Определение спинальный шок Это временное отсутствие спинальных рефлекторных реакций, возникает ниже места связей спинного мозга с головным мозгом. Тонические двигательные рефлексы обеспечивают поддержание мышечного тонуса. Фазични двигательные рефлексы обеспечивают перемещение кинематических пар или кинематических цепей благодаря сокращению мышц. Кинематическая пара Это две кости, соединенные суставом. Кинематическая цепь Это совокупность нескольких кинематических пар (например, конечности) Миотатични рефлексы или рефлексы на растяжение. Это рефлексы, возникающие при растяжении рецепторов мышц - мышечных веретен. Нейромоторного единица Это группа мышечных волокон, иннервируется одним мотонейроном.

3.2. теоретические вопросы

1) Понятие о позу тела и условия ее обеспечения. Учредительное позные и двигательные рефлексы организма.

2) Виды сенсорной информации, поступающих в спинной мозг от рецепторов организма.

3) Рефлекторная деятельность спинного мозга, виды спинальных рефлексов. Тонические и фазични двигательные рефлексы спинного мозга, их физиологическое значение и строение рефлекторных дуг. Эффективность тонических двигательных рефлексов спинного мозга при автономной его деятельности.

4) Зависимость спинальных рефлексов от деятельности центров головного мозга. Спинальный шок.

5) медиальная и латеральная нисходящие системы регуляции двигательных функций организма. Характер воздействий каждого из путей этих систем на спинальные а-мотонейрониризного функционального значения. Способы связи волокон нисходящих путей со спиральными а-мотонейронами.

3.3. практические работы

1) Исследование спинального шока у лягушки.

2) Исследование мышечного тонуса спинальной лягушки.

3) Исследование позы спинальной лягушки.

4) Исследование фазичних кожно-мышечных двигательных рефлексов спинальной лягушки.

5) Исследование сухожильных рефлексов у человека.

4. Содержание темы

Регуляция двигательных функций с участием центральной нервной системы (ЦНС) - это регуляция:

тонуса скелетных мышц,

позы тела,

перемещения частей тела относительно туловища,

перемещения тела в пространстве - локомоций.

Различные отделы ЦНС осуществляют регуляцию двигательных функций, влияя на нейромоторного единицы.

Количество мышечных волокон в нейромоторного единицах разная - от нескольких единиц до десятков, сотен, тысяч, что связано с регуляцией силы сокращения мышц и их функции. Мышечные волокна моторных единиц относятся к

а) быстрых

б) медленных.

Быстрые мышечные волокна

- имеют продолжительность одиночного сокращения около 20-50 мс,

- могут сокращаться в анаэробных условиях,

- развивают значительную силу,

- быстро устают.

Медленные мышечные волокна

- имеют продолжительность одиночного сокращения 100-200 мс,

- сокращаются в аэробных условиях,

- развивают меньшую силу,

- долго не устают.

Скелетные мышцы человека по строению смешанные - в их состав входят как быстрые, так и медленные мышечные волокна.

Мотонейроны расположены в передних рогах спинного мозга и относятся к двум типам:

1.Мали мотонейроны: иннервируют малое количество мышечных волокон; имеют низкие пороги и активируются первыми; генерируют ПД с небольшой частотой, что приводит к меньшей силы сокращения мышечных волокон.

2. Большие мотонейроны: иннервируют значительное количество мышечных волокон; имеют высокие пороги и активируются позже; генерируют ПД с большей частотой, что приводит к большей силы сокращения мышечных волокон.

А.Сенсорна функция спинного мозга: центральный анализ информации от рецепторов

Спинной мозг получает информацию от проприорецепторов о состоянии опорно-двигательной системы и экстерорецепторы кожи - о контакте с внешней средой и обеспечивает осуществление спинальных двигательных рефлексов.

К проприорецепторов относятся:

а. Мышечные веретена - расположены параллельно мышечным волокнам и передают информацию по афферентным нервным волокнам группы А a об изменениях длины мышц (статические изменения) и скорость их растяжение (динамические изменения).

б. Сухожильные рецепторы Гольджи - расположены в сухожилиях, имеют высокие пороги и передают информацию по афферентным нервным волокнам группы А b о растяжение сухожилий при сокращении мышц.

в. Тельца Пачини - расположены в мышцах, передают информацию по афферентным нервным волокнам группы В о вибрации, подобные проприорецепторы расположены в суставных сумках и связях и передают информацию об изменениях движения в суставах (скорость движения и величину угла).

г. Свободные нервные окончания - расположены в мышцах, они высоко пороговые, относятся к ноцицепторов - рецепторов повреждения, передают информацию афферентными нервными волокнами групп В, С

Мышечные веретена, их строение.

Их количество в разных скелетных мышцах разная. Основными структурными элементами мышечного волокна является интрафузальных мышечные волокна, нервные волокна и капсула.

Схема строения мышечного веретена. К веретена подходят афферентные и эфферентные нервные волокна. Спиралевидные (первичные) нервные волокна образовании нервными окончаниями афферентных волокон группы Аа и отходят от центрального участка инрафузальних мышечных волокон (МВ), они передают информацию о скорости и растяжение и длину мышц. Ближе к концам интрафузальных мышечных волокон расположены вторичные нервные окончания, которые в основном передают информацию от интрафузальных мышечных с ядерным цепочкой. Эфферентные Аg-волокна образуют нервно-мышечные синапсы с интрафузальных ГО в их дистальной части.

Мышечное веретено имеет от 1 до 10 коротких интрафузальных мышечных волокон: средней части они имеют скопления ядер (волокна с ядерной сумкой), или ядра расположены цепочкой (волокна с ядерным цепочкой).

Капсула. Комплекс интрафузальных МВ с нервными терминалями окружен капсулой, внешний слой которой является производным периневрием, а внутренние - это аналоги эндоневрия.

При растяжении мышц растягиваются интрафузальных мышечные волокна и передают информацию от спиралевидных рецепторов по афферентным нервным волокнам к а- мотонейронов спинного мозга, активация а-мотонейронов приводит к сокращению экстрафузальных мышечных волокон - уменьшение их длины.

б. гамма - мотонейроны получают информацию от различных структур головного мозга и передают нервные импульсы к интрафузальных мышечных волокон, которые сокращаются и растягивают их ядерную сумку, обеспечивая тем самым возможность передачи информации при сокращении мышц к а- мотонейронов и других отдел ЦНС.

в. а-мотонейроны и гамма-мотонейроны активируются одновременно сигналами от двигательных структур головного мозга (коактивация), что позволяет поддерживать растянутыми мышечные веретена во время сокращения мышц и передавать все время информацию о динамические и статические изменения мышц.

При растяжении мышц растягиваются интрафузальных мышечные волокна и передают информацию от спиралевидных рецепторов по афферентным нервным волокнам к а- мотонейронов спинного мозга, активация а-мотонейронов приводит к сокращению экстрафузальных мышечных волокон - уменьшение их длины.

б. гамма - мотонейроны получают информацию от различных структур головного мозга и передают нервные импульсы к интрафузальных мышечных волокон, которые сокращаются и растягивают их ядерную сумку, обеспечивая тем самым возможность передачи информации при сокращении мышц к а- мотонейронов и других отдел ЦНС.

в. а-мотонейроны и гамма-мотонейроны активируются одновременно сигналами от двигательных структур головного мозга (коактивация), что позволяет поддерживать растянутыми мышечные веретена во время сокращения мышц и передавать все время информацию о динамические и статические изменения мышц.

Сухожильные рецепторы Гольджи расположены в сухожилиях на границе с мышцей. Рецептор имеет веретенообразную строение и окружен капсулой. Терминале афферентных нервных миелиновых волокон расположены среди пучков коллагеновых волокон, расположенных в заполненном жидкостью пространстве. Рецепторы активируются при растяжении сухожилия мышцей, который сокращается, что приводит к рефлекторного расслабления этого мышцы.

В. Рефлекторная функция спинного мозга.

Спинальная двигательные рефлексы

В центрах спинного мозга замыкаются рефлекторные дуги двигательных рефлексов:

а) тонических, лежащие в основе регуляции тонуса мышц;

б) фазичних, обеспечивающие перемещение частей тела относительно туловища.

Спинальные рефлексы являются сегментарными или мижсегментарнимы.

1) Рефлексы растяжение из мышечных веретен - миотатични:

- возникают при растяжении мышечных веретен вследствие растяжения мышц;

- информация от мышечных веретен (первичных спиралевидных нервных окончаний) по афферентным нервным волокнам передается в а-мотонейронов спинного мозга, которые активируются;

- активация а-мотонейронов приводит к передаче информации в скелетных мышц по эфферентным нервным волокнам, следствием этого является их сокращения;

- альфа-мотонейроны мышц-антагонистов тормозятся;

- рефлекторная дуга миотатичних рефлексов, возникающих при растяжении мышечных веретен, является моносинаптических;

- при отсутствии нисходящих активирующих влияний двигательных центров головного мозга на а-мотонейроны и гамма-мотонейроны миотатични рефлексы поддерживают мышечный тонус, но он ослабленным.

2) Рефлексы растяжение с рецепторов сухожилий:

- возникают при растяжении сухожилий мышцей, который сокращается;

- информация от рецепторов сухожилий Гольджи передается по афферентным нервным волокнам к тормозным нейронов спинного мозга, которые вызывают постсинаптическое торможения а-мотонейронов мышцы, что сокращался, следствием этого является его расслабления. Рефлекторная дуга рефлекса является полисинаптическим.

- от альфа-мотонейронов нервные импульсы передаются по эфферентным нервным волокнам к мышцам-флексоров, которые сокращаются, следствием чего является сгибание конечности и удаления ее от раздражителя.

3) флексорным кожно-мышечные рефлексы:

- возникают при раздражении рецепторов кожи

информация передается по афферентным волокнам к альфа-мотонейронов спинного мозга, которые активируются;

- от альфа-мотонейронов нервные импульсы передаются по эфферентным нервным волокнам к мышцам-флексоров, которые сокращаются, следствием чего является сгибание конечности и удаления ее от раздражителя;

- рефлекторные дуги кожно-мышечных рефлексов является полиснаптическими.

С.Провидникова функция спинного мозга.

Проводящие пути образованы цепями нейронов, соединенных между собой синапсами и обеспечивают передачу информации от нейрона к нейрону, от ядра к ядру на разные уровни ЦНС как в восходящем, так и нисходящем направлениях.

Кортико-спинальные пути проходят через продолговатый мозг на уровне перекреста пирамид и несут информацию от моторной зоны коры и осуществляются влияния центров головного мозга на двигательные центры спинного мозга

.Все другие двигательные пути начинаются от структур ствола мозга:

• а.Рубро-спинальный тракт
• передает информацию от красных ядер в латеральных интернейронов спинного мозга
• стимуляция красных ядер приводит к активации мотонейронов флексоров и торможения мотонейронов экстензорах.
• б.Понтинно-ретикуло-спинальный тракт
• начинается от ядер моста и передает информацию в вентромедиальных отделов спинного мозга
• стимуляция ядер моста приводит к активации мотонейронов как флексоров и экстензорах с преимущественным влиянием на активацию мотонейронов экстензорах.
• в.Медулярний ретикуло-спинальный тракт
• начинается от ретикулярной формации ствола мозга и передает информацию в интернейронов спинного мозга
• стимуляция имеет общий тормозящее влияние, преимущественно на мотонейроны экстензорах.
• г.Латеральний вестибуло-спинальный тракт

- начинается от ядер Дейтерса и передает информацию на интернейронов и мотонейроны с той же стороны;

- стимуляция ядер Дейтерса приводит к активации мотонейронов экстензорах и торможения мотонейронов флексоров.

• д.Текто-спинальный тракт
• начинается от верхних двогорбикив и передает информацию в мотонейронов шейного отдела спинного мозга
• обеспечивает регуляцию функции шейных мышц.

Влияния на двигательные функции поперечного сечения спинного мозга

а.Параплегия

потеря произвольных движений ниже уровня сечения;

это следствием повреждения нисходящих путей от двигательных центров ствола мозга и высших центров.

б. Потеря чувствительности ниже уровня сечения

это следствие повреждения восходящих путей к сенсорным центров коры головного мозга.

в.Спинальний шок - это временная потеря спинальных рефлексов после потери связей спинного мозга с головным мозгом:

• временная потеря спинальных рефлексов является следствием отсутствия нисходящих активирующих влияний двигательных центров ствола мозга и высших центров на альфа- и гамма-мотонейроны
• - со временем спинальные рефлексы осуществляются, но характер некоторых может меняться, может быть гиперрефлексия.

5. Материалы для самоконтроля

5.1. Ответьте на вопрос

1) Какое значение имеет тот факт, что в процессе эволюции животных все большая часть волокон нисходящих путей не непосредственно заканчивается в спинном мозге на а -мотонейронах (прямой моносинаптических связь), а связывается с ними через интернейронов (прямой полисинаптическим свя связь)?

2) Какие из нисходящих путей активируют преимущественно флексорные, а какие - экстензорный мотонейроны спинного мозга? Чем можно объяснить тот факт, что в процессе эволюции большинство нисходящих путей стали преимущественно активизировать именно флексорные мотонейроны?

3) одинаковая продолжительность спинального шока у лягушки и обезьяны? О чем это говорит?

4) Как и почему изменится тонус мышц животных при удалении головного мозга? Как это влияет на способность животных сохранять антигравитационную позу?

5.2.Виберить правильный ответ

1.В эксперименте на лягушке сделали поперечное сечение между продолговатым и спинным мозгом. Какой характер мышечного тонуса и которая вне наблюдаться у лягушки?

1. Тонус ослаблен, вне пассивная
2. Тонус усилен, вне активная
3. Тонус не изменился, за пассивная
4. Тонус усилен, вне пассивная
5. Тонус ослаблен, вне активная

2. В животного в эксперименте перерезали задние корешки спинного мозга, следствием чего стали изменения в зоне иннервации задними корешками:

1. потеря двигательных функций
2. ослабление тонуса мышц
3. усиление тонуса мышц
4. потеря чувствительности
5. потеря чувствительности и двигательных функций

3.Какой из приведенных путей активирует спинальные мотонейроны мышц сгибателей:

1. руброспинальный
2. вестибулоспинальный
3. передний спиноцеребеллярний
4. задний спиноцеребеллярний
5. ретикулоспинальний

4. У животного в эксперименте перерезали передние корешки спинного мозга, следствием чего стали изменения в зоне иннервации задними корешками:

1. потеря двигательных функций
2. ослабление тонуса мышц
3. усиление тонуса мышц
4. потеря чувствительности
5. потеря чувствительности и двигательных функций

5. Какой из приведенных путей активирует спинальные мотонейроны мышц-разгибателей:

1. руброспинальный
2. вестибулоспинальный
3. передний спиноцеребеллярний
4. задний спиноцеребеллярний
5. кортикоспинального

6.В человека после спинномозговой травмы отсутствует болевая и температурная чувствительность. Какие проводнику пути спинного мозга повреждены?

1. спиноталамического
2. Спинокортикальни
3. Ретикулоспинальни
4. вестибулоспинальный
5. руброспинальный

7. В спинальной лягушки сечение седалищного нерва привел к увеличению длины задней конечности на стороне сечения, что стало следствием повреждения рефлекторной дуги одного из рефлексив6

1. фазичного флексорного
2. фазичного миотатичного
3. тонического миотатичного
4. тонического рефлекса опоры
5. фазичного экстензорного

8..У человека обнаружили изменения характера коленного рефлекса, которые стали следствием повреждения локального спинального нервного центра в одном из отделов спинного мозга:

1. шейном
2. грудном
3. поясничном
4. крестцовом
5. копчиковой

9. В ответ на сильное быстрое сокращение мышцы наблюдается его рефлекторное расслабление, что является следствием раздражения одного из рецепторов:

1. мышечных веретен
2. сухожильных рецепторов Гольджи
3. суставных рецепторов Руфина
4. осязательных рецепторов Майсснера
5. свободных нервных окончаний

10.В эксперименте раздражали электрическим током гамма-мотонейроны, которые иннервируют дистальные концы интрафузальных мышечных волокон мышечных веретен, расположенных икроножной мышце, следствием чего стало:

1. расслабления этого мышцы
2. увеличение силы его сокращения
3. сокращение противоположной группы мышц
4. ничего не изменилось

6. Протокол практического занятия №8. "____" _____ 200___

Работа 1. Исследование спинального шока у лягушки

Ниже организация животные, тем меньше времени проходит в нее спинальный шок при деенцефализации и тем меньше отличаются в Послешоковый период двигательные спинальные рефлексы от этих рефлексов в интактной животного. В обезьяны спинальный шок наблюдается несколько недель, в спинальной лягушки он длится несколько минут, и неискушенному исследователю не всегда удается наблюдать это состояние.

Цель работы: выявить в спинальной лягушки явление спинального шока и определить его продолжительности.

Для работы нужны: штатив с крючком, препаровальные набор, секундомер, лягушка.

Ход работы. Приготовить спинальную лягушку. В момент декапитации включить секундомер. Как можно скорее подвесить спинальную лягушку на крючок штатива и, не теряя времени на обмывание ее тела водой, с помощью пинцета ущипнуть за пальчик одной из конечностей. С промежутками в 10 с. наносить повторные раздражения до того момента, когда в ответ на раздражение возникнет двигательная реакция лягушки. В этот момент выключить секундомер.

| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |