B. FIZJOLOGIA MIĘŚNI GŁADKICH-BADANIE WŁAŚCIWOŚCI MIĘŚNI GŁADKICH

Badanie aktywności skurczowej mięśniówki żołądka szczura

Celem ćwiczenia jest:

• poznanie czynników wywołujących skurcze mięśni gładkich trzewnych,

• poznanie czynników modyfikujących aktywność skurczową mięśni gładkich trzewnych.

Wykonanie ćwiczenia:

Ćwiczenie wykonuje się przy użyciu programu komputerowego SimVessel symulującego doświadczenia na wyizolowanej mięśniówce gładkiej ściany części odźwiernikowej żołądka.

W programie możliwe jest

• rejestrowanie spontanicznej (samoczynnej) aktywności skurczowej mięśni gładkich trzewnych

• badanie wpływu obciążenia na aktywność skurczową mięśni gładkich trzewnych

• badanie wpływu autonomicznego układu nerwowego (części współczulnej i przywspółczulnej) na aktywność skurczową mięśni gładkich trzewnych i antagonistycznego działania obu tych części ukł. nerwowego

• badanie działania czynników modyfikujących aktywność skurczową mięśni gładkich trzewnych

Program składa się z 3 części: 1) Dissection: przedstawiającej na filmie sposób preparowania mięśniówki żołądka, 2) Chemistry Lab: laboratorium chemicznego, w którym przygotowuje się roztwory substancji, którymi działa się na mięśniówkę żołądka i 3) Practical Course będącej wirtualnym laboratorium miologicznym.

Laboratorium elektrofizjologiczne składa się z:

• szalki, w której znajdują się wypreparowane: mięśniówka żołądka (ANTRUM) i aorty

• naczynia z płynem fizjologicznym, w którym umieszcza się badaną mięśniówkę oraz

• transformatora (TRANSDUCER), który przekształca zmiany w długości mięśniówki na impuls elektryczny (1 mm = 10 mV)

• rejestratora, na ekranie którego prezentowana jest aktywność skurczowa badanej mięśniówki

Możliwe jest modyfikowanie:

• szybkości przesuwu taśmy (SPEED) 0 - 20 cm/min,

• czułości pionowej skali odpowiadającej sile skurczu (RESOLUTION) - 1 - 1000 mV/div

• statywu z roztworami substancji o różnym stężeniu

• statywu i dozownika wybranej substancji

• 
  
  
  
  
  
  
  
  
  

Sposób postępowania:

1. Uruchomić część programu Practical Course.

2. Umieścić mięśniówkę żołądka w naczyniu z płynem fizjologicznym (najechać kursorem na mięśniówkę i trzymając lewy przycisk myszki przenieść preparat).

3. Włączyć przyciskiem On/Off zasilanie rejestratora.

4. Ustawić na rejestratorze:

Speed = 20 cm/min , mały zegar po prawej stronie (przyspieszenie upływu czasu)

Resolution = 1 mV/kratka

5. Klikając do skutku przycisk ZERO ADJUST (po lewej stronie naczynia transformatora) i przesuwając suwak znajdujący się po prawej stronie ekranu rejestratora ustawić położenie wykresu w dolnej części ekranu rejestratora

PRZYKŁAD PRAWIDŁOWEGO WYKONANIA I OPISANIA RYCINY

Ryc. 1. ………………………………………………………………………………………………………………………………

G1.2. POBUDZANIE AKTYWNOŚCI SKURCZOWEJ

Celem ćwiczenia jest

• zbadanie wpływu różnego stopnia pobudzenia przywspółczulnego na aktywność skurczową mięśniówki żołądka

Mięśnie gładkie unerwione są przez układ nerwowy autonomiczny (część przywspółczulną i współczulną). Wpływ różnego stopnia pobudzenia przywspółczulnego na aktywność skurczową mięśniówki żołądka można zbadać działając na mięśniówkę roztworami neurotransmitera uwalnianego z zakończeń włókien przywspółczulnych - acetylocholiny (Ach) o różnym stężeniu. Działanie roztworem Ach o wyższym stężeniu odpowiada silniejszemu pobudzeniu przywspółczulnemu mięśniówki żołądka.

Wykonanie i obserwacje:

• Należy obserwować spontaniczną aktywność skurczową mięśniówki żołądka (na mięśniówkę w tym momencie nie działa żaden czynnik zewnętrzny).

• Następnie zadziałać na mięśniówkę roztworem Ach o stężeniu 10^-5 mol/dm³ (wybrać z listy substancji znajdującej się pod statywem dodawaną substancję: ACETYLCHOLINE, przenieść probówkę z roztworem o stężeniu 10^-5 mol/dm³ do statywu przy pompie iniekcyjnej, ustawić na liczniku objętość dodawanego roztworu - 10 μl i nacisnąć strzałkę pod licznikiem).

• Przyciskiem ZERO ADJUST i ewentualnie suwakiem znajdującym się po prawej stronie ekranu rejestratora skorygować położenie wykresu.

• Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów.

• Porównać amplitudę i częstotliwość skurczów spontanicznych i po zadziałaniu Ach, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki po podaniu Ach i wykres przekopiować na kartkę.

• Wymienić płyn fizjologiczny, w którym zawieszona jest badana mięśniówka klikając na zawór w miejscu wskazanym na rysunku laboratorium.

• Postępować analogicznie z roztworami o stężeniu 10^-4 mol/dm³ i 10^-3 mol/dm^{3 i} notować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki. Jeśli wykres aktywności skurczowej mięśniówki żołądka nie mieści się na ekranie zmienić RESOLUTION na 2 mV/div.

W sprawozdaniu należy narysować wykres aktywności spontanicznej mięśniówki żołądka (2 skurcze spontaniczne) i aktywności skurczowej mięśniówki po zadziałaniu kolejnymi roztworami Ach o coraz większym stężeniu (po 2-3 skurcze), zaznaczyć moment dodawania kolejnego roztworu Ach oraz jego ilość i stężenie. Opisać wykres (nie zapominając o numerze rysunku i tytule oraz podpisach osi i jednostkach). Opis: jak zmienia się amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po podaniu kolejnych roztworów Ach w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów spontanicznych oraz aktywności skurczowej wywołanej niższymi stężeniami Ach.

Zadania do wykonania- PODGRUPA 2

G2.1. AKTYWNOŚĆ SPONTANICZNA I INDUKOWANA PRZEZ OBCIĄŻENIE MIĘŚNIA

Celem ćwiczenia jest

• wykazanie, że mięśniówka żołądka wykazuje spontaniczną aktywność skurczową

• zbadanie wpływu obciążenia mięśnia na jego aktywność skurczową

Mięśnie gładkie trzewne (występujące między innymi w części odźwiernikowej żołądka) wykazują automatyzm. Jest to uwarunkowane obecnością w nich komórek rozrusznikowych charakteryzujących się zmiennym potencjałem błonowym. W komórkach tych samoistnie powstają potencjały czynnościowe, które przenoszą się na miocyty i pobudzają je do skurczu.

Wykonanie i obserwacje:

• Należy obserwować spontaniczną aktywność skurczową mięśniówki żołądka (na mięśniówkę w tym momencie nie działa żaden czynnik zewnętrzny) i w tabeli 2 zanotować amplitudę skurczu.

• Następnie zawiesić w miejscu pokazanym na rysunku jeden ciężarek.

• Przyciskiem ZERO ADJUST (i ewentualnie suwakiem znajdującym się po prawej stronie ekranu rejestratora) skorygować położenie wykresu.

• Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów.

• Porównać częstotliwość i amplitudę skurczów spontanicznych i po obciążeniu mięśniówki, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki obciążonej

• Zdjąć ciężarek i odczekać do momentu powrotu spontanicznych skurczów mięśniówki.

W sprawozdaniu należy narysować wykres aktywności spontanicznej mięśniówki żołądka (2 skurcze spontaniczne) i aktywności skurczowej mięśniówki obciążonej (2-3 skurcze), zaznaczyć moment obciążenia mięśniówki i opisać wykres np. w poniższy sposób (nie zapominając o numerze rysunku i tytule oraz podpisach osi i jednostkach). Opis: czym charakteryzują się skurcze spontaniczne - czy ich amplituda jest duża, podobna czy różna oraz czy ich częstotliwość jest podobna czy różna? Jak zmieniła się amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po obciążeniu mięśnia w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów spontanicznych?

Ryc. 1. ………………………………………………………………………………………………………………………………

G2.2. ANTAGONIZM CZYNNOŚCIOWY NEUROPRZEKAŹNIKÓW

Celem ćwiczenia jest:

• zbadanie wpływu pobudzenia współczulnego na aktywność skurczową mięśniówki żołądka i antagonizmu czynnościowego przywspółczulnego i współczulnego układu nerwowego

Wpływ pobudzenia współczulnego na aktywność skurczową mięśniówki żołądka i antagonizm czynnościowy układu przywspółczulnego i współczulnego można zbadać działając na mięśniówkę żołądka roztworem neurotransmitera uwalnianego z zakończeń włókien przywspółczulnych - acetylocholiny (Ach), a następnie roztworem neurotransmitera uwalnianego z zakończeń włókien współczulnych - noradrenaliny (NA).

Wykonanie:

• Należy obserwować spontaniczną aktywność skurczową mięśniówki żołądka (na mięśniówkę w tym momencie nie działa żaden czynnik zewnętrzny).

• Następnie zadziałać na mięśniówkę roztworem Ach o stężeniu 10^-3 mol/dm³ (10 μl). Przyciskiem ZERO ADJUST (i ewentualnie suwakiem znajdującym się po prawej stronie ekranu rejestratora) skorygować położenie wykresu). Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki po podaniu Ach i wykres przekopiować na kartkę.

• Odstawić probówkę z Ach do statywu, wybrać z listy substancji znajdującej się pod statywem noradrenalinę (NOREPINEPHRINE), przenieść probówkę z roztworem o stężeniu 10^-3 mol/dm³ do statywu przy pompie iniekcyjnej, ustawić na liczniku objętość dodawanego roztworu - 25 μl i nacisnąć strzałkę pod licznikiem.

• Przyciskiem ZERO ADJUST (i ewentualnie prostokącikiem znajdującym się po prawej stronie ekranu rejestratora) skorygować położenie wykresu.

• Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki po podaniu NA i wykres przekopiować na kartkę.

• Porównać częstotliwość i amplitudę skurczów spontanicznych i po zadziałaniu Ach i NA.

W sprawozdaniu należy narysować wykres aktywności spontanicznej mięśniówki żołądka (2 skurcze spontaniczne), aktywności skurczowej mięśniówki po zadziałaniu roztworem Ach (po 2-3 skurcze) i aktywności skurczowej mięśniówki po zadziałaniu roztworem NA (po 2-3 skurcze), zaznaczyć moment dodawania roztworu Ach i NA oraz ich ilości i stężenie. Opisać wykres (nie zapominając o numerze rysunku i tytule oraz podpisach osi i jednostkach). Opis: jak zmieniła się amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po zadziałaniu Ach w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów spontanicznych oraz amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po zadziałaniu NA w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów po zadziałaniu Ach.

Zadania do wykonania- PODGRUPA 3

G3.1. AKTYWNOŚĆ SPONTANICZNA I INDUKOWANA PRZEZ OBCIĄŻENIE MIĘŚNIA

Celem ćwiczenia jest

• wykazanie, że mięśniówka żołądka wykazuje spontaniczną aktywność skurczową

• zbadanie wpływu obciążenia mięśnia na jego aktywność skurczową

Mięśnie gładkie trzewne (występujące między innymi w części odźwiernikowej żołądka) wykazują automatyzm. Jest to uwarunkowane obecnością w nich komórek rozrusznikowych charakteryzujących się zmiennym potencjałem błonowym. W komórkach tych samoistnie powstają potencjały czynnościowe, które przenoszą się na miocyty i pobudzają je do skurczu.

Wykonanie i obserwacje:

• Należy obserwować spontaniczną aktywność skurczową mięśniówki żołądka (na mięśniówkę w tym momencie nie działa żaden czynnik zewnętrzny) i w tabeli 2 zanotować amplitudę skurczu.

• Następnie zawiesić w miejscu pokazanym na rysunku jeden ciężarek.

• Przyciskiem ZERO ADJUST (i ewentualnie suwakiem znajdującym się po prawej stronie ekranu rejestratora) skorygować położenie wykresu.

• Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów.

• Porównać częstotliwość i amplitudę skurczów spontanicznych i po obciążeniu mięśniówki, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki obciążonej

• Zdjąć ciężarek i odczekać do momentu powrotu spontanicznych skurczów mięśniówki.

W sprawozdaniu należy narysować wykres aktywności spontanicznej mięśniówki żołądka (2 skurcze spontaniczne) i aktywności skurczowej mięśniówki obciążonej (2-3 skurcze), zaznaczyć moment obciążenia mięśniówki i opisać wykres np. w poniższy sposób (nie zapominając o numerze rysunku i tytule oraz podpisach osi i jednostkach). Opis: czym charakteryzują się skurcze spontaniczne - czy ich amplituda jest duża, podobna czy różna oraz czy ich częstotliwość jest podobna czy różna? Jak zmieniła się amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po obciążeniu mięśnia w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów spontanicznych?

Ryc. 1. ………………………………………………………………………………………………………………………………

G3.2. - DZIAŁANIE BLOKERA RECEPTORÓW CHOLINERGICZNYCH

Celem ćwiczenia jest:

• zbadanie zjawiska modyfikowania wpływu pobudzenia przywspółczulnego na aktywność skurczową mięśniówki żołądka przez stosowanie blokerów receptorów dla neurotransmitera układu przywspółczulnego.

Wpływ pobudzenia przywspółczulnego (i współczulnego)i na aktywność skurczową mięśniówki żołądka można zmodyfikować działając na mięśniówkę odpowiednim blokerem receptorów błonowych, które pośredniczą w działaniu neurotransmitera na miocyty gładkie, Zjawisko to nosi nazwę hamowania kompetycyjnego. Receptory za pośrednictwem których działa acetylocholina to receptory cholinergiczne, a blokuje je, uniemożliwiając działanie Ach, atropina. Receptory za pośrednictwem których działa noradrenalina to receptory β-adrenergiczne, a blokuje je, uniemożliwiając działanie NA, propranolol.

Wykonanie i obserwacje:

• Należy obserwować spontaniczną aktywność skurczową mięśniówki żołądka (na mięśniówkę w tym momencie nie działa żaden czynnik zewnętrzny).

• Następnie zadziałać na mięśniówkę roztworem Ach o stężeniu 10^-3 mol/dm³ (10 μl). Przyciskiem ZERO ADJUST (i ewentualnie suwakiem znajdującym się po prawej stronie ekranu rejestratora) skorygować położenie wykresu). Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki po podaniu Ach i wykres przekopiować na kartkę.

• Odstawić probówkę z Ach do statywu, wybrać z listy substancji znajdującej się pod statywem atropinę (ATROPINE), przenieść probówkę z roztworem o stężeniu 10^-3 mol/dm³ do statywu przy pompie iniekcyjnej, ustawić na liczniku objętość dodawanego roztworu - 10 μl i nacisnąć strzałkę pod licznikiem).

• Przyciskiem ZERO ADJUST (i ewentualnie suwakiem znajdującym się po prawej stronie ekranu rejestratora) skorygować położenie wykresu). Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki po podaniu atropiną i wykres przekopiować na kartkę.

• Porównać częstotliwość i amplitudę skurczów spontanicznych, po zadziałaniu Ach i po zadziałaniu atropiną.

W sprawozdaniu należy narysować wykres aktywności spontanicznej mięśniówki żołądka (2 skurcze spontaniczne), aktywności skurczowej mięśniówki po zadziałaniu roztworem Ach (po 2-3 skurcze) i aktywności skurczowej mięśniówki po zadziałaniu roztworem atropiny (po 2-3 skurcze).

Na wykresie zaznaczyć moment dodawania roztworów neurotransmitera i blokera jego receptorów oraz ich ilości i stężenie. Opisać wykres (nie zapominając o numerze rysunku i tytule oraz podpisach osi i jednostkach). Opis: jak zmieniła się amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po zadziałaniu Ach w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów spontanicznych oraz amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po zadziałaniu atropiną w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów po zadziałaniu Ach.

Zadania do wykonania- PODGRUPA 4

G4.1. AKTYWNOŚĆ SPONTANICZNA I INDUKOWANA PRZEZ OBCIĄŻENIE MIĘŚNIA

Celem ćwiczenia jest

• wykazanie, że mięśniówka żołądka wykazuje spontaniczną aktywność skurczową

• zbadanie wpływu obciążenia mięśnia na jego aktywność skurczową

Mięśnie gładkie trzewne (występujące między innymi w części odźwiernikowej żołądka) wykazują automatyzm. Jest to uwarunkowane obecnością w nich komórek rozrusznikowych charakteryzujących się zmiennym potencjałem błonowym. W komórkach tych samoistnie powstają potencjały czynnościowe, które przenoszą się na miocyty i pobudzają je do skurczu.

Wykonanie i obserwacje:

• Należy obserwować spontaniczną aktywność skurczową mięśniówki żołądka (na mięśniówkę w tym momencie nie działa żaden czynnik zewnętrzny) i w tabeli 2 zanotować amplitudę skurczu.

• Następnie zawiesić w miejscu pokazanym na rysunku jeden ciężarek.

• Przyciskiem ZERO ADJUST (i ewentualnie suwakiem znajdującym się po prawej stronie ekranu rejestratora) skorygować położenie wykresu.

• Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów.

• Porównać częstotliwość i amplitudę skurczów spontanicznych i po obciążeniu mięśniówki, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki obciążonej

• Zdjąć ciężarek i odczekać do momentu powrotu spontanicznych skurczów mięśniówki.

W sprawozdaniu należy narysować wykres aktywności spontanicznej mięśniówki żołądka (2 skurcze spontaniczne) i aktywności skurczowej mięśniówki obciążonej (2-3 skurcze), zaznaczyć moment obciążenia mięśniówki i opisać wykres np. w poniższy sposób (nie zapominając o numerze rysunku i tytule oraz podpisach osi i jednostkach). Opis: czym charakteryzują się skurcze spontaniczne - czy ich amplituda jest duża, podobna czy różna oraz czy ich częstotliwość jest podobna czy różna? Jak zmieniła się amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po obciążeniu mięśnia w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów spontanicznych?

Ryc. 1. ………………………………………………………………………………………………………………………………

G4.2. DZIAŁANIE BLOKERA KANAŁÓW WAPNIOWYCH

Celem ćwiczenia jest:

Zbadanie zjawiska modyfikowania wpływu pobudzenia przywspółczulnego na aktywność skurczową mięśniówki żołądka przez stosowanie blokerów błonowych kanałów dla jonów Ca²⁺

Wpływ pobudzenia przywspółczulnego na aktywność skurczową mięśniówki żołądka można zmodyfikować działając na mięśniówkę blokerem błonowych kanałów dla jonów Ca²⁺. Zablokowanie kanałów wapniowych uniemożliwia napływ jonów Ca²⁺ do wnętrza miocytów gładkich i powoduje rozprzężenie sprzężenia elektro-mechanicznego. Badanym blokerem błonowych kanałów dla jonów Ca²⁺ jest werapamil.

Wykonanie:

• Należy obserwować spontaniczną aktywność skurczową mięśniówki żołądka (na mięśniówkę w tym momencie nie działa żaden czynnik zewnętrzny).

• Następnie zadziałać na mięśniówkę roztworem Ach o stężeniu 10^-3 mol/dm³ (10 μl). Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki po podaniu Ach i wykres przekopiować na kartkę.

• Odstawić probówkę z Ach do statywu, wybrać z listy substancji znajdującej się pod statywem werapamil (VERAPAMIL), przenieść probówkę z roztworem o stężeniu 10^-3 mol/dm³ do statywu przy pompie iniekcyjnej, ustawić na liczniku objętość dodawanego roztworu - 10 μl i nacisnąć strzałkę pod licznikiem).

• Przyciskiem ZERO ADJUST (i ewentualnie suwakiem znajdującym się po prawej stronie ekranu rejestratora) skorygować położenie wykresu). Odczekać do momentu wyrównania amplitudy kolejnych skurczów, zanotować w tabeli 2 amplitudę skurczu mięśniówki po podaniu Ach i wykres przekopiować na kartkę.

• Porównać częstotliwość i amplitudę skurczów spontanicznych, po zadziałaniu Ach i po zastosowaniu werapamilu.

W sprawozdaniu należy narysować wykres aktywności spontanicznej mięśniówki żołądka (2 skurcze spontaniczne), aktywności skurczowej mięśniówki po zadziałaniu roztworem Ach (po 2-3 skurcze) i aktywności skurczowej mięśniówki po zadziałaniu roztworem werapamilu (po 2-3 skurcze), zaznaczyć moment dodawania roztworu Ach i werapamilu oraz ich ilości i stężenie. Opisać wykres (nie zapominając o numerze rysunku i tytule oraz podpisach osi i jednostkach). Opis: jak zmieniła się amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po zadziałaniu Ach w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów spontanicznych oraz amplituda i częstotliwość skurczów mięśniówki żołądka po zadziałaniu werapamilem w porównaniu do amplitudy i częstotliwości skurczów po zadziałaniu Ach.

pompa statyw z roztworami zegar

iniekcyjna

transformator

suwak

Zawór do zmiany płynu

ciężarek

mięsień

rejestrator

obciążenie

mięśniówki

Amplituda skurczu (mm)

czas (min)

aktywność spontaniczna

aktywność mięśniówki obciążonej

aktywność mięśniówki obciążonej

aktywność spontaniczna

obciążenie

mięśniówki

czas (min)

Amplituda skurczu (mm)

aktywność mięśniówki obciążonej

aktywność spontaniczna

obciążenie

mięśniówki

czas (min)

Amplituda skurczu (mm)

aktywność mięśniówki obciążonej

aktywność spontaniczna

obciążenie

mięśniówki

czas (min)

Amplituda skurczu (mm)

---