Симпатическая и парасимпатическая регуляция сердца.

Теоретическое введение:

Сердце лягушки обладает автоматией – то есть способностью к самовозбуждению. То есть сокращение сердечных мышц происходит в отсутствие какого-либо раздражителя извне. Существует специализированная ткань, генерирующая возбуждение в сердце. Она образует специальные скопления, называемые узлами автоматии. Из них возбуждение по проводящим путям передается кардиомиоцитам, и они сокращаются.

Существуют узлы автоматии I, II и III порядков. Узел автоматии I порядка – синотриальный, он же синусный у амфибий. Узлы II порядка расположены на границе предсердия и желудочков, называются, соответственно, атриовентрикулярными.

Способом узнать месторасположение узлов автоматии является наложение лигатур Станиуса, разделяющих сердце на отделы. 1 лигатура Станиуса находится между венозным синусом, в котором находится главный узел автоматии сердца у лягушки, и предсердием. 2 лигатура Станиуса находится на границе предсердий и желудочка. 3 лигатура Станиуса отделяет не обладающую автоматией верхушку сердца.

Воздействовать на сердце можно различными путями. Один их – с помощью вегетативной системы. Она подразделяется на два отдела – симпатический, возбуждающий деятельность сердца, и парасимпатический, чье влияние подавляет работу сердца.

Парасимпатические ганглии находятся интрамурально – то есть в стенках иннервируемых органов, в данном случае – сердца. Центральные же нейроны находятся в продолговатом и среднем мозге, откуда иннервация от них идет к сердцу по блуждающему нерву. Медиатором передачи с пре- на постганлионарные, а также в постганглионарных волокнах является ацетилхолин.

Симпатическая вегетативная нервная система устроена несколько иначе – ее ганглии находятся вдалеке от иннервируемого органа, и сигнал от них приходит к сердцу по симпатическому нерву. Центральные нейроны симпатической вегетативной нервной системы находятся в боковых рогах грудных и поясничных отделов спинного мозга. Преганглионарные волокна симпатической нервной системы идут в составе передних корешков спинного мозга. Медиатором передачи с пре- на постганлионарные волокна является ацетилхолин. Медиатором постганглионарныхпутей является норадреналин. Оказывает на сердце более длительный эффект.

При влиянии на сердце наблюдаются три эффекта:

Хронотропный – изменение ЧСС, обусловленное воздействием на автоматическую функцию водителей ритма сердца.

Инотропный - изменение силы сердечных сокращений, связанное с воздействием на сократительный миокард.

Дормотропный – изменение скорости распространения возбуждения в сердце за счет нервных влияний на структуры проводящей системы.

Практическая часть:­­­­­­

Ход работы:

Рис 1. Схема установки эксперимента

1)Провести препаровку лягушки

2)Поместить лягушку на препаровальный столик и закрепив его на штативе, подключить лягушку к стимулятору через электроды, и к компьютеру через серфин и МЭП. Связь между МЭП и серфином, приложенным к верхушке сердца, осуществляется посредством нити, привязанной к серфину.

3) Провести запись нормы, определить амплитуду и ЧСС.

4) Произвести раздражение вагосимпатического ствола электродами с данными параметрами стимула:

5) Произвести раздражение сердца еще раз, проколов его стенку шпритцем и ввести атропин (0,1 мл, концентрация 1х10 ^-5 г/мл.

6) Затянув узел 1 лигатуры Станиуса, посмотреть остановку работы предсердий и желудочка.

7) Записать сокращения венозного синуса, записать ЧСС.

Результаты и обсуждения:

1. Проявление симпатического и парасимпатического ответов при стимуляции сердца лягушки.

Рис 2. Нормальная работа сердца до раздражения без атропина, в состоянии покоя.

Показатели работы сердца составили

Амплитуда 0,017В

ЧСС 40уд/мин

Рис 3. Работа сердца в ответ на стимул.

На рисунке 3 после стимуляции отчетливо виден сначала парамсимпатический ответ, проявляющийся в полном падении амплитуды, а затем нарастающем с нуля ответом, переходящим в симпатический ответ, проявляющийся в нарастании амплитуды ответа на стимуляцию, по сравнению с нормальной работой сердца.

Снижение ЧСС при парасимпатическом эффекте обусловлен воздействием на водители ритма внешним раздражителем, вследствие чего мы наблюдаем отрицательный хронотропный эффект. Снижение амплитуды сокращений вследствие парасимпатического эффекта показывает нам отрицательный инотропный эффект.

При симпатическом эффекте наблюдаются, соответственно, положительные хронотропный и инотропные эффекты.Симпатический эффект связан с выделением норадреналина из нервных окончаний путем запуска каскада киназ, в результате чего образуется входящий Са-ток и мышца сокращается.

Выделение ацетилхолина, наблюдаемое в парасимпатической системе, приводит к угнетению аденилатциклазы, происходит гиперполяризация, вследствие чего возникает краткий ответ блуждающего нерва. Он быстрее, чем симпатический ответ, поэтому сначала возникает короткий парасимпатический ответ, выражающийся в снижении ЧСС и амплитуда ответа, а затем наступает симпатический ответ, выражающийся в противоположном эффекте.

Амплитуда 0,017В (норма)-> 0,005В (ПС эффект) -> 0,038В (симп эффект)

ЧСС 40уд/мин (норма)-> 36 уд/мин (ПС эффект) -> 42 уд/мин (симп эффект)

Влияние атропина на работу сердца.

Атропин блокирует холинорецепторы, поэтому быстрый парасимпатический эффект не наблюдается.

Рис 4. Действие атропина на работу сердца.

После введения в сердце атропина и последующего раздражения отчетливо видно отсутствие парасимпатического эффекта и симпатический эффект, наблюдающийся в виде повышения амплитуда и ЧСС.

Амплитуда 0,017В (норма)-> 0,021 (симп эффект)

ЧСС 40уд/мин (норма)-> 41уд/мин (симп эффект)

Наложение лигатур Станиуса.

Наложение 1 лигатуры Станиуса вызывает остановку сердца, которое затем вновь заводится либо самостоятельно, благодаря водителям ритма 2 порядка (атриовентрикулярного узла автоматии), либо с помощью механического воздействия. В данной задаче сердце завели с помощью внешнего механического воздействия. Однако сердце не смогла дальше работать с той же силой, в связи с тем, что пир препаровке была допущена ошибка и из сердца вытекла вся кровь. Также после наложения лигатуры 1 Станиуса сердце может работать слабее в связи с тем, что теперь оно поддерживается 2 узлом автоматии, а основной и более сильный синатриальный теперь изолирован.

Рис 5. Активация работы сердца после наложения 1 лигатуры Станиуса

Выводы:

· При раздражении сердца вагосимпатического ствола, иннервирующего сердце лягушки, электродами, проявляется сначала быстрый парасимпатический ответ блуждающего нерва, затем более продолжительный ответ симпатической иннервации.

· При парасимпатическом ответе наблюдается снижении ЧСС и уменьшение амплитуды ответа, при симпатическом ответе – наоборот.

· После введение в сердце атропина парасимпатический ответ не наблюдается

· При остановке сердца после наложения 1 лигатура Станиуса его работа возобновляется благодаря атриовентрикулярному узлу автоматии или механическому воздействию, однако сердце работает слабее.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: