32533558-FiziAnim-Lp

Istvan SAS & Severus-Daniel COVACIU-MARCOV

LUCRRI PRACTICE DE FIZILOGIE ANIMAL I UMAN

Universitatea din Oradea 2006 -uz intern-

CUPRINS FIZIOLOGIA CELULELOR ANIMALE Excitabilitatea celulelor animale Lucrarea nr.1. Excitarea celulelor animale cu ajutorul agenilor fizici i chimici Micarea celulelor animale Lucrarea nr.2 Demonstrarea micrilor ciliare i flagelare la animale unicelulare Hrnirea celulelor animale Lucrarea nr.3 nglobarea particulelor la animale monocelulare Respiraia celulelor animale Lucrarea nr.4 Demonstrarea respiraiei celulare la animale monocelulare Permeabilitatea, difuziunea, osmoza Lucrarea nr.5 Demonstrarea fenomenului difuziunii Lucrarea nr.6 Demonstrarea fenomenului osmozei FIZIOLOGIA SISTEMULUI NERVOS Lucrarea nr. 7 Evidenierea curentului de leziune i a potenialelor de aciune, prin metoda labei galvanoscopice Reflexele i actul reflex Lucrarea nr. 8 Demonstrarea existenei reflexelor la om Lucrarea nr. 9 Actul reflex simplu i analiza lui Lucrarea nr. 10 Verificarea legilor reflexelor ale lui Pflger ANALIZATORII ANALIZATORUL CUTANAT Lucrarea nr. 11 Esteziometrie Lucrarea nr. 12 Efectul masajului cu ghia asupra durerii ANALIZATORUL GUSTATIV Lucrarea nr. 13 Deteminarea ariilor gustative pentru gusturile de baz ANALIZATORUL VIZUAL Lucrarea nr. 14 Reflexul pupilar Lucrarea nr. 15 Determinarea cmpului vizual pentru alb i culori Lucrarea nr. 16 Disocierea vederii binoculare Lucrarea nr. 17 Experiena lui Mariotte Lucrarea nr. 18 Culori complementare Lucrarea nr. 19 Evidenierea purpurului retinian ANALIZATORUL ACUSTICO-VESTIBULAR Lucrarea nr. 20 Extirparea urechii interne la broasc 5 5 5 7 7 8 8 11 11 12 13 14 16 18 19 21 23 24 26 26 27 28 29 29 30 30 31 32 33 33 34 35 35

SISTEMUL MUSCULAR Lucrarea nr. 21 Oboseala muscular Lucrarea nr. 22a Prepararea gastrocnemianului de broasc Lucrarea nr. 22b Preparatul neuromuscular gastrocnemian-sciatic APARATUL DIGESTIV Lucrarea nr. 23 Observarea micrii cililor esofagieni la broasc Lucrarea nr. 24 Hidroliza amidonului cu saliv sau cu HCl APARATUL RESPIRATOR Lucrarea nr. 24 Determinarea capacitilor i volumelor respiratorii la om (spirometrie) Lucrarea nr. 25 Rolul diafragmei n respiraie. Experiena Donders SNGELELucrarea nr. 26 Defibrinarea sngelui de mamifer Lucrarea nr. 27 Obinerea serului i plasmei sanguine de mamifer Lucrarea nr. 28 Volumul globular. Hematocritul Lucrarea nr. 29-30 Numrarea globulelor roii i albe Lucrarea nr. 31-32 Determinarea grupelor de snge principale la om Lucrarea nr. 33 Determinarea timpului de coagulare a sngelui Lucrarea nr. 33 Dozarea hemoglobinei din snge

36 36 38 39 42 42 43 45 45 48 50 50 51 53 54 62 65 66 67 69 69 71 75 76 80 81

cu ajutorul colorimetrului Sahli Lucrarea nr. 34 Obinerea cristalelor de hemin APARATUL CIRCULATOR Lucrarea nr. 34 Automatismul cardiac. Legturile lui Stanius Lucrarea nr. 35 Msurarea presiunii arteriale la om METABOLISMULLucrarea nr. 36 Calcularea metabolismului bazal dup tabele Lucrarea nr. 37 Calcularea deviaiei metabolismului bazal

dup formula lui RiddLucrarea nr. 38 Determinarea ratei metabolice la obolan Lucrarea nr. 39 Determinarea ratei metabolice la obolanii crora

li s-a indus pe cale experimental hipertiroidism sau hipotiroidismLucrarea nr. 40 Alctuirea raiilor alimentare

83 85 93

Bibliografie

Lucrri practice de Fiziologie animal i uman

FIZIOLOGIA CELULELOR ANIMALECa unitate fundamental a materiei vii, celula se caracterizeaz printr-o intens activitate fiziologic. Aceast activitate depinde de factori intrinseci i extrinseci celulari. n cazul animalelor pluricelulare, procesele fiziologice celulare sunt procese ale organismului ntreg. Toate celulele organismului, provin dintr-o celul unic, reprezentat filogenetic de protozoare primitive, iar ontogenetic de oul fertilizat. Orict de difereniate apar unele celule la metazoarele evoluate, n structura tuturor se distinge organizarea primitiv. Adic sunt comune manifestrile eseniale ale vieii: metabolism, cretere, reproducere. Cele mai simple experiene de laborator, asupra fiziologiei celulelor pot fi realizate cu ajutorul animalelor monocelulare.

Excitabilitatea celulelor animaleExcitabilitatea este una din proprietile fundamentale ale materiei vii, prin care se deosebete de materia lipsit de via. Prin excitabilitate se nelege capacitatea celulelor de a rspunde la stimuli, adic la modificrile de energie de o anumit durat i intensitate din mediul de via (intern sau extern). Excitabilitatea este o proprietate primordial a membranei celulare. n organismele metazoarelor, unele celule s-au specializat n vederea recepiei excitaiilor din mediul exterior sau interior (celulele receptoare). Sub influena unor ageni externi sau interni, se produce o modificare a potenialelor bioelectrice i ia natere o und ce se propag. Celulele nervoase sunt cele mai specializate, n vederea conducerii undelor biopotenialelor electrice i declanrii reaciei de rspuns.

Lucrarea nr.1 Excitarea celulelor animale cu ajutorul agenilor fizici i chimiciPrincipiul lucrrii: se observ aciunea diferiilor ageni fizici (temperatur, contact cu un corpul) i chimici asupra organismului monocelular. Materialul necesar: cultur de amibe cu lame de sticl, lamele de sticl, pipete, microscop optic, nisip fin, penset, surs de radiaii calorice, cristale fine de NaCl. Metoda de lucru: 1.) Se scoate o lam de sticl din cultura de amibe, se acoper cu o lamel i se pune la microscop. Se observ amibele. 2.) Se pun cu o penset cteva boabe de nisip pe lama de sticl cu amibe. Urmrind amibele n cmpul microscopic, se observ, c dac aceste n deplasarea lor se ntlnesc i vin n contact cu un corp inert (reprezentat de boabele de nisip), i schimb direcia deplasrii.

5


3.) Tot pe aceeai lam de sticl cu amibe, se proiecteaz dintr-o direcie un fascicul de radiaii calorice. n funcie de intensitatea radiaiei calorice, putem observa reacii de deplasare a amibelor n direcii diferite. Dac curentul cald este favorabil amibelor, acestea se vor deplasa n direcia sursei de radiaii calorice. Dac curentul cald este defavorabil animalelor, acestea se vor deplasa n direcia opus direciei din care vin radiaiile. 4.) Pe marginea lamelei care acoper preparatul microscopic, se aeaz un cristal de NaCl. Dizolvarea progresiv a cristalului de sare n apa de sub lamel, determin deplasarea amibelor ctre marginea opus a lamei. Deci amibele 1 au recepionat variaia nefavorabil a salinitii. Discuii: Agenii fizici i chimici determin efecte negative sau pozitive asupra micrii amibelor, n funcie dac aceti ageni sunt favorabile sau defavorabile acestor animale unicelulare. Adic, anumii factori fizico-chimici din mediul nconjurtor, provoac micorarea tensiunii superficiale 2 , ntr-un loc pe suprafaa celulei. Se produce aici o evaginare, apare un pseudopod, care se fixeaz cu captul su pe substrat, apoi coninutul celulei se scurge n acest pseudopod (micarea amiboidal prin rostogolire), ca i cum corpul amibei ar fi tras ctre punctul de fixare. Un alt psedopod se formeaz apoi n aceeai direcie sau n alta i deplasarea continu. La fel i n corpul omului, leucocitele au reacii pozitive sau negative fa de diferii ageni. Ele se deplaseaz prin trre cu ajutorul pseudopodelor. Tot n acest fel are loc i diapedeza globulelor albe, adic migrarea lor din vase n esuturi. Leucocitele reacioneaz ndreptndu-se ctre locul n care se gsesc bacterii sau se ndeprteaz de locul n care se gsesc toxine 3 .

Fig. 1 Micarea amiboidal: A prin traciune; B - prin rostogolire.

- experiena poate fi efectuat utiliznd euglene sau parameci; - dar au loc i modificri chimice, care presupun un consum de energie, obinut din molecule macroergice (ATP). 3 - aceste mecanisme, mult mai complexe, sunt tratate la disciplinele citologie, biologie celular sau imunologie;1 2

6


Micarea celulelor animaleOrganismele unicelulare, protozoare, sau celulele izolate (leucocitele sngelui, spermatozoizii), sunt capabile de deplasare, micare. La acestea micarea se realizeaz prin mecanisme primitive. Unele celule posed diferite organite de micare (formaiuni contractile): flageli (flagelatele, spermatozoizi), membrane ondulante, cili (infuzorii). La altele, acestea nu au o existen permanent i un loc stabil, celulele deplasndu-se cu ajutorul micrilor protoplasmei (de exemplu, pseudopodele de la amib sau la leucocite). Forma cea mai primitiv de micare, ntlnit n seria animal, este micarea amiboidal. Este caracteristic unora din protozoare, amibocitelor din hemolimfa nevertebratelor i globulelor albe ale vertebratelor. Factorii din mediul extern (ex. substane solvate), excit corpul acestor celule i determin formarea unui pseudopod, care contractndu-se, trage nainte corpul celular. Pseudopodul este orientat ntotdeauna n sensul gradientului de concentraie. Distingem amiboismul prin traciune (cele descrise mai nainte) i amiboismul prin rostogolire (pseudopodul se nainteaz continuu, iar protoplasma se rostogolete). Micarea primitiv, protoplasmatic (amiboidal), pe parcursul evoluiei s-a dezvoltat odat cu diferenierea n protoplasm a unor elemente contractile (ex. miofanele la Vorticella) i odat cu diferenierea cililor i flagelilor. Micarea ciliar i flagelar d posibilitatea unor organisme animale unicelulare sau a unor celule al metazoarelor, s se deplaseze cu uurin n mediul lor extern. Micrile ciliare i flagelare, sunt caracterizate de un grad de reactivitate mai ridicat i mai evoluat. Trebuie s se fac distincie ntre kinetocili i stereocili (heterocili). Kinetocilii, au garnitur filamentoas corespunztoare formulei 9+2, i sunt capabile s realizeze un lucru mecanic, deci micri active (ex. ciliatele i flagelatele; spermatozoizii; cmpurile de cili din epiteliul branhiilor molutelor; celulele ciliate al epiteliului traheal sau faringian). Stereocilii au garnitur de filamente 9+0, i incapabili de micri active. Celulelor care posed sterocili, se atribuie funcii receptoare sau senzitive, cum ar fi cazul conurilor i bastonaelor retiniene.

Lucrarea nr.2 Demonstrarea micrilor 4 ciliare i flagelare la animale unicelularePrincipiul lucrrii: se observ modificrile la nivelul micrilor animalelor monocelulare ciliate sau flagelate, sub aciunea unor factori fizici. Materialul necesar: culturi de protozoare, soluie de gelatin de 3 % 5 , lame de microscopie, lamele de sticl, pipet efilat, microscop. Metoda de lucru: 1.) Se ia o pictur de ap din cultura de protozoare i se pregtete un preparat microscopic, n care se vor putea observa micrile de deplasare a acestora i organitele care le determin aceste micri. Se observ c euglena execut micri elicoidale continue n mediul lichid.4 5

- micarea amiboidal a fost urmrit n experimentul anterior; - se poate folosi i soluie apoas de gum arabic sau soluie apoas de clei de cire;

7


2.) Pe o lam de microscopie se pun cteva picturi din soluia de gelatin de 3 %. Cu ajutorul unei pipete efilate, peste aceast lam, se pune o pictur cu de ap din cultura de protozoare. Preparatul astfel pregtit se examineaz la microscopul optic. 3.) Se observ, c euglenele puse ntr-un mediu mai dens, execut micri flagelare mai rare. Astfel micrile pot fi urmrite mai uor. Se constat, c micarea flagelului, ia natere la baz (aici se gsete corpusculul de bazal, care este centrul micrii) i progreseaz spre vrf, trgnd nainte corpul animalului (celula). 4.) Experimentul descris la punctele 1-3, ofer posibilitatea de a ncetini i urmri, i micrile paramecilor. Paramecii se deplaseaz cu ajutorul cililor vibratili, care sunt dispui n iruri i fac valuri, asemntoare cu cele ce se vd la suprafaa unui lan btut de vnt. Aceste micri sunt coordonate. Discuii: Prin analogie, n corpul animalelor i al omului, celulele ciliate n esuturi se gsesc n epiteliul trahean, i au rol n epurarea cilor respiratorii de particulele de praf, ptrunse odat cu aerul inspirat 6 .

Hrnirea celulelor animalePentru a acoperi nevoile energetice i plastice, organismele mono- i pluricelulare trebuie s primeasc din mediul ambiant substane chimice pe care, transformndu-le prin procesul digestiei, le aduc n stare de a fi utilizate. Unele dintre acestea sunt generatoare de energie necesar desfurrii proceselor vitale, altele au rol plastic, servind la construcia i reconstrucia organismului. Procesul de fagocitoz, prin care leucocitele nglobeaz particulele (ex. germeni microbieni), n modul de funcionare este asemntor cu hrnirea animalelor unicelulare. Putem considera, din perspectiva morfologiei i fiziologiei comparate, c procesul nutritiv de la animale monocelulare, sa difereniat pe parcursul evoluiei n procesul de aprare fa de microorganismele patogene, care ptrund n organism. Celulele sangvine, care fagociteaz microparticule cu diametre cuprinse ntre 1-3 (ex. bacterii, granule de amidon, granule de colorani, crbune, etc.) sunt numite microfage. Iar cele, care capteaz macroparticule (ex. celule), sunt numite macrofage. Spre deosebire de fagocitoz, care presupune nglobarea unor particule solide, a fost descris i un alt fenomen, numit pinocitoz, care indic captarea de lichid n vezicula format n celul, prin invaginaia membranei celulare. Hrnirea, respectiv nglobarea particulelor organice la nivel celular, se poate urmri foarte simplu, utiliznd organisme monocelulare (amib i parameci).

6

- acest aspect se discut mai detaliat la un experiment la capitolul Fiziologia Respiraiei;

8


Fig.2 Schema pinocitozei [a] i a fagocitozei [b]

Lucrarea nr.3 nglobarea particulelor la animale monocelularePrincipiul lucrrii: se observ nglobarea a unor particule colorate de ctre animale monocelulare. Materialul necesar: culturi de amibe sau de protozoare, lame de microscopie, lamele, pipete, microscop, pulbere de rou de Congo sau pulbere de tu. Metoda de lucru (1): 1.) Se scoate o lam de sticl din cultura de amibe. 2.) n preparatul microscopic cu amibe se pune praf de tu uscat i se acoper cu o lamel. 3.) Examinnd preparatul la microscop, se observ cum emit amibele pseudopode, cu ajutorul crora le nglobeaz pulberea de tu, i cum aceasta se adun n vacuole. Metoda de lucru (2): 1.) Se scoate o lam de sticl din cultura de amibe. 2.) n pictura de ap, n care se gsesc amibe, se introduce o cantitate mic de pulbere de rou de Congo. 3.) Preparatul biologic astfel obinut, se examineaz la microscop. Se observ, ca n cazul experimentului anterior, cum le nglobeaz amibele particulele de 9


pulbere. Particulele nglobate se adun ntr-o vezicul care apare ca o formaie roie n citoplasm. 4.) Dup 10-15 min., se repet examinarea preparatului microscopic. Se observ schimbarea culorii vacuolei din rou n albastru. Discuii (1-2): Pulberile de tu i colorant, nu sunt particule alimentare li nu pot fi digerate. Ele au fost folosite numai pentru a evidenia fenomenul nglobrii cu ajutorul pseudopodelor. Amibele se hrnesc cu bacterii, alge monocelulare, care se gsesc n lichidul n care triete. Acestea sunt nglobate ntr-o vezicul digestiv, n care ptrunde un suc acid, bogat n enzime. Cu ajutorul acestor enzime, particulele alimentare sunt digerate. Aceast digestie intracelular este ns extraprotoplasmatic. Rou de Congo, este o substan care are aceast culoare n mediul alcalin sau neutru, i care i schimb culoarea n mediu acid, devenind albastr. Schimbarea culorii, pe parcursul experimentului, indic prezena unor substane acide produse n cursul digestiei, n vezicula n care a fost nchis pulberea de colorant. Metoda de lucru (3): 1.) Se ia o pictur de ap din cultura de protozoare i se pregtete un preparat microscopic. 2.) n pictura de ap de pe lama de microscopie, se aplic o cantitate mic de colorant (pulbere de tu sau pulbere de rou de Congo). 3.) Preparatul biologic se examineaz la microscop. Se observ intrarea particulelor prin citostomul paramecilor. Privind cu mritoare puternice, pot fi observate formarea a unor vrtejuri de ap, care aduc n cavitatea peristomului microorganismele n suspensie. Prin citostom, acestea intr n corpul celular, n care se formeaz vezicula digestiv. Produsele nedigerate se elimin prin citoproct, care se formeaz numai n momentul evacurii acestora, la partea posterioar a celulei. Discuii (1-2-3): Prin experienele de mai sus, am demonstrat hrnirea a unor organisme monocelulare libere. n corpul celulelor metazoarelor, nu toate celulele ajung n contact direct cu substanele nutritive, venite din mediu. La animale pluricelulare, unele celule se specializeaz n vederea prelucrrii fizice i chimice a hranei, dobndind rol digestiv. Aduse n stare asimilabil, substanele chimice sunt absorbite n lichidele circulante, de unde trec n lichidul interstiial. Prin acest lichid interstiial, celulele fac schimburi nutritive.

10


Respiraia celulelor animaleRespiraia, este una din proprietile fundamentale ale materiei vii. Dintre diferitele aspecte ale metabolismului, respiraia este cea mai evident. Dac vrem s generalizm, acest fenomen fiziologic (foarte complex ca atare), se exprim prin consum de O2 i producerea de CO2 7 . Consumul de O2 din mediul extern i eliminarea CO2 din interiorul organismului pot fi demonstrate relativ uor la nivelul celulei la animalele superioare i om, ca i la cele inferioare, unicelulare. n general, intrarea O2 n celul i ieirea CO2 se fac prin difuziune pe toat suprafaa celulei.

Lucrarea nr.4 Demonstrarea respiraiei celulare la animale monocelularePrincipiul lucrrii: demonstrarea necesitii de O2 la animalele inferioare (infuzori). Materialul necesar: infuzie proaspt (cu o populaie bogat de infuzori), lame, lamele, sering de 2 cm cu ac ct mai fin 8 , cteva fire de paie uscate de graminee, microscop, cear (sau parafin), capsul sau ibric n care se topete ceara, pens, surs de cldur (bec de gaz sau de spirt). Metoda de lucru: 1.) Pe o lam de microscopie curat se pregtete o camer pentru observaii. Trei fire de pai, cu lungimi de 1,2 - 1,5 cm, se impregneaz cu cear sau parafin topit (n stare lichid, fierbinte). Cu ajutorul acestor fragmente de pai, aplicate pe lama de sticl (uscat), se ncadreaz un spaiu o camer ptrat cu o latur liber. 2.) n camer obinut, se introduce lichid de infuzie, i se acoper cu o lamel. Este foarte important, s nu rmne n lichid bule de aer. 3.) Preparatul biologic astfel obinut, se observ la microscop. Dac exist un numr mare de infuzori n preparat, acesta poate considera satisfctor. 4.) Preparatul se las linitit pe un timp de 15 min. 5.) Folosind acul seringii, sub lamel, n centrul camerei, se introduc 1 - 2 bule de aer. 6.) Se las preparatul n repaus 10 min. 7.) Se examineaz din nou preparatul la microscop. Se constat c infuzorii sau ngrmdit n jurul bulelor de aer. Discui: ngrmdirea infuzorilor n jurul bulelor de aer, se datoreaz necesitii de a respira, ntruct n bulele de aer, cantitatea (concentraia) de O2 este mult mai mare78

- procesul de respiraie, i a transportului de gaze, le vom detalia la capitolul Fiziologia Respiraiei;- cele mai recomandate ar fi acele seringilor folosite pentru administrarea insulinei;

11


dect n lichidul cuprins n spaiul limitat de sub lamel. Fenomenul observat, este denumit oxitactism pozitiv i este determinat, n fond, de posibilitatea unor schimburi respiratorii mai avantajoase dect n restul camerei.

Permeabilitatea, difuziunea, osmozaCelulele animale (i cele vegetale) sunt traversate de un considerabil flux (curent) de materie i energie, aflndu-se n schimb permanent cu mediul care o nconjoar, constituind sisteme deschise. Datorit metabolismului, celulele reuesc s-i menin un nivel ridicat, aproape constant al energiei libere interne. Adic celulele se afl ntr-o stare staionar. Aceast stare staionar este caracterizat printr-un echilibru dinamic cu mediul exterior (echilibru metabolic i energetic). Starea de echilibru a sistemului celular (steady state), trebuie neleas n sensul, c diferenele de potenial i concentraiile ionice, sunt invariabile n timp. Adic, fluxul net al fiecrei ioni este zero. Realizarea acestei echilibru staionar, se face pe seama unei cheltuieli energetice permanente. Celula este sediul unor reacii biochimice, prin care se asigur energia necesar vieii celulare. Aceste reacii sunt condiionate de permeabilitatea membranei plasmatice, prin care se realizeaz un transfer de substane n ambele sensuri (intrare i ieire). Pe o parte i de alta a membranei periplasmatice (membrana celular morfologic sau numai funcional), exist diferene foarte relevante de concentraii ionice i de potenial electric. Membrana celular intervine ntr-o anumit form la meninerea acestor diferene. Este important c n funcionarea membranei, elementele nutritive 9 trebuie s intre n celul, n timp ce produii de catabolism 10 s prseasc celulele. n timp ce substanele indigene, indispensabile funcionrii celulelor, s nu o traverseze n nici un sens membrana. Permeabilitatea celular, definete tocmai uurina cu care unele substane strbat zona periplasmatic superficial li sistemul de endomembrane. Permeabilitatea celulelor este o nsuire fundamental a acestora, i este determinat de compoziia biochimic i structura celulelor, de specificul reaciilor biochimice care se petrec n acestea. n aceeai timp, permeabilitatea celulelor este determinat i de compoziia i concentraia mediului extern. ntre permeabilitatea celular i factorii 11 ei determinani, exist relaii foarte strnse, modificndu-se n funcie de diverse condiii fiziologice i fizico-chimice. n privina mecanismelor permeabilitii celulare, distingem fore pasive i active. Forele pasive, sunt cele care nu necesit cheltuieli energetice, n timp ce forele active sunt cele consumatoare de energie celular. n experienele de laborator putem studia cel mai uor, fenomenele difuziunii i osmozei.

sruri minerale, ap, oxigen, aminoacizi, oze, acizi grai, biocatalizatori bioxid de carbon, sruri minerale, ammoniac, sruri de amoniu, uree, acid uric, etc. 11 printre factorii influenatori al permeabilitii celulare, se enumer: coeficientul de partaj, dimensiunea moleculelor, gradul de ionizare, prezena ionilor nedifuzabili, metabolism celular. Caracteristicile acestor factori sunt tratai n detaliu la disciplina Citologie.9 10

12


Lucrarea nr.5 Demonstrarea fenomenului difuziuniiPrincipiul lucrrii: folosind dou medii lichide, aparent nemiscibile, se demonstreaz n timp fenomenul difuziunii. Materialul necesar: un pahar conic, cristale de bicromat de potasiu sau CuSO4 (sulfat de cupru), pipet efilat, ap distilat. Metoda de lucru: 1.) n paharul conic, se pun 20 cm3 de ap distilat. 2.) Cu ajutorul pipetei se introduce la fundul paharului soluia saturat de bicromat de potasiu (sau sulfat de cupru). Aceasta, avnd densitate mai mare, rmne la fundul paharului, deplasnd n sus apa distilat. Se poate observa existena a unei membrane separatoare ntre cele dou medii lichide. 3.) Dup circa 6 ore 12 , la nivelul suprafeei de separare se formeaz un strat mai puin colorat. Se observ, progresarea lichidului colorat spre partea superioar a paharului, pn cnd se realizeaz o soluie uniform colorat. 4.) Se poate remarca i diferena n timp a vitezei de difuziune a celor dou soluii saturate.

Fig.3 Schema difuziei simple (fazele de dizolvare a unei substane solide n mediul lichid)

Discuii: Prin experimentul prezentat mai sus, am observat fenomenul ptrunderii unei substane n masa altei substane, adic fenomenul difuziunii. Difuziunea poate avea loc i n cazul soluiilor desprite printr-o membran separatoare. Pot s

12

Ne avnd posibilitatea de a atepta cu studenii peste 6 ore pn la reuita experimentului, se recomand, s se pregteasc experimentul n prealabil n alte pahare, de ctre cadrele didactice. De recomandat, n timp de 6, 8, 10 ore naintea efecturii lucrrilor practice, astfel putnd fi urmrit i diferena n timp a difuziunii.

13


difuzeze prin membrana celular gazele, aa cum se ntmpl n procesul respiraiei (intrare de O2 i eliberare de CO2). Prin difuziune are loc un transport n sensul gradientului de concentraie. Adic din partea unde concentraia este mai mare, ctre partea unde concentraia este mai mic. Viteza de difuziune depinde de gradientul de concentraie a celor dou soluii, ct i de suprafaa de difuziune.

Lucrarea nr.6 Demonstrarea fenomenului osmozeiPrincipiul lucrrii: folosind sruri anorganice, se demonstreaz existena fenomenului osmozei. Materialul necesar: soluie de CuSO4 10%, ferocianur de potasiu cristalizat n cristale mari, pahar Berzelius de 150 ml, silicat de sodiu 5%, diferite sruri (sulfat feros, clorur de magneziu, acetat de plumb). Metoda de lucru (1): 1.) Se toarn n paharul Berzelius 100 ml de soluie de CuSO4 10%. 2.) Se introduce n lichidul din pahar un cristal de ferocianur de potasiu. 3.) Cele dou sruri intr n reacie. n mprejurul cristalului se formeaz o pelicul de ferocianur de cupru, de culoare brun. 4.) Pelicula de ferocianur de cupru, se comport ca o membran semipermeabil, pe care apa poate s o strbate pentru dizolvarea ferocianurii de potasiu. Se formeaz o soluie, ce se concentreaz n mod rapid. Volumul acesteia se mrete, conducnd la distensia peliculei de ferocianur de cupru, care se rupe i se reface imediat, prin reacia dintre cele dou sruri. Precipitatul de ferocianur de cupru, formeaz astfel un sac, care crete mereu, ramificndu-se. Metoda de lucru (2): 1.) Se toarn n paharul Berzelius 100 ml de soluie de silicat de sodiu 5%. 2.) Se introduc n lichid cristale de diferite sruri (din cele amintite la materiale necesare). 3.) Se observ formarea silicailor corespunztori, n funcie de cristalele folosite (silicat de Fe, Mg, Pb). Acest silicai sunt prezente sub forma unor arborizaii fine, divers colorate, care seamn cu o formaie vegetal acvatic. Discuii (1-2): Cnd substanele difuzeaz prin pereii poroi ai unei membrane separatoare avem de-a face cu fenomenul de osmoz. Pentru ca substanele s poat difuza este necesar ca diametrul moleculelor s fie, evident, mai mic dect al porilor. Prin 14


difuziune la nivelul membranelor se creeaz o for numit presiune osmotic, care variaz n raport direct sau indirect, proporional cu diferii factori. Printre aceti factori enumerm variaia n raport direct cu concentraia i n raport indirect cu greutatea molecular a substanelor. Membranele, care avnd pori suficient de mari, permit trecerea concomitent a solvenilor i a substanelor dizolvate se numesc membrane permeabile. De acest tip este membrana citoplasmatic care acoper celula animal. Experienele de sus, demonstreaz numai in vitro fenomenul osmozei. n organismul viu, fenomenul este mult mai complicat 13 .

Fig.4 Schema fenomenului osmozei (egalarea gradientului de concentraiei a unei substane dizolvat n ap, mprit printr-o mebran permeabil)

13

- experimentul demonstrrii fenomenului de hemoliz de la capitolul IV. ilustreaz consecina difuzrii soluiilor hipotonice n eritrocit.

15


FIZIOLOGIA SISTEMULUI NERVOSSistemul nervos pe lng sistemul endocrin, formeaz sistemul stimulo-integrator 1 al organismelor animale. Sistemul nervos (S.N.), datorit organizrii i funcionrii sale, dispune de o reea de informaie rapid cu ajutorul creia percepe orice modificare a factorilor fizici, chimici, metabolici din mediul intern sau cel extern. n acelai timp, dispune de mecanisme efectoare rapide i precise, cu ajutorul crora poate s reajusteze ntr-un timp scurt i cu maximum de eficien, funcionarea interioar i comportamentul animalelor i al omului, n mediul lor de via. La metazoare inferioare (spongieri, celenterate, viermi), cele amintite mai sus, apar sub forma unui mecanism elementar, alctuit din cuplul excitaie - reacie. Pe msura dezvoltrii sistemului nervos, relaiile interne i mai ales relaiile organismelor cu mediul lor de via, se diversific. Deci, aceste relaii devin mai complexe, depind dialogul simplu, excitaie-reacie, devenind o adevrat conversaie ntre informaiile senzoriale, controlul i preluarea acestora, ca i alegerea rspunsurilor cele mai potrivite. Astfel, activitatea reflex elementar se perfecioneaz, devenind treptat o activitatea comportamental complex, activitatea nervoas superioar. Potenialul de aciune. Orice celul vie n stare de repaus este polarizat, adic menin un potenial stabil de o parte i de alta a membranelor lor. Celulele vii au sarcini pozitive pe suprafaa membranei (sunt electropozitive) i sarcinii negative n interior membranei (sunt electronegative). Sub aciunea stimulului care depete valoarea prag, celula devine excitat. Procesul de excitaie se poate manifesta electric, fie prin depolarizarea membranei celulare (a crei expresie este excitaia); fie printr-o hiperpolarizare, care se manifest prin inhibiie (oprirea activitii celulare secretorii sau motorii). Diferena de potenial dintre interiorul al exteriorul celulei poart numele de potenial de repaus, i este genarat de pompa de sodiu-potasiu. Potenialul de repaus msurat prin metode electrofiziologice (micro-eleotrode intracelulare) este egal cu -90 mV pentru fibra muscular striat i -70 mV pentru neuron. Unda negativ care ia natere la n locul excitat, adic pe suprafaa fibrelor nervoase, i care se propag de-a lungul acestora este potenialul de aciune (curentul de aciune). Valoarea potenialului de aciune (P.A.), este n medie de 80-100 mV. n nregistrare monofazic , el cuprinde: o depolarizare iniiatoare (10 mV) , care amorseaz fenomenele ce duc la excitarea fibrelor nervoase; un potenial de vrf (spike); iar n faza de revenire, postpotenialul negativ i postpotenialul pozitiv. Asigurarea conducerii potenialului de aciune (potenialul de propagare) se face prin dou mecanisme biofizice. Aceste dou mecanisme biofizice sunt: mecanismul circuitului local al lui Hermann (n cazul fibrelor amielinice); i mecanismul conducerii saltatorii (n cazul fibrelor mielinice). Mecanismul conducerii saltatorii a influxului nervos, asigur acestora o vitez mult mai mare, cu o cheltuial energetic proporional mai mic 2 . Existena unei diferene de potenial ntre suprafaa intact ei suprafaa secionat a muchilor striai (curent de leziune) a fost demonstrat nc n secolul XVIII de ctre L. Galvani (1789), prin utilizarea ca aparat de msur, a unui preparat neuromuscular de broasc. Deoarece1

2

Sistemele integratoare n regnul animal, sunt: sistemul trofo-integrator (sistem sanguin; sistem reticulohistiocitar), sistemul stimulo-integrator (sistem nervos; sistem endocrin) i sistemul psiho-inegrator. Aceste sisteme integratoare reprezint componentele principale a unui mecanism funcional integrator complex. Adic componente a capacitii organismului animal de adaptare permanent (echilibru dinamic), pentru meninerea constanei mediului intern (Bernard, 1859), a homeostaziei (Cannon 1929). Datorit faptului, c depolarizarea se produce numai n regiunea nodurilor lui Ranvier, care reprezint doar 1/1000 din suprafaa total a axonului. Adic, numai la nivelul acestor noduri se produc schimburile ionice cu lichidul interstiial, ceea ce nseamn o reducere considerabil a travaliului realizat de pompa de Na+-K+.

16

Lucrri practice de Fiziologie animal i umanlaba de broasc ndeplinete rolul unui galvanoscop, ea a mai fost numit "lab galvanoscopic". Cu ajutorul labei galvanoscopice, se poate dovedi i prezena potenialelor de aciune n muchiul contractat tetanic sau n nervul excitat.

Fig.5. Potenialul de aciune i modificrile de excitabilitate.

17


Fig.6. Transmiterea saltatoric prin fibrele mielinice (1.- axon, 2.- teaca de mielin, 3.-nod Ranvier, AP- potenial de aciune)

Lucrarea nr. 7 Evidenierea curentului de leziune i a potenialelor de aciune, prin metoda labei galvanoscopicePrincipiul lucrrii: se evideniaz prezena curentului de leziune i a potenialului de aciune, folosind un preparat neuromuscular sciatic de broasc. Materialul necesar: broasc, trus de disecie, planet, ace ou gmlie, acumulator, bobin de inducie, cheie ntreruptoare, srme, excitator de sciatic, soluie Ringer, baghet de sticl. Metoda de lucru: 1.) Broasca imobilizat prin distrugerea mduvei spinrii (spinalizare), se fixeaz pe planet, cu partea ventral n jos. Pe partea posterioar a coapselor se face cte o incizie longitudinal. Se descoper pachetele vasculonervoase, din care se izoleaz nervii sciatici de la emergen, pn la articulaia genunchiului. Se secioneaz la emergen, unul din nervi descoperii. 2.) De pe coapsa labei cu sciaticul secionat, se ndeprteaz pielea. Apoi, folosind o foarfec mare, se secioneaz aceeai lab, deasupra genunchiului. 3.) Laba secioneaz se aeaz n apropierea broatei. Folosind o baghet de sticl, nervul sciatic secionat, se aplic pe suprafaa muscular intact i cea tiat. La atingerea celor dou suprafee se produce contractarea brusc a labei. 4.) Tot la aceeai broasc, se nltur pielea i de pe gamba labei nesecionate. Nervul sciatic se ncarc pe un excitator. Pe musculatura gambei denudate (ori pe nervul sciatic), se aplic nervul sciatic al labei secionate. 18


5.) n momentul nchiderii cheii ntrerupttoare, curentul faradic (generat de acumulator i bobina de inducie) provoac contracia musculaturii labei, n aceeai timp cu contracia labei galvanoscopice. Dup ntreruperea curentului, muchii se relaxeaz. Discuii Imediat dup secionarea unui muchi striat, potenialul de repaus (P.R.) nu dispare ci doar se reduce la -20, -40 mV, datorit scurtcircuitrii celor dou suprafee ale membranei de ctre lichidul celular prelins din leziune. Diferena de potenial dintre suprafaa muchiului i interiorul secionat (curentul de leziune) este suficient pentru a excita nervul sciatic i musculatura labei galvanoscopice. n timpul stimulrii indirecte, tetanice a muchiului gastrocnemian de broasc, potenialele de aciune (P.A.) produse n muchi, sunt de asemenea capabile s declaneze rspunsul preparatului neuromuscular de broasc.

Reflexele i actul reflexReflexul (un act nervos simplu organizat) este legtura obligatorie ntre excitarea unei suprafee senzitive sau senzoriale i o anumit reacie efectorie. Mai poate fi definit ca transformarea unei stimulri senzitive sau senzoriale, ntr-o reacie efectorie, fr participare contient. Forma fundamental a activitii sistemului nervos este actul reflex. Actele reflexe nu se fac cu participarea contiinei. Participarea contiinei la actele reflexe poate fi cel mult secundar. Nu trebuie confundat cu actele reflexe actele psihomotorii. Actele psihomotorii au perioade de latene de zeci de ori mai mari dect latena reflexelor i necesit o nvare prealabil. Actul reflex trebuie considerat ca modul fundamental de integrare funcional unitar a organismului animal i de integrare a acestuia n mediul su de via. Astfel excitanii din mediul extern pot fi considerai ca factori ce determin reacii de integrare, de adaptare ale organismului n mediul su de via. Pentru realizarea unui act reflex, este absolut necesar prezena unui arc reflex. Arcul reflex, putem defini ca totalitatea elementelor anatomice, care particip la un act reflex. Arcul reflex este nnscut. Arcul reflex presupune existena urmtorilor componeni anatomici: - un receptor: format din terminaii nervoase senzitive; - o cale aferent: format din fibre nervoase aferente; - un centru nervos: locul unde se realizeaz legtura funcional ntre neuronul aferent i cel eferent - o cale eferent: reprezentat de fibrele eferente, care conduc influxurile nervoase de la centri la efectori - un efector: organele care produc reacia de rspuns (muchii striai, muchii netezi, aparatele secretoare). Deci, arcul reflex poate fi considerat ca un sistem cibernetic, schematizat n felul urmtor: Cel mai simplu arc reflex este constituit dintr-un receptor difereniat 3 (un neuron senzitiv), n care conducerea se face centripet, i care face sinaps ntr-un centru nervos cu neuronul aferent a3

n unele cazuri poate fi chiar extremitatea fibrei nervoase amielinice

19

Lucrri practice de Fiziologie animal i umancrui prelungire centrifug se pune n legtur cu organul efector. Exist reflexe simple, monosinaptice (ex. reflexul miotatic), dar majoritatea arcurilor reflexe sunt polisinaptice, coninnd unul sau mai muli neuroni intercalai. Arcurile reflexe, rmn nemodificate pe tot parcursul vieii, deci, reaciile reflexe sunt previzibile. Arcurile reflexe pot fi asociate sau urmate i de senzaii contiente. Dar multe acte reflexe se desfoar, fr s devin contiente, ca clipitul, reflexele respiratorii, reflexele circulatorii, etc.

Fig. 7 Schema arcului reflex miotatic: 1 - fus neuromuscular; 2 - ganglion spinal; 3 - fibr senzitiv; 4 - fibr motoare a muchiului extensor; 5 - neuron intercalar inhibitor; 6 - fibr motoare a muchiului flexor; 7 - muchi extensor; 8 - muchi flexor.

Reflexele pot fi clasificate att dup poziia receptorilor, ct i n raport cu organul efector. Astfel dup poziia receptorilor, reflexele se clasific n: - reflexe exteroreceptoare (exteroceptoare): care se produc n urma excitrii organelor de sim, i n mod obinuit sunt reacii complexe. Ex.: ntoarcerea capului la lumin sau la sunet; secreia de saliv dup introducerea n gur a unui aliment; strnutul n urma inflamrii mucoasei nazale; - reflexe proprioreceptoare (proprioceptoare): sunt caracterizate prin faptul, c receptorul este localizat n organul efector (fusul neuromuscular, fusul neurotendinos Golgi) sau n articulaii. Ex.: reflexul rotulian; - reflexe interoreceptoare (interoceptoare): sunt declanate de excitarea receptorilor din interiorul organismului. Ex.: reflexele presoare i depresoare, declanate de excitarea zonelor reflexogene; voma, provocat de excitarea mecanic sau chimic a receptorilor din mucoasa faringian sau peretele stomacului; reflexul miciunii; reflexul defecaiei; reflexul pilorului, etc.

20

Lucrri practice de Fiziologie animal i umanPavlov, I.P., descrie trei principii fundamentale, care stau la baza studiului reflexelor, i anume: principiul determinismului; principiul caracterului structural; respectiv, principiul unitii analizei i sintezei n funcionarea cortexului cerebral.

Lucrarea nr. 8 Demonstrarea existenei reflexelor la omPrincipiul lucrrii: se excit receptorii unor arcuri reflexe i se nregistreaz rspunsul reflex. Materiale necesare: ciocan pentru reflexe, tampoane de vat, 3 eprubete gradate, suc de lmie, soluie de glucoz 5%, buci mici de ghea. Desfurarea lucrrii: Reflexul rotulian (patelar). Persoana de experien st pe un scaun picior peste picior sau pe o mas, astfel nct picioarele s nu ating podeaua. Experimentatorul lovete uor, cu ciocanul pentru reflexe, tendonul muchiului cvadriceps sub rotul. Se repet experiena, cu deosebirea c subiectul strnge cu putere pumnii, dinii sau numr invers de la 100. Reflexul achilian. Persoana de experien st n genunchi pe o mas sau scaun, astfel nct ambele picioare (planta) s atrne peste marginea suportului. Experimentatorul lovete cu ciocanul pentru reflexe sau cu partea lateral a minii tendonul achilian (cel mai puternic tendon din organism). Reflexul ciliospinal. Observai cu atenie pupilele subiectului, care st confortabil pe un scaun. Un alt coleg strecoar pe neateptate o bucic de ghia pe pielea spatelui persoanei explorate. Reflexul salivar. a) se cltete cavitatea bucal cu ap; b) se colecteaz saliva secretat n timp de 3 minute, ntr-o eprubet gradat i se noteaz cantitatea; c) se cufund un tampon de vat n soluie de glucoz 5% i se umezete partea superioar a limbii. Repetai punctul b. d) introducei un tampon de vat n suc de lmie i umezii partea superioar a limbii. Repetai punctul b. Reflexul lui Babinski. Verificarea acestei reacii, care const n extensia degetului mare de la picior, se face printr-o stimulare uoar n lungul marginii 21


plantei. n mod firesc acest reflex se manifest la noii nscui, pn la un an i jumtate. Dup aceast vrst, reflexul este prezent n caz de ntrerupere a dezvoltrii cilor corticospinale sau de lezare a lor. n aceste situaii motoneuronii din mduv sunt eliberai de influenele inhibitoare trimise de la cortexul motor pe aceste ci. Discuii: n clinic, controlul reflexelor miotatice d preioase indicaii asupra strii normale de funcionare a centrului medular, n care pot s existe n condiii patologice, stri de hipo sau hiperexcitabilitate i rspunsul s fie mai slab sau mai intens. Impulsurile nervoase proprioceptive nu sunt capabile de iradiere sau generalizare. Reflexele bineuronale fiind monosinaptice se produc cu latena cea mai mic, ele avnd un rol important n meninerea staiunii i tonusului muscular. Controlul reflexelor monosinaptice i polisinaptice n practic medical dau posibilitatea verificrii integritii funcionale a mduvei.

Fig.8 Schema reflexului rotulian (1.-mduva spinrii, 2.-calea aferent, 4.-calea eferent, 5.-efectorul)

Fig.9 Micrile efectuate n cazul reflexului: 1.-Rotulian, 2.-Babinski, 3.-Achilian

22


Lucrarea nr. 9 Actul reflex simplu i analiza luiPrincipiul lucrrii: se examineaz un act reflex simplu i efectele stimulrii, distrugerii sau scoaterii temporare din funciune a unora dintre elementele care compun arcul reflex (receptor, cale aferent, centru nervos, cale eferent). Materiale necesare: o broasc mare, suport vertical simplu, virol, suport lateral, instrumente pentru disecie, un anestezic (cloroform, novocain), cronometru, 2 pahare Berzelius de 50 ml, soluie de acid acetic 5% i 15%. Desfurarea lucrrii: 1. se decapiteaz broasca; 2. se atrn prin intermediul unui crlig de suport; 3. se ateapt 20 min pentru a trece ocul operator; 4. se pune, cu ajutorul unui pahar Berzelius, acid acetic 5% n contact cu degetul mare de la piciorul stng al broatei; 5. se urmrete rspunsul dup cteva clipe, broasca flecteaz piciorul stng, adic realizeaz un act reflex; 6. se anesteziaz receptorii tegumentari ai labei piciorului stng cu cloroform sau alt anestezic mbibat n vat sau tifon i fixat n jurul labei pentru 5-10 min; 7. se introduc degetele piciorului anesteziat n soluie de acid acetic 5%; 8. se urmrete efectul. Care este acesta? Rspuns: 9. se ateapt pn trece efectul anestezicului; 10. se secioneaz nervul sciatic al piciorului stng n apropierea genunchiului; 11. se introduce laba piciorului stng n acid acetic 5%; 12. se urmrete efectul 13. se stimuleaz, cu ajutorul unui excitator de mn alimentat de o bobin de inducie, captul dinspre gastrocnemian al nervului sciatic; 14. se urmrete efectul. 15. se pune un tampon de vat mbibat cu acid acetic 15% pe tegumentul regiunii lombare a piciorului stng; 16. se urmrete efectul. 17. prin introducerea unui ac lung n canalul vertebral al aceleiai broate, se distruge mduva spinrii; 18. se introduce laba piciorului drept n acid acetic 5%; 19. se noteaz efectul obinut.

23


Discuii: O condiie esenial pentru producerea actului reflex este integritatea arcului reflex. ntreruperea arcului reflex pe oricare punct al traseului duce la dispariia reflexului.

Lucrarea nr. 10 Verificarea legilor reflexelor ale lui PflgerPrincipiul lucrrii: la o broasc spinalizat (care a fost decapitat, dar are mduva spinrii intact) se examineaz rspunsul la excitani de intensitate crescnd. Materiale necesare: broasc, suport vertical simplu, suport lateral, virol, crlig pentru agarea broatei, instrumente de disecie, soluii de acid acetic (1,0; 2,5; 5,0; 15,0 i 96%), 5 pahare Berzelius de 50 ml, cronometru. Desfurarea lucrrii: 1. se decapiteaz broasca; 2. se atrn de suport; 3. se ateapt 20 de min pentru a trece ocul operator; 4. se introduce degetul mare de la piciorul stng n soluie de acid acetic 1,0%; 5. se observ efectul. Notai timpul reflex .. 6. se nltur efectul acidului acetic asupra tegumentului prin introducerea extremitii tratate n ap; Se repet punctele 4, 5 i 6, utiliznd soluii de acid acetic de 2,5; 5,0; 15,0 i 96%. Completai n tabelul urmtor timpul reflex:Conc.acid acetic % 1 2,5 5 15 96 Rspunsul animalului flecteaz degetul excitat flecteaz piciorul al crui deget a fost excitat flecteaz i piciorul simetric celui excitat flecteaz toate picioarele se contract toi muchii scheletici ai corpului Legile reflexelor localizrii unilateralitii simetriei iradierii generalizrii Timpul reflex .. . .

24


Chiar la o broasc spinalizat, se poate observa coordonarea reflexelor: se pune n regiunea dorsal stng o bucic de hrtie mbibat n acid acetic 15%, iar piciorul stng se leag de suportul vertical. Dup ncercri repetate, broasca ndeprteaz cu piciorul drept excitantul de pe tegument. Este legea coordonrii reflexelor.

Fig.10. Legile reflexelor medulare: I. legea localizrii; II. legea unilateralitii; III. legea simetriei; IV. legea iradierii; V. legea generalizrii; VI. legea cordonrii reflexelor

Discuii: Legile reflexelor medulare descrise de Pflger sunt valabile numai pentru reflexele exteroceptive sau de flexiune sau nociceptive. Reflexele de flexiune sunt multisinaptice, adic terminaia medular a neuronului senzitiv, intr n contact cu mai muli neuroni intercalari prin intermediul crora impulsurile ajung la neuronul efector. Intervenia neuronilor intercalari n arcul reflex explic unele particulariti ale ale reflexelor de flexiune: difuzarea impulsurilor generate de exteroceptori, n mduva spinrii; cu ct stimularea nociceptorilor este mai puternic, cu att excitaia cuprinde mai muli motoneuroni medulari i rspunsul motor devine mai extins. Reflexul de flexiune dureaz mai mult dect timpul de aplicare a stimulului, datorit unui proces de postdescrcare aprut n circuitele reverberante ale neuronilor intercalari.

25


ANALIZATORIIOmul primete permanent informaii despre diversele schimbri care au loc n mediul extern i intern. Acesta se realizeaz cu ajutorul analizatorilor sau a sistemului senzorial. Noiunea de analizator a fost introdus n fiziologie de I.P. PAVLOV. Prin analizator se nelege ansamblul structurilor care asigur perceperea energiei excitantului, transformarea ei n procesul specific de excitaie (segmentul periferic sau receptorul), conducerea excitaiei la stucturile SNC (segmentul intermediar sau calea de conducere), analiza ei n zone specifice ale scoarei emisferelor cerebrale (segmentul central), ceea ce are ca rezultat formarea unor senzaii specifice. Analizatorii au un rol excepional n elaborarea reaciilor de adaptare a organismului. Receptorii au urmtoarele proprieti: - specificitatea capacitatea de a percepe un anumit excitant adecvat; - nalta sensibilitate capacitatea de a percepe excitani adecvai la o intensitate foarte mic a acestora; - receptorii genereaz ritmic impulsuri de excitaie, ca rspuns la aciunea excitantului; - adaptarea se exprim prin micorarea activitii receptorilor i a frecvenei de generare a impulsurilor de excitaie n cazul c un excitant acioneaz un timp ndelungat; - mobilitatea funcional mrirea sau micorarea numrului de receptori care funcioneaz, n dependen de starea funcional a organismului .i de condiiile mediului nconjurtor; - specializarea receptorilor la un anumit parametru al excitantului specific receptorii sunt heterogeni n raport cu excitantul specific. Unii reacioneaz la nceputul aciunii lui, alii la ntreruperea aciunii lui, iar a treia categorie la modificarea intensitii excitantului. Sensibilitatea diferitelor organe de sim poate crete prin perfecionarea centrilor corticali n urma unui exerciiu susinut. Astfel se explic capacitatea degusttorilor de a diferenia substane cu miros i gust foarte asemntor, capacitatea pictorilor de a deosebi foarte multe nuane coloristice, sensibilitatea tactil i auditiv crescute ale nevztorilor.

ANALIZATORUL CUTANATReceptorii analizatorului cutanat sunt localizai la nivelul tegumentului i mucoaselor. Epiderma cuprinde numai terminaii nervoase libere, a cror excitare determin senzaii dureroase. Menionm c epiderma nu conine vase de snge i limfatice, de aceea lezarea ei nu provoac hemoragii. n derm se gsesc terminaii nervoase libere, precum i terminaii nervoase sub form de corpusculi: - corpusculii Meissner, Merckel i couleele nervoase de la baza foliculilor piloi sunt specializai pentru recepionarea excitanilor tactili; - corpusculii Vater-Pacini, care se afl n hipoderm n numr mult mai mare dect n derm, recepioneaz excitaii de presiune; - corpusculii Krause recepioneaz excitaii de rece, iar cele de cald sunt preluate de corpusculii Ruffini.

26


Lucrarea nr. 11 EsteziometriePrincipiul lucrrii: se exploreaz diferite regiuni ale corpului, ndeprtnd treptat vrfurile esteziometrului, pn ce percep dou senzaii de atingere diferite. Materiale necesare: esteziometru.

Fig.11. Esteziometru

Esteziometrul este un aparat asemntor cu un ubler, alctuit dintr-o rigl metalic gradat, susinut de un mner. Cu acest dispozitiv se msoar sensibilitatea de presiune. n lipsa esteziometrului, se poate utiliza un compas metalic cu vrfurile puin tocite i un liniar. Desfurarea lucrrii: Persoana de experien ade pe un scaun cu ochii nchii. Experimentatorul atinge diferite regiuni ale corpului (buza inferioar, buza superioar, obraz, gt, faa posterioar a braului i antebraului, palm, vrful degetelor, gamb, plant i vrful degetelor de la picior) cu vrfurile esteziometrului apropiate. sE continu explorarea, ndeprtnd succesiv vrfurile esteziometrului cu cte 1 mm (unul dintre cursori se las la diviziunea 0, iar cel deal doilea va fi mobil). Se noteaz pentru fiecare zon cercetat daistana minim dintre vrfurile esteziometrului la care se percep dou senzaii diferite de atingere. nlocuind vrfurile de os cu butoane metalice, se determin sensibilitatea la presiune a acelorai zone. Rezultate i discuii: rezultatele obinute se trec n tabelul alturat. Sensibilitatea tactil are rol i n perceperea triei, formei i greutii corpurilor. Nevztorii percep forma i dimensiunea obiectelor prin intermediul simului tactil, care este mult mai dezvoltat dect la vztori. Deci, funcia unui organ de sim este perfectibil prin perfecionarea analizei i sintezei de la nivel cortical. 27


Regiunea investigat buza superioar buza inferioar obraz gt faa ant. a braului faa post. a braului faa ant. a antebraului faa post. a antebraului palm vrful degetului indicator vrful degetului mare faa ant. a gambei faa post. a gambei talpa piciorului vrful degetului mare vrful degetului mic

Pragul spaial al sensibilitii tactile (mm) presionale (mm)

Avnd n vedere c tegumentul are, n afar de funcia de sensibilitate, i alte importante funcii (protecie, respiraie, excreie, termoreglare, depozit, metabolic i de absorbie), distrugerea unei treimi din suprafaa sa pune n primejdie supravieuirea organismului. Datorit rolului complex pe care l ndeplinete pielea, culoarea i aspectul ei reflect starea fiziologic a organismului.

Lucrarea nr. 12 Efectul masajului cu ghia asupra dureriiPrincipiul lucrrii: se provoac o intens senzaie dureroas i se determin timpul n care dispare durerea, fr a masa locul respectiv, iar apoi prin masarea locului respectiv sau al altuia cu ghia. Materiale necesare: cuburi mici de ghia, erveele, cronometru. Desfurarea lucrrii: subiectul de experien st pe un scaun cu palma dreapt sprijinit pe o suprafa plan. Ciupii tegumentul dintre degetul mare i indicator al subiectului, pn la nivelul insuportabil al durerii. Cronometrai timpul necesar pentru dispariia complet a durerii . Repetai acelai lucru cu mna stng. Imediat ce nivelul insuportabil al durerii este atins, declanai cronometrul i masai simultan poriunea afectat prin 28


micri circulare cu un cub de ghia. Apa rezultat prin topire se absoarbe cu un erveel. Notai timpul necesar pentru dispariia durerii Repetai experimentul cu mna dreapt i aplicai un masaj circular cu ghia n regiunea cotului. Notai timpul necesar pentru dispariia durerii .

ANALIZATORUL GUSTATIVOrganul principal al gustului este limba. Receptorii gustativi sunt ns rspndii i la nivelul vlului palatin, n partea posterioar a faringelui i pe laringe. Dintre cele trei categorii de papile, caliciforme, fungiforme i filiforme, numai primele dou conin muguri gustativi. La nivelul mucoasei bucale, alturi de receptorii gustativi se afl i receptori pentru sensibilitatea termic, tactil, dureroas, iar n musculatura limbii proprioceptori. Din acest motiv senzaiile gustative au un caracter complex. Alimentele excit mai nti receptorii tactili, foarte numeroi pe papilele filiforme, ceva mai trziu pe cei termici i apoi receptorii gustativi. Receptorii pentru rece predomin n partea anterioar a cavitii bucale, iar cei pentru cald n partea posterioar. Partea central a suprafeei limbii nu percepe nici cald nici rece. Vrful limbii are o nalt sensibilitate la temperatur. Temperatura cea mai potrivit pentru formarea senzaiilor gustative este de 24C. Receptorii pentru durere (nociceptorii) reprezint n cadrul mucoasei bucale 25-40% din totalul receptorilor. Nociceptorii sunt cei mai numeroi n esuturile dinilor, pna la 75.000/cm2, n timp ce la nivelul tegumentului sunt cca 200/cm2. Exist 4 tipuri de muguri gustativi, structural similari. Fiecare tip de mugure gustativ este specializat pentru unul dintre stimulii gustativi de baz: dulce, acru (acid), srat, amar, la care rspunde cel mai puternic; cu toate acestea, fiecare tip de mugure recepioneaz mai mult dect un singur tip de stimul. Pe baza acestei specializri, se pot delimita pe suprafaa limbii mai multe arii gustative.

Fig. 12 Ariile sensibilitii gustative i inervaia lor: 1 amar; 2 - acru; 3 -srat; 4 - dulce; 5 - vag; 6 glosofaringian; 7 - facial.

Lucrarea nr. 13 Deteminarea ariilor gustative pentru gusturile de bazPrincipiul lucrrii: se pun n contact diferite substane sapide (dulci, srate, acre, amare) cu ct mai multe puncte ale limbii i pe un desen al ei se schieaz ariile n care sunt percepute. 29


Materiale necesare: soluii de zahr 5%, sare de buctrie 5%, oet de vin, sulfat de chinin 0,5%, tampoane mici de vat sau de tifon. Desfurarea lucrrii: subiectul cltete cavitatea bucal cu ap distilat. Se nmoaie un tampon n soluie de zahr 5%, cu care experimentatorul atinge mai multe puncte ale limbii subiectului. Pe un desen al limbii se indic zonele n care a fost perceput cel mai intens gustul dulce. Dup cltirea cavitii bucale cu ap distilat, se va proceda la fel i pentru celelalte substane i ariile pentru celelalte gusturi fundamentale.

ANALIZATORUL VIZUALLucrarea nr. 14 Reflexul pupilarReflexul pupilar fotomotor este declanat de aciunea luminii i const n micorarea pupilei (mioza) care este proporional cu intensitatea luminii. Micorarea pupilei se realizeaz prin contracia fibrelor musculare netede circulare ale irisului, care formeaz muchiul constrictor al pupilei (m. sphincter pupillae), inervat de fibrele parasimpatice ale nervului oculomotor, prin care se transmit impulsurile nervoase de la centrul nervos situat n mezencefal. Dilatarea pupilei (midriaza) se produce la ntuneric i se datorete contraciei fibrelor musculare netede radiare ale irisului, care formeaz muchiul dilatator al pupilei (m. dilatator pupillae), inervat de fibre simpatice care i au originea n regiunea toracic a mduvei. Mediatorii simpatici i parasimpatici, precum i alte substane simpatico- i parasimpaticomimetice, pot aciona i direct asupra irisului, producnd midriaz sau mioz.

Principiul lucrrii: se observ, pe om, modul de acomodare a diametrului pupilei la cantitatea de lumin care ptrunde n ochi. Desfurarea lucrrii: se acoper cu mna, pentru o perioad de 1-2 minute, ochii unei persoane aezate n faa unui geam luminat. La ridicarea minii, se observ cum pupilele ambilor ochi se micoreaz, datorit contraciei reflexe parasimpatice a muchilor circulari ai irisului. Prin reflexul pupilar, care se produce simetric la ambii ochi, este astfel micorat cantitatea de lumin care ptrunde n ochi. Apoi se acoper din nou ochii cu mna i dup 1-2 minute, mna se ridic astfel nct ochiul drept s fie expus direct luminii, iar ochiul stng s primeasc lumina indirect. Se observ c i ochiul stng prezint reflexul pupilar, dei nu a fost expus aciunii directe a luminii, ca i ochiul drept. Rezult c muchii iridoconstrictori inervai de parasimpaticul oculomotor acioneaz sinergic.

30


Fig.13 Schema reflexului pupilar

Lucrarea nr. 15 Determinarea cmpului vizual pentru alb i culoriCmpul vizual este spaiul care poate fi cuprins cu privirea, atunci cnd aceasta este fixat asupra unui punct. Spaiul vizibil cu un singur ochi se numete cmp vizual monocular, iar spaiul vizibil cu ambii ochi se numete cmp vizual binocular. Cmpul vizual binocular reunete cele dou cmpuri monoculare, care se suprapun n partea lor nazal. n poriunea din mijloc a cmpului vizual comun vederea este binocular, iar de o parte i alta a acestei poriuni, vederea este monocular.

Fig.14 Schematizarea n grade a vederii binocluare i a zonelor monoculare

Principiul lucrrii: n timp ce subiectul privete un punct fix de pe tabl aflat n dreptul ochiului, experimentatorul traseaz cu cret alb i colorat cmpul vizual pentru ochiul respectiv. Materiale necesare: tabl, cret alb i colorat, suport pentru nas, rigl gradat. Desfurarea lucrrii: cu cret alb se face pe tabl un punct la nivelul ochiului drept al subiectului care st n picioare, cu faa la tabl, la o distan de civa cm de aceasta. Distana dintre tabl i subiect este marcat de un suport de lemn, pe care se sprijin spina nazal a subiectului. Se traseaz cu creta 4 linii drepte care se ntretaie n punctul alb: una vertical, una orizontal i dou nclinate cu 45 fa de 31


primele. Subiectul nchide ochiul stng, iar cu dreptul privete fix n punctul alb. Experimentatorul deplaseaz creta alb de-a lungul fiecrei jumti a fiecrei linii, de la extremitatea liniei spre ochiul subiectului, i marcheaz locul n care se gsete creta cnd subiectul declar c a perceput culoarea acesteia. Apoi se unesc cele 8 puncte ntre ele, obinndu-se un poligon care reprezint cmpul vizual pentru alb al ochiului drept al subiectului. Folosind cret colorat, se traseaz n acelai mod cmpurile vizuale pentru albastru, rou i verde, apoi cele 4 cmpuri vizuale pentru ochiul stng (alb i culori).

Fig. 15

Perimetrul cmpurilor vizuale pentru alb i culori

Lucrarea nr. 16 Disocierea vederii binocularePrincipiul lucrrii: se demonstreaz c, dac deplasm unul dintre globii oculari astfel ca axele ambilor ochi s nu mai fie centrate pe acelai punct (obiect), fiecare ochi vede obiectul separat. Materiale necesare: un semn (punct, cruce) trasat pe o foaie de caiet sau pe tabl. Desfurarea lucrrii: subiectul privete semnul cu ambii ochi. El apare unic datorit vederii binoculare. Apoi subiectul privete semnul apsnd cu un deget sub unul dintre ochi, astfel ca s deplaseze globul ocular n sus. Se constat c din semnul unic se desprinde un altul, care se deplaseaz n sus cu ct deplasarea

32


globului ocular este mai mare. Astfel, fiecare ochi vede acum imaginea pe cont propriu.

Lucrarea nr. 17 Experiena lui MariottePrincipiul lucrrii: se demonstreaz existena petei oarbe, lipsit de celule receptoare. Materiale necesare: o bucat de hrtie, pe care se gsete o figur constnd dintr-un dreptunghi n care sunt desenate un cerc i o cruciuli, distanate cu 7 cm (distana aproximativ dintre cele dou pupile). Desfurarea lucrrii: se nchide ochiul stng i se ine figura n faa ochiului drept, la distana de 30 cm, fixnd cruciulia. Aceasta se vede clar, iar cercul se vede difuz. Se apropie ncet figura de ochi i se constat c, la distana de aprox. 15 cm, cercul dispare. Discuii: Fenomenul se datoreaz faptului c la aceast distan, imaginea reperului negru se proiecteaz pe retin n dreptul petei petei oarbe, adic acolo unde lipsesc elementele sensibile i nu se formeaz imaginea.

Fig.16 Figura utilizat n experiena lui Marriotte

Lucrarea nr. 18 Culori complementarePrincipiul lucrrii: privirea, un timp mai ndelungat, a unui obiect de o anumit culoare, determin apariia, pe fond alb, a imaginii obiectului n culoarea complementar. Materiale necesare: patrate cu latura de 20 cm, de hrtie colorat: roie, verde, albastr i galben, lipite pe cte o coal de hrtie alb. 33


Desfurarea lucrrii: subiectul privete intens, timp de un minut, de la cca 2 m, un patrat de o anumit culoare, dup care deplaseaz rapid privirea pe fondul alb. Dup cteva secunde, el percepe un patrat de aceeai mrime, avnd ns culoarea complementar celui privit anterior. Discuii: Prin amestecul n proporii egale a celor apte culori se poate face sinteza luminii albe. Acest fapt se demonstreaz cu discul lui Newton (cu 30-40 de turaii pe minut). Se mai poate obine lumin alb i din amestecul numai al unor culori, numite complementare. Lund n considerare cele amintite mai sus, explicaia celor observate n urma experimentului este urmtoarea: n timp ce se privete atent culoarea roie, elementele fotosensibile ale acestei culori se obosesc, astfel cnd deplasm privirea pe fondul alb, elementele retiniene fotosensibile pentru culoarea complementar (n exemplul dat: verde) sunt excitate de lumina alb, i apare culoarea verde. n mod identic se ntmpl i n cazul a celorlalte culori complementare.

Lucrarea nr. 19 Evidenierea purpurului retinianPrincipiul lucrrii: la animalele inute la ntuneric se poate observa, la microscop, descompunerea purpurului retinian, sub influena luminii. Materiale necesare: broasc inut la ntuneric 48 de ore, soluie de alaun de fier i amoniu 5%, cristalizor mic, instrumentar de disecie. Desfurarea lucrrii: a) se ia o broasc inut la ntuneric i ntr-o camer ntunecat, la lumin roie, i se scoate un ochi ( astfel: broasca se fixeaz pe plut cu partea dorsal n sus, apoi se prinde cu o pens cu cioc pleoapa i se secioneaz; n spaiul de deasupra ochiului se introduce vrful unei foarfece fine i curbe i se taie esutul care fixeaz esutul n orbit, apoi se secioneaz nervul optic i se izoleaz ochiul din orbit). Ochiul se secioneaz iar retina se ntinde pe o lam de sticl. Aceasta se privete la microscop la lumin natural i se observ cum se decoloreaz purpurul retinian trecnd ntr-o culoare slab glbuie. b) se scoate i cellalt ochi i se ine fix n faa unui geam cu cercevele, iluminat uniform, timp de 2-3 s. Apoi ochiul se pune repede ntr-un cristalizor cu alaun i se pstreaz 15 min la ntuneric. Alaunul fixeaz purpurul retinian, mpiedicnd distrugerea lui la lumin. Se disec ochiul ntr-o camer luminoas, se ntinde retina pe o lam de sticl i se privete cu lupa. Se vor vedea dungile ntunecate ale cercevelelor ferestrei, care au oprit distrugerea purpurului retinian din dreptul lor, atunci cnd ochiul a fost expus luminii. 34


ANALIZATORUL ACUSTICO-VESTIBULARLucrarea nr. 20 Extirparea urechii interne la broascPrincipiul lucrrii: se distrug canalele semicirculare la o broasc i se obsev efectele n mediu terestru i acvatic. Materiale necesare: o broasc, bisturiu cu vrful bine ascuit, un ac cu vrful ncovoiat i bont, pens hemostatic, plut, ace cu gmlie. Desfurarea lucrrii: se fixeaz broasca, neparalizat, cu partea ventral n sus. Se prinde maxilarul inferior cu o pens hemostatic i se trage napoi, fixndu-l n aceast poziie. Se face o incizie pe linia median a vlului palatin i prin ndeprtarea celor dou laturi se descoper baza craniului, pe care se vd, n dreptul cavitilor orbitare, dou proeminene osoase la nivelul crora sunt canalele semicirculare. n vrful uneia dintre proeminene se face un orificiu cu vrful bisturiului. Prin acest orificiu se pot vedea, cu o lup, canalele semicirculare. Se introduce prin orificiu vrful unui ac ncovoiat, se nvrtete uor i se distrug canalele semicirculare. Se elibereaz broasca. Aceasta i ine corpul nclinat spre partea lezat. Se excit prin atingere unul dintre picioarele posterioare ale broatei. Broasca se ndeprteaz de excitant executnd micri n cerc spre partea operat, iar dac face salturi mari se rstoarn pe spate. Pus ntr-un bazin cu ap, execut, de asemenea, micri n cerc spre partea operat. Dup distrugerea canalelor semicirculare de ambele pri, broasc rmne nemicat n primele momente. Dac este mpins, face micri dezordonate, se rstoarn pe spate. Dup un timp i restabilete capacitatea de a face deplasri mici, dar dac i se acoper ochii cu leucoplast rmne neputincioas, ca dup operaie.

35


SISTEMUL MUSCULARLucrarea nr. 21 Oboseala muscularPrincipiul lucrrii: Ergografia reprezint una din probele fiziologice prin care poate fi nregistrat fenomenul de oboseal muscular la om i factorii care condiioneaz. Concomitent se poate calcula i lucrul mecanic efectuat. Materialul necesar: ergograf Zimmerman, metronom. Tehnica lucrrii: Se fixeaz antebraul persoanei n gutiera ergografului iar degetul mediu se introduce ntr-un inel pus n legtur cu sistemul mecanic al aparatului.

Fig. 17. Ergograf Zimmerman

Persoana explorat este instruit s execute flectri ritmice ale degetului mediu, n ritmul dictat de un metronom. Tracionnd inelul ergografului, este antrenat resortul de rezisten al aparatului. Sistemul mecanic deplasat prin flectarea degetului antreneaz n micare indicatoarele cadrelor, pe care se poate citi valoarea lucrului mecanic efectuat (n gram metri) i un sistem de nregistrare pe hrtie. Grafica obinut se numete ergogram. n principiu se urmrete timpul ct o persoan poate executa flexiuni digitale, pn la instalarea oboselii musculare.

36


Ritmul micrilor. Se determin timpul de apariie a oboselii musculare la o persoan care efectueaz traciuni cu o frecven de 60 / min i concomitent se noteaz i lucrul mecanic prestat. La o persoan la fel de antrenat sau la aceeai persoan, dup 30 min n repaus, se urmresc parametrii amintii n condiiile unui ritm de 120 traciuni / min. Se constat instalarea rapid a oboselii cnd ritmul este prea alert, impropriu persoanei. Caracterul activ sau pasiv al repausului. Alte dou persoane sunt puse s efectueze efortul la ergograf cu aceeai frecven. Se va nota la fel timpul scurs pn la instalarea oboselii musculare i lucrul mecanic realizat. Apoi una din persoane va efectua timp de 3-5 min micri active cu mna opus, iar a doua nu (odihn pasiv, acelai timp). Cele dou persoane vor repeta proba. Se va constata un decalaj ntre cei doi subieci n favoarea celui care a beneficiat de odihn activ (instalarea mai tardiv a oboselii musculare i un lucru mecanic crescut). Irigaia muchilor activi. Efectuarea determinrii la alte dou persoane, unul avnd aplicat un garou pe antebraul activ. n condiii de irigaie deficitar instalarea oboselii apare mult mai devreme i lucrul mecanic este redus.

Fig. 18 Ergogram

Manifestarea oboselii n aspectul ergogramei depinde de mai muli factori: ritmul de stimulare, intensitatea stimulrii, rezistena pe care trebuie s o nving muchiul n contracie, posibilitile de refacere a potenialului energetic muscular, etc. Modificnd experimental valorile acestor factori, se poate determina rolul lor n instalarea i manifestarea fenomenului de oboseal. Pentru aceasta este necesar stabilirea unor parametri ai graficului care s poat fi msurai sau calculai cu precizie. Acetia de obicei sunt: 1. Linia de oboseal: se stabilete prin unirea vrfurilor de contracie cu o dreapt. 2. Unghiul de oboseal, care este unghiul pe care l face linia de oboseal cu orizontala de la baza tuturor contraciilor. 3. Coeficientul de oboseal (Co), care se obine astfel: - se msoar nlimea fiecrei contracii n parte; - se adun toate aceste valori i se obine nlimea total H; aceasta se reduce prin puterea mritoare a peniei pentru a se afla nlimea total real Hr; - numrul contraciilor msurate este N; 37


Co = Hr / N 4. Travaliul muscular total: Tr = Hr x G, unde G este greutatea, n grame, pe care muchiul o ridic n contracie. 5. Timpul de epuizare, pe care l stabilim cunoscnd viteza de derulare a hrtiei sau nregistrnd timpul.

Lucrarea nr. 22a Prepararea gastrocnemianului de broascPentru studierea activitii musculare se utilizeaz cel mai adesea muchiul gastrocnemian de broasc. Extragerea sa din organism se realizeaz cu uurin, operaiunea decurgnd n anumite etape.

Materiale necesare: broasc, a, ser Ringer pentru poikiloterme, o cutie Petri, instrumentar de disecie, ace de sticl cu vrful bont, plut pentru disecie, vat. Tehnica de lucru: A. Gastrocnemianul cu o singur articulaie ataat. n cutia Petri se pune ser Ringer. Instrumentarul menionat se aeaz la ndemn pe masa de lucru. Se paralizeaz broasca i se fixeaz pe masa de lucru cu faa dorsal n sus. Se prinde tegumentul la nivelul clciului cu pensa dreapt (de preferin cu cioc) i se face o incizie perpendicular pe axul piciorului. Unul dintre braele foarfecii se introduce sub tegument, care se secioneaz pe linia median pn deasupra genunchiului. Marginile tegumentului se rsfrng i se fixeaz pe plut cu ace, astfel nct suprafaa sa extern s nu ating muchiul. Cu ajutorul pensei curbe sau a unui ac de sticl se separ gastrocnemianul de ceilali muchi i de os. Se introduce un fir de a pe sub tendonul lui Achile i se leag strns. Aa va servi la ataarea muchiului de penia nscriitoare. Dup legare, tendonul se secioneaz ct mai departe de nod. Ridicnd de a captul liber al muchiului, acesta se ndeprteaz de os i tibioperoneul se secioneaz sub genunchi. Urmeaz secionarea printr-o singur tietur a femurului i muchilor coapsei, imediat deasupra genunchiului. Preparatul astfel obinut se pstreaz n capsula cu ser pn la fixare n miograf. B. Gastrocnemianul cu dou articulaii ataate Se incizeaz tegumentul i se evideniaz muchiul la fel ca n metoda precedent. Pe sub tendonul lui Achile se introduce un bra al foarfecii i se taie tibioperoneul lng glezn i apoi sub genunchi. Deasupra acestuia se secioneaz femurul i musculatura coapsei printr-o singur tietur. Se ridic de pe plut laba i se pune gastrocnemianul n capsula cu ser, dup care, printr-o ultim seciune separm glezna care va rmne ataat muchiului. 38


Mai simplu i mai rapid se poate proceda astfel: dup ce broasca a fost paralizat, se reteaz piciorul, imediat deasupra genunchiului. Prindem strns esuturile rmase la gamb, apucm tegumentul cu o crp i l tragem spre vrful piciorului. El se desprinde uor i operaiunea decurge asemenea cu dezbrcarea unei mnui. Se fac apoi seciunile menionate anterior, astfel nct gastrocnemianul s rmn cu cele dou articulaii ataate.

Fig.19 Gastrocnemianul i nervul sciatic la broasc

Lucrarea nr. 22b Preparatul neuromuscular gastrocnemian-sciaticRealizarea unui preparat neuromuscular const n izolarea unui muchi mpreun cu nervul su. Preparatul sciatic-gastrocnemian se poate folosi n toate experimentele care necesit stimularea muchiului. Aceasta se va realiza prin eliberarea de acetilcolin provocat de excitarea nervului. Pentru obinerea lui se pot utiliza mai multe metode. Sunt prezentate n continuare dou dintre acestea.

A. Preparatul cu nerv scurt Materiale necesare: aceleai ca i la prepararea gastrocnemianului - broasc, a, ser Ringer pentru poikiloterme, o cutie Petri, instrumentar de disecie, ace de sticl cu vrful bont, plut pentru disecie, vat. Tehnica de lucru: broasca paralizat se fixeaz pe plut cu partea dorsal n sus. Se descoper gastrocnemianul; se incizeaz tegumentul de-a lungul coapsei i 39


se fixeaz pe plut. Se disociaz longitudinal muchii coapsei cu vrful unui ac de sticl i se descoper nervul sciatic, sub forma unui cordon alburiu nsoit de artera femural. Continum disocierea muchilor pn n regiunea centurii pelviene, unde nervul se secioneaz. Se taie, folosind o foarfec mic, toate colateralele nervului. Se lucreaz cu mult grij, ntruct cea mai mic leziune duce la pierderea proprietilor de excitabilitate i conductibilitate. Nervul eliberat se ia pe acul de sticl i se aeaz pe gastrocnemian. n continuare se procedeaz la izolarea muchiului dup metoda descris mai sus (gastrocnemianul cu o singur articulaie ataat). Preparatul astfel obinut se pstreaz n capsula cu ser pn la utilizare. B. Preparatul cu nerv lung. Laba galvanoscopic Metoda prezint ca principal avantaj faptul c obinem ntregul nerv. n plus, evitm secionarea sa, iar originea rahidian rmne i este protejat ntr-un fragment de coloan vertebral. Materiale necesare: aceleai ca la metoda anterioar; avem nevoie n plus de un cristalizor mare, deoarece toate operaiunile se desfoar de la un moment dat sub ser. Tehnica de lucru: broasca paralizat se fixeaz pe plut cu partea ventral n sus. Se ndeprteaz tegumentul de pe abdomen, ncepnd de la simfiza pubian pn n zona membrelor anterioare. Peretele muscular abdominal se incizeaz la baza membrelor posterioare, continund pe prile laterale pna la linia sternului, dup care se rsfrnge n sus sau se ndeprteaz. Se scot acum toate organele abdominale apare coloana vertebral i n prelungirea sa urostilul ncadrat de cte 4 filete nervoase ce constituie plexul lombo-sacral, din care se desprinde sciaticul. Sngele care s-a acumulat n cavitatea abdominal se nltur cu un tampon de vat. Detam apoi ntregul tren posterior, secionnd cu o foarfec mare imediat deasupra locului de origine a primei perechi de nervi. Prindem acum restul de coloan n ciocul unei pense (sau ntre dou degete) i l ridicm de pe pluta de disecie, inndu-l suspendat. Tragem captul tiat al tegumentului ca pe o mnu. Din acest moment, tot ceea ce urmeaz se desfoar n cristalizorul cu ser. Se fac dou seciuni paralele cu filetele nervoase, ntre acestea i iliumuri, pn la locul n care sciaticul dispare n articulaie. Folosim tot o foarfec mare, cu vrful rotunjit. Se lucreaz cu atenie, pentru a nu prinde sciaticul n tietur. ntoarcem acum piesa cu partea dorsal n sus. Se prinde vrful urostilului cu pensa curb i, cu mare atenie pentru a nu leza sciaticul, se detaeaz din articulaie. Dup aceasta tracionm urostilul uor i continuu, desprinzndu-l astfel de nervi. Ne putem ajuta pentru aceasta i cu o baghet de sticl. Urmeaz ndeprtarea celor dou iliumuri. Se taie apoi urostilul, rmnnd ataat de nerv doar fragmentul de coloan din care ies nervii i pe care l secionm la mijloc. Cei doi nervi cu capetele protejate de cte un fragment de coloan sunt acum separai. Pornind de la 40


articulaia coxo-femural spre genunchi izolm un sciatic, detandu-l de esuturile nconjurtoare cu ajutorul unui ac de sticl. Dup ce am ajuns la genunchi, secionm deasupra sa femurul i musculatura coapsei. n acest moment este realizat preparatul numit laba galvanoscopic. Pentru definitivarea preparatului neuromuscular urmeaz s facem cele necesare pentru desprinderea gastrocnemianului de tibioperoneu, cu sau fr articulaia gleznei (vezi lucrrile precedente). Se procedeaz la fel i pentru cellalt membru.

Fig.20. Schema preparrii preparatului gastrocnemian-sciatic la broasc

41


APARATUL DIGESTIVDigestia reprezint totalitatea proceselor care asigur transformarea alimentelor n substane asimilabile de ctre esuturile organismului. n procesul digestiei, alimentele sunt supuse unor transformri mecanice, sunt transportate de-a lungul tubului digestiv, descompuse chimic sub aciunea enzimelor i apoi absorbite. Aceste aciuni se realizeaz datorit funciilor proprii ale tubului digestiv i ale glandelor sale anexe: funcia motorie, funcia secretorie i cea de absorbie. Aparatul digestiv mai ndeplinete i alte roluri: funcia endocrin (de sintez i eliberare a unor hormoni cu rol reglator asupra digestiei) i funcia excretoare (de eliberare n lumenul tubului digestiv a unor substane nefolositoare). Multitudinea funciilor ndeplinite de aparatul digestiv implic variate metode de explorare a acestora.

Lucrarea nr. 23 Observarea micrii cililor esofagieni la broascPrincipiil lucrrii: La broasc plafonul cavitii bucale este acoperit cu un epiteliu ciliat. Particule fine de plut sau negru de fum, sunt deplasate spre regiunea stomacal datorit micrii cililor esofagieni. Materiale necesare: broasc, plut de disecie, ace cu gmlie, instrumentar de disecie, bucele fine de plut, praf de crbune, ser fiziologic, microscop, lam de sticl. Desfurarea lucrrii: broasca se paralizeaz prin distrugerea mduvei spinrii i se fixeaz pe plut cu partea ventral n sus. Se incizeaz tegumentul i planeul muscular abdominal, descoperind esofagul i stomacul. Apoi se secioneaz i se ndeprteaz maxilarul inferior. Apoi se descoper deschiderea esofagului i se incizeaz i ndeprteaz poriunea lui ventral pe o distan de 1-2 cm. a) pe regiunea posterioar a palatinului i la nceputul esofagului se presar cteva bucele de plut i se urmrete deplasarea acestora spre stomac (dac micarea nu se produce, esofagul trebuie umezit cu ser). b) o poriune de esofag, excizat din partea sa dorsal, se pune pe o lam de microscopie i se presar cu praf de negru de fum. Se observ la microscop deplasarea acestuia spre captul stomacal al esofagului; se poate vedea i micarea cmpurilor de cili. c) o bucat de esofag, nu prea mare, pus cu partea ciliar n jos pe lam, se deplaseaz. Micarea poate fi urmrit i la microscop. ncetinirea motilitii cililor se produce prin rcirea mucoasei sau sub aciunea fumului de igar, ct vreme nclzirea mucoasei are efecte opuse.

42


Fig.21 Cavitatea buco-faringian la broasc: 1.-dini de pe maxilar; 2.-dini vomerieni; 3.-narina intern; 4.-deschiderea spre trompa lui Eustache; 5.-glota; 6.-deschiderea spre sacul vocal (la masculi); 7.-limba; 8.-maxilarul superior; 9.-maxilarul inferior

Lucrarea nr. 24 Hidroliza amidonului cu saliv sau cu HClFuncia secretorie (secreia enzimelor digestive, care descompun chimic nutrienii) este asigurat de glandele anexe ale tubului digestiv: salivare, ficat, pancreas, precum i de glandele gastrice i intestinale. Glandele salivare parotide secret saliva seroas, sublingualele saliva mucoas, iar submandibularele saliva mixt. n saliv se gsesc dou enzime care descompun glucidele: amilaza salivar (ptialina) i maltaza. A mai fost identificat i o enzim proteolitic cu rol limitat (kalicreina).

Principiul lucrrii: amidonul este degradat treptat pn la maltoz sub aciunea amilazei salivare sau a unui agent hidrolizant artificial (acidul clorhidric). Materiale necesare: - pentru recoltarea salivei: stativ cu eprubete, plnie de sticl, hrtie de filtru, instalaie pentru filtrare la vid;

43


- pentru hidroliza amidonului: amidon fiert n soluie, saliv, HCl 5%, soluie de iodo-iodur de potasiu (I+IK), pahare Berzelius, eprubete, pipete, plac de sticl, bec de gaz. Desfurarea lucrrii: A. Recoltarea salivei. Se cltete gura cu ap cldu, apoi se excit glandele salivare mestecnd o bucat de cauciuc sau mirosind eter. Saliva care se formeaz se colecteaz printr-o plnie mic ntr-o eprubet. n timp de 30 min se pot recolta, de la un individ, aprox. 10 ml saliv. Pentru a putea fi utilizat n experiment, saliva se filtrez la vid prin hrtie de filtru. B. Hidroliza amidonului cu saliv prin metoda picturilor. ntr-un pahar Berzelius se face un amestec din 1 g amidon i 1 ml ap distilat, peste care se mai adaug 100 ml ap distilat. Amestecul se fierbe timp de 2 min, dup care se obine soluia opalescent de amidon. Pe o lam de sticl mare, aezat pe un fond alb, se depun, egal distanate, 20-30 picturi de I+IK. ntr-o eprubet se iau 5 ml soluie de amidon i se adaug 2 ml saliv diluat cu ap distilat n proporia de 1:3. Din acest amestec se depune, din secund n secund, cte o pictur, peste o pictur de I+IK. Se obine astfel scara de culori (de la albastru nchis la incolor) caracteristic degradrii amidonului. C. Hidroliza amidonului cu HCl. Se ia o prob din soluia de amidon i se face reacia cu I+IK, obinndu-se o coloraie albastru nchis. ntr-un pahar Berzelius se iau 50 ml soluie de amidon, peste care se adaug 5 ml HCl 5% i se pune la fiert. La intervale de 5 min se iau probe din soluia pus la fiert (cte 1 ml, ntr-o eprubet), peste care se adaug 2 ml ap distilat i o pictur de I+IK. Se va obine o scar de culori, care corespunde produilor succesivi ai degradrii amidonului: amidon amilogen amilodextrin eritrodextrin acrodextrin (albastru) (albastru-violet) (violet) (rou-brun) (roz) acrodextrin maltoz. (incolor) (incolor)

44


APARATUL RESPIRATORLucrarea nr. 24 Determinarea capacitilor i volumelor respiratorii la om (spirometrie)Respiraia const din totalitatea proceselor care privesc transportul O2 din atmosfer la esuturi i al CO2 rezultat din oxidrile celulare, n sens invers. Procesul respirator poate fi divizat n 4 etape majore: 1 ventilaia pulmonar, mecanismele care asigur primenirea aerului la nivelul alveolelor pulmonare; 2 difuzia O2 i CO2 la nivelul alveolelor; 3 transportul gazelor respiratorii prin snge i celelalte lichide biologice; 4 reglarea ventilaiei pulmonare. n timpul unei respiraii normale sau forate, se introduc sau se scot din plmni cantiti de aer caracteristice, care din punct de vedere practic sunt mprite n volume i capaciti respiratorii. Volumele reprezint cantiti de aer din anumite momente ale ciclului respirator, iar capacitile sunt combinaii de volume.

Principiul lucrrii: aerul expirat sau inspirat (normal sau forat) se introduce ntr-o incint impermeabil, care ridic un cursor ce ne indic volumul introdus. Materiale necesare: spirometru, pahar cu alcool. Exist mai multe tipuri de spirometre, care sunt grupate n dou categorii: spirometre umede i spirometre uscate. Un spirometru umed este alctuit din dou pri principale: un recipient cilindric a crui interior cuprinde un cilindru central i o zon periferic ngust, n care se toarn ap; un clopot cilindric (c) care se poate deplasa n interiorul centurii de ap a recipientului. Cilindrul central al recipientului este strbtut, axial, de un tub metalic (tm) care este orizontalizat i exteriorizat la baza cilindrului, unde se prelungete cu un tub de caucic (tc). La captul liber al acestuia se ataeaz o pies bucal care const dintr-un tub scurt de sticl. Cnd se sufl aer prin tubul de cauciuc, clopotul aflat n poziia zero, adic scufundat pn la refuz n centura de ap, se ridic cu att mai sus cu ct cantitatea de aer introdus este mai mare. Aceasta este indicat pe scara gradat (s) de un ac indicator (i). Prin intermediul unui fir, care trece peste un scripete (S), cilindrul mobil este pus n legtur cu o greutate (g) care faciliteaz ridicarea lui, ajutndu-l s nving fora de frecare. Principalele componente ale spirometrului uscat Barnes (fig. 6) sunt: o cutie metalic cilindric (C) i un burduf (B) din folie de polietilen, plasat n interiorul cutiei, care colecteaz aerul. n centrul capacului metalic superior al burdufului se afl fixat un capt al unei rigle metalice (S), gradat n cm ncepnd de sus. Excursia 45


captului superior al riglei, care iese la exterior printr-un orificiu practicat n capacul cutiei, poate fi blocat cu ajutorul unei piedici.

Fig. 22 Spirometre (stnga: cu ap, dreapta: uscat Barnes) (explicaii n text)

Desfurarea lucrrii: a) determinarea aerului curent respirator (VC). Persoana experimentat st pe un scaun i respir normal. Ea introduce n tubul spirometrului aerul a 5 expiraii normale. Volumul total de aer introdus se mparte la numrul expiraiilor (aprox. 2500 ml : 5 = aprox. 500 ml), ceea ce reprezint volumul de aer inspirat sau expirat n mod curent. b) determinarea aerului complementar (volum inspirator de rezerv VIR). O serie de 5 inspiraii forate cu expiraii normale, distanate ntre ele cu pauze de 1 min, va introduce n spirometru o cantitate total de aer de 10.000 ml. Din aceast cantitate 2.500 ml o reprezint aerul curent, iar 7.500 ml este aerul complementar. Pentru o inpiraie forat revin deci 1.500 ml aer. 46


- se mai poate folosi i urmtoare metod: se ventileaz spirometrul, ridicnd i cobornd de cteva ori cilindrul mobil (sau rigla), apoi se oprete la un animit nivel (de ex. la 3.000 ml). Persoana examinat face o inspiraie obinuit din exterior, apoi introduce repede piesa bucal n gur, i strnge nrile i inspir, ct mai profund, aer din spirometru. Calculndu-se diferena dintre valoarea indicat de spirometru la nceput (3.000 ml) i la sfrit (1.500 ml), aflm volumul aerului complementar, de aprox. 1.500 ml. c) determinarea aerului de rezerv (volum expirator de rezerv VER). O serie de 5 expiraii forate cu inspiraii normale, distanate ntre ele cu pauze de 1 min, va mpinge n spirometru o cantitate total de 10.000 ml aer. Din acesta 2.500 ml este aerul curent, iar 7.500 ml este aerul de rezerv. De o expiraie forat revine un volum de 1.500 ml. - dup o expiraie obinuit, extraspirometru, persoana examinat face o expiraie forat n spirometru. Se citete pe scala gradat valoarea fraciunii de aer respective. d) determinarea capacitii vitale (VC + VIR + VER). Persoana examinat face o inspiraie forat, dup care i strnge repede nrile i face o expiraie forat n spirometru, cu vitez medie, care se mrete spre sfrirul efortului expirator. Se citete volumul pe scala gradat. La sfrit se face nsumarea valorilor aflate la pct. a, b i c i se compar cu valoarea capacitii vitale aflate la pct. d.

Fig. 23 Relaiile funcionale dintre volumele i capacitile respiratorii

47


Valoarea capacitii vitale a persoanei examinate se compar cu valoarea standard normal pentru categoria de vrst, sexul i nlimea persoanei respective. Valorile standard ale capacitii vitale se gsesc n tabele, sau pot fi stabilite cu ajutorul nomogramelor. n lipsa acestora, valoarea capacitii vitale poate fi calculat dup formula lui West: CV = I x F, n care I = nlimea persoanei (cm) i F = un factor a crui valoare este 20 pentru femei, 25 pentru brbai i 29 pentru atlei. Capacitatea vital normal este, n medie, de 3.500-4.000 ml. O valoare foarte mare (pna la 9.000 ml) se ntlnete la sportivi. n afeciunile pulmonare grave se produce scderea capacitii vitale. Cunoscnd capacitatea vital, putem calcula ctul vital (QV), dup urmtoarea formul: QV = (CV x G) / I CV = capacitatea vital (ml); G = greutatea subiectului (kg); I = nlimea (cm). Ctul vital variaz n funcie de vrst, fiind de 130 la 6 ani, 320 la 10 ani, 565 la 14 ani i 800 la adultul normal. La adulii tuberculoi QV scade la 500, 400 sau 300, valoarea lui fiind cu att mai mic cu ct boala este mai avansat. Rezultate i discuii: -Valorile obinute cu ajutorul spirometrului i prin calcul se vor trece n tabelul urmtor: Parametrul VC VIR VER CI (VC + VIR) CV CT (CV + VR) CV (valoarea standard normal) QV Valori normale (ml) brbai femei 500 400 1500 1200 1500 1200 2000 1600 3500 2800 5300 4300 Valori experim. (ml)

Lucrarea nr. 25 Rolul diafragmei n respiraie. Experiena DondersPrincipiul lucrrii: membrana de cauciuc, care este ridicat sau lsat n jos, joac rolul diafragmei n respiraie. Ea produce o scdere a presiunii aerului n

48


incint i o dilatare a pulmonului, sau o cretere a presiunii i o micorare a pulmonului. Materiale necesare: dispozitiv Donders pentru cine sau un dispozitiv mai mic i mai simplu pentru cobai, pulmon de cine sau de cobai, instrumentar de disecie. Dispozitivul Donders este un model al cutiei toracice care const dintr-un clopot de sticl nchis la partea inferioar cu o membran subire i elastic de cauciuc, strns legat peste marginile clopotului. Membrana prezint la mijloc un crlig metalic, similar cu cele de la pneumograful Bert. n partea superioar, clopotul este nchis etan de un dop prin care trece un tub metalic sau de sticl pe care se va mbrca traheea pulmonului; tot prin dop trece i captul unui manometru. Desfurarea lucrrii: pentru a introduce pulmonul de cine n dispozitivul Donders original, se desface membrana de cauciuc de la baza aparatului, se leag traheea de tubul central care srbate prin dopul de sus, apoi se leag la loc membrana. Pentru pulmonul de cobai care este mai mic, este suficient s se scoat dopul din partea superioar a vasului pentru a putea lega traheea de tub. Trgnd de cuiul din mijlocul membranei n jos, facem o depresiune n incinta aparatului. Aerul de la exterior, cu presiune mai mare, va ptrunde n plmni i i va dilata. Este actul analog inspiraiei. Ridicnd cuiul membranei, mrim presiunea din incint prin scderea volumului; aerul va iei din plmn, care se va micora. Este actul analog expiraiei.

Fig.24 Schema unui dispozitiv Donders, simplu

49


SNGELELucrarea nr. 26 Defibrinarea sngelui de mamiferPrintre proteinele plasmatice un loc important l ocup factorii coagulrii, care mpreun cu factorii trombocitari ai coagulrii, realizeaz hemostaza. Factorul I al coagulrii (fibrinogenul) este o protein plasmatic care se formeaz n sistemul reticuloendotelial din ficat i din mduva osoas. n cursul coagulrii, fibrinogenul se transform n fibrin, printr-un proces de polimerizare, care const n unirea ca

Documents

32533558-FiziAnim-Lp