Материалы и методы исследования
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра физиологии человека и животных
Отчет по производственной практике
Мисюченко Ирины Владимировны
студентки 4 курса, специальность
“научно-производственная деятельность”
Научный руководитель:
кандидат биологических наук,
доцент С.А. Руткевич
Минск, 2014
Содержание
Список сокращений……………………………………………………………….3
Введение…………………………………………………………………………...4
Глава 1. Обзор литературы……………………………………………………….6
Глава 2. Материалы и методы исследования……………………………………8
Глава 3. Результаты …………………………………………………………..…11
3.1 Регистрация и анализ электроэнтеромиограммы восходящей ободочной кишки у контрольной группы крыс…………………………………………….11
3.2 Регистрация и анализ электроэнтеромиограммы восходящей ободочной кишки у опытной группы крыс…………………………………………………12
3.3 Регистрация и анализ электроэнтеромиограммы тощей кишки у контрольной группы крыс и у животных, принимавших линкомицин………………………………………………………………………13
Заключение……………………………………………………………………….17
Список литературы………………………………………………………………20
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ЖКТ – желудочно-кишечный тракт
|
|
|
МП – мембранный потенциал
ПД– потенциал действия
ЭА–электрическая активность
ВВЕДЕНИЕ
Регуляторные влияния к органам пищеварительного тракта, как известно, складываются из баланса «команд» ЦНС и местной регуляции, которая определяется активностью клеток-водителей ритма гладкой мускулатуры и гуморальными влияниями с помощью химических посредников кишечного и внекишечного происхождения (простагландины, кинины, оксид азота, гистамин и др.). Значительное местное влияние на состояние моторики ЖКТ оказывает микрофлора. Деятельность микроорганизмов приводит к газообразованию, снижению порога чувствительности миоцитов, стимуляции выработки холецистокинина [3].
Бактерии, населяющие просвет желудочно–кишечного тракта, выполняют ряд функций, имеющих весьма важное значение для организма «хозяина». Микробная популяция играет важнейшую роль во внутрипросветном пищеварении, в частности, участвует в переваривании пищевых волокон (целлюлозы), ферментативном расщеплении белков, высокомолекулярных углеводов, жиров и в процессе метаболизма вырабатывает ряд полезных для организма веществ.
Главный представитель анаэробной кишечной микрофлоры – бифидобактерии – синтезируют аминокислоты, белки, витамины группы В. Выдвинуто предположение, что некоторые вещества, вырабатываемые бифидобактериями, обладают антиоксидантными свойствами и способствуют снижению риска заболеваемости раком толстой кишки.
|
|
|
Среди аэробных микроорганизмов важнейшая роль в метаболических процессах принадлежит кишечной палочке, обладающей большим спектром функциональных свойств. E.coli вырабатывает несколько витаминов (тиамин, рибофлавин, пиридоксин, витамины В12, К, никотиновую, фолиевую, пантотеновую кислоты), участвует в обмене холестерина, билирубина, холина, желчных и жирных кислот, и, опосредованно влияет на всасывание железа и кальция.
Помимо этого, бактерии выделяют широкий спектр веществ, так или иначе воздействующих на моторику. Среди них медиаторы (гистамин, серотонин, ГАМК, циклические АМФ и ГМФ, пептиды), а также бактериальные метаболиты желчных кислот, короткоцепочечные жирные кислоты, токсины и др. [1,3]. Образующиеся под влиянием микрофлоры продукты метаболизма белка (индол, фенол, скатол) оказывают регулирующее воздействие на перистальтическую активность кишечника.
В связи с изложенным выше, представляется перспективным исследование характера электрической активности толстого кишечника у лабораторных животных в условиях длительного приема антибактериальных препаратов.
|
|
|
Цельисследований заключалась в определении характера электрической активности восходящей ободочной и тощей кишки крыс в условиях приема линкомицина.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- определить характер электрической активности восходящей ободочной и тощей кишки крыс в контрольной группе животных;
- установить особенности электрической активности восходящей ободочной и тощей кишки крыс в условиях длительного приема линкомицина.
ГЛАВА 1
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Особенностью электрической активности миоцитов ЖКТ является способность некоторых клеток к ритмической спонтанной деполяризации. Это значит, что они могут ритмически возбуждаться. В результате возникают слабые сдвиги мембранного потенциала (МП) – медленные электрические волны. Поскольку такие сдвиги МП не достигают критического уровня, то сокращение гладких мышц не возникает, но происходит открытие быстрых потенциал зависимых кальциевых каналов. Ионы Са++ поступают внутрь клетки и генерируют потенциал действия (ПД), приводящий к сокращению. После прекращения ПД мышцы не расслабляются, а находятся в состоянии тонического сокращения. Это объясняется тем, что после развития ПД остаются открытыми медленные потенциал зависимые Na+- и Са++- каналы [5, 11].
|
|
|
Среди популяций гладких миоцитов имеются единицы, обладающие пейсмекерной активностью (клетки Кахаля), локализованные на границе циркулярного мышечного слоя, из которого они распространяются по циркулярным и продольным мышцам [13]. Еще до конца не изучена локализация пейсмекеров, но исследования показывают, что они расположены между слоями гладких мышц и сообщаются с гладкой мускулатурой посредством синаптических контактов. Мембранный потенциал клеток Кахаля может спонтанно флуктуировать, причем весьма закономерно, путем управления кальциевыми каналами [8]. В покое мембранный потенциал мышечных клеток кишки находится в диапазоне от -40 до -80 милливольт и в значительной степени определяется деятельностью Na +-K + насосов и K + каналов [10]. Амплитуда медленных флуктуаций потенциала не превышает 10 мВ, от –30 до –20 мВ относительно эквипотенциального (нулевого) значения. Общее время одного цикла деполяризация – реполяризация продолжается секунды. Спайки при таком виде пейсмекерного потенциала генерируются не во всех гладких миоцитах (пример – клетки фундального отдела желудка) [4, 12].
Сокращения сопровождают медленные волны только тогда, когда платовые потенциалы достигают уровня около –35 – 40 мВ, при котором активируются потенциал чувствительные кальциевые каналы, приводя к входу кальция в клетки. Возбуждение, т. е. деполяризация сарколеммы, увеличивает амплитуду и длительность «платовых» потенциалов, прибавляя кальциевый ток, и увеличивая амплитуду соответствующих сокращений. Торможение, т. е. гиперполяризация, имеет обратный эффект и предохраняет реализацию ритмических сокращений. Тормозные входы обычно доминируют над возбуждающими, маскируя ритмическую электрическую и сократительную активность. Ритмические сокращения восстанавливаются, если все нервные входы заблокированы тетродотоксином или когда тормозные входы сами заторможены [6].
Медленные волны ЖКТ устойчивы к действию блокаторов кальциевых каналов, хотя скорость нарастания и амплитуда зависит от концентрации кальция. Такие свойства обычно сообщаются клеткам присутствием потенциалзависимых кальциевых каналов [1]. Кроме того, для мембраны интерстициальных клеток характерна экспрессия как L-, так и T-типов потенциал – управляемых кальциевых каналов [10].
Электромеханическое сопряжение происходит с участием Ca++, поступающим из интерстиция. Он действует на молекулы миозина через посредство кальмодулина, вторичного белкового посредника, который активирует киназы легких цепей миозина. Затем происходит перенос фосфатной группы от АТФ к миозину и срабатывание «мостиков». Удаление кальция кальциевой помпой дефосфориллирует миозин, и он может подготовиться к включению в новый цикл сокращения [7, 8].
Глава 2
Материалы и методы исследования
Эксперименты были выполнены на 12 наркотизированных белых крысах средней массой 250 г в условиях «острого опыта». Использовали нембутал, который вводился внутрибрюшинно в дозе 50 мг/ 1 кг массы животного.
Экспериментальные данные получены у животных из 2 групп: 1 группа – контроль, 2 группа – животные, получавшие в течение 10-14 дней линкомицин с водой (60 мг/ 1 кг). Способ введения антибактериального препарата заимствован из [4].
Для поддержания жизнедеятельности тканей теплокровных животных использовался раствор Рингера. Раствор Рингера не только изотоничен плазме крови, но и близок ей по своему ионному составу. Кроме того, его реакция приближается к слабощелочной реакции плазмы благодаря содержанию в нем NaHCO3 .
2.1 Операционные процедуры. У всех животных для открытия доступа к петлям кишечника выполнялась лапаратомия. Кишечник, по возможности аккуратно извлекался из брюшной полости и располагался на грелке. Для регистрации электрических потенциалов гладких мышц кишки (тощей и восходящей ободочной) использовали прижимные хлорсеребряные биполярные электроды. Во избежание подсыхания ткани покрывали вазелиновым маслом.
2.2 Методы регистрации и обработки исследованных показателей. Регистрирующие электроды присоединяли к входу дифференциального усилителя переменного тока, выход которого был подключен к аналого-цифровому преобразователю компьютера. Эксперименты выполнены с использованием компьютеров в режиме работы “на линии”. Комплекс приборов состоял из усилителей переменного и постоянного тока (производство ИТМО НАНБ), компьютера “Pentium-III”. Сигналы регистрировались на жестком диске, анализировались и затем воспроизводились для иллюстраций. Использован оригинальный пакет программ “Inputwin”, разработанный в Институте физиологии НАН Беларуси член-корреспондентом, профессором В.В. Солтановым, старшим научным сотрудником О.А. Азевым и программистом, ведущим инженером В.Е. Бурко [2].
Обработка полученных данных. Процедуры регистрации и анализа сигналов заключалась в следующем. При использовании программы «Input» в начале опыта подбиралась необходимый шаг квантования сигнала (10 мс), исходя из требований минимальной пятиточечной оцифровки любого импульса. Низкая скорость оцифровки подходит для регистрации медленноменяющихся процессов (сигналы от датчиков артериального давления, дыхания, температуры и электродов для регистрации электроэнтеромиограммы). Время непрерывного накопления информации составляло 60 с. Запись производилась в течение нескольких часов, с интервалом между файлами непрерывной регистрации 4 с.
По ходу эксперимента и после его окончания анализировались изменения частоты и площади зарегистрированной импульсации с помощью прикладных компьютерных программ. Изменения электрической активности энтероцитов тощей кишки анализировались по комплексному показателю ее интенсивности, учитывающему вклад амплитуды, частоты и длительности волн основного (базального) ритма. Этот показатель условно назван «площадью», приведен в относительных (машинных) единицах (S, м.е.), физически представляет собой интеграл напряжения сигнала миограммы по времени и является компьютерным эквивалентом общепринятого метода аналогового интегрирования. Кроме того учитывалась количество генерируемых «быстрых» пиков (F, имп/мин), представляющих собой потенциалы действия, возникающие под регистрирующими электродами и отражающими сократительную активность энтеромиоцитов.
Кроме функций оцифровки и записи данных «Input» имеет ряд полезных сервисных средств их просмотра и обработки: смещение кривых по вертикали, масштабирование (увеличение и уменьшение), сглаживание (усреднение по заданному количеству точек), сжатие. Сжатый процесс фактически представляет собой кривую изменения изучаемой функции, построенную по точкам, количество которых соответствует установленному разрешению монитора по горизонтали и позволяет в ряде случаев избежать необходимости построения соответствующих графиков.
Установка курсорной линии в нужной точке кривой позволяет точно определить координаты X и Y, то есть время от момента начала оцифровки в секундах и амплитуду сигнала в машинных и реальных единицах. Последняя получается путем умножения амплитуды сигнала в машинных единицах на коэффициент. Кроме того, «InputWin» имеет весьма широкий набор дополнительный встроенных функций. Основные из них:
«Частота» - преобразует периодический сигнал в график изменения частоты.
«Детектирование» – инвертирует отрицательные значения сигнала относительно нулевой линии.
«Дифференцирование» - математическое преобразование F(t)=dY/dt.
«Инвертирование» - производит разворот сигнала на 180˚ относительно нулевой линии.
«Изолиния» - находит среднее значение сигнала по всему файлу и устанавливает на него «нулевую линию».
По сравнению с другими аналогами программа «InputWin» выгодно отличается тем, что изначально разработана для регистрации и обработки именно биологических процессов.
Глава 3
Результаты
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 128; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!