4. fejezet - AZ IZOMMŰKÖDÉS ÉLETTANA

Tartalom

Túlélő simaizom preparátumok vizsgálata
Anyagok és eszközök
Patkány emésztőrendszerének felépítése és szabályozása - Patkány vastagbél
Csiganyelőcső (gyomor)
Törpeharcsa gyomor
Patkány uterus (méh)
Kísérletek harántcsíkolt vázizom készítményeken
Anyagok és eszközök
Az ideg-izom preparátum elektromos ingerlése során megfigyelhető jelenségek
ACh kontrakúra vizsgálata, dózis-hatásgörbe felvétele, egyéb anyagok vizsgálata

Túlélő simaizom preparátumok vizsgálata

Anyagok és eszközök

Felhasznált állat: Wistar patkány, éti csiga (Helix pomatia), törpeharcsa (Ictalurus nebulosus).

Eszközök:

1 db nagyollócérna1 db kisollószervedények
2 db kiscsipesz6 db injekciós tű1 db békatál1 db automata pipetta (200 µI)
1 db 0. 2 g-s súlypapírvatta2 db üvegpohár 

Anyagok

4.1. táblázat -

Tyrode oldat patkány vékonybélhez gyomorhoz Ringer oldat éti csiga nyelőcsőhöz Ringer oldat törpeharcsa gyomorhoz
40 g NaCl (Reanal) 32.5 g NaCl37.4 g NaCl
1 g KCI (Reanal)0.7 g KCI0.93 g KCI
1 g CaCl2 (Reanal)0.6 g CaCl21.32 g CaCl2
0.5 g MgCl2 (Reanal)1 g NaHCO3 0.20 g NaHCO3
0.25 g NaH2PO4 (Reanal)ad 5000 ml desztillált vízad 5000 ml desztillált víz
5 g NaHCO3 (Reanal)  
5 g glükóz (Reanal)  
ad 5000 ml desztillált víz  

4.2. táblázat -

Ringer oldat patkány uterushoz Nembutal (CEVA) Hisztamin (H, Chinoin) Pilokarpin (Human)
35.76 g NaCl45 mg/testsúly kgPeremin oldat1 %-os oldat
1.68 g KCl (5mg/1 ml)ezt használjuk
0.32 g CaCl2 nem kell hígítaniDózis: 20 µl
2.0 g NaHCO3   
2.0 g glükóz   
ad 4000 ml desztillált víz    

4.3. táblázat -

Acetilkolin (ACh) Adrenalin (A)
(Acethilcholin, Reanal)(Tonogén, Richter Gedeon)
Ms.182, por Ms:184 , inj. ampulla
 (1 mgl1 ml) - 2.7x10-6 M)
Hígítások: 
18.5 mg ACh + 1 ml Tyrode oldat0.8 ml Tonogén + 3.6 ml Tyrode oldat
(5x10-5 M dózis-100 µI beadásánál)(5x10-7 M dózis)
1. 100 µI ACh törzsoldat + 900 µI Tyrode oldat 1. 1.0 ml törzsoldat + 9.0 ml Tyrode oldat
( 5x10-6 M dózis)(5x10-8 M dózis)
2. 100 µI ACh 1 oldat + 900 µI Tyrode oldat 2. 1.0 ml 1 oldat + 9.0 ml Tyrode oldat
(5x10-7 M dózis)(5x10-9 M dózis)
3. 100 µI ACh 2 oldat + 900 µI Tyrode oldat  
(5xl0-8 M dózis) 
4.100 µl ACh 3 törzsoldat + 900 µl Tyrode oldat  
(5x10-9 M dózis) 

4.4. táblázat -

Szerotonin (5-HT, Sigma) 17 β ösztradiol (Sigma)
Acetilkolin (ACh, Reanal)  
Használt koncentrációkHígítás
(10-9 M)300 µg 17-β-ösztradiol + 0.25 ml Corn oil
(10-8 M)Kezelés
(10-7 M)0.25 ml./nap s.c. 3 napon át a kísérlet előtt
(10-6 M) 
(10-5 M) 

Dopamin (Sigma, por)

18.95 mg dopamin + 10 mg C-vitamin + 100 ml dvíz (10-3 M)

ebből 2 ml - 5 x 10-5 M

ebből 1 ml -1 x 10-5 M

100 µI 10-3 M dopamin + 9900 µI dvíz (10-5 M)

ebből 2 ml -1 x 10-6 M

ebből 1 ml - 5 x 10-7 M

ebből 1 ml - 5 x 10-8 M

Oxytocin (OT, Sigma) 200µg/ml azaz 10-6 M konc.

Hígítás:

1. 100 µI törzs + 900 µI fiz.só oldat (10-7 M konc.)

2. 100 µI törzs + 9900 µI fiz.só oldat (10-8 M konc.)

3. 100 µI 2. oldat + 900 µI fiz.só oldat (10-9 M konc.)

100 µl-t kell a fenti oldatokból bemérni a kísérlet során.

Patkány emésztőrendszerének felépítése és szabályozása - Patkány vastagbél

Gyomor

Részei: 1. fundus - nyelőcső felőli részen a n. vagus beidegzés - ellazítja 2. corpus - felső részén ingerképző központ, perisztaltika a pylorusig 3. antrum 4. pylorus

4.1. ábra - A gyomor, a duodenum és a pancreas paraszimpatikus beidegzése

A gyomor, a duodenum és a pancreas paraszimpatikus beidegzése

A gyomor, a duodenum és a pancreas paraszimpatikus beidegzése és hatása. A n. vagusból felszabaduló acetilkolin fokozza a gyomorsav-, az inzulin- és a glucagon szekrécióját, valamint a vékonybél felső szakaszának a motilitását.

Vékonybél

Emésztés itt fejeződik be. Vitaminok, folyadék, emésztési termékek felszívása. Napi 9 liter folyadék képződik a vékonybélben: 2 liter táplálék + 7 liter bélnedv, víz

Részei:duodénum (patkóbél), jejunum (éhbél), mely az első 2/3-a a bélnek és ileum (csípőbél)

Mirigyek: a. intestinális mirigyek (Lieberkühn-crypták)- mindenhol b. duodenális mirigyek (Brunner mirigyek) - csak a duodénumban c. enterokromaffin sejtek - szerotonin elválasztás

Nyirokszövet: a. magányos (solitarius) nyiroktüszők b. nyiroktüsző aggregátumok (Peyer-plaque csak az ileumban)

Bélmozgások: 1. Szegmentáló kontrakció Körkörös izomzat végzi - 5-10 cm-ként, szabályos időközönként,gyűrűszerűen összehúzódik.Külső beidegzés nem kell a szegmentáló kontrakcióhoz, de intakt plexus myentericus szükséges, béltartalmat nem továbbít. 2. Perisztaltikus hullámok Feszülésre adott válasz - myentericus reflex. Frekvencia a vastagbél felé csökken. 2-25 cm/perc továbbító sebesség. Csak egy irányban működik. 3. Ingamozgás Hosszanti izomzat végzi ide-oda, kistávon (cm-s), keverő mozgás. 4. Bélbolyhok saját mozgása Nyálkahártya izomrétege biztosítja.

Beidegzés: Plexus myentericus (Auerbach plexus) Hosszanti és középső körkörös izomréteg között. Szimpatikus idegrendszer gátolja (adrenalin) – elernyed. Plexus submucosus (Meissner plexus) Középső körkörös izomréteg és a mucosa között. A két plexus egymással kapcsolatban áll. Paraszimpatikus kolinerg beidegzés, a plexusok kolinerg idegsejtjein végződik. A bél simaizom működését és a mirigy működést fokozza. Szimpatikus, noradrenerg beidegzés: A simaizomzat aktivitását gátolja, a véredényeket szűkíti. A kolinerg neuronokon kifejtett hatás az acetilkolin felszabadulást gátolja.

4.2. ábra - A gyomor-bél traktus belső és külső beidegzése a bélfal átmetszeti képén

A gyomor-bél traktus belső és külső beidegzése a bélfal átmetszeti képén

4.3. ábra - A gyomor-bél huzam noradrenerg- és kolinerg beidegzése és hatása a simaizom működésére

A gyomor-bél huzam noradrenerg- és kolinerg beidegzése és hatása a simaizom működésére

A szimpatikus izgalomra a felszabaduló noradrenalin elernyedést okoz. 1. Gátolja preszinaptikusan az acetilkolin felszabadulását (α2 receptoron keresztül is) és 2. a simaizomsejt felszínén levő β-receptorok izgatásával a cAMP szintet emeli. A vagusból és a bél kolinerg interneuronjaiból felszabaduló acetilkolin kontrakciót vált ki, úgy, hogy az M3-receptort izgatja, és az intracelluláris Ca2+ szint emelkedését váltja ki két módon: a. IP3 és diacilglicerol (DAG) emelkedése kalciumot szabadít fel az intracelluláris raktárakból, b. gátolja a K-+- permeabilitást ami depolarizációt és ez a feszültségfüggő Ca2+ csatornán Ca2+ belépést okoz.

Vastagbél

Folyadék, és Na+ visszaszívás (2 literből kb. 2-300 ml marad). Részei: a. féregnyúlvány (bél tonsilla, az immunrendszer része) b. vakbél c. colon d. végbél

A gyakorlat menete A gyakorlat során a vékonybelet tanulmányozzuk. A preparátumot a csípőbél elejéből készítjük (ok: itt a legerősebb a perisztaltika). A megfigyelhető anyaghatások:

Adrenalin: A szimpatikus beidegzést utánozza. Perisztaltika és a bélfal tónus csökken.

Acetilkolin: A paraszimpatikus beidegzést utánozza. Perisztaltika és a béltónus nő.

Pilokarpin: Paraszimpatikus izgatószer. Bélmotilitás nő.

Hisztamin: Görcsös összehúzódás.

Patkány vékonybél preparálása

1. Patkány altatása - Nembutal 45mg/kg i.p.

2. Hasüreg felnyitása.

3. Gyomor megkeresése.

4. A duodénum, jejunum és ileum kipreparálása. A gyakorlat során az ileum egy darabjával dolgozunk.

5. kb.10-15cm-s béldarab levágása és Tyrode oldatba helyezése.

6. A bél átmosása 10 ml Tyrode-val. (átmosni csak a természetes perisztaltikus irányban lehet).

7. kb. 3-4 cm-s darabokra vágjuk, s ezeket meleg (38 oC) Tyrodet tartalmazó pohárban tartalékoljuk és oxigenáljuk.

8. A béldarab egyik végére kis hurkot kötünk, s ezt a szervedény alsó részébe akasztjuk.

9. A béldarab másik végére egy nagy hurkot kötünk - érzékelő karra akasztjuk.

10. A preparátumot behelyezzük a szervedénybe (38 oC Tyrode oldat, O2 áramoltatás). Megjegyzés: a szervedény űrtartalma 20 ml.

A kísérlet menete

Acetilkolin hatás vizsgálata

1. A preparálás után min.10 percet pihentetni kell a belet.

2. Az Acquisition/Monstart aktiválása.

3. A Record gombbal a számítógép felvételi készenlétbe helyezése.

4. A baloldali ablak az elsődleges jeleket, míg a jobboldali a derivált értékeket mutatja.

5. CTRL1 elindítása (egér) - sárga színűre változik a mérővonal.

6. Min. 30 mp regisztrálás.

7. Adm1 aktiválása.

8. Ezzel egyidejűleg 100 µl anyag beadása (Ach1 dózis).

9. Regisztrálás a hatás lecsengéséig (max: 2 perc).

10. Stop gombbal a regisztráció leállítása.

11. Mosás (szövetfürdő cseréje).

12. 5 perc várakozás.

13. CTRL2 aktiválása

14. Lásd 6-14 pontig (Ach2 Ach4 dózisig).

15. 1-2 és 2-3 Admin között 5-5 perc várakozás, a többinél 10-10 perc.

16. Kísérlet végén az EDR megnyomása (Csak a derivált képernyőre érvényes).

17. 10 perc várakozás.

Adrenalin hatás vizsgálata

1. Az Experiments részben a beladr.stp betöltése.

2. Az adrenalin dózisok beadása a fentebb leírtak szerint.

Pilokarpin és hisztamin hatása

1. 10 perc pihentetés

2. log gomb - név: pilokarpin

3. Ezzel egyidejűleg 100 µI pilokarpin beadása.

4. 2-3 perc adatrögzítés.

5. Log gombbal a felvétel leállítása.

6. Mosás

7.10 perc szünet

8. Log gomb - név: hisztamin

9. Ezzel egyidejűleg 100 µI hisztamin beadása.

10. 2-3 perc adatrögzítés.

11. Log gombbal a felvétel leállítása.

Csiganyelőcső (gyomor)

Anatómia

- központi idegrendszertől független bélidegrendszer

- spontán kontrakcióra képes

- körkörös és hosszanti izomrétegek

Élettan

Az éti csiga nyelőcső-gyomor preparátum hosszanti izomzatát az ACh és dopamin tónusos kontrakcióra készteti, a spontán aktivitás csökkenésével. A szerotonin (5-HT) hatása ernyesztő és a spontán aktivitás erős gátlása is megfigyelhető.

Csiganyelőcső preparálása

1. Az éti csiga héját óvatosan megtörjük.

2. Kiszabadítjuk az állat puha testét.

3. Felvágjuk a zsigerzacskó közepétől a fej végéig.

4. Megkeressük a tápcsatornát.

5. A teljes tápcsatornát felkeressük és 3 részre osztjuk: Garat-nyelőcső, gyomor, bélcsatorna

6. A nyelőcső garati végéhez cérnát hurkolunk, a gyomor felöli végéhez pedig horgot erősítünk.

7. A preparátumot behelyezzük a szervedénybe (25 oC Ringer oldat, O2 áramoltatás).

A kísérlet menete

Regisztráljuk a nyelőcsőpreparátum spontán kontrakcióit. Vizsgáljuk meg 10 µM dózisban acetilkolin, majd kimosás után ugyanilyen dózisú szerotonin, vagy a dopamin hatását. 1. A kísérlet során a különböző dózisok beadása között 5-5 perc várakozási idő szükséges, amíg a hatás le nem zajlik. 2. A várakozási idő alatt többször Ringer oldattal átmossuk a preparátumot.

Törpeharcsa gyomor

Élettan

A törpeharcsa gyomra erős vagus beidegzés alatt működik. A gyomor hosszanti izomzatát az acetilkolin tónusos kontrakcióra készteti a spontán aktivitás változásával. A hatás dózisfüggő.

Törpeharcsa gyomor preparálása

1. A harcsa száját kétoldalt felvágjuk és dekapitáljuk.

2. Gerincvelejét elroncsoljuk.

3. A hasoldalával felfele preparáló edénybe helyezzük, és rögzítjük.

4. Felvágjuk a hasát egészen a kopoltyú ívekig, és eltávolítjuk a zsigereket.

5. Megkeressük a horgas, izmos gyomrot, és a nyelőcső felöli végéhez fonalat hurkolunk.

6. A preparátumot behelyezzük a szervedénybe (25 oC Ringer oldat, 02 áramoltatás).

A kísérlet menete

Figyeljük meg a spontán működő gyomor preparátum kontrakcióit, 10-9 - 10-5 M tartományban vegyünk fel acetilkolin dózis-hatásgörbét. 1. A kísérlet során a különböző dózisok beadása között 5-5 perc várakozási idő szükséges, amíg a hatás le nem zajlik. 2. A várakozási idő alatt többször Ringer oldattal átmossuk a preparátumot.

Patkány uterus (méh)

Anatómia

Fala 3 rétegű: 1. endometrium (nyálkahártya) 2. myometrium (izomréteg) 3. perimetrium (myometriummal összenőtt) Endometrium: egyrétegű, magas hengerhám, csillós, sok mirigy. Myometrium - simaizom rétegek Külső réteg - vékony - hosszanti és körkörös izomréteg. Középső réteg - vastag - hosszanti és körkörös izomréteg. Dús érhálózat belső - vékony - főleg körkörös izomréteg.

Oxytocin (OT) hatása

Terhes patkányban - az OT receptorszám nagyobb (100-szoros) és ösztrogének hatására az érzékenység is magasabb. A nőstény patkányokat a kísérlet előtt három nappal 50 µg/kg i.m./nap östradiol-benzoáttal vagy 3 héttel előbb ösztradiollal s.c. kezelni kell, hogy a mérés elvégezhető legyen (receptorszám és érzékenység növelés). Szerep: szülés lefolyásában döntő. OT receptorok működése G fehérjékhez kapcsoltan történik. IP3 rendszeren keresztül fejti ki a hatását. Két receptor altípus: A. Foszfolipáz C aktivációján keresztül hat – myometriumban. A Ca2+ L-típusú csatornáinak a működését fokozza. Simaizom kontrakciót okoz. B. Foszfolipáz A aktivációján keresztül hat – deciduában. PGE2 és PGF leadást fokozza. Fokozzák az összehúzódásokat.

Az oxytocin koncentráció-arányos méh összehúzódásokat vált ki. A gyakorlat célja dózis-hatásgörbe felvétele.

Patkány uterus preparálása

1. A patkány uterusokat megkeressük.

2. A zsírtól megtisztítjuk.

3. A petefészek alatti részen átvágjuk s az uterust kivesszük.

4. Az uteruszt Ringer oldattal átmossuk óvatosan.

5. A felső és alsó végére hurkot kötünk.

6. A szervedénybe belehelyezzük (30 oC Ringer oldat, Carbogén /95% O2 és 5% CO2/) áramoltatás, 1.0 g-os előfeszítés.

A kísérlet menete

1. Preparálás után 10 perc pihentetés.

2. Experiments setupban az uterus2.stp betöltése.

3. CTRL1 - egy perc regisztrálás.

4. Admin1 – két-három perc regisztrálás.

5. Stop

6. Mosás

7. 5 perc szünet

8. CTRL2 -1 perc regisztrálás.

9. Lásd 3-8-ig (Admin2-Admin4-ig).

10. Kísérlet végén - EDR – dózis-hatásgörbe felvétele.