Кибернетическое моделирование физиологии мышечного сокращения кистей рук

 

Цель занятия: на основе изучения особенностей физиологии мышечной ткани синтезировать и изучить кибернетическую модель механизма мышечного сокращения.

Порядок выполнения работы.

1. Вариант.

На практике метод определения мышечной силы кисти применяют как тест для определения уровня общего физического развития человека. Работа выполняется обучающимися попарно. Каждый поочерёдно выступает в роли испытуемого. Другой – в роли экспериментатора. При измерении силы кистей рук необходимо сохранение постоянства позы испытуемого. Испытуемый сидит на стуле; рука, на которой производят измерения вытянута вперёд, согнута в локтевом суставе; свободная рука лежит на колене. Испытуемому даётся следующая инструкция: «Сожмите кистью руки пружину динамометра как можно сильнее». Замеры повторить три раза для правой руки и три раза для левой. Затем испытуемый выполняет 20 приседаний в качестве нагрузки, после этого замеры производятся снова.

Результаты оформляются в виде таблицы, по которой строится и исследуется кибернетическая модель «вход-выход».

Вариант.

Определяют массу тела испытуемого. Динамометр подготавливают к измерению, устанавливая с помощью кнопки стрелку в нулевое положение. Держа динамометр в вытянутой руке, испытуемый по команде экспериментатора с максимальной силой сжимает его (другая рука при этом опущена и расслаблена). Оценивают показания по шкале динамометра. Измерение повторяют 3 раза (с интервалами не менее 2 минут). Фиксируют лучший результат. Затем определяют показатель силы по формуле: Показатель силы = сила мышц/масса тела · 100. Синтезируют и исследуют кибернетическую модель.

Практическая работа №4.

Регулирование содержание глюкозы в крови

 

Цель работы: построить и исследовать модель толерантности организма к глюкозе - изменения уровня глюкозы в крови в динамике после сахарной нагрузки.

Порядок выполнения работы.

Натощак берут каплю0,1 мл крови из пальца и определяют в ней содержание глюкозы. Затем дают выпить раствор глюкозы или тростникового сахара из расчета 1,0—1,5 г на 1 кг массы тела обследуемого. Через 30, 60 и 120 мин после приема сахара снова определяют содержание глюкозы.

Результаты вносят в таблицу и на их основании строят сахарные кривые, откладывая на оси абсцисс время взятия крови, а на оси ординат — найденное содержание Сахара в крови (ммоль/л):

Таблица 2 – образец таблицы для построения сахарных кривых

Метод количест­венного определе­ния глюкозы	Масса принятой глюкозы	Концентрация глюкозы в крови
до нагрузки глюкозой	после нагрузки глюкозой
через 30 мин	через 60 мин	через 120 мин

При анализе сахарных кривых обращают внимание на следующие параметры:

а) начальное содержание сахара в крови;

б) быстроту и высоту подъема;

в) продолжительность гиперглюкоземии и характер ее снижения.

Кривая здорового человека отличается быстрым подъемом, максимальный подъем наблюдается около 30 мин, количество сахара может при этом удвоиться. При сахарной болезни уровень сахара в крови возрастает дольше и достигает максимума через 3(У—60) мин или еще позднее, причем достигает очень высоких цифр — до 14 ммоль/л и более.

Понижение кривой имеет также диагностическое значение. У здоровых людей количество сахара уменьшается быстро и через 1,5—2,5 ч возвращается к исходной величине, а иногда оказывается и низке ее. При диабете повышение держится 5—7 ч и возвращается к исходной величине очень медленно. При сахарном диабете происходит снижение толерантности организма к глюкозе.

Рисунок 1 - динамика изменений концентрации глюкозы в крови в норме.

По результатам синтезируют кибернетическую модель «вход-выход» и исследуют ее на типовые входные воздействия.

Результаты представляются в работе совместно с краткими ответами на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы:

1. Какие виды гиперглюкоземии известны современной медицины?

2. Каковы причины патологической гиперглюкоземии?

3. В чем причина возникновения инсулинзависимого сахарного диабета?

4. Напишите структурными формулами реакции окислительной ветви ПФП.

5. Роль кибернетического моделирования в анализе механизмов возникновения сахарного диабета.

Практическая работа № 5.