8. Нажмите «Incubate» для начала инкубации содержимого пробирок.
9. Открыть шторку спектрофотометра справа – нажмите «Set Up».
10. Переместите первую пробирку в держатель спектрофотометра и нажмите кнопку «Analise». На экране появится красная точка, показывающая концентрацию глюкозы в первой пробирке. Зарегистрируйте результат в таблице, нажав Record Data
11. Перенесите пробирку из спектрофотометра в контейнер для тары слева (Test Tube Washer).
12. Повторите измерения концентрации раствора в остальных пробирках. Не забывайте после окончания каждого измерения выбрасывать пробирку в контейнер и нажимать «Record Data».
13. Запишите результаты в протокол и постройте калибровочную кривую, нажав кнопку «Graph» под экраном спектрофотометра
Рисунок 33. Оборудование для измерения концентрации глюкозы в крови.
Программа «Инсулин и диабет. Часть 2.
Часть 2.
В верней части экрана выбираем Experiment и затем Insulin and diabetes – Part II. Появится оборудование для измерения концентрации глюкозы в крови. В этой модели, кроме спектрофотометра, контейнера для пробирок и штатива, имеются клетки с экспериментальными животными и шприцы с различными веществами (инсулин, физраствор, аллоксан), которые Вы будете вводить крысам.
Алгоритм действий:
1. Выберите с помощью мышки шприц с физиологическим раствором (Saline) и сделайте инъекцию контрольной крысе. Заберите пробирку из контейнера и перенесите ее к основанию хвоста контрольного животного для забора крови. Затем пометите пробирку с кровью в первую лунку штатива.
2. Выберите с помощью мышки шприц с аллоксаном (Alloxan), который блокирует выделение инсулина бета-клетками поджелудочной железы, и сделайте инъекцию экспериментальной крысе. Заберите пробирку из контейнера и перенесите ее к основанию хвоста экспериментального животного для забора крови. Затем пометите пробирку с кровью во вторую лунку штатива.
3. Сделайте инъекции инсулина (Insulin) обеим крысам и заберите их кровь так же, как и раньше. Пробирки с кровью пометите в 3-ю (контроль) и 4-ю (опыт) лунки штатива.
4. Нажмите (Obtain reagents) для перехода к процедуре анализа. Клетки с животными исчезнут, вместо них появятся необходимые растворы.
5. Добавьте в каждую пробирку дистиллированную воду (Deionized wather), гидроксид бария (Barium hydroxide) и гепарин (Heparin).
6. Нажмите Mix для перемешивания раствора в пробирках.
7. Нажмите Centrifuge для центрифугирования содержимого пробирок.
8. Нажмите Remuve Pellet для удаления осадка.
9. Добавьте цветного индикатора (Enzyme Color Reagent)
10. Нажмите Incubate для начала инкубации содержимого пробирок.
11. Открыть шторку спектрофотометра справа – нажмите Set Up.
12. Нажмите «Graph Glucose Standard» под экраном спектрофотометра для появления калибровочной кривой.
13. Переместите первую пробирку в держатель спектрофотометра и нажмите кнопку «Analise». На экране появится горизонтальная линия, показывающая показатель экстинции прибора. С помощью мышки переместите вертикальную линию в точку пересечения горизонтали с калибровочной кривой. Эта точка соответствует концентрации глюкозы в первой пробирке. Зарегистрируйте результат в таблице, нажав Record Data
14. Перенесите пробирку из спектрофотометра в контейнер для тары слева (Test Tube Washer).
15. Повторите измерения концентрации раствора в остальных пробирках (как в пункте 13). Не забывайте после окончания каждого измерения выбрасывать пробирку в контейнер и нажимать Record Data.
16. Запишите результаты в протокол и сделайте выводы.
Раздел 7. МОЧЕОБРАЗОВАНИЕ
Работа 1. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОБРАЗОВАНИЕ МОЧИ.
Диурез (процесс образования мочи в почке) является результатом трех процессов: клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции и канальцевой секреции.
Клубочковая фильтрация представляет собой перенос воды и веществ с низкой молекулярной массой из плазмы, протекающей через клубочковые капилляры крови в капсулу клубочка. На этот процесс оказывают влияние: площадь фильтрационной поверхности мембраны клубочков, давление в капиллярах клубочков и коэффициент клубочковой фильтрации.
Фильтрационное давление в капиллярной сети (Pf) является результатом взаимодействия гидростатического давления крови в капилляра (Pb = 70 mm Hg), онкотического давления крови (Po = 25 mm Hg), внутрикапсульного тканевого давления (Pi = 5 mm Hg), и вычисляется по формуле:
Pf = Pb - (Po + Pi)
Коэффициент клубочковой фильтрации составляет примерно 20% всего сердечного выброса, и его величина зависит от расширения или сужения приносящих клубочковых артериол.
Цель: продемонстрировать влияние коэффициента клубочковой фильтрации, гидростатического давления крови и онкотического кровяного давления на интенсивность образования мочи.
На модели нефрона (рис. 1) вы можете изменять радиус как выносящей, так и приносящей артериолы клубочка почки, а также менять величину давления на входе в клубочек. Модель рассчитывает объем получаемой за время эксперимента мочи (Urine Volume), рассчитывает гломерулярное (фильтрационное) давление (Glomerular Pressure) и т.н. показатель фильтрации (Glomerular. Filtr. Rate)
Планируя эксперимент, исследуйте вклад каждого из факторов поочередно (сначала роль радиуса артериол, затем - роль давления и т.п). Для того, чтобы результаты были записаны в нужную ленту таблицы, перед запуском модели обозначайе название опыта (Data Set). Если вы меняете все показатели – опыт будет называться комбинированным (Combined)
Алгоритм действий:
1. По умолчанию в модели установлены следующие показатели: радиус приносящей артериолы – 0,50; радиус выносящей артериолы – 0, 45; давление на входе – 90 mm Hg; концентрационный градиент – 1200 mosm. Нажмите «Start» и дождитесь, когда вся кровь перетечет в приемный резервуар.
Рис. 34. Модель нефрона для изучения влияния различных факторов на фильтрационную функцию клубочка.
2. Затем зафиксируйте результаты в таблице внизу модели, нажав кнопку «Record Data».
3. Верните кровь в исходный резервуар с помощью кнопки «Refil».
4. Обозначьте название исследования – «Afferent» в блоке «Add data set»
5. Установите нужный Вам радиус афферентной и эфферентной артериол, нажимая на кнопки (+) или (-) на модельной установке и нажмите «Start». Когда вся кровь перетечет в приемный резервуар, зарегистрируйте результат и верните кровь в исходный резервуар (Refil).
6. Обозначьте название исследования – «Pressure» в блоке «Add data set»
7. Измените давление на входе и повторите эксперимент. Не забывайте регистрировать его результаты и восстанавливать исходное состояние модели.
8. Обозначьте название исследования – «Combined» в блоке «Add data set»
9. Измените в нужную Вам сторону и величину давления, и радиус артериол и повторите эксперимент. Не забывайте регистрировать результаты в таблице.
10. Запишите все результаты в тетрадь (табл. 1) и сделайте необходимые выводы.
Работа 2. ВЛИЯНИЕ АЛЬДОСТЕРОНА И АНТИДИУРЕТИЧЕСКГО ГОРМОНА НА ОБРАЗОВАНИЕ МОЧИ.
Альдостерон – минералокортикоидный гормон, синтезируется в клубочковой зоне коры надпочечников. Выброс альдостерона в кровь контролируется ренин-ангиотензин-альдостероновой системой. Понижение давления в клубочковых артериолах провоцирует выделение из юкста-гломерулярными клетками почек протеолитического фермента ренина. Ренин превращает плазматический ангиотензиноген в ангиотензин I, который в дальнейшем под влиянием специального агниотензин-превращающего фермента переродит в ангиотензин II. Последний стимулирует синтез и выделение альдостерона из надпочечников и повышает тонус гладкой мускулатуры кровеносных сосудов, вызывая повышение АД..
Основными эффектами альдостерона являются:
- удержание ионов Na, Cl, и воды
- сокращение скорости образования мочи
- повышение кровяного давления
Антидиуретический гормон (АДГ или вазопрессин) является нейрогормоном, который синтезируется в гипоталамусе и накапливается в задней доле гипофиза. Затем АДГ выделяется в кровоток, когда осморецепторы гипоталамуса воспринимают понижение кровяного осмотического давления, а барорецепторы аорты и сонной артерии воспринимают понижение кровяного давления.
Основными эффектами АДГ являются:
- удержание воды
-сокращение скорости образования мочи
- повышение кровяного давления.
На модели нефрона в этом виртуальном эксперименте Вы не сможете изменять величину фильтрации, но, вводя в систему альдостерон или антидиуретический гормон, вы будете влиять на процессы обратной реабсорбции воды и солей в собирательной трубочке нефрона.
Предусмотрена также возможность изменять реабсорбцию глюкозы из мочи в кровь (Glucose carriers).
Повышение уровня глюкоза в крови, характерное для сахарного диабета, приводит к тому, что она перестает абсорбироваться в канальцах и попадает в мочу; осмотическое давление в канальцах повышается, и вода задерживается в моче. Таким образом, чем больше реабсорбция, тем меньше глюкозы остается в моче, и тем меньше ее объем.
Кроме того, вы сможете, изменяя величину концентрационного градиента натрия, влиять на его концентрацию и осмотическое давление мочи. Накопление натрия в межклеточных пространствах почки меняет цвет фона, на котором изображен нефрон.
Рис. 35. Модель нефрона для изучения влияния гормонов и реабсорбции глюкозы на образование мочи.
Алгоритм действий:
1. В меню «Эксперимент» откройте программу «Simulating Urine Formation» (Симуляция образования мочи).
2. По умолчанию в модели установлены следующие показатели: концентрационный градиент – 300 mosm, транспорт глюкозы (carriers glucose) = 0.
3. Обозначьте название исследования – «Gradient» в блоке «Data sets»
4. Нажмите «Start» и дождитесь, когда вся кровь перетечет в приемный резервуар.
5. Затем зафиксируйте результаты в таблице внизу модели, нажав кнопку «Record Data».
6. Очистить резервуар с мочой с помощью кнопки «Dispense».
7. Измените величину концентрационного градиента и повторите шаги 3-6.
8. Обозначьте название исследования – «Glucose» в блоке «Data sets»,
9. Установите нужную Вам интенсивность обратного транспорта глюкозы в проксимальном извитом канальце нажимая на кнопки (+) или (-) в верхней части модельной установки и нажмите «Add carriers».
10. Нажмите «Start» и дождитесь, когда вся кровь перетечет в приемный резервуар. Зарегистрируйте результат и освободите резервуар с мочой (Dispense).
11. Повторите шаги 9-10 с другой величиной транспорта глюкозы.
12. Обозначьте название исследования – «Hormone» в блоке «Data sets».
13. С помощью пипетки введите в область собирательной трубочки нефрона альдострон (Aldosterone) и повторите эксперимент. Не забывайте регистрировать его результаты и восстанавливать исходное состояние модели.
14. С помощью пипетки введите в область собирательной трубочки нефрона антидиуретический гормон (ADH) и повторите эксперимент. Не забывайте регистрировать его результаты и восстанавливать исходное состояние модели.
15. Запишите все результаты в тетрадь (табл. и сделайте необходимые выводы.
