坐骨神经-腓肠肌标本的制

#一、实验目的：学习生理学实验基本的组织分离技术。学习和掌握制备蛙类坐骨神经-腓肠肌标本的方法。学习和掌握测定阈刺激强度和最大刺激强度的方法和肌肉收缩活动记录方法。了解刺激种类，刺激强度，刺激频率与肌肉收缩之间的关系。观察用不同频率的最适刺激刺激坐骨神经对腓肠肌收缩形式的影响及其特征，了解和掌握单收缩、复合收缩、强直收缩特征和形成的基本原理。二、实验原理：蛙类的一些基本生命活动和生理功能与恒温动物相似，若将蛙的神经-肌肉标本放在任氏液中，其兴奋性在几个小时内可保持不变。若给神经或肌肉一次适宜刺激，可在神经和肌肉上产生一个动作电位，肉眼可看到肌肉收缩和舒张一次，表明神经和肌肉产生了一次兴奋。在生理学实验中常利用蛙的坐骨神经-腓肠肌标本研究神经、肌肉的兴奋、兴奋性；刺激与反应的规律和肌肉收缩的特征等，制备坐骨神经腓肠肌标本是生理学实验的一项基本操作技术。对于单根神经纤维或肌纤维来说，对刺激的反应具有“全或无”的特性。神经-肌肉标本是由许多兴奋性不同的神经纤维（细胞）-肌纤维（细胞）组成，在保持足够的刺激时间（脉冲波宽）不变时，刺激强度过小，不能引起任何反应；随着刺激强度增加到某一定值，可引起少数兴奋性较高的运动单位兴奋，引起少数肌纤维收缩，表现出较小的张力变化。蛙的坐骨神经肌肉标本单收缩的总时程约为0.11s,其中潜伏期、缩短期共占0,05s,舒张期占0.06s。若给予标本一连串的最适刺激，则因刺激频率不同会得到一连串的单收缩、不完全强直收缩或完全强直收缩的复合收缩。三、实验对象：蛙四、实验药品：任氏液五、实验仪器与器械：肌槽、张力换能器CL0g）、计算机生物信号采集处理系统；普通剪刀、金冠剪、手术剪、眼科镊（或尖头无齿镊）、金属探针（解剖针）、玻璃分针、蛙板（或玻璃板）、细线、培养皿、滴管、双凹夹、铜锌弓。六、实验方法与步骤：1．蛙坐骨神经-腓肠肌标本制备.破坏脑、脊髓②.剪除躯干上部、皮肤及内脏③.剥皮④．分离两腿⑤．辨认蛙后肢的主要肌肉⑥．游离坐骨神经和腓肠肌⑦．剪去多余的脊柱和肌肉⑧.完成坐骨神经腓肠肌标本⑨.检验标本2．观测不同刺激强度对坐骨神经-腓肠肌活动的影响标本放置：将蛙肌板，张力换能器均用双凹夹固定于支架上；标本的股骨残端插入蛙肌板固定小孔内并固定；腓肠肌跟腱上的连线连于张力换能器的应变片上,坐骨神经轻搭在蛙肌板的刺激电极上。测定阈强度：单脉冲刺激方式，波宽调至并固定在1ms,刺激强度从零开始逐渐增大；首先找到能引起肌肉收缩的最小强度，该强度即是阈强度。描记速度要求每刺激一次神经，都应在记录纸或屏幕上记录（或显示）一次收缩曲线（应为一短线）。测定最大刺激强度：将刺激强度逐渐增大，观察肌肉收缩幅度是否随着增加，记下的收缩曲线幅度是否也随之升高，继续增大刺激强度，直至连续3〜4个肌肉收缩曲线的幅度不再随刺激增高为止，读出刚刚引起最大收缩的刺激强度，即为最适刺激强度。3.观察不同刺激频率对肌肉收缩的影响标本制备，仪器及标本连接同上。测定标本的最适刺激强度：以波宽为1ms,从最小刺激强度开始逐渐增加刺激强度对肌肉进行刺激,找到刚刚引起肌肉最大收缩的刺激强度,即为该标本的最适刺激强度,整个实验过程中均固定在此刺激强度上（一般为5〜7.5v）。记录单收缩曲线：用单刺激作用于坐骨神经，可记录到肌肉的单收缩曲线。记录复合收缩曲线：用双刺激作用于坐骨神经，使两次刺激间隔时间为0.06〜0.08s,记录复合收缩曲线（纸速25〜50mm/s）。记录不完全强直收缩和完全强直收缩：将刺激方式置于''连续〃，其余参数固定不变，用频率为1、6、10、15、20、30Hz的连续刺激作用于作用于坐骨神经，可记录到单收缩、不完全强直收缩和完全强直收缩曲线（纸速2〜10mm/s）。七、实验结果1、坐骨神经-腓肠肌标本制备腓肠肌股骨制备好标本（如上图），该标本保留小段脊髓、股骨，坐骨神经连接脊髓和腓肠肌。用沾有任氏液的锌铜弓触及一下坐骨神经，腓肠肌发生迅速而明显的收缩，说明标本的兴奋性良好。2、骨骼肌单收缩分析腓肠肌股骨制备好标本（如上图），该标本保留小段脊髓、股骨，坐骨神经连接脊髓和腓肠肌。用沾有任氏液的锌铜弓触及一下坐骨神经，腓肠肌发生迅速而明显的收缩，说明标本的兴奋性良好。2、骨骼肌单收缩分析给予青蛙坐骨神经-腓肠肌标本一次阈上刺激（强度：450mv；波宽：5ms）,腓肠肌发生一次坐骨神经单收缩，其潜伏期为16ms，收缩期为88ms,舒张期为350ms。（记录结果见表1、图1）表1：骨骼肌单收缩各期的结果：（单位：ms）骨骼肌单收缩潜伏期收缩期舒张期时程（ms）16883503、刺激强度对肌肉收缩的影响：朿U激青蛙的腓肠肌时，不同的刺激强度会引起肌肉的不同反应。当刺激强度在0.15V（不包括0.15V）时以下时，没有引起肌肉收缩反应；当给予腓肠肌0.15V的刺激强度时，肌肉刚好能引起肌肉发生收缩反应，肌肉的收缩力大约为0.12g；当刺激强度在0.15〈V〈0.45时，随着刺激强度的增加肌肉收缩的力量逐渐变大，收缩力在0.12-3.8g之间；当刺激强度在0.45V以上时，即使再增加刺激强度，肌肉收缩的力量也不再随之增大，肌肉收缩力维持在4.8g的水平上。综合实验结果，我们得知0.15V（不包括0.15V）以下的刺激是是阈下刺激，0.15V是阈刺激，0.45V是引起青蛙腓肠肌发生收缩反应的最适刺激强度。实验结果见表2和图2。表2：青蛙腓肠肌刺激强度与骨骼肌收缩反应的关系刺激强度(V)<0.150.150.15〈V〈0.450.45肌肉收缩力（g）00.120.12-3.84.8阈下刺激阈刺激阈上刺激最大刺激'张力：gUJU150125100•755025时间：ms图2：青蛙腓肠肌刺激强度与骨骼肌收缩反应的关系注：f1表示刺激强度为0.41v,f2表示刺激强度为0.42v,f3表示刺激强度为0.43v,f4表示刺激强度为0.44v……..刺激强度依次增加0.01V4、刺激频率对肌肉收缩的影响改变刺激频率，青蛙的腓肠肌的收缩情况发生变化。刺激频率为1Hz时，肌肉只发生单收缩；当刺激频率2-15Hz时，出现多个收缩的叠加，为不完全强直收缩；当刺激频率大于16Hz时，肌肉收缩完全融合，为完全强直收缩。实验结果见表3和图3。表3：刺激频率和肌肉收缩的关系刺激频率（Hz）12-1516肌肉收缩力（g）1.13.3-12.112.3收缩类型单收缩不完全强直收缩完全强直收缩张力g完全直收缩200不完全强直收缩■wo■0■■wo肌肉收缩力（g）1.13.3-12.112.3收缩类型单收缩不完全强直收缩完全强直收缩张力g完全直收缩200不完全强直收缩■wo■0■■wof2Hzff4Hif5Hz1f?Hif0Hi恤f1OK:fIIHef12Hzf13K;114Ki115Kzf悅f17Ht图3：青蛙腓肠肌刺激频率和肌肉收缩的关系（纵坐标每一刻度实际上等于0.076g）juu时间：ms・AAA5■将5g的砝码挂于张力换能器应变片上得到下图六、分析与讨论实验过程中需要注意是：1）坐骨神经标本的制备过程中神经干应尽可能分离得长（上起脊椎处的主干,下沿腓总神经与胫神经一直分离至踝关节附近）,腓总神经和胫神经均应保留;2）在制备坐骨神经标本过程中应尽量少损伤神经,以确保神经标本的兴奋性。3）在连接生理采集系统的时候，需要注意将股骨部分的结缔组织剔除干净，否则难以固定在固定孔内影响实验结果。注意调节扎线的松紧，是肌肉自然拉平，保证肌肉一旦收缩，即可牵动张力传感器的应变梁，使记录的结果跟加精准。每两次刺激之间要让肌肉休息半分钟，避免反复地刺激引起神经干疲劳,导致神经干的兴奋性降低。刺激过程当中，需要不断用任氏液湿润标本，以保持良好的兴奋性。实验时活性降低的原因:在制备标本时由于粗心，坐骨神经受损。制备时间过长，并且没有经常地进行任氏液湿润。刺激过于频繁，肌肉疲劳，且过度的经常性刺激会使标本的活性下降，影响实验结果。刺激强度与肌肉收缩的关系神经细胞的兴奋是由于膜内外的钠离子与钾离子的浓度变化引起的，膜上存在着许多钠离子与钾离子通道，这些通道由电压门控系统控制。因此阈下刺激不足以引起该通道的开放，导致无兴奋的产生，而阈刺激