坐骨神经-腓肠肌标本实验报告1

华南师范大学实验 一、实验题目:坐骨神经-腓肠肌标本制备、 骨骼肌单收缩及其总和以及Powerlab实验系统的使用 二、实验目的: 1. 学习蛙类动物单毁髓与双毁髓方法，并掌握坐骨神经-腓肠肌标本的制备方法。 2. 了解电刺激的极性法则和方法，学习肌肉收缩的记录方法。 3. 观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系、骨骼肌的单收缩过程和肌肉收缩的总和以及强直收缩现象, 了解肌肉收缩过程的时相变化以及刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响。 三、实验原理: 腓肠肌由许多肌纤维组成，刺激腓肠肌时，不同的刺激强度会引起肌肉的不同反应。当刺激强度过小时，不引起肌肉发生收缩反应，此时的刺激为阈下刺激。而能引起肌肉发生收缩反应的最小刺激强度，为阈刺激。当全部肌纤维同时收缩时，则出现最大的收缩反应。这时，即使再增大刺激强度，肌肉收缩的力量也不再随之加大，该刺激强度为最适刺激强度。 肌肉组织对于一个阈上强度的刺激，发生一次迅速的收缩反应，称为单收缩。单收缩一般要经历潜伏期、收缩期和舒张期三个过程。 当同等强度的连续阈上刺激作用于标本时，则出现多个收缩反应的叠加，叫做强直收缩。当后一收缩发生在前一收缩的舒张期，即发生不完全强直收缩;当后一收缩发生在前一收缩的收缩期，各自的收缩则完全融合，肌肉出现持续的收缩状态，即产生完全强直收缩。 四、实验材料:青蛙 五、实验步骤: 1. 制备坐骨神经-腓肠肌标本: 1) 洗干净实验动物 2) 双毁髓，剥制后肢，分离两后肢 3) 分离坐骨神经 4) 游离腓肠肌 5) 分离股骨头 6) 标本检验 7) 电刺激极性法则的验证 2. 连接实验装置: 将换能器的输出线接至RM6240生理记录装置的2通道，电刺激信号接至肌槽的电极上。然后把制备好的坐骨神经-腓肠肌标本股骨固定在肌槽上。将固定肌肉的棉线另一端接在张力换能器上，保持适度松紧，将坐骨神经搭在肌槽的电极上。 3. 设置通道放大器和刺激器: 1) 打开PowerLab电源，检查USB线连接 2) 打开Chart5中文版 3) 设置通道数为2 4) 设置通道2-桥式放大器:量程5mV,低通10Hz，调零 5) 设置刺激器:刺激方式选脉冲，脉冲数1，手动方式，量程10V,振幅100mV,标记通 道1，频率1Hz,持续时间1mS, 4. 开始测试: 1) 打开刺激器面板和点右下角”开始“按钮 2) 点右上角调节采样速度(“走纸速度”) 3) 菜单打开设置刺激器的脉冲数2个或5个，重新打开刺激器面板 4) 调节走纸速度为400 六、实验结果: (一)坐骨神经-腓肠肌标本制备 股骨 脊柱骨 坐骨神经 腓肠肌 图1. 蛙坐骨神经—腓肠肌标本图 (二)坐骨神经-腓肠肌标本在Powerlab实验系统中所记录下的数据 1.通过不断调整刺激强度，使肌肉收缩的幅度适中，记录单收缩的曲线(图2-1 )。当肌肉受到一个单电震刺激时，产生一次收缩，称为单收缩。在经过测量从刺激开始到收缩开始这一段无明显外部现的时间，称为潜伏期。自肌肉开始收缩至收缩达到高峰，是长度缩短或张力增高的时间，称为缩短期。曲线较缓慢地下降至基线，为长度或张力恢复过程的时 2012-03-31 17:23:04.921 间，称为舒张期。 文件1 5 0 通道1 (V)-54 2 0 -2通道2 (mV) -4 1.451.51.551.61.651.71.751.8 图2-1 蛙骨骼肌单收缩的分析 潜伏期:27ms 收缩期:91ms 舒张期:331ms 2.用单一方波电刺激直接(或通过神经间接)刺激腓肠肌，直至在前一个较低的刺激下，因刺激强度太弱，而没有引起肌肉收缩。记录能够引起肌肉发生最微弱的收缩的曲线(图2-2)。这种刚能引起最小反应的最小刺激强度为60mv。文件1 2012-03-31 17:28:37.843 5 0 通道1 (V)-5 4 2 0 通道2 (mV)-2 -4 1:34.51:351:35.51:361:36.51:37 图2-2 蛙骨骼肌阈刺激条件下的生物信号波形图 3.用单一方波电刺激直接(或通过神经间接)刺激腓肠肌，直至在再继续增加刺激强度，肌肉收缩却不再增大，记录能够引起肌肉发生最大的收缩的曲线(图2-3)。这种能使肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度为3v。文件1 2012-03-31 17:31:57.343 5 0 通道1 (V)-5 4 2 0 通道2 (mV)-2 -4 33.23.43.63.844.24.44.64.8 图2-3 蛙骨骼肌最适刺激条件下的生物信号波形图 4.用连续的单一方波电刺激直接(或通过神经间接)刺激腓肠肌，记录能够引起肌肉发 生收缩的曲线(图2-4)。 文件1 2012-03-31 17:33:12.171 5 0 通道1 (V)-5 4 2 0 -2通道2 (mV) -4 44.555.566.577.588.59 图2-4 蛙骨骼肌连续单刺激时生物信号波形图 5.随着刺激频率增高，肌肉收缩成为强直状态。刺激坐骨神经-腓肠肌标本，记录腓肠 肌的收缩和电变化。(图2-5 和图2-6) 文件1 2012-03-31 17:34:50.4216 4 2 通道1 (V)0 -2 8 6 4 2通道2 (mV) 0 44.144.244.344.444.544.644.744.844.94545.145.245.345.4 图2-5 蛙骨骼肌完全强直收缩时的生物信号波形图 文件1 2012-03-31 17:34:50.421 6 4 2通道1 (V)0 -2 6 4 2通道2 (mV)0 -216.216.316.416.516.616.716.816.91717.117.217.317.417.5 图2-6 蛙骨骼肌不完全强直收缩时的生物信号波形图 七、分析与讨论 (一)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。 4. 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。 5. 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。 6. 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。 (二)阈刺激、最适刺激 不同种类组织的兴奋性高低不同，同一组织的不同单位其兴奋性高低也不同。例如腓肠肌是由许多肌纤维组成的，各条肌纤维的兴奋性高低并不相同。实验中，采用单一方波电刺激直接(或通过神经间接)刺激腓肠肌时，如刺激强度太弱，则不能引起肌肉收缩，只有达到一定强度时，才能引起肌肉发生最微弱的收缩。这种刚能引起最小反应的最小刺激强度称阈强度。 随着刺激强度的增加，肌肉收缩也相应的逐步增大，这时刺激的强度超过阈值故称为阈上刺激。当刺激强度增大至某一数值时，肌肉出现最大收缩反应。此时如再继续增加刺激强度，肌肉收缩却不再增大。这种能使肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度称为最适强度。 肌肉收缩的幅度同刺激强度有关。由阈上刺激增强到最大刺激，肌肉收缩也逐渐加大到最大收缩。形态学证明，每一个运动神经元的轴突分成许多末梢分支，每一分支通常分别支配一条肌纤维。如此，一根轴突所支配的全部肌纤维便构成一个运动单位。阈刺激只能引起少数阈值最低的运动单位兴奋，随着刺激增强，引起较多的、乃至全部运动单位兴奋。由此可知，超最大刺激也将不能继续增大收缩幅度。 (三)完全强直收缩和不完全强直收缩 肌肉收缩同多个刺激的频率有关如对肌肉施以相继两次最大刺激，如间隔时间短，则先后两次收缩可重叠起来，甚至变成一次更大的收缩。根据刺激频率的不同，在Powerlab实验系统中所记录下的曲线中，如各收缩波的波峰仍可分辨，称为不完全强直收缩;如各收缩波完全融合，不能加以分辨，称为完全强直收缩。产生上述现象的原因为:由于刺激的间隔时间很短，当前一次收缩尚未完全舒张或尚处于收缩期时，后一次刺激所引起的收缩已经出现并被叠加上去。 八、结论 把蛙的腓肠肌和支配它的神经由体内剥离出来，制成神经-肌肉标本，这时如果在神经游离端一侧轻轻地触动神经，或通以适当的电流，那么在经过一个极短的潜伏期后，可以看 到肌肉出现一次快速的缩短和舒张，而且只要刺激不造成组织的损伤，上述反应可以重复出现。 参考文献: [1] 金燕,朱道立. 蟾蜍坐骨神经动作电位的波形分析[J]. 动物医学进展, 2004,(02) . [2] 蒋信伟,周洁,孙红. 电刺激参数对坐骨神经干兴奋性的影响[J]. 徐州医学院学报, 2007,(03)