人体及动物生理学综合性实验

人体及动物生理学实验教案

实验一: 骨骼肌收缩特性和收缩形式

实验学时： 6 学时

实验类型：（综合）

每组人数： 3 人／组

一、实验目的

本实验通过对蛙类进行解剖、制备坐骨神经-腓肠肌标本、电磁刺激标本坐骨神经等实验操作，来学习骨骼肌的生理特性，以达到以下目的：

1.学习蛙类动物单毁髓和双毁髓的方法；

2.学习和掌握制备蛙类坐骨神经-腓肠肌标本的方法；

3.观察刺激强度和肌肉收缩反映的关系；

4.观察骨骼肌单收缩过程；

5.观察刺激频率与肌肉收缩形式之间的关系，理解形成复合收缩与强直收缩条件。

6.学习多通道生理信号采集系统的使用。

通过以上学习使学生树立严谨的科学态度、形成较强的团结协作意识、建立初步自主探究的能力。

二、实验原理

蛙类的一些基本生命活动和生理功能与温血动物相近似，而其离体组织所需的生活条件比较简单，易于控制和掌握。因此在实验中常用蟾蜍或蛙坐骨神经-腓肠肌标本来观察兴奋性、兴奋过程、刺激的一些规律以及骨骼肌的收缩及其特点等。故坐骨神经-腓肠肌标本的制备是生理学实验的一项基本操作技术。肌肉兴奋的外在表现是收缩。给肌肉一个有效刺激，肌肉将发生一次收缩，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。

使用相继的两个有效刺激作用于肌肉，如果相继的两个刺激的间隔时间大于该肌肉单收缩的全部时间，则出现波形互相分开的两个单收缩；逐渐缩短两个刺激的间隔时间，使第二个刺激落在第一个收缩的舒张期，从而引起两个单

收缩的复合，即舒张期复合收缩；再缩短两个刺激的间隔时间，使第二个刺激落在前一个收缩的收缩期或缩短期，此时前后两个单收缩也会复合起来，形成一个收缩幅度比较高的收缩波形，称为收缩期复合收缩。

如果将一串有效刺激加于肌肉，可因刺激频率不同呈现不同的收缩波形。如果频率很低，即两个刺激的间隔很大，则出现一连串单收缩；逐渐增大刺激频率，若每两个刺激的间隔长于单收缩的收缩期而又短于其全部历时时，则出现相邻两个波形不同程度的复合，其曲线特点呈锯齿状，即为不完全强直收缩；再继续加大刺激频率，则肌肉处于完全、持续的收缩状态，看不出单收缩的舒张期的痕迹，此即完全强直收缩。强直收缩的幅度大于同样刺激条件下单收缩的幅度，而且在一定范围内随刺激频率的增大，收缩高度也增大。正常机体在自然状态下的肌肉收缩，几乎都是完全强直收缩。

本实验通过解剖蛙类动物，制作坐骨神经-腓肠肌标本，固定刺激的其它参数，仅改变刺激频率的方法描记各种收缩形式，从而揭示刺激频率与肌肉收缩形式之间的关系，涵盖了动物学、解剖学、生理学等多学科的知识点。

三、实验方案

本实验方案可分为坐骨神经腓肠肌标本制备和骨骼肌生理特性观察两部分。过程如下：

（一）坐骨神经-腓肠肌标本的制备方法

1.破坏脑和脊髓：取蟾蜍一只,用水冲净.左手握住蟾蜍,用食指压住其头部前端使头部前端前俯,右手持探针从枕骨大孔垂直刺入,有落空感时即表明已进入枕骨大孔。然后向前刺入颅腔,左右搅动、捣毁脑组织; 再将探针抽出至枕骨大孔位置,向后刺入椎管捣毁脊髓，此时如蟾蜍的四肢松软,呼吸消失,形体对称,表示脑和脊髓已完全破坏,否则应按上法再行捣毁。

2.剪除躯干前部及内脏：在骶髂关节水平以上0.5-1厘米处剪断脊柱,左手握蟾蜍后肢,用大拇指压住骶骨,使蟾蜍头与内脏自然下垂,右手持粗剪刀，沿骶骨两侧剪开背部皮肤，再在耻骨联合前剪断腹侧软组织(注意勿损伤坐骨神经)，留下两后肢、脊柱及由它发出的坐骨神经。

3.剥皮：左手捏脊柱断端（注意不要握住和压迫神经），右手捏住其上的皮肤边缘，向下剥掉全部后肢皮肤，将标本放在盛有任氏液的培养皿中。

4.将手及用过的剪子、镊子等全部手术器械洗净，再进行下述步骤。

5.分离两腿：左手捏脊柱并将标本提起，将背面向上，使尾骨上翘。从尾骨尖开始，用粗剪刀紧靠尾骨两侧游离尾骨并将其剪断（注意勿损伤坐骨神经），

然后沿中线用剪刀将脊柱分为两半，并从耻骨联合中央剪开两侧大腿，这样两腿即完全分离。将两条腿浸于盛有任氏液的培养皿中。

6.制作坐骨神经腓肠肌标本：将一条蟾蜍腿的小腿背侧向上、脊柱腹侧向上，用刨钉固定于蛙板上。蛙腿下垫浸有任氏液的玻璃板。

1）游离坐骨神经：用玻璃针沿脊柱侧游离坐骨神经，并于近中枢端穿线结扎。将标本背侧向上放置，剪断位于坐骨神经沟上的梨状肌及其附近的结缔组织，再循坐骨神经沟（股二头肌及半膜肌之间的裂缝处），找出坐骨神经之大腿部分，用玻璃针小心分离，然后从脊柱根部将坐骨神经剪断，手执结扎神经的线将神经轻轻提起，剪断坐骨神经的所有分支，并将神经一直游离至膝关节为止（图3-1）。

2）完成坐骨神经小腿标本：将游离干净的坐骨神经搭于腓肠肌上，在膝关节周围剪断并剥离全部大腿肌肉，用粗剪刀将股骨刮干净，然后在股骨中部剪去上段股骨，保留的部分就是坐骨神经小腿标本。

3) 完成坐骨神经腓肠肌标本：将上述坐骨神经小腿标本在跟腱处穿线结扎后剪断跟腱。游离腓肠肌至膝关节处，然后沿膝关节将小腿其余部分剪掉，这样就制成一个带有股骨的坐骨神经-腓肠肌标本。随即将标本浸于盛有干净任氏液的培养皿中。

（二）骨骼肌收缩特性的观察

1.仪器装置准备好生理信号采集系统及张力换能器的记录装置。

2.将标本与生理信号采集系统连接将标本的股骨残端固定于肌动器的螺旋孔内，将跟键与张力换能器悬臂的着力点用丝线连接，通过调节丝线紧张度，使腓肠肌处于自然拉长的长度。

3.观察与纪录

（1）．从小到大调整刺激强度从而寻找最适刺激强度，并固定此刺激强度不变。

（2）．选择刺激输出方式为“单”，通过刺激器脉冲个数记数窗口设置单一刺激，开动慢鼓，描记单收缩曲线（图3-11）。

（3）．选择刺激输出方式为“单”，通过刺激器脉冲个数记数窗口设置两个刺激，从小到大调节刺激频率，描记舒张期复合收缩和收缩期复合收缩曲线四、主要仪器及试剂

1．仪器多通道生理信号采集系统、张力换能器、屏蔽盒。

2．器械蛙手术器械一套、支架、双凹夹等。

3．药品任氏液。

五、实验要求

本实验是一个涉及动物解剖学、生理学及生理仪器使用的综合性实验，要求