生理学实验-肌肉的收缩特性

实验一肌肉的收缩特性

实验目的和原理：给肌肉或支配肌肉的神经以足够的刺激，肌肉会出现收缩反应。该收缩反应的强度和形式与所给刺激的强度和频率密切相关。本实验采用离体神经-肌标本，观察刺激强度对收缩强度的影响，以及改变刺激频率所引起的收缩形式的变化。

实验动物：蟾蜍

实验器材：一套蛙类手术器械，包括：

金属探针：用于破坏蟾蜍的脑和脊髓；

剪刀：主要用于分离、解剖和剪开组织。

大剪刀用于剪骨骼等较硬或坚韧的组织；

直手术剪刀用于剪皮肤、肌肉等组织；

眼科剪刀用于剪神经和血管等细软组织；

正确的持剪姿势：拇指和无名指分别扣入剪刀柄的两环，中指放在无名指的剪刀柄上，示指压在剪刀的轴节处，起稳定和导向的作用。

镊子：有勾镊用于提拉皮肤`或夹捏较大较厚的组织；

无钩镊用于夹捏细软组织（如血管、黏膜）或敷料；

眼科镊用于夹捏血管和心包膜等组织。

正确的持镊姿势：拇指对示指与中指，把持二镊脚的中部，稳而适度地夹住组织。

玻璃钩：钝性分离的工具，主要用于分离神经和血管等组织。

铜锌弓：用于检查神经肌肉标本的兴奋性。

蛙心夹：用于夹蛙的心尖部。

此外，还有玻璃皿、吸管和线。

张力换能器、肌槽、万能支台、蛙板、废液缸、RM6240多道生理信号采集处理系统。

实验药品：任氏液。

实验步骤：（一）制备坐骨神经-腓肠肌标本

第一步，破坏蟾蜍的中枢神经系统，即脑和脊髓。

取一只蟾蜍，将其固定于左手中，具体方法是：蛙的腹面朝向左手手心，用无名指和小指压住其背部和双后肢，将其握住，以中指和无名指夹住其右前肢；食指和中指夹住其左前肢，并用食指压住头部前端使头前俯。注意捉拿蟾蜍时勿碰压耳侧的毒腺，以防毒液射入眼中。右手持探针延蟾蜍头部正中向躯干部轻划，在头体交界处可探到一凹陷，即为蟾蜍的枕骨大孔。将探针由枕骨大孔处垂直刺入，然后向前刺入颅腔，左右搅动捣毁脑组织；将探针抽出再由枕骨大孔向下刺入椎管内，上下搅动捣毁脊髓，此时如蟾蜍的四肢松软，表示脑和脊髓已完全破坏，否则应按上法再进行捣毁。

第二步，剪除蟾蜍的躯干上部及内脏。

延蟾蜍脊柱找到骶髂关节，用大剪刀在骶髂关节水平以上0.5~1 cm处剪断脊柱。用手或钩镊子固定住脊柱断端，使蟾蜍头与内脏自然下垂，右手持大剪刀沿躯干两侧剪除内脏及头胸部，仅留下双后肢、髋骨、一段脊柱及与它相连的坐骨神经根。

第三步，剥皮。

用左手或钩镊子固定脊柱断端，右手捏住剪开的皮肤边缘，向下剥掉全部后肢皮肤，然后将标本浸入盛有任氏液的培养皿中，将手及用过的剪刀、镊子等全部手术器械洗净，再进行下述步骤。

第四步，分离蛙的双后肢。

用镊子从背位夹住脊柱，将标本提起，可见向上突出的尾骨，沿尾骨两侧分离尾骨，并在尾骨顶端剪去尾骨，注意紧贴尾骨两侧剪，避免伤及腹面的坐骨神经根。然后用大剪刀沿正中线将脊柱分为两半，并从耻骨联合中央剪开双后肢，使双后肢完全分离。分离后的双后肢也浸于盛有任氏液的培养皿中。

第五步，游离坐骨神经和腓肠肌，完成标本的制备。

首先，取一侧后肢放于蛙板上，用玻璃钩沿坐骨神经走行游离坐骨神经。在标本腹面沿坐骨神

经根走行游离；在标本背侧剪断梨状肌及其附近的结缔组织，从暴露出来的坐骨神经沟中找到坐骨神经并向下循其走行游离出其大腿部分，一直游离至腘窝为止。游离过程中遇到坐骨神经的细小分支，可用小剪刀剪断。最后，保留与坐骨神经根相连的一段脊柱，用大剪刀将坐骨神经顶端及这段脊柱游离下来。

其次，游离一段股骨：将游离下来的坐骨神经搭于小腿上，在膝关节上方将附着在股骨周围的肌肉剪掉并刮干净，然后保留一段1cm长的股骨，在股骨中部剪去上段股骨。注意股骨的长度要足够，用于标本的固定。

最后，游离完整的腓肠肌，完成坐骨神经-腓肠肌标本：将坐骨神经轻轻提起，朝向大腿的方向放置，在小腿后方找到腓肠肌，为一块完整的梭形肌；先在跟腱后方穿线结扎，并于结扎处的下方剪断跟腱。然后轻提腓肠肌，用直剪刀剪断腓肠肌与后方组织间的联系，游离腓肠肌至膝关节处，然后齐膝关节将小腿其余部分全部剪断。这样就制得具有附着在股骨上的腓肠肌并带有支配腓肠肌的坐骨神经的标本。

第六步，检测标本的活性：用浸润了任氏液的铜锌弓迅速接触坐骨神经，如腓肠肌发生明显的收缩，则表示标本的兴奋性良好，即可将标本放在盛有任氏液的培养皿中，以备实验之用。

实验中的注意事项：

1.实验中操作要轻柔，尽量不要用手或金属器械碰触坐骨神经或腓肠肌，以免降低标本的活性。

2.对于暂不进行操作的标本，应于任氏液中浸泡以保持活性；对于正在操作中的标本，应随时滴

加任氏液润湿标本，以保证标本总是处于任氏液的环境中，有利于活性的保持。

3.需要提起制备好的标本时，应一手持镊子夹住股骨断端，另一手提起腓肠肌的结扎线，双手同

时用力，将标本提起移动。切忌提拉坐骨神经移动标本，以免拉伤坐骨神经，造成标本活性的降低或丧失。

（二）标本与记录装置的连接

将制备好的坐骨神经-腓肠肌标本的股骨断端插入肌槽一侧前方的小孔内，旋转上方的螺母，将股骨夹紧固定。将坐骨神经轻轻搭在肌槽上探出的两个铜电极上，注意使坐骨神经与两个电极均充分接触。轻柔提起腓肠肌的结扎线，另一端系于张力换能器的受力片上，调节换能器的水平位置，拉紧丝线给腓肠肌一定量的前负荷，前负荷可由显示器上基线上升的高度得出。

（三）RM6240多道生理信号采集处理系统的准备

首先，将换能器插入RM6240多道生理信号采集处理系统通道1的输入插座；将刺激器插头插入刺激输出端口，另一端固定到肌槽上的电极螺母上。打开RM6240外置设备电源、打开计算机主机及显示器电源→双击屏幕上“RM6240并口2.0 h”图标。

其次，在示波状态下进入实验状态，即实验→肌肉神经→刺激频率对骨骼肌收缩的影响→常规实验，设置本实验的各项参数，并根据标本收缩活动的形式、速度、频率、力的大小适当调整增益与扫描速度，使信号波形完整清晰地显示在屏幕中。

最后，当标本功能状态稳定后即可开始实验，进入“记录状态”。

实验项目：

1．找出坐骨神经-腓肠肌标本的阈值和最适刺激。

扫描速度设定为10 s/div。刺激器的参数设定如下：刺激输出方式：正电压；刺激模式：单刺激；波宽：6 ms，延时：3 ms，刺激强度从0.01 V开始，由弱逐渐增强，以腓肠肌收缩的高度为指标，找到能引起收缩反应出现的最小的刺激强度，此为阈值；在此基础上继续增加刺激强度，找到能够引起最大收缩反应出现的最小刺激强度，此强度对应的刺激为最适刺激。记录阈值和最适刺激的强度。

2．描记单收缩曲线

扫描速度设定为500 ms/div，刺激器参数不变，刺激强度设为最适刺激强度，重复给予几次刺激，描记单收缩曲线。

3．描记复合收缩曲线

扫描速度设定为1.0 s/div，刺激强度选用最适刺激强度，刺激模式设为连续单刺激，改变刺激