蟾蜍骨骼肌兴奋收缩实验实验报告

生理科学实验报告

实验1：蟾蜍骨骼肌兴奋收缩实验

实验组成员：刘谨、杨莹莹、张敏霞

浙江大学医学院临床医学（七年制）1008班

【摘要】实验目的：学习使用RM6240多道生理信号采集处理系统和换能器的使用。掌握制备具有正常兴奋收缩功能的蛙类坐骨神经-腓肠肌标本基本操作技术。观察不同刺激强度、频率对肌肉收缩的影响。观察神经-肌肉接头兴奋传递和骨骼肌兴奋的电变化与收缩之间的时间关系及其各自特点。

【关键词】神经-肌肉、刺激强度、频率、电位变化、张力变化

【实验原理】蛙类的某些基本生命活动和生理功能与哺乳类动物有相似之处，而且其离体组织的生活条件比较简单，易于控制和掌握。因此，蛙或蟾蜍的坐骨神经-腓肠肌标本常被用来观察神经-肌肉的兴奋性、刺激与反应的规律及肌肉收缩特点等实验。肌肉组织的兴奋主要表现为收缩活动，一个刺激是否能使组织发生兴奋，不仅与刺激形式有关还与刺激时间、强度、强度-时间变化三要素有关，若用方形电脉冲刺激则组织兴奋只与刺激强度、时间有关，终板电位可引起肌肉产生兴奋在宏观上表现为肌肉收缩。肌肉的收缩形式不仅与刺激本身有关而且还与刺激频率有关。若刺激频率较小，则表现为单收缩，逐渐增大刺激频率则变现为不完全强直收缩，继续增强则表现为完全强直收缩。

【实验步骤】

1.实验材料

1.1 实验动物：蟾蜍

1.2 实验试剂：任氏液，甘油高渗任氏液

1.3 实验器材：一维微调器，BB-3G屏蔽盒，针形引导电极，张力换能器，RM6240多

道生理信号采集处理系统

2. 实验方法

2.1 蟾蜍坐骨神经神经-肌肉标本的制作

取蟾蜍一只常规方法毁脑脊髓，剪断脊柱并且剪除蟾蜍躯干上部以及内脏，避开神经剥除蟾蜍的皮肤，于任试液中清洗，剪除骶骨分离坐骨神经于坐骨神经根部结扎，将标本固定于木板上，分离大腿部坐骨神经，直至分离至腘窝胫神经分叉处。然后剪断股二头肌腱、半腱肌和半膜肌肌腱，并绕至前方剪断股四头肌腱。用剪刀刮除股骨上的肌

肉，在距膝关节约1cm处剪断股骨。在腓肠肌肌腱处结扎然后剪断分离出坐骨神经-腓肠肌，并置于任试液中待用。

2.2 实验系统连接和参数设置

张力换能器输入RM6240系统第一通道，刺激输出接标本盒刺激电极。开启计算机和RM6240多道生理信号采集处理系统的电源。启动RM6240多道生理信号采集处理系统软件，在其窗口点击“实验”菜单那，选择“刺激强度（或频率）对骨骼肌收缩的影响”项。仪器参数：第1通道模式为张力。采集频率400Hz~1kHz，扫描速度1s/div，灵敏度10~30g，时间常数为直流，滤过频率100Hz。在“选择”下拉菜单中选择“强度/频率”项，显示刺激参数。

2.3 实验装置连接

将离体的坐骨神经腓肠肌标本的股骨插入标本盒的固定孔中，旋转固定螺钉固定标本，腓肠肌的跟腱结扎线系于张力换能器的悬臂梁上。坐骨神经放在刺激电极上，保持神经与电极接触良好。调节一维微调器，将前负荷调至2g。

2.4 实验观察项目

2.4.1 毁脑脊髓前后蟾蜍四肢肌张力的变化。用锌铜弓分别刺激坐骨神经和腓肠肌，观察肌肉的反应。

2.4.2 刺激强度对骨骼肌收缩的影响刺激方式：单次，刺激波宽：0.1ms。电极记录窗口的记录按钮，开始记录，按刺激器的“刺激”按钮，刺激强度从0.1V逐渐增大，强度增量为0.05V，连续记录肌肉收缩曲线。记录阈刺激与阈刺激时的张力和最大刺激与最大刺激是的张力。

2.4.3 刺激频率对骨骼肌收缩的影响将刺激强度设置为最大刺激强度，波宽：0.1ms。刺激模式为频率递增方式，起始频率1Hz，步长为1Hz，组间延时大于10s，连续记录不同频率是的收缩曲线，观察不同刺激频率时的肌肉收缩张力变化。

2.4.3 同步记录神经干动作电位、骨骼肌动作电位、肌肉收缩曲线。通道1记录肌张力、通道2记录肌膜电位、通道3记录神经干电位。刺激模式为双刺激，刺激强度为最大刺激强度，刺激波宽为0.1ms，同步出发。针形引导电极插入腓肠肌并固定。观察记录刺激间隔0.5、2、10ms情况下神经干动作电位、肌膜电位波形和腓肠肌的收缩曲线。2.4.4 观察甘油高渗任试液处理肌肉后的肌肉动作电位和收缩用浸润20%~30%甘油高渗任试液的棉花包裹腓肠肌，每隔30s用单刺激标本一次。记录出现有动作电位无腓肠肌收缩的时间。

±表示，统计学分析采用Student’s t-test方法。

2.5 统计方法结果以X S

【实验结果】

3.1蟾蜍坐骨神经干阈刺激是0.540,此时的收缩张力为1.437，最大刺

激为0.999此时的收缩张力为11.162g。阈强度刺激时的肌肉收缩力

1.437显著低于最大刺激强度刺激时的肌肉收缩力11.162g，两者有显

性差异（p=0.0002<0.05).

表1 不同刺激强度刺激坐骨神经对蟾蜍腓肠肌收缩张力的影响

3.2 刺激强度（U）与肌肉收缩张力（T）的关系：

在阈刺激强度与最大刺激强度之间，腓肠肌的收缩力随着刺激强度的增大而增大，刺激强度大于最大刺激强度，腓肠肌的收缩力不再增大，见图1。

表2刺激强度与肌肉收缩张力之间关系

图1.刺激强度与收缩张力关系曲线

3.3 不同频率刺激刺激坐骨神经对腓肠肌收缩张力的影响：

刺激波宽0.1ms，最大刺激强度时，单收缩的刺激频率为1Hz，不完全强直收缩的刺激频率为5Hz 、完全强直收缩的刺激频率为20.7Hz 。不完全强直最大收缩力

18.44显著高于单收缩的最大收缩力为（）和完全强直最大收缩力74.82 (g)显著高于单收缩的最大收缩力为10.46 (g)（p=0.0002<0.05），见表3

表3 不同刺激频率刺激坐骨神经对蟾蜍腓肠肌收缩张力的影响

3.4收缩张力与刺激频率的关系：

随着频率刺激的逐渐增大，腓肠肌的收缩力不断增加，到完全强直收缩后，再增加刺激频率，腓肠肌的收缩力增大趋缓，见图2：