(1)坐骨神经-腓肠肌的制备和刺激强度对肌肉收缩的影响(2)刺激频率对肌肉收缩的影响

动物生理学实验报告

开课学院及实验室：XXX 2011年3月25日

学院生命科学

学院

班别XXX 姓名XXX 学号XXX

实验课程名称动物生理学实验组别第四组成绩

实验项目名称（1）坐骨神经-腓肠肌的制备和刺激强度对肌肉

收缩的影响（2）刺激频率对肌肉收缩的影响

指导

老师

一、实验目的

1.学习生理学实验基本的组织分离技术

2.学习和掌握制备蛙类坐骨神经-腓肠肌标本的方法

3.学历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

4.了解刺激的种类、刺激强度和肌肉收缩的关系

5.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

能被动物机体所感受并且引起其反应的环境因素的变化称为刺激。刺激包括机械的、化学得、温度的或电的刺激。而矩形方波的电刺激是动物生理实验室中常用的刺激。随着刺激强度的继续增加，会有较多的运动单位被兴奋，肌肉收缩幅度、产生的张力也不断增加。刚刚引起肌肉收缩的刺激强度为阈刺激，具有阈刺激的刺激称为阈刺激。强度高于阈强度的刺激称为阈上刺激。但当刺激强度增大到某一临界值时，无论是兴奋性高的和兴奋性低的运动单位都被兴奋，会引起肌肉最大幅度的收缩。此后再增加刺激强度，不会再引起反应的继续增加。

给神经或肌肉一次单电震刺激，会引起肌肉一次收缩，称为单收缩。包括3个时程：潜伏期、收缩期、舒张期。若给予标本相继两个最适刺激，使两次刺激的间隔小于该肌肉收缩的总时程时，会出现复合收缩。根据这个原理，肉给予标本一连串的最适刺激，则因刺激频率不同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、使用仪器、材料

青蛙、任氏液、小动物手术器械一套，培养皿，滴管，废物缸，电子刺激器，生物信号采集系统，10g的张力换能器，细线等。

四、实验步骤

1.蛙坐骨神经-腓肠肌标本制备

①．双毁髓法处死青蛙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．剪去其他不用的组织⑧.检验标本

2.测定标本的阈强度和最大刺激强度

①．固定标本②.测定阈强度

③．测定最大刺激强度

3.记录肌肉的单收缩曲线

4.给予一连串刺激，记录复合收缩曲线

五、实验结果

实验1、青蛙坐骨神经-腓肠肌受到一次阈上刺激后的单收缩

表1 青蛙坐骨神经腓肠肌受到一次阈上刺激后单收缩的各个阶段及时程（ms）。

潜伏期收缩期舒张期时程（ms）30 70 450

给予青蛙坐骨神经-腓肠肌标本一次阈上刺激（强度：320 mv；波宽：5 ms），腓肠肌发生一次单收缩，其潜伏期为30 ms，收缩期为70 ms,舒张期为450 ms。（记录结果如下图）

图1: 青蛙坐骨神经腓肠肌标本受到一次阈上刺激后单收缩的各个阶段及时程（ms）。

实验2、改变刺激强度对坐骨神经-腓肠肌活动的影响

表2 改变刺激强度对青蛙坐骨神经--腓肠肌活动的影响。

刺激强度（mV）< 240 240 大于240 ~ 340 340

收缩强度（g）备注———

阈下刺激

0.869

阈刺激

0.869~4.077

阈上刺激

4.077

最大刺激强度

当刺激波宽恒定为 5 ms，改变刺激强度，青蛙坐骨神经-腓肠肌标本活动发生如下变化，刺激强度为240mv以下（不包括240mv），腓肠肌没有收缩；当给予240mv刺激时，腓肠肌发生0.869g力量的收缩；刺激强度在240 ~ 340mv（不包括240mv）之间时，腓肠肌收缩力量随刺激强度变大而变大，收缩力在0.869~4.077g之间；刺激强度340mv以上时，腓肠肌收缩力量维持在4.077g水平。综合以上结果判断，240mv为坐骨神经--腓肠肌标本的阈刺激，340mv为坐骨神经--腓肠肌标本的最大刺激。（记录结果如下图）

图2 ：改变刺激强度对青蛙坐骨神经--腓肠肌标本活动的影响。

注：↑1表示刺激强度为0.23v,↑2表示刺激强度为0.24 v,↑3表示刺激强度为0.25 v,↑4表示刺激强度为0.26 v……..刺激强度依次增加0.01V，↑14则表示刺激强度为0.36 v

实验3、改变刺激频率对坐骨神经-腓肠肌活动的影响

表3 改变刺激频率对青蛙坐骨神经--腓肠肌活动的影响。

频率（Hz）1~2 3~17 ？

收缩程度(g) 15.21 17.88~18.05 ？

备注单收缩不完全强直收缩完全强直收缩

改变刺激频率，坐骨神经-腓肠肌标本活动发生如下变化，刺激频率<3Hz时，标本之产生单收缩；刺激频率为3~17Hz时，收缩发生重叠，产生不完全强直收缩；表3中“？”表示由于实验操作失误（实验材料脱落）未记录到完全强直收缩。（记录结果如下图）

图3: 改变刺激频率对青蛙坐骨神经--腓肠肌标本活动的影响。

注：↑1表示给予1Hz的刺激频率，↑2表示给予2Hz的刺激频率……依次增加，↑18表示给予18Hz的刺激频率

六、实验分析

1.青蛙坐骨神经-腓肠肌受到一次阈上刺激后的单收缩

实验开始时我们组做出来的单收缩观察不到潜伏期。经过多次的重复实验和检查，发现原因在于刺激电极与坐骨神经--腓肠肌标本的腓肠肌接触，使得刺激直接作用在肌肉上。而潜伏期产生的原因在于神经传导、神经肌肉接头传递以及肌肉兴奋收缩偶联这些过程（主要在于神经肌肉接头传递）。故无法观察到潜伏期，重新放置标本后，获得表1的实验结果。

2.改变刺激强度对坐骨神经-腓肠肌活动的影响

刚开始做这个实验时，得到的曲线总是可以看出，每次单收缩都有两个峰。在老师的帮助下，终于找到原因：标本股骨没有固定好，标本在每次收缩时都发生震动，因而出现了两个峰。从结果还可以发现本实验所存在的另一个问题：阈刺激强度高于一般水平很多，也就是说标本在受到相对比较大的刺激才发生收缩。主要原因是标本的生物活性已经变的很低，并且不同的标本在生理机能方面也有差异（阈刺激并非固定值）。在阈刺激强度时只有较少的运动单位被兴奋，产生的收缩力故较小。随着刺激强度的继续增加，会有较多的运动单位被兴奋，肌肉收缩幅度、产生的张力也不断增加。在标本制作的过程中因处理不当，操作不熟练等原因造成标本的生物活性较低，对实验造成很大的影响。这一点需要注意，尤其是在今后实验中，加强这方面的操作能力。

3. 改变刺激频率对坐骨神经-腓肠肌活动的影响

该实验中可以清晰看到随着刺激频率的升高，肌肉的收缩从单收缩变为不完全的强直收缩，再到完全的强直收缩。产生这种情况的原因是：刺激时间间隔小于心肌收缩总时程，产生复合收缩。从图3看出当刺激频率大于18Hz时心脏的收缩力突然下降，是实验材料脱落的原因，这是这个实验的一个失误。本该固定材料重新实验，但当时以为已经记录到完全强直收缩，故直接结束实验。而后在处理实验数据放大曲线时发现给予17Hz频率的刺激时标本并没有达到完全强直收缩。

这次实验遇到的主要问题就在于实验材料的处理，比如股骨剪的太短导致标本没有固定好。意识到这些问题，在以后的试验中就可以做出改进了。