蟾蜍骨骼肌興奮與收縮實(shí)驗(yàn).doc

專(zhuān)業(yè)： 臨床醫(yī)學(xué)姓名： 學(xué)號(hào)： 日期： 2013.3.7地點(diǎn)： 教C實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng)：生理科學(xué)實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)老師：虞燕琴 成績(jī)：實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)蟾蜍骨骼肌興奮與收縮實(shí)驗(yàn)同組學(xué)生：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填） 四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）本人Email： 蟾蜍骨骼肌興奮與收縮實(shí)驗(yàn)（浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院 級(jí)臨床醫(yī)學(xué)七年制生理科學(xué)實(shí)驗(yàn) 班 組，浙江 杭州 310058）摘 要 目的：學(xué)習(xí)RM6240多道生理信號(hào)采集處理系統(tǒng)和換能器的使用。學(xué)習(xí)蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本制備方法。觀(guān)察不同刺激強(qiáng)度頻率對(duì)肌肉收縮的影響。觀(guān)察神經(jīng)肌接頭興奮傳遞和骨骼肌興奮的電變化與收縮之間的時(shí)間關(guān)系及其各自特點(diǎn)。方法：在保持刺激時(shí)間恒定的條件下，逐步增加對(duì)蟾蜍坐骨神經(jīng)的刺激強(qiáng)度和改變電脈沖刺激頻率，利用RM6240觀(guān)察記錄腓腸肌收縮張力變化。結(jié)論：當(dāng)波寬為0.1ms的單刺激時(shí)，閾刺激時(shí)，肌肉收縮力1.4370.828g，最大刺激時(shí)，肌肉收縮力11.1625.797g，兩者有顯著性差異（p0.01），兩者間肌肉收縮力隨著刺激強(qiáng)度的增加而增大；在最大刺激作用下，不完全強(qiáng)直收縮臨界頻率為5Hz，肌肉收縮力為18.4411.97g，完全強(qiáng)直收縮臨界頻率為20.74.9Hz，肌肉收縮張力為74.8240.91g，后者肌肉收縮張力明顯高于前者，兩者有顯著性差異（p0.01），兩者間肌肉收縮力隨著刺激頻率的增加而增大。不同的刺激強(qiáng)度和頻率對(duì)蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌有不同的影響，在一定范圍內(nèi)，具有遞增關(guān)系。關(guān)鍵詞 腓腸??；單收縮；完全強(qiáng)直性收縮；不完全強(qiáng)直性收縮；閾刺激1 材料和方法1.1材料1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：蟾蜍。1.1.2 藥品與試劑：任氏液(Ringers solution)。1.1.3 儀器：RM6240生物信號(hào)處理系統(tǒng)、神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒（nerve-muscle chamber )、張力換能器、鋅銅弓、玻璃分針、鑷子、剪刀、蛙板。1.2 方法1.2.1坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本制備：蟾蜍毀腦脊髓，去上肢和內(nèi)臟，下肢剝皮浸于任氏液中。將蟾蜍下肢背面向上置于蛙板上，用剪刀從脊柱正中剪開(kāi)分成兩個(gè)下肢標(biāo)本，用玻璃分針?lè)蛛x脊柱傍的坐骨神經(jīng)，用線(xiàn)在近脊柱處結(jié)扎，剪斷神經(jīng)，從大腿至腘窩分離坐骨神經(jīng)。去除股骨上的肌肉，距膝關(guān)節(jié)1cm剪斷股骨，分離腓腸肌跟腱穿線(xiàn)結(jié)扎，剪斷跟腱，游離腓腸肌，在膝關(guān)節(jié)處剪去小腿。1.2.2儀器連接和參數(shù)設(shè)置：固定股骨，坐骨神經(jīng)搭于電極上。連接腓腸肌的張力換能器接第1通道，神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒1對(duì)刺激電極接刺激輸出通道，1對(duì)神經(jīng)信號(hào)記錄電極接第2通道。將腓腸肌跟腱的扎線(xiàn)固定在張力換能器懸臂梁上，不宜太緊，此連線(xiàn)應(yīng)與桌面垂直，調(diào)節(jié)微距調(diào)節(jié)器，將前負(fù)荷調(diào)至2g。在“實(shí)驗(yàn)”菜單中選擇生理科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“骨骼肌收縮”進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。參數(shù)：通道時(shí)間常數(shù)直流，靈敏度10-30g，濾波頻率100Hz、 采樣頻率400-1KHz，掃描速度1s/div。刺激通道選單刺激模式，強(qiáng)度0.12V，波寬0.1ms，延遲1ms。 1.3 統(tǒng)計(jì)處理：對(duì)各次的收縮強(qiáng)度、收縮張力和頻率等數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，以p0.01表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2 觀(guān)察項(xiàng)目2.1不同刺激強(qiáng)度刺激坐骨神經(jīng)對(duì)肌肉收縮張力的影響：從0.1V逐漸增大刺激強(qiáng)度，找出剛能引起肌肉出現(xiàn)微小收縮的刺激強(qiáng)度，即閾刺激強(qiáng)度。繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)度，觀(guān)察肌肉收縮反應(yīng)是否相應(yīng)增大。繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)度，直至肌肉收縮曲線(xiàn)不能繼續(xù)升高為止,這時(shí)的刺激強(qiáng)度即最大刺激強(qiáng)度。2.2最大刺激強(qiáng)度時(shí)，不同刺激頻率刺激坐骨神經(jīng)對(duì)骨骼肌收縮張力的影響：用最大刺激強(qiáng)度，使刺激頻率逐漸增加，記錄不同頻率時(shí)的肌肉收縮曲線(xiàn)，觀(guān)察不同頻率時(shí)的肌肉收縮變化。2.3同步記錄神經(jīng)干動(dòng)作電位、骨骼肌動(dòng)作電位和肌肉收縮曲線(xiàn)。最大刺激強(qiáng)度下采用雙刺激模式，波間隔分別為0.1,0.5,2,10,100,1000ms。3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1記錄閾刺激和最大刺激對(duì)波寬為0.1ms的單刺激，閾刺激產(chǎn)生的肌肉收縮力1.4370.828g顯著小于最大刺激產(chǎn)生的肌肉收縮力11.1625.797g（p0.01），閾刺激時(shí)刺激強(qiáng)度為0.5400.211V，明顯小于最大刺激時(shí)刺激強(qiáng)度0.9990.409V，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p0.01）。在閾刺激和最大刺激之間，肌肉的收縮力隨著刺激強(qiáng)度的增加而增加，當(dāng)達(dá)到最大刺激后不再增加。見(jiàn)表1 圖1表1. 刺激坐骨神經(jīng)引起蟾蜍腓腸肌收縮的閾刺激和最大刺激閾刺激最大刺激樣本強(qiáng)度（V）收縮張力（g）強(qiáng)度（V）收縮張力（g）10.400 1.800 0.700 10.490 20.650 0.500 1.250 24.230 30.500 1.447 1.550 11.433 40.550 3.180 0.800 16.370 50.550 1.832 1.350 13.320 60.350 1.450 0.650 5.800 70.400 1.920 0.700 9.320 80.250 0.800 0.340 8.700 90.850 1.110 1.450 7.900 100.900 0.330 1.200 4.053 average0.540 1.437 0.999 11.162 SD0.211 0.828 0.409 5.797 圖1. 刺激坐骨神經(jīng)引起蟾蜍腓腸肌收縮的閾刺激和最大刺激3.2單收縮與不完全強(qiáng)直的臨界頻率，不完全強(qiáng)直與完全強(qiáng)直的臨界頻率在最大刺激作用下，單收縮臨界頻率為1Hz，肌肉收縮力為10.465.81g，不完全強(qiáng)直收縮臨界頻率為5Hz，肌肉收縮張力為18.4411.79g，完全強(qiáng)直收縮頻率為20.74.9Hz，肌肉收縮力為74.8240.91g，完全強(qiáng)直收縮張力明顯高于不完全強(qiáng)直收縮，差異具有顯著性（p0.01），從不完全強(qiáng)直收縮到完全強(qiáng)直收縮之間，隨著刺激頻率的增加，肌肉收縮力逐漸增大。見(jiàn)表2，圖2表2. 刺激坐骨神經(jīng)引起腓腸肌單收縮的刺激頻率和完全強(qiáng)直的刺激頻率 單收縮不完全強(qiáng)直收縮完全強(qiáng)直收縮 樣本頻率(Hz)張力(g)頻率(Hz)張力(g)頻率(Hz)張力(g)112.80 5 6.65 16.0 23.502116.00 5 40.00 21.0 101.003114.11 5 18.32 23.0 122.014111.55 5 32.06 18.0 129.155111.36 5 19.24 29.0 85.74615.50 5 7.15 29.0 58.26717.86 5 10.97 20.0 29.168122.00 5 31.00 15.0 105.02918.43 5 8.98 18.0 75.841014.94 5 10.07 18.0 18.50average110.46 5 18.44 20.7 74.82SD05.81 0 11.97 4.9 40.91圖2. 刺激坐骨神經(jīng)引起腓腸肌單收縮的刺激頻率和完全強(qiáng)直的刺激頻率3.3不同刺激波間隔的肌肉張力在最大刺激強(qiáng)度下，0.5ms的波間隔肌肉收縮張力為7.045.24g，2ms的波間隔肌肉收縮張力為8.186.37g，10ms的波間隔肌肉收縮張力為13.527.12g。2ms的波間隔時(shí)與10ms的波間隔時(shí)具有顯著差異（p0.01）。在一定范圍內(nèi)隨著波間隔的增加肌張力也隨之增加。見(jiàn)表3 圖3表3.不同波間隔時(shí)的收縮張力雙刺激波間隔 樣本0. 5ms2ms10ms112.97 18.58 22.50 211.01 11.56 22.43 35.24 5.35 18.65 514.80 15.57 15.90 62.71 3.77 7.84 71.54 1.85 7.13 86.36 7.02 7.40 91.69 1.76 6.31 average7.04 8.18 13.52 SD5.24 6.37 7.12 圖3.不同波間隔時(shí)的收縮張力4討論4.1因?yàn)閷?shí)驗(yàn)用的蟾蜍有大小生理狀況等不同差異，制作得到的腓腸肌標(biāo)本也具有差異，而且這種差異有時(shí)會(huì)比較大，這就造成了一些組之間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異。另外，腓腸肌離體后神經(jīng)肌肉會(huì)漸漸失活，失活的速度取決于蟾蜍本身的狀況以及組員滴加任氏液的頻率。而實(shí)驗(yàn)時(shí)腓腸肌的活性程度自然對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有較大影響。由于不同波間隔雙刺激實(shí)驗(yàn)是最后做的，相對(duì)來(lái)說(shuō)腓腸肌活性要差一些，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的出來(lái)較之前的差距更大，所以此時(shí)我們?nèi)サ袅俗钪狄郧笤黾訉?shí)驗(yàn)可靠度。但是在之前部分的實(shí)驗(yàn)中，雖然最大數(shù)據(jù)幾乎是最小數(shù)據(jù)的十倍，我們認(rèn)為其還是合理的，因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)的變化符合實(shí)驗(yàn)規(guī)律，體現(xiàn)出了我們要驗(yàn)證的原理。另外，實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)我們第7組的數(shù)據(jù)相對(duì)其他組較低，經(jīng)過(guò)分析，認(rèn)為原因可能有兩個(gè)，一是腓腸肌標(biāo)本制作出來(lái)以后沒(méi)有在任氏液中浸泡足夠長(zhǎng)的時(shí)間，這導(dǎo)致了我們第一個(gè)腓腸肌標(biāo)本的干掉，另外一個(gè)連續(xù)強(qiáng)刺激之后沒(méi)有給與腓腸肌足夠長(zhǎng)的休息時(shí)間，最終導(dǎo)致幾乎每一部分實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)都有一定程度的偏低。4.2從閾刺激到最大刺激，肌張力呈增加趨勢(shì)，到達(dá)最大刺激后幾乎不再增加。這是因?yàn)閺拈摯碳ら_(kāi)始，閾值最低的神經(jīng)開(kāi)始興奮，刺激越強(qiáng)，電壓越高，則更多的神經(jīng)纖維開(kāi)始興奮，當(dāng)最大刺激時(shí)，所有的神經(jīng)纖維都興奮，肌張力達(dá)到單收縮最大。4.3最大刺激電壓下，不完全強(qiáng)直時(shí)肌張力顯著增加，到達(dá)完全強(qiáng)直后，幾乎不再增加。剌激波的間隔時(shí)間大于單收縮的持續(xù)時(shí)間，肌肉收縮波呈現(xiàn)與刺激頻率相同的單收縮波；刺激波間隔小于單收縮的持續(xù)時(shí)間，肌肉收縮波發(fā)生融合(總和），融合發(fā)生于舒張期，出現(xiàn)不完全強(qiáng)直收縮；融合發(fā)生于收縮期，出現(xiàn)完全強(qiáng)直收縮波，但神經(jīng)干動(dòng)作電位不發(fā)生融合。肌肉單收縮時(shí)，胞漿內(nèi)Ca2+濃度升高的持續(xù)時(shí)間太短，被激活的收縮蛋白尚未產(chǎn)生最大張力時(shí)，胞漿Ca2+濃度即已開(kāi)始下降，單收縮產(chǎn)生的張力不能達(dá)到胞漿內(nèi)Ca2+濃度相應(yīng)的最大張力。強(qiáng)直收縮時(shí)，肌細(xì)胞連續(xù)興奮，引起終池中的鈣連續(xù)釋放胞漿內(nèi)的Ca2+濃度持續(xù)升高，使肌肉未完全舒張或未舒張時(shí)進(jìn)一步收縮，使收縮張力逐漸增大，完全強(qiáng)直收縮時(shí)收縮張力達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定的最大值。4.4刺激波間隔小于0.5ms時(shí)，神經(jīng)干的第2個(gè)動(dòng)作電位消失，肌肉的收縮顯著降低。刺激波間隔小于神經(jīng)干不應(yīng)期，第二個(gè)刺激落在神經(jīng)干的絕對(duì)不應(yīng)期內(nèi)，神經(jīng)纖維不發(fā)生興奮。參考文獻(xiàn)1馬雪瀧，吳效兵，吳邊 茶多酚對(duì)蟾蜍坐骨神經(jīng)干興奮傳導(dǎo)及骨骼肌收縮的影響J. 資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng)，2009 25（7）2楊勇驥，孔令山. 骨骼肌興奮收縮藕