蟾蜍的坐骨神經(jīng)—腓腸肌標(biāo)本的制備(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上蟾蜍的坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本的制備及神經(jīng)干的性質(zhì)實驗報告實驗名稱 蛙的坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本的制備及神經(jīng)干的性質(zhì)實驗?zāi)康囊髮W(xué)習(xí)并掌握坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本以及腓腸肌標(biāo)本制備的方法 ；學(xué)習(xí)生理學(xué)實驗基本的組織分離技術(shù)；觀察刺激強(qiáng)度，刺激頻率與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系；掌握引導(dǎo)神經(jīng)干復(fù)合動作電位和測定其傳導(dǎo)速度的基本原理和方法。實驗材料，儀器，試劑蟾蜍、常用手術(shù)器械（手術(shù)剪、手術(shù)鑷、手術(shù)刀、金冠剪、眼科剪、眼科鑷、玻璃分針等）、燒杯、培養(yǎng)皿、紗布、棉線、粗剪刀、蛙板、污物缸、滴管、生理信號采集系統(tǒng)、張力傳感器、鐵架臺、計算機(jī)、任氏液等。實驗原理兩棲類動物的一些基本生命活動和生理功能與溫血

2、動物相似，而其離體組織所需要的生活條件比較簡單，易于控制和掌握。因此在生理實驗中常用蟾蜍的神經(jīng)肌肉標(biāo)本來觀察興奮性、興奮過程、刺激的規(guī)律以及骨骼肌收縮的特點(diǎn)等。任氏液是種比較接近兩棲動物內(nèi)環(huán)境的液體，可以用來延長青蛙心臟在體外跳動時間、保持兩棲類其他離體組織器官生理活性等。腓腸肌由許多的纖維組成，刺激腓腸肌時，不同的刺激強(qiáng)度會引起肌肉的不同反應(yīng)。當(dāng)刺激強(qiáng)度過小時，不應(yīng)期肌肉發(fā)生收縮反應(yīng)，此時的刺激為閾下刺激。而能引起肌肉發(fā)生收縮的最小刺激強(qiáng)度，為閾刺激，但全部肌纖維同時收縮時，則出現(xiàn)最大的收縮反應(yīng)。這時，即使再加大刺激強(qiáng)度，肌肉的收縮強(qiáng)度也不會隨之而增大。可以引起肌肉發(fā)生最大收縮反應(yīng)的最小刺激

3、強(qiáng)度為最適刺激。肌肉組織對于一個閾上強(qiáng)度的刺激，發(fā)生一次迅速地收縮反應(yīng)，即單收縮。單收縮的過程分為三個時期，潛伏期、收縮期、舒張期。刺激坐骨神經(jīng)能引起腓腸肌產(chǎn)生收縮。在其他條件不變情況下，不斷增大刺激頻率可引起肌肉收縮形式發(fā)生改變。若刺激頻率較小，兩次刺激間隔時間大于一次肌肉收縮和舒張所持續(xù)的時間（即單收縮）時，肌肉收縮表現(xiàn)為一連串的單收縮；若增大刺激頻率，使兩次刺激間隔時間大于一次肌肉收縮的收縮期時間，而小于單收縮時，肌肉呈現(xiàn)不完全強(qiáng)直收縮；若繼續(xù)增加刺激頻率，使兩次刺激間隔時間小于一次肌肉收縮的收縮期時間，肌肉則表現(xiàn)出完全強(qiáng)直收縮。如果兩個引導(dǎo)電極置于興奮性正常的神經(jīng)干表面，興奮波先后通過

4、兩個電極處，便引導(dǎo)出兩個方向相反的電位波形，稱為雙相動作電位。如果兩個引導(dǎo)電極之間的神經(jīng)纖維完全損傷，興奮波只通過第一個引導(dǎo)電極，不能傳至第二個引導(dǎo)電極，則只能引導(dǎo)出一個方向的電位偏轉(zhuǎn)波形，稱為單相動作電位。神經(jīng)干由許多神經(jīng)纖維組成，故神經(jīng)干動作電位與單根神經(jīng)纖維的動作電位不同，神經(jīng)干動作電位是由許多不同直徑和類型的神經(jīng)纖維動作電位疊加而成的綜合性電位變化，稱復(fù)合動作電位，神經(jīng)干動作電位幅度在一定范圍內(nèi)可隨刺激強(qiáng)度的變化而變化。動作電位在神經(jīng)干上傳導(dǎo)有一定的速度。不同類型的神經(jīng)纖維傳導(dǎo)速度不同，神經(jīng)纖維越粗則傳導(dǎo)速度越快。測定神經(jīng)沖動在神經(jīng)干上傳導(dǎo)的距離（s）與通過這段距離所需時間（t），可根

5、據(jù)ns/t求出神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)速度實驗方法1.破壞腦和脊髓 左手持蟾蜍，用食指壓其頭部前端，使頭前俯。右手持探針由頭端沿正中線向后劃，觸到凹陷即為枕骨大孔，將探針由此垂直刺入。再將探針折向前方，插入顱腔內(nèi)并左右攪動搗毀腦組織。再將探針退回至進(jìn)針處，針尖轉(zhuǎn)向后方，刺入椎管搗毀脊髓。此時蟾蜍四肢癱軟，表明腦脊髓已完全破壞。 2.剪除軀干上部及內(nèi)臟 用粗剪刀在骶髂關(guān)節(jié)水平以上1cm處剪斷脊柱。左手握住后肢，右手持剪刀沿脊柱的斷口向下剪開兩側(cè)的皮膚及肌肉，再剪除已下垂的軀干上部及內(nèi)臟。 3.剝皮 剪掉肛門周圍的皮膚，左手捏脊柱斷端（勿觸碰神經(jīng)），右手捏住斷端邊緣的皮膚，向下剝掉兩后肢皮膚。將標(biāo)本背位放于

6、表面有少許任氏液的蛙板上，洗凈雙手及用過的器械。4.游離坐骨神經(jīng) 沿脊柱兩側(cè)用玻璃分針分離坐骨神經(jīng)，沿中線將脊柱剪成兩半。捏住兩側(cè)下肢帶骨用力向兩側(cè)掰，使恥骨聯(lián)合處脫臼，再從恥骨聯(lián)合中央剪開兩后肢，一后肢放入盛有任氏液的平皿中備用，一后肢用玻璃分針劃開梨狀肌及其附近的結(jié)締組織，循坐骨神經(jīng)溝（股二頭肌與半膜肌之間的裂隙處）找出坐骨神經(jīng)的大腿部分，用玻璃分針將腹部的坐骨神經(jīng)小心勾出來，手執(zhí)結(jié)扎神經(jīng)的線，剪斷坐骨神經(jīng)的所有分支，一直游離至膝關(guān)節(jié)。 5.完成坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本的制備 將分離干凈的坐骨神經(jīng)搭于腓腸肌上，在膝關(guān)節(jié)周圍剪掉全部大腿肌肉，并用普通剪刀將股骨刮干凈，在股骨中部剪去上段股骨。再在跟

7、腱處以線結(jié)扎，剪斷并游離腓腸肌至膝關(guān)節(jié)處，在膝關(guān)節(jié)以下將小腿其余部分剪掉。這樣即制得附著于股骨上、具有坐骨神經(jīng)支配的腓腸肌標(biāo)本。6.用標(biāo)本進(jìn)行刺激實驗 把標(biāo)本通過張力傳感器與生理信號采集系統(tǒng)相連，觀察刺激強(qiáng)度，刺激頻率與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系以及神經(jīng)干的相關(guān)性質(zhì)。實驗結(jié)果1.蟾蜍腓腸肌刺激強(qiáng)度與肌肉收縮反應(yīng)實驗圖1蟾蜍腓腸肌刺激強(qiáng)度與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系 如圖1所示，在一定范圍內(nèi)隨著刺激強(qiáng)度的增加，肌肉收縮反應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大，但在增大到一定值時肌肉收縮反應(yīng)的強(qiáng)度不再受刺激強(qiáng)度的影響而發(fā)生變化。從圖中我們可以看出該標(biāo)本的閾值是0.050V，閾上刺激范圍為0.050V-0.110V。當(dāng)刺激為0.110V時

8、，肌肉收縮反應(yīng)強(qiáng)度也達(dá)到最大，也即該實驗標(biāo)本的最適刺激強(qiáng)度為0.110V。2. 蟾蜍腓腸肌刺激頻率與肌肉收縮反應(yīng)實驗圖2 蟾蜍腓腸肌刺激頻率與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系如圖2所示，在刺激電壓固定在0.50V時，分別以不同頻率的刺激去刺激標(biāo)本，肌肉收縮反應(yīng)有很大不同。在刺激頻率為1.0Hz時,肌肉標(biāo)本的收縮形式為單收縮；當(dāng)刺激頻率在8.0Hz-20Hz時，收縮形式為不完全強(qiáng)直收縮；當(dāng)刺激頻率大于20Hz時，肌肉收縮為完全強(qiáng)直收縮。3.神經(jīng)干復(fù)合動作電位的測定實驗圖3 蟾蜍坐骨神經(jīng)神經(jīng)干的復(fù)合動作電位如圖3所示，復(fù)合動作電位的波形圖呈現(xiàn)出一個先升后降的波形圖，復(fù)合動作電位的最大值為4.83mV,最小值為-

9、1mV。當(dāng)神經(jīng)纖維未受刺激時，膜外與電極所接觸的兩點(diǎn)之間沒有電位差，所以兩電極之間也無電位差存在，掃描線為一水平基線。在神經(jīng)干左端給予電刺激后，則產(chǎn)生一個向右傳導(dǎo)的沖動（負(fù)電位），當(dāng)沖動傳到1電極（負(fù)電極）下方時，此處電位較2處為低，產(chǎn)生了電位差，掃描線向上偏轉(zhuǎn)，記錄出一個向上的波形（在電生理實驗中，為了便于觀察，習(xí)慣上規(guī)定負(fù)波向上）。隨后，沖動繼續(xù)向右側(cè)傳導(dǎo)，離開1電極傳向2電極處。當(dāng)它到達(dá)2電極（正電極）下方時，因1電極處神經(jīng)差不多已恢復(fù)到原來的狀態(tài)，于是2電極處又較1電極處為負(fù)，引起掃描線向下偏轉(zhuǎn)，記錄出一個向下的波形。這樣，在神經(jīng)沖動向右傳導(dǎo)的過程中，就記錄出了一個先升后降的雙相動作電

10、位。4.神經(jīng)干興奮傳導(dǎo)速度的測定實驗 圖4 蟾蜍坐骨神經(jīng)神經(jīng)沖動傳導(dǎo)速度的測定如圖4所示，紅色代表第一電極，綠色代表第二電極。每刺激一次，第二個刺激即按照“間隔”所設(shè)定的時間向第一個刺激靠近一次，從而使第二個動作電位向圖形向第一個動作電位相應(yīng)靠近。當(dāng)在刺激6.5ms時，第二個動作電位的圖形幅值開始比第一個減小時，說明第二個刺激落入到第一次興奮后的相對不應(yīng)期。第二個刺激越是靠近第一個刺激，其動作電位的幅值就越小。測得神經(jīng)干興奮傳導(dǎo)速度約為24.0m/s。分析討論由實驗結(jié)果可知，實驗中蟾蜍腓腸肌受刺激的閾值是0.050V，閾上刺激范圍為0.050V-0.110V。神經(jīng)細(xì)胞的興奮傳遞是由于膜內(nèi)外的N

11、a+和K+離子濃度變化兒引起的，膜上存在著許多的Na+和K+離子通道，它們都受一定電壓門控系統(tǒng)控制著通道的開與閉。在刺激的強(qiáng)度低于閾值時，不足以使門控通道開放，相對離子濃度不會發(fā)生變化。故無法引起神經(jīng)細(xì)胞興奮，只有在強(qiáng)度足夠大的時候，神經(jīng)細(xì)胞才會興奮并傳導(dǎo)至肌肉。細(xì)胞膜上的Na+和K+離子通道是有限的，給予一個最適刺激強(qiáng)度，Na+和K+離子通道將全部開放，神經(jīng)達(dá)到最大興奮。若給予神經(jīng)細(xì)胞更大的刺激強(qiáng)度，因為離子通道的限制，神經(jīng)細(xì)胞也不可能出現(xiàn)更大的興奮性。單收縮可分為3個階段：潛伏期 是指從發(fā)生刺激打剛開始發(fā)生張力變化之間的時期；收縮期 是指從收縮開始到收縮效應(yīng)達(dá)到最高點(diǎn)的時期；舒張期 是指從

12、收縮效應(yīng)最高點(diǎn)回復(fù)到原來靜息水平的時期。當(dāng)刺激頻率低時，肌肉發(fā)生一連串互不相連的單收縮，這是因為每個新刺激到來時，前一次刺激引起的單收縮已經(jīng)結(jié)束。于是，每個刺激都引起一次獨(dú)立的收縮。發(fā)生不完全強(qiáng)直收縮時，每次新的收縮都發(fā)生在前次收縮的舒張期中，肌肉則在自身尚處于一定程度的縮短或張力存在的情況下進(jìn)行新的收縮，即發(fā)生了收縮總和。我們便觀察到了鋸齒形肌肉收縮曲線圖。當(dāng)刺激頻率增大到一定的較高程度時，出現(xiàn)完全強(qiáng)直收縮，這是因為連續(xù)刺激時，后來的每個刺激都可能總是落在前一次收縮的縮短期結(jié)束之前，造成相繼發(fā)生的肌肉收縮有可能在前一次收縮的縮短期結(jié)束之前或其頂點(diǎn)開始，于是各次收縮的張力或長度變化發(fā)生融合而疊加起