【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】骨骼肌的單收縮與復(fù)合收縮及神經(jīng)干動作電位、神經(jīng)沖動傳導(dǎo)速度、神經(jīng)干不應(yīng)期的測定

1、實(shí)驗(yàn)二：骨骼肌的單收縮與復(fù)合收縮及神經(jīng)干動作電位、神經(jīng)沖動傳導(dǎo)速度、神經(jīng)干不應(yīng)期的測定實(shí)驗(yàn)人： 同組人：【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹苛私饧∪馐湛s過程的時(shí)相變化觀察刺激強(qiáng)度和頻率對骨骼肌收縮形式的影響掌握離體神經(jīng)干動作電位的細(xì)胞外記錄法及其基本波形的判斷和測量。掌握神經(jīng)干動作電位傳導(dǎo)速度及其不應(yīng)期的測定方法。【實(shí)驗(yàn)原理】骨骼肌的單收縮與復(fù)合收縮 肌肉興奮的外在表現(xiàn)是收縮。 當(dāng)其受到一個(gè)閾上強(qiáng)度的刺激時(shí)，爆發(fā)一次動作電位，迅速發(fā)生一次收縮反應(yīng)，叫 單收縮。單收縮曲線分為潛伏期、收縮期、舒張期三個(gè)時(shí)期。 在一定范圍內(nèi)，肌肉收縮的幅度隨刺激強(qiáng)度的增加而增大。 當(dāng)相繼受到兩個(gè)以上同等強(qiáng)度的閾上刺激時(shí)，因頻率不同，下一次

2、刺激可能落在前 一刺激所引起的單收縮的不同時(shí)期內(nèi)，造成：? 幾個(gè)分離的單收縮：頻率低于單收縮頻率，間隔大于單收縮時(shí)間? 收縮的總和（強(qiáng)直收縮）：不完全強(qiáng)直收縮：后一收縮發(fā)生在前一收縮的舒張期 完全強(qiáng)直收縮：后一收縮發(fā)生在前一收縮的收縮期內(nèi)，各收縮不能 分開，肌肉維持穩(wěn)定的收縮狀態(tài)。神經(jīng)干動作電位、神經(jīng)沖動傳導(dǎo)速度、神經(jīng)干不應(yīng)期的測定神經(jīng)干是由許多神經(jīng)纖維組成的，神經(jīng)興奮的標(biāo)志是動作電位。在一定范圍內(nèi)神經(jīng) 干動作電位的幅度隨刺激強(qiáng)度的增加而增大，這是由于各神經(jīng)纖維興奮性的不同， 雖然每條纖維動作電位產(chǎn)生都遵守全或無”的方式，但神經(jīng)干動作電位記錄到的是多個(gè)興奮閾值、傳導(dǎo)速度和振幅各不相同的動作電位

3、的總和，為一個(gè)復(fù)合動作電位,所以不存在閾強(qiáng)度，也不表現(xiàn)為全或無”的特征。根據(jù)引導(dǎo)方法的不同（雙極引導(dǎo)或單極引導(dǎo)），可分別得到雙相、單相動作電位。動作電位在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)有一定的速度。不同類型的神經(jīng)纖維其傳導(dǎo)速度各不相同，主要取決于神經(jīng)纖維的直徑、有無髓鞘、環(huán)境溫度等因素。蛙類坐骨神經(jīng)干 傳導(dǎo)是速度約為35-40 m/S,神經(jīng)纖維在一次興奮過程中，其興奮性可發(fā)生周期性變 化，包括絕對不應(yīng)期、相對不應(yīng)期、超常期和低常期。為了測定神經(jīng)一次興奮之后興奮性的變化，可先給神經(jīng)施加一個(gè)條件性刺激，引起 神經(jīng)興奮，然后再用一個(gè)檢驗(yàn)性刺激在前一興奮過程的不同時(shí)相給予刺激，檢查神 經(jīng)對檢驗(yàn)性刺激反應(yīng)的興奮閾值，

4、以及所引起的動作電位的幅度變化，來判斷神經(jīng) 組織興奮性的變化。用在不同時(shí)本次實(shí)驗(yàn)中所給條件性刺激和檢驗(yàn)性刺激系兩個(gè)參數(shù)完全相同的刺激,間間隔內(nèi)檢查檢驗(yàn)性刺激的動作電位的變化，來反映部分神經(jīng)纖維興奮性的變化規(guī)律。神經(jīng)干興奮后興奮性的變化【實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備】蟾蛛坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本及相關(guān)用品：蛙類手術(shù)器械一套，蛙板，鐵支架，肌夾，玻棒，小濾紙片，紗布，培養(yǎng)皿，小燒杯, 棉花，秒表，滴管，銅鋅弓，紗布，醫(yī)用縫合線，玻璃分針，眼科剪，解剖針鹽酸（0.2%, 0.5%, 1% 各200 mL）, 2 % 普魯卡因，清水，任氏液 .任氏液的配方為：NaCl6.5 gKCl0.14 gCaCl20.12 gN

5、aHCO30.2 gNaH2PO40.01 gGlc（可/、加）2.0 g加H2O至 1000 mLRM6240B生物信號采集處理系統(tǒng)，張力換能器，PowerLab 4SP生物信號采集系統(tǒng)，屏蔽盒【實(shí)驗(yàn)步驟】骨骼肌的單收縮與復(fù)合收縮實(shí)驗(yàn)部分1 .制備坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本2 .將標(biāo)本股骨固定在肌槽上，結(jié)扎肌腱的棉線與換能器相連，神經(jīng)置于刺激電極上，用任氏液保持標(biāo)本濕潤， 刺激電極與主機(jī)刺激輸出相連，換能器與放大器相連， 放大器相應(yīng)通道與主機(jī)相連。3 .打開主機(jī)、計(jì)算機(jī)， Powerlab系統(tǒng)在電腦桌面上找到“張力實(shí)驗(yàn)” ，雙擊打開。4 .從零開始逐漸增加刺激強(qiáng)度 （V）,找出引起肌肉收縮的最小刺

6、激強(qiáng)度（閾值），增大刺激強(qiáng)度，觀察刺激強(qiáng)度與收縮曲線高度的關(guān)系。5 .從零開始逐漸增加刺激強(qiáng)度 （V）,找出引起肌肉收縮的最小刺激強(qiáng)度（閾值） ，增大刺激 強(qiáng)度，觀察刺激強(qiáng)度與收縮曲線高度的關(guān)系繼續(xù)增大刺激強(qiáng)度，當(dāng)肌肉收縮曲線不再隨刺激強(qiáng)度增大而增高時(shí)，記下最大刺激強(qiáng)度。6 .在域刺激強(qiáng)度和最大刺激強(qiáng)度之間選擇一個(gè)合適的強(qiáng)度固定不變，逐漸增大刺激頻率 （一般不要超過50次/分），觀察記錄收縮形式的變化， 分別記錄可使肌肉出現(xiàn)單收縮、 不完全強(qiáng)直收縮、完全強(qiáng)直收縮時(shí)的刺激頻率及相應(yīng)曲線。神經(jīng)干動作電位、神經(jīng)沖動傳導(dǎo)速度、神經(jīng)干不應(yīng)期的測定部分1 .制備坐骨神經(jīng)標(biāo)本2 .測量雙相動作電位a）將神經(jīng)

7、干標(biāo)本置于標(biāo)本屏蔽盒內(nèi)，使神經(jīng)干與刺激電極、 接地電極、引導(dǎo)電極均接觸良好。b）神經(jīng)干需經(jīng)常用任氏液潤濕，取神經(jīng)干時(shí)須用鐐子夾持結(jié)扎線和脊椎骨，切不可直接夾持或用手觸摸神經(jīng)干。c）打開系統(tǒng)軟件，點(diǎn)擊開始示波，主菜單中“實(shí)驗(yàn)”下拉選擇動作電位實(shí)驗(yàn)，自動彈 出或在主菜單“set up”中找到stimulator （刺激器），刺激同步，調(diào)節(jié)刺激為單刺 激，調(diào)節(jié)頻率、時(shí)間、強(qiáng)度，開始刺激，記錄波形，辨別刺激偽跡和動作電位。d）調(diào)換引導(dǎo)電極的位置， 觀察動作電位波形有無變化，改變標(biāo)本放置位置后， 波形有無變化。3 .測定傳導(dǎo)速度：a）開始示波，選擇實(shí)驗(yàn)，刺激同步，刺激，記錄波形，記錄前一個(gè)動作電位起始部

8、位 與后一個(gè)動作電位起始部位之間的時(shí)間間隔（T）（單位：秒）b）測量引導(dǎo)電極1, 2之間的坐骨神經(jīng)干的長度，用“S”表示（單位：米）c） 根據(jù)公式V=S/T計(jì)算神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)速度（其中V表示傳導(dǎo)速度）。4 .不應(yīng)期的測定：a）開始示波，選擇不應(yīng)期自動測定試驗(yàn)，刺激同步 自動，每出一個(gè)波形都要“記錄當(dāng)前波形”，至3 ms時(shí)停止，page up / page down 看相關(guān)波形，記錄相對不應(yīng) 期和絕對不應(yīng)期b）相對不應(yīng)期：檢驗(yàn)性刺激引起的動作電位幅度開始減小時(shí)兩刺激間的時(shí)間間隔。c） 絕對不應(yīng)期：檢驗(yàn)性刺激引起的動作電位剛好消失（且增加刺激強(qiáng)度也不能使之產(chǎn)生）時(shí)兩刺激間的時(shí)間間隔。5 .單相動作

9、電位：用鐐子將兩引導(dǎo)電極（+ ,）之間的神經(jīng)夾傷，觀察動作電位變化。【實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)討論】骨骼肌的最小和最大刺激強(qiáng)度電刺激從零開始增大到 10mv時(shí)，骨骼肌發(fā)生第一次收縮，增大到 50mv時(shí)，到達(dá)收縮 最大量，繼續(xù)增大電壓，收縮強(qiáng)度基本不變。因而該標(biāo)本的閾強(qiáng)度為v1=0.01V ,最大刺激的強(qiáng)度為v2=0.05V。其中50mv時(shí)做了兩次刺激，第一次收縮幅度沒有第二次大，第二次 達(dá)到了最大幅度，這說明離體神經(jīng)元的活動不是特別穩(wěn)定，即使是相同幅度的電刺激也可能會有不同的反應(yīng)。橫向比較發(fā)現(xiàn)，閾強(qiáng)度和最大刺激強(qiáng)度偏小，可能和標(biāo)本生理活性有所損失有關(guān)。隨著刺激強(qiáng)度增大，標(biāo)本收縮強(qiáng)度增大。這時(shí)因?yàn)樯窠?jīng)干是

10、由許多神經(jīng)纖維組成的，神經(jīng)興奮的標(biāo)志是動作電位。在一定范圍內(nèi)神經(jīng)干動作電位的幅度隨刺激強(qiáng)度的增加而增大，這是由于各神經(jīng)纖維興奮性的不同，雖然每條纖維動作電位產(chǎn)生都遵守“全或無”的方式，但神經(jīng)干動作電位記錄到的是多個(gè)興奮閾值、傳導(dǎo)速度和振幅各不相同的動作電位的總和，為一個(gè)復(fù)合動作電位，所以不存在閾強(qiáng)度，也不表現(xiàn)為“全或無”的特征。因而刺激強(qiáng)度增大， 標(biāo)本收縮強(qiáng)度增大。另外實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓繼續(xù)增大，會發(fā)生收縮反而減小，圖中顯示120mv刺激的收縮幅度要比110mv的收縮幅度小。同時(shí)會出現(xiàn)無規(guī)律收縮，這可能和標(biāo)本疲勞，活性 降低有關(guān)。立即放入仁氏液，浸泡。肌肉單收縮、不完全強(qiáng)直收縮、完全強(qiáng)直收

11、縮曲線的測定左圖為完全強(qiáng)制收縮（7Hz）,強(qiáng)度0.05V 緊接著的下一個(gè)刺激在上一次肌肉收縮的收 縮期。雙向動作電位的測量右圖為0.1V下所測得的雙向動作電位圖形。從圖中我們可以看出，在出現(xiàn)第一個(gè)峰之前，存在一個(gè)偽跡。兩個(gè)電極上測量到的動作電位是反向 的，這很容易理解。 假設(shè)動作電位給出的電信號為正，因而動作電位到達(dá)引導(dǎo)電極正極時(shí)，相對于負(fù)極電位高，出現(xiàn)正峰，當(dāng)動作電位到達(dá)引導(dǎo)電極負(fù) 極時(shí)，負(fù)極相對于正極電位高，因而為出現(xiàn)負(fù)峰。神經(jīng)傳導(dǎo)速度的測量331 fit * . a刀山COL mjC0LG；1CUL 國）C豆道號住導(dǎo)時(shí)間Q）電極距離傳導(dǎo)速度Gti/s）550.000. 010is. is

12、右圖為刺激同 步，記錄波形后的動 作電位與時(shí)間間隔 圖形。分析中選擇傳 導(dǎo)速度測量，輸入兩 電極間的距離1cm , 該程序會自動計(jì)算 出神經(jīng)干動作電位 的傳導(dǎo)速度。右下圖 顯示實(shí)驗(yàn)所用神經(jīng) 干的傳導(dǎo)速度為 18.18m/s。理論上，神經(jīng)傳導(dǎo)速率在 35-40m/s,這遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)所測值?？赡艿脑蛉缦拢? .實(shí)驗(yàn)誤差2 .神經(jīng)至于體外太久，生理?xiàng)l件改變3 .神經(jīng)表面結(jié)締組織未除干凈不應(yīng)期的測定：選擇刺?t強(qiáng)度0.2V,刺激間隔0.01s時(shí)觀察到了相對不應(yīng)期，在刺激間隔 0.02s時(shí)觀察 到了絕對不應(yīng)期。單向動作電位的觀察用剪刀將兩引導(dǎo)電極（+ ,）之間的神經(jīng)夾傷，觀察動作電位變化。理論上可使原來

13、的雙向動作電位的下相消失，變?yōu)閱蜗唷Ｈ欢鴮?shí)驗(yàn)過程，在確保屏蔽盒關(guān)閉的條件下，得到干擾很大的雜波。如下圖：分析如下：通道一所測的值是實(shí)際上是引導(dǎo)電極1的正負(fù)極之間的電位差，由于神經(jīng)被剪斷，正 負(fù)極之間形不成回路。 理論上不應(yīng)該有信號。 然而研究示波器的一般原理可以知道，引導(dǎo) 電極，刺激電極負(fù)極一般接地（不接地的話 會使衡量的電位不等），因而引導(dǎo)電極的正極 通過神經(jīng)與刺激電極相通，再通過接地線與 負(fù)極形成回路。此時(shí)，受到儀器內(nèi)部的電信 號的干擾很大。但還是隱約能看到一個(gè)完整 的動作電位?！舅伎碱}】注意事項(xiàng)剝制神經(jīng)標(biāo)本時(shí)要仔細(xì)，須將神經(jīng)周圍的結(jié)締組織去干凈，避免與金屬接觸和戳傷神經(jīng)標(biāo)本。神經(jīng)標(biāo)本必須

14、與各電極良好接觸。神經(jīng)干在空氣中不可暴露過久，應(yīng)時(shí)常用任氏液潤濕，但不可向神經(jīng)盒內(nèi)滴加任氏液。神經(jīng)干要伸直，防止彎曲、折疊和貼附。兩對引導(dǎo)電極間距離應(yīng)盡可能大。用剛能使神經(jīng)干產(chǎn)生最大動作電位的刺激強(qiáng)度刺激神經(jīng)。蓋上屏蔽盒的盒蓋并接地，防止干擾。位于刺激電極和記錄電極外側(cè)端的神經(jīng)干及棉線要盡量短，不可與盒底接觸，更不要纏繞在電極上。肌肉與換能器的連接松緊適當(dāng)。給予刺激時(shí)，在按刺激器手動開關(guān)的同時(shí)，按下記錄儀的標(biāo)記”，記錄刺激標(biāo)記，用于計(jì)算肌肉收縮的潛伏期。每改變一次刺激頻率后，應(yīng)休息0.5-1 min,每次刺激不要超過 3-4秒，以免標(biāo)本疲勞。實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)常用任氏液潤濕標(biāo)本，以免影響神經(jīng)和肌肉活性。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：目前使用的屏蔽盒，使