生理學(xué)試驗(yàn)報(bào)告2蛙腓腸肌與刺激頻率強(qiáng)度的關(guān)系

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動(dòng)物生理學(xué)試驗(yàn)報(bào)告

生理學(xué)試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)內(nèi)容：

一、蛙的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本的制備二、骨骼肌收縮的試驗(yàn)

課程名稱：動(dòng)物生理學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)老師：試驗(yàn)人：院系專業(yè)：學(xué)號(hào)：

2023年10月

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日20

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試驗(yàn)內(nèi)容一蛙的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本的制備（4-1）

1、學(xué)習(xí)蛙類動(dòng)物單毀髓與雙毀髓的方法。

2、學(xué)習(xí)并把握蛙類坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本的制備方法。

蛙類的一些基本生命活動(dòng)和生理功能與恒溫動(dòng)物相像，而其離體組織所需的生活條件比較簡(jiǎn)單，易于控制和把握。因此在試驗(yàn)中常用蟾蜍或青蛙的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本來(lái)觀測(cè)興奮與興奮性、刺激與肌肉收縮等基本生理現(xiàn)象和過(guò)程。制備坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本室生理學(xué)試驗(yàn)中必需把握的一項(xiàng)基本技能。

常用手術(shù)器械（包括粗剪刀、手術(shù)剪、手術(shù)鑷、眼科剪、眼科鑷、金屬探針、玻璃分針）、固定針、鋅銅弓、蠟盤、培養(yǎng)皿、廢物缸、棉線、紗布、滴管、任氏液。

蛙1、毀腦和脊髓

取青蛙一只，用紗布包裹青蛙的四肢和軀干，露出頭部。左手握住青蛙，并用食指按壓頭部前端，拇指按壓背部使頭部前俯；右手找到青蛙枕骨大孔所在位臵。將探針由凹陷處垂直刺入，刺破皮膚即進(jìn)入枕骨大孔，這時(shí)將探針由枕骨大孔轉(zhuǎn)向頭方，向前探入顱腔內(nèi)，然后向各個(gè)方向攪動(dòng)探針，以搗毀腦組織。如探針確實(shí)在顱腔內(nèi)，可感覺(jué)出針在周邊皆壁的腔內(nèi)。腦組織搗毀后，將

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探針退出，在由枕骨大孔刺入并轉(zhuǎn)向尾方，與脊髓平行刺捻入椎管，以破壞脊髓。椎管較細(xì)，故若已刺入椎管針則不能搖擺。脊髓被破壞時(shí)蛙腿后瞪挺直。要確定腦和脊髓是否完全被破壞可檢查蛙四肢肌肉緊張性是否完全消失。2、剝制后肢標(biāo)本

自青蛙兩側(cè)腋部以下完全剝離皮膚（注意：可事先剪去尾椎末端及泄殖腔附近的皮膚，使剝離更簡(jiǎn)單）。而后倒提蛙腿，使其頭部向下，用手術(shù)間橫向剪開(kāi)腹部肌肉，看清脊神經(jīng)后，用粗剪刀剪斷脊柱（注意勿損傷坐骨神經(jīng)）。把標(biāo)本浸泡于盛有任氏液的培養(yǎng)皿中。將手及用過(guò)的剪刀、鑷子等全部手術(shù)器械洗凈。

3、制備坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本

（1）分開(kāi)兩腿。用粗剪刀縱向剪開(kāi)脊柱（尾扛骨留在一側(cè)）和與兩后肢相連的肌肉，再用粗剪刀剪開(kāi)趾骨聯(lián)合（為保證兩側(cè)坐骨神經(jīng)完整，應(yīng)避免剪刀偏向一側(cè)）。將以分開(kāi)的標(biāo)本浸入任氏液。

（2）游離坐骨神經(jīng)。取一條蛙腿，先用玻璃分針沿著脊柱側(cè)游離坐骨神經(jīng)腹腔部，然后用固定針將標(biāo)本背位固定于清白蠟盤上。用玻璃分針循股二頭肌和半膜肌之間的坐骨神經(jīng)溝，縱向分開(kāi)暴露坐骨神經(jīng)的大腿部分，直至分開(kāi)腘窩脛神經(jīng)分叉處。然后剪斷二頭肌、半腱肌和半膜肌肌腱，并繞至前方剪斷股四頭肌腱。自上而下剪斷所有坐骨神經(jīng)分支，將連著3-4節(jié)椎骨的坐骨神經(jīng)分開(kāi)出來(lái)。

（3）分開(kāi)腓腸肌。用玻璃分針或鑷子分開(kāi)腓腸肌與跟腱，并穿線結(jié)扎。在結(jié)扎遠(yuǎn)端用粗剪刀剪斷跟腱，左手執(zhí)線提起腓腸肌，用手術(shù)剪減去其周邊聯(lián)系的組織，但保存腓腸肌起始點(diǎn)與骨的聯(lián)系，注意切勿損傷支配該肌的神經(jīng)分支。

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（4）完成坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本。將已游離的坐骨神經(jīng)搭在腓腸肌上。用粗剪刀自膝關(guān)節(jié)周邊向上剪除并刮凈所有大腿肌肉，在距膝關(guān)節(jié)1cm處剪斷股骨。棄去上段股骨，保存部分即為坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本。將標(biāo)本放入盛有新鮮任氏液的培養(yǎng)皿待用。

（5）標(biāo)本活性檢驗(yàn)。用手術(shù)鑷輕輕提起標(biāo)本的脊柱骨片，再用經(jīng)任氏液潤(rùn)濕的鋅銅弓刺激神經(jīng)。若腓腸肌迅速發(fā)生收縮反應(yīng)，說(shuō)明標(biāo)本機(jī)能良好，制備成功。應(yīng)及時(shí)移至盛有任氏液的培養(yǎng)皿中待用。

用鋅銅弓檢驗(yàn)標(biāo)本活性，腓腸肌迅速發(fā)生收縮反應(yīng)，標(biāo)本機(jī)能良好，制備成功。

1、制備過(guò)程中一定要不斷滴加任氏液以防止標(biāo)本枯燥，否則標(biāo)本可能喪失正常生理活性。

2、操作過(guò)程中應(yīng)避免強(qiáng)力牽拉、手捏神經(jīng)、夾傷神經(jīng)肌肉和用金屬器械觸碰坐骨神經(jīng)。

3、所用器械要清白，若接觸蛙皮膚需洗凈再用。

4、蛙的皮下有淋巴囊，故皮膚很簡(jiǎn)單剝落。為防止剝離皮膚時(shí)滑脫，可用紗布?jí)|著手用力一次剝下。

1、制備坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本時(shí)應(yīng)注意些什么？

答：①動(dòng)作要輕柔；②不要牽拉神經(jīng)、手捏神經(jīng)或夾傷神經(jīng)肌肉；③盡量避免金屬器械觸碰神經(jīng)；④不要把股骨全部剪掉，需要留一段固定標(biāo)本。2、鋅銅弓為什么可以檢測(cè)神經(jīng)肌肉的興奮性？

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答：尋常將金屬浸入電解質(zhì)溶液中，如Zn便溶解而成Zn離子。而在Zn的里面則形成負(fù)離子。Cu在溶液中則相反，金屬與溶液之間便產(chǎn)生了電位差，即電極電位。假使將Zn和Cu一端接觸，則在接觸部位電流由Cu向Zn方向滾動(dòng)；而在溶液中則相反，由Zn向Cu滾動(dòng)。當(dāng)鋅銅弓接觸組織時(shí)（注意：表面必需潮濕），電流便沿Zn→可興奮組織→Cu方向滾動(dòng)，而產(chǎn)生滾動(dòng)作用。這樣，鋅銅弓好像一個(gè)電池，Zn宛如其陽(yáng)極，Cu好像陰極而發(fā)揮作用。神經(jīng)或肌肉的電刺激閾值十分小，所以僅用鋅銅弓接觸，即可構(gòu)成刺激，以便檢驗(yàn)組織的機(jī)能活性。

3、剝皮后神經(jīng)肌肉標(biāo)本出現(xiàn)的血液能用自來(lái)水沖洗嗎？

答：不能。原因：①自來(lái)水的濃度遠(yuǎn)小于標(biāo)本的細(xì)胞液濃度，所以會(huì)導(dǎo)致標(biāo)本吸水，可能使得標(biāo)本吸水漲破；②自來(lái)水中可能含有一些金屬離子，如Ca2+，會(huì)使肌肉抽搐，可能使得標(biāo)本失去生物活性。

試驗(yàn)內(nèi)容二骨骼肌收縮的試驗(yàn)（4-2,4-4）

1、學(xué)習(xí)肌肉試驗(yàn)的電刺激方法及肌肉收縮的記錄方法。2、觀測(cè)刺激強(qiáng)度與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系

3、用不同頻率的電刺激(最大刺激強(qiáng)度)作用于坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本，觀測(cè)刺激頻率與收縮反應(yīng)之間的關(guān)系，了解復(fù)合收縮的形成過(guò)程。

1、腓腸肌有大量肌纖維組成。刺激腓腸肌時(shí)，不同的刺激強(qiáng)度會(huì)引起肌肉的不同反應(yīng)。當(dāng)刺激強(qiáng)度過(guò)小時(shí)，不會(huì)引起肌肉發(fā)生收縮反應(yīng)，此時(shí)的刺激為閾

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下刺激。當(dāng)全部肌纖維同時(shí)收縮時(shí)，則出現(xiàn)最大的收縮反應(yīng)。這時(shí)，即使增大刺激強(qiáng)度，肌肉收縮的力量也不會(huì)再隨之加大。可以引起肌肉發(fā)生最大收縮反應(yīng)的最小刺激強(qiáng)度為最適刺激強(qiáng)度。

2、不同頻率的電脈沖刺激神經(jīng)時(shí)，肌肉會(huì)產(chǎn)生不同的收縮反應(yīng)。若刺激頻率較低，每次刺激的時(shí)間間隔超過(guò)肌肉單次收縮的持續(xù)時(shí)間，則肌肉的反應(yīng)表現(xiàn)為一連串的單收縮；若刺激頻率逐漸增加，刺激間隔逐漸縮短，肌肉收縮的反應(yīng)可以融合，開(kāi)始表現(xiàn)為不完全強(qiáng)直收縮，以后成為完全強(qiáng)直收縮。

常用手術(shù)器械、計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)、JZ100型張力換能器（100g）、支架、一維位移微調(diào)器、肌槽、雙凹夾、固定針、鋅銅弓、蠟盤、培養(yǎng)皿、廢物缸、棉線、紗布、滴管、任氏液。

蛙的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本

（一）刺激強(qiáng)度與骨骼肌收縮反應(yīng)的關(guān)系

1、制備坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本，臵于任氏液中穩(wěn)定5-15分鐘，以穩(wěn)定其興奮性，備用。2、固定標(biāo)本

將坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本所帶的股骨斷端固定于肌槽的骨頭固定孔內(nèi)，腓腸肌肌腱上的扎線與張力換能器金屬?gòu)椥粤罕凵舷噙B，然后將標(biāo)本的坐骨神經(jīng)干搭在肌槽的電極上，電極接頭與刺激輸出線相接，見(jiàn)下圖。利用一維位移微調(diào)器調(diào)理扎線的張力，不可過(guò)松或過(guò)緊，使肌肉自然拉平為宜，保證肌肉一旦

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收縮即可牽動(dòng)張力換能器的金屬?gòu)椥粤骸?/p>

3、試驗(yàn)儀器連接及參數(shù)設(shè)臵

開(kāi)啟計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)，連接各儀器，選擇試驗(yàn)項(xiàng)目“刺激強(qiáng)度與反應(yīng)的關(guān)系〞。調(diào)理刺激延時(shí)至最小，波寬為1ms，選擇強(qiáng)度遞增的刺激方式進(jìn)行刺激。放大倍數(shù)一般設(shè)為10-20倍或靈敏度30g/div，濾波頻率為100Hz，掃描頻度1.0s/div（放大倍數(shù)、濾波頻率及掃描速度可根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)本不同具體設(shè)臵，延時(shí)設(shè)為最小）4、試驗(yàn)觀測(cè)

（1）啟動(dòng)刺激圖標(biāo)，觀測(cè)肌肉收縮反應(yīng)。假使肌肉無(wú)收縮反應(yīng)，則適當(dāng)增加刺激強(qiáng)度，其他刺激參數(shù)保持不變。間隔少許時(shí)間，重復(fù)進(jìn)行刺激，直到出現(xiàn)肌肉的最小收縮。測(cè)量收縮幅度并記錄下來(lái)刺激強(qiáng)度，此時(shí)的刺激強(qiáng)度位閾強(qiáng)度。（2）逐漸增加刺激強(qiáng)度，觀測(cè)刺激強(qiáng)度與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系。

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（3）當(dāng)刺激強(qiáng)度達(dá)到某一數(shù)值后，肌肉收縮幅度不再隨刺激強(qiáng)度的增加而升高。記錄此時(shí)的收縮刺激強(qiáng)度。（二）刺激頻率與骨骼肌收縮反應(yīng)的關(guān)系1、試驗(yàn)儀器用品的準(zhǔn)備同試驗(yàn)內(nèi)容二（一）的準(zhǔn)備。

2、開(kāi)啟計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)，連接各儀器，選擇試驗(yàn)項(xiàng)目“刺激頻率與反應(yīng)的關(guān)系〞。調(diào)理刺激的延時(shí)、波寬至最小，放大倍數(shù)一般設(shè)為10-20倍，濾波頻率為100Hz。3試驗(yàn)觀測(cè)

強(qiáng)直收縮：用“連續(xù)刺激〞方波刺激坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本，改變電刺激頻率，觀測(cè)不同頻率的閾上刺激引起肌肉收縮形式的變化。刺激的波寬和電壓強(qiáng)度調(diào)到最適刺激強(qiáng)度，保持此參數(shù)不變，每次給刺激僅改變連續(xù)刺激方波的頻率。分別記錄不同頻率時(shí)的肌肉收縮曲線。觀測(cè)不同刺激頻率時(shí)肌肉收縮形式的變化。

（一）刺激強(qiáng)度與骨骼肌收縮反應(yīng)的關(guān)系結(jié)果：

1、腓腸肌標(biāo)本刺激強(qiáng)度與骨骼肌收縮反應(yīng)的關(guān)系如附：圖1所示。其中，閾刺激強(qiáng)度為0.035V，最適刺激強(qiáng)度為0.125V。最大反應(yīng)的收縮幅度為17.33g。2、將圖1中的峰值連接起來(lái)成為一條平滑的曲線，大致形狀如下圖：

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17.330.0350.125

結(jié)論：當(dāng)給予閾下刺激時(shí)，不能引起肌肉收縮反應(yīng)；當(dāng)給予閾刺激時(shí)，引起肌肉的最小收縮；

當(dāng)給予的刺激強(qiáng)度由閾刺激至最適刺激逐漸增加時(shí)，肌肉的收縮反應(yīng)隨之升高；

當(dāng)給予的刺激強(qiáng)度達(dá)到最適刺激后，肌肉的收縮幅度不再隨刺激強(qiáng)度的增加而升高。

（二）刺激頻率與骨骼肌收縮反應(yīng)的關(guān)系

結(jié)果：腓腸肌標(biāo)本刺激頻率與骨骼肌收縮反應(yīng)的關(guān)系如附：圖2所示。其中，頻率19.0Hz時(shí)，腓腸肌進(jìn)行強(qiáng)直收縮，收縮幅度很大。結(jié)論：

1、隨刺激頻率的增大，骨骼肌分別進(jìn)行單收縮、不完全強(qiáng)直收縮、強(qiáng)直收縮，后二者是新的收縮過(guò)程與上次尚未終止的收縮過(guò)程發(fā)生綜合的結(jié)果。2、單收縮、不完全強(qiáng)直收縮、強(qiáng)直收縮三者中強(qiáng)直收縮的收縮幅度最大，不完全強(qiáng)直收縮其次，單收縮再次，可以說(shuō)明三種收縮所能發(fā)出的力量為強(qiáng)直收

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縮>不完全強(qiáng)直收縮>單收縮。

1、在“刺激強(qiáng)度與收縮反應(yīng)的關(guān)系〞試驗(yàn)中，當(dāng)刺激強(qiáng)度達(dá)到最適刺激強(qiáng)度后，已經(jīng)引起肌纖維同時(shí)收縮，所以再增大刺激強(qiáng)度，肌肉收縮幅度不再增大。2、在觀測(cè)“刺激頻率與反應(yīng)的關(guān)系〞時(shí)，每次肌肉收縮后應(yīng)讓肌肉休息后再做下一次刺激，由于肌肉在連續(xù)受刺激后會(huì)產(chǎn)生肌肉疲乏，這是由于肌肉內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量有限的起因。假使不許休息肌肉可能因此產(chǎn)生痙攣或失去活性。3、固定標(biāo)本時(shí)，懸線松緊應(yīng)適合，防止前負(fù)荷造成影響。

4、在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中（包括標(biāo)本制作和試驗(yàn)）應(yīng)不斷的用任氏液潤(rùn)濕標(biāo)本從而使標(biāo)本保持活性，防止標(biāo)本枯燥而失火。

5、在不正式記錄時(shí)應(yīng)將電子刺激器輸出端斷開(kāi)防止不必要的刺激。6、肌肉若出現(xiàn)痙攣，可能是漏電原因引起的，也可能是空氣滾動(dòng)快引起的，應(yīng)注意檢查電路、關(guān)窗。

7、在附：圖2中，頻率為4.0Hz時(shí)的單收縮幅度要大于頻率為7.0Hz的不完全強(qiáng)直收縮，可能原因是給予的刺激強(qiáng)度過(guò)大。應(yīng)當(dāng)將刺激強(qiáng)度調(diào)為最適刺激強(qiáng)度為好。

1、同一標(biāo)本的閾刺激強(qiáng)度與最適刺激強(qiáng)度是否會(huì)發(fā)生變化？為什么？答：同一標(biāo)本的閾刺激強(qiáng)度和最適刺激強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化。由于隨著標(biāo)本離體時(shí)間的增加，它的興奮性會(huì)發(fā)生變化，所以會(huì)發(fā)生變化。2、連續(xù)電刺激神經(jīng)，為何簡(jiǎn)單產(chǎn)生肌肉疲乏？

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答：肌肉收縮的機(jī)制是肌纖維相對(duì)滑動(dòng),當(dāng)橫橋與細(xì)肌絲結(jié)合時(shí),橫橋行使ATP酶的功能,消耗ATP使肌絲間滑動(dòng),所以肌肉收縮是一個(gè)消耗能量的過(guò)程,而肌肉內(nèi)儲(chǔ)存的ATP是有限的,所以長(zhǎng)時(shí)間的收縮會(huì)使肌肉疲乏。3、分析探討肌肉發(fā)生收縮總和的條件與機(jī)制。答：條件：后一次刺激落入前一次刺激的收縮期內(nèi)。

機(jī)制：若后一次刺激落入前一次刺激的絕對(duì)不應(yīng)期內(nèi)，則不會(huì)有動(dòng)作電位產(chǎn)生，所以不會(huì)產(chǎn)生二次收縮的任何反應(yīng)，若后一次刺激落入前一刺激的相對(duì)不應(yīng)期內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生一次較弱的二次興奮，致使終池釋放較多的Ca2+從而產(chǎn)生一次較強(qiáng)的肌肉收縮。

4、分析探討不完全強(qiáng)直收縮和完全強(qiáng)直收縮的條件與機(jī)制。

答：當(dāng)一串刺激作用于肌肉時(shí)，若后一次刺激落入前一次刺激的舒張期內(nèi)，則會(huì)使肌肉再一次收縮后，還未完全舒張就發(fā)生另一次刺激，這就是不完全強(qiáng)直收縮。

后一次刺激（假使頻率足夠高時(shí)，也可能是后幾次刺激）