實(shí)驗(yàn)一坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本的制備

目的和原理蛙類的某些基本生命活動(dòng)和生理功能與哺乳類動(dòng)物有相似之處，而且其離體組織的生活條件比較簡(jiǎn)單，易于控制和掌握，來(lái)源也較豐富，由此在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)，尤其是細(xì)胞生理學(xué)的某些實(shí)驗(yàn)中，常用蛙或蟾蜍的坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本來(lái)觀察神經(jīng)肌肉的興奮性、刺激與反應(yīng)的規(guī)律及肌肉收縮的特點(diǎn)等。制備具有正常興奮收縮功能的蛙類坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本是生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技術(shù)之一。 材料牛蛙；蛙板、金屬探針、粗剪刀、細(xì)剪刀、尖鑷子、玻璃分針、大頭針、培養(yǎng)皿、滴管、 瓷碗、鋅銅弓、任氏液。 步驟 1毀腦脊髓 取牛蛙一只，用左手握住，以示指壓其頭部前端使其盡量前俯，右手持探針自枕骨大孔處垂直刺入，到達(dá)椎管，即將探針改變方向刺入顱腔，向各側(cè)不斷攪動(dòng)，徹底搗毀腦組織；再將探針原路退出，刺向尾側(cè)，捻動(dòng)探針使逐漸刺入整個(gè)椎管內(nèi)，搗毀脊髓。此時(shí)牛蛙下頜呼吸運(yùn)動(dòng)應(yīng)消失，四肢松軟，即成為一毀腦脊髓的牛蛙）。否則須按上法再行搗毀。 2剪除軀干上部及內(nèi)臟 用粗剪刀在顱骨后方剪斷脊柱。左手握住蟾蜍脊柱，右手將粗剪刀沿兩側(cè)（避開(kāi)坐骨神經(jīng)）剪開(kāi)腹壁。此時(shí)軀干上部及內(nèi)臟即全部下垂。剪除全部軀干上部及內(nèi)臟組織，棄于垃圾袋中。 3剝皮 避開(kāi)神經(jīng)，用左手持圓頭鑷子夾住脊柱，右手捏住皮膚邊緣，逐步向下?tīng)坷瓌冸x皮膚。拉至大腿時(shí)，如阻力較大，可先剝下一側(cè)，再剝另一側(cè)。將全部皮膚剝除后，將標(biāo)本置于盛有任氏液的培養(yǎng)皿中。 4、分離兩腿：避開(kāi)坐骨神經(jīng)，用粗剪刀從背側(cè)剪去骶骨，然后沿中線將脊柱剪成左右兩半，再?gòu)膼u骨聯(lián)合中央剪開(kāi)（為保證兩側(cè)坐骨神經(jīng)完整，應(yīng)避免剪時(shí)偏向一側(cè)）。將已分離的標(biāo)本浸入盛有任氏液的培養(yǎng)皿中。 5、游離坐骨神經(jīng)：取腿一條，先用玻璃分針沿脊柱側(cè)游離坐骨神經(jīng)腹腔部，然后用大頭針將標(biāo)本背位固定于干凈蛙板上。再用玻璃分針循股二頭肌和半膜肌之間的坐骨神經(jīng)溝，縱向分離暴露坐骨神經(jīng)之大腿部分，直至分離至腘窩脛神經(jīng)分叉處。然后剪斷股二頭肌腱、半腱肌和半膜肌肌腱，并繞至前方剪斷股四頭肌腱。自上向下剪斷所有坐骨神經(jīng)分支。將連著34節(jié)椎骨的坐骨神經(jīng)分離出來(lái)。 6、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)周圍向上剪除并刮凈所有大腿肌肉，在距膝關(guān)節(jié)約1cm處剪斷股骨。棄去上段股骨，保留部分即為坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1觀察不同刺激強(qiáng)度對(duì)肌肉收縮的影響；理解閾刺激、閾上刺激和最大刺激的概念；理解收縮張力對(duì)刺激強(qiáng)度曲線形成的機(jī)理。 2觀察不同刺激頻率對(duì)肌肉收縮的影響，理解強(qiáng)直收縮的機(jī)理。 【實(shí)驗(yàn)原理1】一條坐骨神經(jīng)干是由許多興奮性不同的神經(jīng)纖維所組成的。保持足夠的刺激時(shí)間不變，剛能引起其中興奮性較高的神經(jīng)纖維產(chǎn)生興奮，表現(xiàn)為受這些神經(jīng)纖維支配的肌纖維發(fā)生收縮，此時(shí)的刺激強(qiáng)度即為這些神經(jīng)纖維閾強(qiáng)度，具有此強(qiáng)度的刺激叫閾刺激。隨著刺激強(qiáng)度的不斷增加，有較多的神經(jīng)纖維興奮，肌肉的收縮反應(yīng)也相應(yīng)逐步增大，強(qiáng)度超過(guò)閾值的刺激叫閾上刺激。當(dāng)閾上刺激強(qiáng)度增大到某一值時(shí)，神經(jīng)中所有纖維均產(chǎn)生興奮，此時(shí)肌肉做最大的收縮。再繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)度，肌肉收縮反應(yīng)不再繼續(xù)增大。將引起肌肉最大收縮的最小刺激強(qiáng)度稱為最適刺激強(qiáng)度。 【實(shí)驗(yàn)原理2】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，肌肉的開(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。 【實(shí)驗(yàn)對(duì)象】牛蛙 【實(shí)驗(yàn)器材】蛙類解剖手術(shù)器械、蛙板、任氏液、鐵支架、微調(diào)固定器、張力換能器、計(jì)算機(jī)、生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)。 【方法和步驟】1制備在體坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本2實(shí)驗(yàn)裝置（如圖） 3儀器設(shè)置 （1）不同刺激強(qiáng)度對(duì)腓腸肌收縮的影響逐漸增大刺激強(qiáng)度，找出剛能引起肌肉出現(xiàn)微小收縮的刺激強(qiáng)度（閾強(qiáng)度）。繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)度，觀察肌肉收縮反應(yīng)是否也相應(yīng)增大。繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)度，直至肌肉收縮曲線不能繼續(xù)升高為止。找出剛能引起肌肉出現(xiàn)最大收縮的最小的刺激強(qiáng)度，即最適刺激強(qiáng)度。 選用最大刺激強(qiáng)度刺激，使刺激頻率按1Hz、2Hz、4Hz、6Hz、8Hz、12Hz、16Hz逐漸增加，分別記錄不同頻率時(shí)的肌肉收縮曲線，觀察不同頻率刺激時(shí)的肌肉收縮（曲線）變化，從而引導(dǎo)出單收縮、不完全強(qiáng)直收縮和完全強(qiáng)直收縮。 （2）不同刺激頻率對(duì)腓腸肌收縮的影響 1記錄下不同的刺激強(qiáng)度值對(duì)肌肉收縮的幅度值，繪制不同刺激強(qiáng)度與腓腸肌收縮張力的關(guān)系曲線。2分別記錄下引起肌肉單收縮，不完全強(qiáng)直收縮和完全強(qiáng)直收縮時(shí)的刺激頻率和收縮幅度（張力）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄 注意事項(xiàng) 1在制備離體神經(jīng)肌肉標(biāo)本以及實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，要適時(shí)滴加任氏液，以防標(biāo)本干燥而喪失正常生理活性。2操作過(guò)程中應(yīng)避免強(qiáng)力牽拉和手捏神經(jīng)或夾傷神經(jīng)肌肉。3每次刺激之后必須讓肌肉有一定的休息時(shí)間，特別是在觀察刺激頻率的影響時(shí)。4找準(zhǔn)最大刺激強(qiáng)度，不能刺激過(guò)強(qiáng)而損傷神經(jīng)。5實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持換能器與標(biāo)本連線的張力不變。 思考題 1為什么在一定范圍內(nèi)增加刺激強(qiáng)度，骨骼肌收縮力增加？ 2何謂標(biāo)本的最適刺激強(qiáng)度？