骨骼肌的收缩实验

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[实验目的]

用不同频率的电刺激(最大刺激强度)作用于坐骨神经腓肠肌标本，观察刺激频率与收缩反应之间的关系，了解复合收缩的形成过程。

[实验原理]

不同的刺激频率可使骨骼肌出现不同的收缩形式。若刺激频率较低，刺激间的时间间隔大于肌肉缩短期和舒张期的时间，则肌肉出现一连串的单收缩。若刺激频率逐渐增加，刺激间隔逐渐缩短，肌肉的收缩反应可以融合，如果后一个刺激落在前一收缩的舒张期内，则产生不完全强直收缩，如果后一个刺激落在前一收缩的缩短期内，肌肉处于持续的收缩状态，产生完全强直收缩。

[实验器材与药品]

MD-2000微机化实验教学系统，蛙类手术器械，张力换能器，肌动器，铁支架，双凹夹，培养皿，锌铜弓，任氏液等。

[实验对象]

蟾蜍或蛙。

[实验步骤和方法]

1.制备坐骨神经腓肠肌标本

(1)破坏脑和脊髓：左手握蟾蜍，用示指(食指)压其头部前端使其尽量前俯。右手持探针 在头后缘枕骨大孔处垂直刺入椎管，再将探针 折向前方刺人颅腔，插入颅腔后探针向左右搅动，彻底捣毁脑组织，然后将探针退出至枕骨大孔处，再将探针刺向尾侧，逐渐插入整个椎管捣毁脊髓。此时蟾蜍下颌呼吸运动应消失，四肢松软，无自发运动，表示脑和脊髓已破坏完全。否则，须按上法再行捣毁。

(2)剪除躯干上部及内脏：左手抓住蟾蜍脊柱，右手持粗剪刀，在骶髂关节前1cm处剪断脊柱。再沿脊柱两侧剪开腹壁，此时躯干上部和内脏全部下垂，剪除躯干上部和内脏。在腹侧脊柱的两旁可见到坐骨神经。

(3)剥去皮肤：左手用大镊子捏住脊柱断端(避开神经)，右手捏住脊柱断端皮肤边缘，逐步向下牵拉剥离皮肤，拉至大腿时，如阻力太大，可先剥下一侧后肢皮肤，再剥另一侧后肢皮肤，全部皮肤剥除后，将标本置于盛有任氏液的培养皿中。手及用过的器械用自来水冲洗。

(4)分离两腿：用粗剪刀沿中线将脊柱剪成左右两半，再从耻骨联合中央剪开(为保证两侧坐骨神经完整，应避免剪时偏向一侧)。将已分离的两腿浸入盛有任氏液的培养皿中。

(5)游离坐骨神经：取蛙腿一条，用玻璃分针沿脊柱游离坐骨神经腹腔部。然后用蛙钉将标本背面向上固定于蛙板上，循股二头肌和半膜肌之间的坐骨神经沟，纵向分离坐骨神经的大腿部分，直至腘窝胫腓神经分叉处。用玻璃分针划开梨状肌及其附近的结缔组织。将脊柱多余部分剪去，保留小块与坐骨神经相连的脊柱。用镊子夹住这小块脊柱，将坐骨神经轻轻提起，自上而下剪断坐骨神经分支，游离出坐骨神经。

(6)完成坐骨神经腓肠肌标本：在膝关节周围剪断股二头肌肌腱、半膜肌肌腱、股四头肌肌腱等大腿肌肉的肌腱，以去掉大腿全部肌肉，并用粗剪刀将股骨刮干净，在股骨的中段剪断。再在腓肠肌的跟腱处穿线结扎，在结扎处远端剪断腓肠肌肌腱，游离腓肠肌至膝关节处，轻提结扎线，将腓肠肌提起，然后在膝关节下方将小腿其余部分全部剪除。

用浸有任氏液的锌铜弓触及坐骨神经，如腓肠肌收缩，则表明标本的机能良好。将标本放入任氏液中，待其兴奋性稳定后再进行实验。

2.实验装置的连接与使用

(1)将张力换能器和肌动器用双凹夹固定在铁支架上，张力换能器在上，肌动器在下。

(2)将坐骨神经腓肠肌标本固定在肌动器内。标本中的股骨置于肌动器的固定孔内，坐骨神经置于肌动器的刺激电极上，腓肠肌跟腱的结扎线固定在张力换能器的弹簧片上，此连线不宜太紧或太松，并与桌面垂直。

(3)换能器的输出端插入MD-2000微机化实验教学系统的4通道，系统的刺激输出与肌动器的刺激电极相连。

(4)打开MD-2000微机化实验教学系统，进入“骨骼肌的单收缩和复合收缩”实验，详细操作见MD-2000微机化实验教学系统。

3.观察项目：

(1)找出最大刺激强度：先给标本单个弱刺激，然后逐步增大刺激强度，直到刚能描记出收缩曲线时，此时的强度为阈强度。低于阈强度的刺激为阈下刺激。继续增加刺激强度，肌肉收缩曲线的幅度也逐渐增大，但当达到一定的刺激强度时，肌肉收缩曲线的幅度便不再随着刺激强度的增大而增高。刚能引起最大收缩反应的刺激强度为最大刺激强度。

(2)单收缩：选用最大刺激强度，将刺激频率放在单刺激或低频刺激上，描记单收缩曲线。

(3)不完全强直收缩：增加刺激频率，可描记出呈锯齿状的不完全强直收缩曲线。

(4)完全强直收缩：继续增加刺激频率，则可描记出平滑的完全强直收缩曲线。

[注意事项]

1.小心蟾酥溅入眼内。

2.剥皮后须将手及用过的器械洗净，再进行下一步操作。

3.用玻璃分针去除神经周围的结缔组织，避免用力牵拉神经或用金属器械夹捏神经，以防神经损伤。

4.标本制成后须放在任氏液中浸泡数分钟，使标本兴奋性稳定。在实验过程中也需经常用任氏液湿润标本，以免影响标本的机能。

5.每次连续刺激一般不要超过3~4s，每次刺激以后必须让肌肉有一定的休息时间(0.5~1 min)，以防标本疲劳。

6.用最大刺激强度刺激时，不能刺激过强而损伤神经。刺激强度不能大于最大刺激强度。

[问题及解释]

1.未能找出最大刺激强度。

虽已调至刺激器的最大刺激强度，但经液体介质短路后输出，强度有所降低，对刺激的神经仍达不到最大刺激强度，此时可加大刺激波宽。

2.随刺激频率增加，肌肉复合收缩的幅度不是逐渐升高而是下降。

标本保护不当，肌肉受损或疲劳或刺激频率过高。

3.单收缩曲线忽高忽低

标本在任氏液中浸泡的时间不够，兴奋性不稳定或不是最大刺激强度进行刺激。

4.标本发生不规则收缩或痉挛

肌槽不干净，留有刺激物;周围环境有强电场干扰;仪器接地不良或人体感应带电潮湿台面和铁支架等。