课程名称：坐骨神经腓肠肌实验教研室：生理学教研室任课教师：朱亮授课章节：细胞的基本功能授课专业和年级：医疗06级
授课学时：4学时授课时间：
坐骨神经腓肠肌实验
一、坐骨神经腓肠肌标本制备
【实验原理与目的】
蛙类的一些基本生命活动和生理功能与温血动物相似，而其离体组织所需的生活条件比较简单，易于控制和掌握。

因此在实验中常用蟾蜍或蛙的坐骨神经腓肠肌标本来观察兴奋和兴奋性、刺激与肌肉收缩等基本生理现象和过程。

所制备坐骨神经腓肠肌标本是生理学实验中必须掌握的一项基本技能。

本实验目的在于学习破坏蛙类脑脊髓法，掌握坐骨神经腓肠肌标本的制备技术、并获得兴奋性良好的标本，为以后有关实验打下基础。

【实验对象】
蛙或蟾蜍。

【实验器材和药品】
1．器械蛙类动物手术器械一套，包括普通剪刀、小手术剪刀、镊子、探针、锌铜弓、玻璃分针、蛙板、玻璃板、固定针等。

2．药品任氏液。

3．其它瓷盘、培养皿、小烧杯、棉花、棉线、纱布、滴管等。

【实验步骤和观察指标】
1.破坏脑和脊髓取蟾蜍一只，用布包裹蟾蜍四肢躯干露出头部，用左手握住蟾蜍，并用食指按压头部前端，拇指按压背部，使头部前俯；右手持金属探针由头前端沿中线向尾方划触、触及凹陷处即枕骨大孔的所在。

将探针由凹陷处垂直刺入，刺破皮肤即入枕骨大孔，这时将探针尖端转向头方，向前探入颅腔内，然后向各方搅动探针，以捣毁脑组织。

如探针确在颅腔内，术者可感觉出针在四面皆壁的腔内。

脑组织捣毁后，将探针退出；再由枕骨大孔刺入，并转向尾方，与脊髓平行刺入脊管，以破坏脊髓。

脑和脊髓是否完全破坏，可检查动物四肢肌肉的紧张性是否完全消失。

拔出探针后，同一干棉球压迫针孔，以止其出血（见图3-1-1-1）。

另一方法是去脑后再捣毁脊髓。

2.剪除躯干上部及内脏在骶髂关节水平以上0.5~1cm处剪断脊柱。

左手握止蟾蜍后肢、用拇指压止骶骨，使蟾蜍头与内脏自然下垂，右手持粗剪刀（非手术剪），沿脊柱两侧剪除一切内脏及头胸部，留下后肢、骶骨、脊柱以及紧贴于脊柱两侧的坐骨神经。

剪除过程中注意勿损伤坐骨神经。

3剥皮左手握紧脊柱断端（注意不要握住或压迫神经），右手捏住其上的皮肤边缘、用力向下剥掉全部后肢的皮肤（见图3-1-1-2 ）。

把标本放在盛有任氏液的培养皿中。

将手及用过的剪刀、镊子等全部手术器械洗净，再继续下面步骤。

图1 蛙类捉拿和捣毁脑髓的方法
A，B 剪除躯干上部和内脏 C 剥掉后背及下肢皮肤
图2 蛙类坐骨神经腓肠肌标本的初步制作过程4分离两腿用镊子夹住脊柱标本提起，背面朝上，剪去向上突起的尾骨（注意勿损伤坐骨神经）。

然后沿正中线用剪刀将脊柱和耻骨联合中央辟开两侧大腿，并完全分离。

将两条腿浸入盛有任氏液的培养皿中。

5制作坐骨神经腓肠肌标本
（1）分离坐骨神经取一条腿放置在蛙板上的玻璃片上，用一固定针将粗制标本的脊柱固定在蛙板上（腹面朝上），将下肢拉直并向外旋转趾蹼朝上，用固定针在跖? 骨部固定在蛙板上，用玻璃分针沿脊柱旁游离坐骨神经至尾骨处、再循坐骨神经沟（股二头肌和半膜肌之间的裂逢处），找出坐骨神经的大腿段，用玻璃分针仔细剥离，剪断坐骨神经的所有分支，并将神经分离直至膝关节处。

（2）分离腓肠肌用玻璃分针或镊子将腓肠肌跟腱分离，并穿线结扎。

在结扎远端用粗剪刀剪断跟腱，左手执线提起腓肠肌，以手术剪刀剪去其周围联系的组织，但保留腓肠肌起始点与骨的联系，唯须注意勿损伤支配该肌的神经分支。

（3）游离坐骨神经腓肠肌标本将该后肢股部所有肌肉从膝关节起沿股骨剥离并剪去，以粗剪刀在股骨上中1/3处剪断股骨，剪下一小段与神经相连的脊柱（约1~2个脊椎骨）在膝关节下将小腿剪掉，留下的即为坐骨神经腓肠肌标本。

（见图3-1-1-3）
其各部连接关系如下：
脊柱小块→坐骨神经→膝关节→腓肠肌→跟腱→线（连接张力换能器）
↓
股骨小段（固定于肌肉槽内的侧孔）
图 3 坐骨神经腓肠肌标本的精细制作过程
（4）检查标本的兴奋性用经任氏溶液润湿的锌铜弓轻轻接触一下坐骨神经，如腓肠肌发生迅速而明显的收缩，则表明标本的兴奋性良好，即可将标本放在盛有任氏液的培养皿中，以备实验用。

若无锌铜弓，亦可用中等强度单个电刺激作上述试验。

【注意事项】
1.沿脊柱中央把下半身剪为左右两大半时，要正中，否则会损伤坐骨神经。

2.神经分离需用玻璃分针，分离过程中操作必须精细，避免用金属器械碰夹神经，以免损伤。

同时要注意持针分离方向应由中心向外周，以免将神经上段撕伤。

坐骨神经
周围的组织和神经的小分枝，可用分针纯性分离或用剪刀逐步剪掉。

3.所用的器械要洁净，接触蛙皮肤，特别是蟾蜍皮肤的用具必须洗净后使用。

4.应经常用任氏液湿润标本，防止干燥。

【思考题】
1.你制备的坐骨神经腓肠肌标本的兴奋性如何？
2.根据个人体会，总结制备新鲜完整的坐骨神经标本过程中的注意事项和体会
二、刺激强度和骨骼肌收缩
【实验原理与目的】
活的神经肌肉组织具有兴奋性，能接受刺激发生兴奋反应。

但刺激要引起组织兴奋，其强度、持续时间和强度——时间变化率都必须达到阈值。

一般来说，兴奋性高的组织其阈值低，相反，兴奋性低的组织则阈值高，因此，阈值常作为衡量组织兴奋性高低的客观指标。

不同种类组织的兴奋性高低不同，同一组织的不同单位其兴奋性高低也不同。

例如腓肠肌是由许多肌纤维组成的，各条肌纤维的兴奋性高低并不相同。

实验中，采用单一方波电刺激直接（或通过神经间接）刺激腓肠肌时，如刺激强度太弱，则不能引起肌肉收缩，只有达到一定强度时，才能引起肌肉发生最微弱的收缩。

这种刚能引起最小反应的最小刺激强度称阈强度（或称强度阈值、简称阈值）。

刚达到阈强度的刺激称阈刺激。

这时引起的肌肉收缩称阈收缩。

以后随着刺激强度的增加，肌肉收缩也相应的逐步增大，这时刺激的强度超过阈值故称为阈上刺激。

当刺激强度增大至某一数值时，肌肉出现最大收缩反应。

此时如再继续增加刺激强度，肌肉收缩却不再增大。

这种能使肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度称为最适强度。

具有这种强度的刺激称为最大刺激。

最大刺激引起的肌肉收缩称最大收缩。

可见在一定范围内，骨骼肌收缩的大小决定于刺激的强度，这是刺激与组织反应之间的一个普遍规律。

本实验的目的是通过实验，使学生掌握阈刺激、阈上刺激和最大刺激的概念，了解刺激强度与反应大小的一般关系，并获得一份完整的曲线结果。

【实验对象】
蟾蜍或蛙。

【实验器材和药品】
1．仪器生物机能实验系统（生物信号记录分析系统）或二道生理记录仪、张力换能器、电刺激器。

2．器械蛙手术器械一套、肌动器、支架、双凹夹等。

3．药品任氏液。

【实验步骤和观察指标】
1.仪器装置准备好生物机能实验系统（生物信号记录分析系统）及张力换能器的记录装置（参见《常用实验仪器》）。

2.手术操作按实验一制备坐骨神经腓肠肌标本，并置于任氏液中泡浸10~15min。

将标本的股骨残端固定于肌动器的螺旋孔内，将跟键与张力换能器悬臂的着力点用丝线连接，通过调节丝线紧张度，使腓肠肌处于自然拉长的长度。

3. 观察与纪录调节生物机能实验系统中的程控刺激器从弱逐渐到强进行刺激（见该仪器介绍），观察指标与上述相同。

【注意事项】
1.每次刺激前如有肌肉收缩，则待肌肉收缩完全恢复至基线后，再进行下一次刺激，使每次肌肉收缩的曲线起点均在同一水平上。

2.每两次刺激之间要让肌肉休息半分钟，并用任氏液湿润标本，以保持良好的兴奋性。

【思考题】
1.骨骼肌的收缩与刺激强度之间的关系如何？
2.为什么在阈刺激和最大刺激之间，骨骼肌收缩会随刺激强度的增强而增强？
三、刺激频率和骨骼肌的收缩
【实验原理与目的】
收缩是肌肉兴奋的外在表现。

肌肉收缩有两种形式，即等长收缩和等张收缩。

给活的肌肉一个短暂的有效刺激，肌肉会发生一次等长或等张收缩，此称为单收
缩。

单收缩的全过程可分为潜伏期、收缩期和舒张期。

其具体时间和收缩幅度可因不同动物和肌肉以及肌肉当时的机能状态的不同而有所不同。

如蛙腓肠肌的单收缩共历时约0.12s，其中潜伏期约0.01s，收缩期约0.05s，舒张期约0.06s。

若给肌肉相继两个有效刺激，且使两个刺激的间隔时间小于该肌肉单收缩的总时程，则引起肌肉的收缩可以总和起来，出现一连续的收缩，称之为复合收缩。

当给肌肉一串有效刺激时，可因刺激频率不同，肌肉呈现不同的收缩形式。

如果刺激频率很低，即相继两个刺激的间隔时间大于单收缩的总时程，肌肉出现一连串的在收缩波形上彼此分开的单收缩。

若逐渐增大刺激频率，使后一个刺激总是落在前一个刺激引起的肌肉收缩的舒张期，肌肉则呈现锯齿状的收缩波形，称之为不完全强直收缩。

再增大刺激频率使后一个刺激总是落在前一次肌肉收缩的收缩期，肌肉将处于完全的持续的收缩状态，看不出舒张的痕迹，称之为完全强直收缩。

强直收缩的幅度大于单收缩的幅度，并且在一定范围内，当保持刺激的强度和作用时间不变时，肌肉的收缩幅度随着刺激频率的增大而增大。

本实验的目的在于观察刺激频率和肌肉收缩形式之间的关系，从而认识机体在自然状态下肌肉的收缩形式、产生机制及其生理意义。