尺神经干传导速度测定、尺神经干时值、大鱼际肌电图描记.docx

生命科学学院生理实验 徐敏 101140072 4B（张涛 俞玲玲 王嘉宇） 2012.10.6实验五 蟾蜍神经-腓肠肌的收缩分析 徐敏 101140072一. 实验目的1.了解突触传递与兴奋收缩耦联的原理；2.比较骨骼肌与平滑肌的不同；3.观察分析蟾蜍神经-腓肠肌的单收缩；4.探究频率、强度与肌肉收缩的关系；二. 实验原理1.突触传递经典突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成，突触前膜内侧的轴浆有大量突触囊泡，内含高浓度的神经递质。当突触前神经元有冲动传到末梢时，突触前膜发生去极化，当去极化达到一定水平时，前膜上电压门控钙通道开放，细胞外钙离子进入末梢轴浆内，导致轴浆内钙离子浓度的瞬间升高，由此触发突触囊泡的出胞，引起末梢递质的量子式释放。递质释入突触间隙后，经扩散抵达突触后膜，作用于后膜上的特异性受体或化学门控通道，引起后膜对某些离子通透性的改变，使某些带电粒子进出后膜，突触后膜即发生一定程度的去极化或超极化，从而形成突触后电位。突触传递是神经系统中信息交流的一种重要方式，反射弧中神经元与神经元之间、神经元与效应器细胞之间都通过突触传递信息。2.兴奋收缩耦联将以肌细胞膜电位变化为特征的兴奋过程和以肌丝滑行行为为基础的收缩过程连接起来的过程即为兴奋收缩耦联。耦联的结构基础是肌管系统中由横管和两侧终池构成的三联体，其关键的耦联因子是Ca2+。肌管系统是包绕在每一条肌原纤维周围的膜性囊管状结构，包括横管和纵管两个系统。横管由肌膜垂直向内凹陷形成，与细胞外液相通。纵管与肌原纤维平行，相互吻合成肌质网。纵管两端靠近横管处的膨大部分称终池，内贮大量Ca2+。骨骼肌受到运动神经支配，当神经冲动导致肌细胞兴奋时，肌膜的动作电位便迅速地传导到横管膜并深入到终池近旁，使终池膜的Ca2+通道开放，于是Ca2+顺着浓度差由终池向肌浆中扩散，导致肌浆中的Ca2+浓度增高，Ca2+与肌钙蛋白结合，引起肌丝滑行、肌细胞收缩。而神经冲动一旦停止，即肌细胞兴奋过后，终池膜上的钙泵即将肌浆中的Ca2+重新泵回终池内贮存，造成肌浆中的Ca2+浓度降低，肌钙蛋白上结合的Ca2+解离，于是肌细胞舒张。其过程包括：电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处、三联管的信息传递以及纵管系统对Ca2+的贮存、释放和再聚积。 三. 实验材料、器材与试剂1.实验材料： 蟾蜍；2.实验器材： Powerlab、Chart、桥式前置器、张力感受器、铁架台、解剖器材；3.实验试剂：任氏液四. 实验步骤1.取蟾蜍一只，双毁髓，用大剪刀从背部胯骨处剪断，去皮，并与蛙体分离；2.固定胯骨及两条腿在解剖盘上，分离腓肠肌，用铁架台固定好张力感受器，并将拴在腓肠肌上的线连接到张力感受器上，拉紧；3.打开电脑及Powerlab，打开Chart，选择channel 2，测试灵敏度、调零，并设置相应参数，开始做实验：1）单收缩分析在Isolated stimulator界面中改变每次刺激的强度，使之由小到大逐渐增强，在此过程中观察界面上的波形，分别找到并记录阈下刺激、阈刺激、过度刺激、最适刺激和超适度刺激五种状态下的波，找到并记录单收缩时刺激起点、最高点以及1/2峰电位时所对应的时间和电压；2）强度在Isolated stimulator界面中改变每次刺激的频率，使之由小到大逐渐增强，在此过程中观察界面上的波形，分别找到并记录单收缩、收缩分离、收缩不完全分离、刚性收缩、刚性增强收缩五种状态下的波；3）时值的测定将Pulse Duration的值从最大（2.56）向小调整，在此过程中随机取5个值，并相应地调整刺激强度，找到在此时Pulse Duration值下刺激的阈值，并记录下此时相应的电流大小。作出刺激强度和刺激时值的拟合曲线。五. 实验结果与分析1.单收缩分析潜伏期：t=0.04s最高点：t=0.133s2.强度与肌肉收缩的关系如上图所示，从左到右依次为：阈下刺激、阈刺激、过度刺激、最适刺激和超适度刺激五种状态下的波。3.频率与肌肉收缩的关系4.时值测定 实验所得数据如下表所示：强度（mA）2.031.651.380.950.63时间（s）0.1420.1880.230.2760.377得到的拟合曲线如下：强度/mA时间/s六. 实验讨论1.在实验过程中，最好将挑起坐骨神经的电极固定起来，以免人手操作时的轻微抖动对张力感受器所采集到的数据产生不必要的影响；2.实验过程中，要不时地用任氏液润湿神经和肌肉，以免实验时间过长使得神经和肌肉干掉而失活；3.在做时值时，可以多做几组数据，然后最后处理数据时取较好的五个做拟合曲线，本次实验就做了七组数据，最后选取的五组做出来的曲线拟合度很好。七.思考题问题1：实验中发现连续电刺激神经一段时间后，蟾蜍腓肠肌的兴奋性下降，导致该现象的原因是什么？答:在离体肌肉神经实验中，给神经连续的最大电刺激引起肌肉持续强直收缩一段时间后，肌肉收缩幅度会逐渐减弱以至消失，即发生了肌肉疲劳。 引起这种现象主要有三方面原因： 1)可能刺激频率过大，第二次刺激落在第一次刺激的神经相对不应期或者绝对不应期中，于是，则相当于少刺激一次或者说削弱了一次刺激，于是相对于最适宜刺激刺激强度来说，其刺激引起的肌肉收缩反而更小；2)频繁的电刺激，将会引起神经骨骼肌接头处对神经递质的抑制，换言之，神经递质更加难以分泌，或者需要更加大的量的神经递质才能产生与最适宜刺激强度的产生的同等反应。故肌肉兴奋性下降，产生肌肉疲劳；3)过于频繁的电刺激，将会令肌肉的收缩所需的营养物质的缺乏，或者导致代谢物质的积累，这个也会促成肌肉的疲劳。问题2：从刺激开始至肌电出现，标本内部发生了哪些变化？ 答:1）兴奋再坐骨神经干上的产生和传导：坐骨神经干受到阈上电脉冲刺激，受刺激部位产生动作电位，沿神经干不衰减地传到支配腓肠肌纤维的运动神经末梢 ；2)神经肌肉接头兴奋传递：当神经冲动传导到突触前膜中末时，再极短时间内，数百个突出小跑同时破裂，释放出Ach，经过突出间隙扩散至终膜，与其上胆碱结合，引起手提蛋白质构型改变，继而终膜对Na等离子的通透性改变，导致终膜去极化，即产生终板电位；3)肌细胞兴奋的产生：终板电位作为一种局部电位以紧张的方式扩布到终板膜周围的细胞膜，使这些肌细胞去极化，并且达到阈电位水平，发生去极化，肌细胞产生动作电位。神经末梢兴奋（接头前膜）发生去极化膜会Ca通透性增加Ca内流神经末梢释放地址AchAch通过接头间隙