生理实验课件：坐骨神经腓肠肌标本

1、坐骨神经-腓肠肌标本的制备及骨骼肌单收缩，复合收缩,实验目的,1.制备蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本 2.观察兴奋与兴奋性，刺激与收缩等基本生理现象,实验器材与药品,蛙板，玻璃板，普通剪刀，手术剪刀，眼科剪，有齿镊，小镊子，刺蛙针，滴管，表面皿，玻璃分针，锌铜弓，任氏液,实验步骤概述,1.破坏蛙的脑和脊髓（一定要彻底） 2.剪除躯干上部和内脏（骶髂关节前0.5cm) 3.剥皮 4.清洗器械 5.分离两腿 6.游离坐骨神经，完成坐骨神经-小腿标本 7.完成坐骨神经-腓肠肌标本,【具体实验步骤】 1.破坏脑和脊髓取蟾蜍一只，用自来水冲洗干净。左手握住蟾蜍，用食指按压其头部前端，拇指按压背部，使其脊柱伸直

2、，右手持探针从枕骨大孔处垂直向下刺入，然后转向前刺入颅腔，左右搅动，充分捣毁脑组织。然后将探针抽回至进针处，再转向后刺入椎管，反复上下提插捣毁脊髓。此时如蟾蜍的四肢松驰无力，呼吸消失，表明脑和脊髓已破坏完全，否则应反复按上述方法进行操作 。,2.剪除躯干上部和内脏在骶髂关节水平上 0.5cm1cm处剪断脊柱，左手握住蟾蜍的后肢，将骶骨向上，使蟾蜍头和内脏自然下垂，右手持剪刀，沿脊柱两侧剪除一切内脏和头胸部，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。把标

3、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，再进行下面的步骤。,4.分离两腿用镊子夹住脊柱将标本提起，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剪开两条大腿，并完全分开。将两条腿浸入盛有任氏液的培养皿中。,5.制备坐骨神经腓肠肌标本 （）游离坐骨神经将腿标本腹面朝上放置，用玻璃分针沿脊柱旁游离坐骨神经。再沿坐骨神经沟（股二头肌和半膜肌之间的裂隙处），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，然后剪断脊柱，保留约1cm与坐骨神经相连处，并将神经一直游离到腘窝。 （）完成坐骨神经小腿标本将游离干净的

4、坐骨神经搭在腓肠肌上，在膝关节周围，剪掉全部大腿肌肉，并用普通剪刀将股骨刮干净，然后在股骨中部剪去上段股骨，保留1cm的股骨，剩下的部分就是坐骨神经小腿标本。 （）完成坐骨神经腓肠肌标本将上述坐骨神经小腿标本在跟腱处穿线结扎后，于结扎处远心端剪断跟腱。游离腓肠肌至膝关节处，然后从膝关节囊将小腿其余的部分剪掉，这样就制得一个具有附着在股骨上的腓肠肌并带有支配腓肠肌的坐骨神经的标本。,6.检验标本兴奋性用经任氏液湿润的锌铜弓轻轻的接触一下坐骨神经，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。 实验要求：掌握制备坐骨神经腓肠肌标本的技能，并获

5、得兴奋性良好的标本。,注意事项,1.操作过程中勿污染，压榨，损伤和过度牵拉神经肌肉。 2.经常给标本滴加任氏液防止其表面干燥，以保持生理活性。,思考题,1.刺激坐骨神经，肌肉发生收缩反应，生理过程是什么？,骨骼肌的单收缩，复合收缩和强直收缩,实验目的,观察刺激频率和肌肉收缩形式之间的关系，从而认识在自然状态下肌肉的收缩形式，产生机制及其生理意义,实验原理,单收缩：一个短暂的有效刺激 复合收缩：相继两个有效刺激，间隔时间小于肌肉单收缩的总时程 不完全强直收缩：后一刺激落在前一刺激引起肌肉收缩的舒张期 完全强直收缩：后一刺激落在前一刺激引起肌肉收缩的收缩期,【实验器材和试剂】 蛙类手术器械一套、万

6、能支架、任氏液、BL-410生物机能实验系统、张力换能器（100克）、神经-肌肉标本屏蔽盒、任氏液。,实验步骤概述,1.将坐骨神经-腓肠肌标本置于任氏液之中10-15min 2.标本的放置：将标本的股骨残端固定在肌动器的螺丝孔内，将跟腱上系的线缚于机械-电换能器上，肌肉处于自然拉长的长度 3.调整实验记录装置 4.进行实验：寻找最适刺激强度 1）单刺激 2）双刺激 3）串刺激,具体实验步骤 坐骨神经腓肠肌标本制备（见坐骨神经腓肠肌标本制备方法）。 仪器连接和标本放置 （1）张力换能器固定于铁支架上，腓肠肌跟腱的结扎线固定在换能器的弹簧片上，此连线松紧应适宜，并应与桌面垂直。 （2）将穿好手术线

7、的坐骨神经或肌肉的耻骨端轻轻提起放置刺激电极上，胫骨端放在记录电极侧。保证神经或肌肉与刺激电极和记录电极的接触,并维持神经-肌肉在一个良好的状态。,【思考题】 肌肉发生复合收缩时，为什么动作电位不发生融合？ 肌肉的收缩强度为什么会随着刺激强度的增加而增加？,注意事项,1.每次刺激之后必须让标本有相同的休息时间，给标本滴加任氏液 2.若刺激神经，肌肉的收缩幅度不稳定时，可改为直接刺激肌肉,肌细胞的收缩功能 一、肌细胞的收缩功能 （一）NM接头处的兴奋传递,1、N-M接头结构 接头前膜 接头间隙 接头后膜终板膜。,接头间隙,2.N-M接头处的兴奋传递过程,当神经冲动传到轴突末,膜Ca2通道开放，膜

8、外Ca2向膜内流动,接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，囊泡中ACh释放(量子释放),ACh与终板膜上的N2受体结合，受体蛋白分子构型改变,终板膜对Na、K (尤其是Na)通透性,终板膜去极化终板电位（EPP）,EPP电紧张性扩布至肌膜,去极化达到阈电位,爆发肌细胞膜动作电位,N-M接头处的兴奋传递过程,膜Ca2通道开放，膜外Ca2向膜内流动,接头前膜内囊泡移动、融合、破裂， 囊泡中的ACh释放(量子释放),ACh与终板膜上的N2受体结合， 受体蛋白分子构型改变,终板膜对Na、K (尤其是Na)通透性,（二）横纹肌细胞的结构,2.肌小节: 是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。,1.肌管系统： 横管系

9、统：T管 纵管系统：L管 三联管,3.肌原纤维： 粗肌丝: 由肌球（肌凝蛋白）组成，其头部有一膨大部横桥 细肌丝:肌动蛋白：表面有与横桥结合的位点，静息时被原肌球蛋白掩盖； 原肌球蛋白：静息时掩盖横桥结合位点； 肌钙蛋白：与Ca2+结合变构后,使原肌球蛋白位移，暴露出结合位点。,1.兴奋-收缩耦联 2.肌丝滑行,（三）横纹肌收缩机制,1.兴奋-收缩耦联 三个主要步骤： 肌膜电兴奋的传导 三联管处的信息传递 肌浆网（纵管系统）中Ca2+的释放 Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物,按任意键 飞入横桥摆动动画,肌节缩短=肌细胞收缩,牵拉细肌丝朝肌节中央滑行,横桥摆动,横桥与结合位点结合， 分解ATP释

10、放能量,原肌球蛋白位移， 暴露细肌丝上的结合位点,Ca2+与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的构型,终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆,2.肌丝滑行,运动神经冲动传至末梢 N末梢对Ca2+通透性增加 Ca2+内流入N末梢内 接头前膜内囊泡 向前膜移动、融合、破裂 ACh释放入接头间隙 ACh与终板膜受体结合 受体构型改变 终板膜对Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加 产生终板电位(EPP) EPP引起肌膜AP, 肌膜AP沿横管膜传至三联管 终池膜上的钙通道开放 终池内Ca2+进入肌浆 Ca2+与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变 原肌凝蛋白发生位移 暴露出细肌丝上与横桥结合位点 横桥与结

11、合位点结合 激活ATP酶作用,分解ATP 横桥摆动 牵拉细肌丝朝肌节中央滑行 肌节缩短=肌细胞收缩,小结：骨骼肌收缩全过程,1.兴奋传递 2.兴奋-收缩（肌丝滑行）耦联,肌丝滑行几点说明: 1.肌细胞收缩时肌原纤维的缩短,并不是肌丝本身缩短,而是细肌丝向肌节中央(粗肌丝内)滑行。,2.横桥的循环摆动，细肌丝向肌节中央(粗肌丝内)滑行，滑行中由于肌肉的负荷而受阻，便产生张力。 3.横桥的循环摆动在肌肉中是非同步地，从而肌肉产生恒定的张力和连续的缩短。 4.横桥循环摆动的参入数目及摆动速率，是决定肌肉缩短程度、速度和肌张力的关键因素。,（四）骨骼肌舒张机制,兴奋-收缩耦联后,肌膜电位复极化,终池膜

12、对Ca2+通透性 肌浆网膜Ca2+泵激活,肌浆网膜Ca2+,Ca2+与肌钙蛋白解离,原肌凝蛋白复盖的 横桥结合位点,骨骼肌舒张,骨骼肌收缩的形式,(一)收缩形式 1.单收缩与复合收缩: 单收缩：肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程。 复合收缩:肌肉受到连续刺激，前一次收缩和舒张尚未结束，新的收缩在此基础上出现的过程。 不完全强直收缩 完全强直收缩 机制:强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象 ,2.等长收缩与等张收缩 等长收缩:肌肉收缩时,只有张力增加而长度不变的收缩,称为等长收缩。 等张收缩:肌肉收缩时,只有长度缩短而张力不变的收缩,称为等张收缩。 注：当负荷小于肌张力时,出现等张收缩； 当负荷等于或大于肌张力时,出现等长收缩； 正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式的,而且总是等长收缩在前,当肌张力增加到超过后负荷时,才出现等张收缩。,(二)影响收缩因素 1.前负荷： 前负荷肌节初长度粗细肌丝的重叠程度肌张力。 肌节最适初长（2.0-2.2m）时，粗细肌丝重叠佳，肌缩速度、幅度和张力最大； 前负荷或肌节最适初长或肌张力。,2.后负荷： 在等张收缩条件下观察 后负荷为0