1、Page 實驗二：骨骼肌的單收縮與復合收縮及神經干動作電位、神經沖動傳導速度、神經干不應期的測定實驗人：同組人：【實驗目的】了解肌肉收縮過程的時相變化觀察刺激強度和頻率對骨骼肌收縮形式的影響掌握離體神經干動作電位的細胞外記錄法及其基本波形的判斷和測量。掌握神經干動作電位傳導速度及其不應期的測定方法。【實驗原理】骨骼肌的單收縮與復合收縮肌肉興奮的外在表現是收縮。當其受到一個閾上強度的刺激時，爆發一次動作電位，迅速發生一次收縮反應，叫單收縮。單收縮曲線分為潛伏期、收縮期、舒張期三個時期。在一定范圍內，肌肉收縮的幅度隨刺激強度的增加而增大。當相繼受到兩個以上同等強度的閾上刺激時，因頻率不同，下一次刺

2、激可能落在前一刺激所引起的單收縮的不同時期內，造成：幾個分離的單收縮：頻率低于單收縮頻率，間隔大于單收縮時間收縮的總和（強直收縮）：口不完全強直收縮：后一收縮發生在前一收縮的舒張期口完全強直收縮：后一收縮發生在前一收縮的收縮期內，各收縮不能分開，肌肉維持穩定的收縮狀態。神經干動作電位、神經沖動傳導速度、神經干不應期的測定神經干是由許多神經纖維組成的，神經興奮的標志是動作電位。在一定范圍內神經干動作電位的幅度隨刺激強度的增加而增大，這是由于各神經纖維興奮性的不同，雖然每條纖維動作電位產生都遵守“全或無”的方式，但神經干動作電位記錄到的是多個興奮閾值、傳導速度和振幅各不相同的動作電位的總和，為一個

3、復合動作電位,所以不存在閾強度，也不表現為“全或無”的特征。根據引導方法的不同（雙極引導或單極引導），可分別得到雙相、單相動作電位。動作電位在神經纖維上的傳導有一定的速度。不同類型的神經纖維其傳導速度各不相同，主要取決于神經纖維的直徑、有無髓鞘、環境溫度等因素。蛙類坐骨神經干傳導是速度約為35-40m/S,神經纖維在一次興奮過程中，其興奮性可發生周期性變化，包括絕對不應期、相對不應期、超常期和低常期。為了測定神經一次興奮之后興奮性的變化，可先給神經施加一個條件性刺激，引起神經興奮，然后再用一個檢驗性刺激在前一興奮過程的不同時相給予刺激，檢查神經對檢驗性刺激反應的興奮閾值，以及所引起的動作電位的

4、幅度變化，來判斷神經組織興奮性的變化。本次實驗中所給條件性刺激和檢驗性刺激系兩個參數完全相同的刺激，用在不同時間間隔內檢查檢驗性刺激的動作電位的變化，來反映部分神經纖維興奮性的變化規律。J/V-鼻一一一JVJV1L【實驗培養皿，小燒杯,-解剖針M一棉花一表滴鹽酸任氏NaH2PO40.01gGlc（可不加）2.0g加H2O至1000mLRM6240B生物信號采集處理系統，張力換能器，PowerLab4SP生物信號采集系統，屏蔽盒【實驗步驟】骨骼肌的單收縮與復合收縮實驗部分制備坐骨神經腓腸肌標本將標本股骨固定在肌槽上，結扎肌腱的棉線與換能器相連，神經置于刺激電極上，用任氏液保持標本濕潤，刺激電極與

5、主機刺激輸出相連，換能器與放大器相連，放大器相應通道與主機相連。打開主機、計算機，Powerlab系統在電腦桌面上找到“張力實驗”雙擊打開。從零開始逐漸增加刺激強度(V),找出引起肌肉收縮的最小刺激強度(閾值)，增大刺激強度，觀察刺激強度與收縮曲線高度的關系。從零開始逐漸增加刺激強度（V）,找出引起肌肉收縮的最小刺激強度（閾值），增大刺激強度，觀察刺激強度與收縮曲線高度的關系繼續增大刺激強度，當肌肉收縮曲線不再隨刺激強度增大而增高時，記下最大刺激強度。在域刺激強度和最大刺激強度之間選擇一個合適的強度固定不變，逐漸增大刺激頻率（一般不要超過50次/分），觀察記錄收縮形式的變化，分別記錄可使肌肉出

6、現單收縮、不完全強直收縮、完全強直收縮時的刺激頻率及相應曲線。神經干動作電位、神經沖動傳導速度、神經干不應期的測定部分制備坐骨神經標本測量雙相動作電位a）將神經干標本置于標本屏蔽盒內，使神經干與刺激電極、接地電極、引導電極均接觸良好。b）神經干需經常用任氏液潤濕，取神經干時須用鑷子夾持結扎線和脊椎骨，切不可直接夾持或用手觸摸神經干。c）打開系統軟件，點擊開始示波，主菜單中“實驗”下拉選擇動作電位實驗，自動彈出或在主菜單“setup”中找到stimulator（刺激器），刺激同步，調節刺激為單刺激，調節頻率、時間、強度，開始刺激，記錄波形，辨別刺激偽跡和動作電位。d）調換引導電極的位置，觀察動作

7、電位波形有無變化，改變標本放置位置后，波形有無變化。測定傳導速度：a）開始示波，選擇實驗，刺激同步，刺激，記錄波形，記錄前一個動作電位起始部位與后一個動作電位起始部位之間的時間間隔（T）（單位：秒）b）測量引導電極1,2之間的坐骨神經干的長度，用“S”表示（單位：米）c）根據公式V=S/T計算神經沖動的傳導速度（其中V表示傳導速度）。不應期的測定：a）開始示波，選擇不應期自動測定試驗，刺激同步自動，每出一個波形都要“記錄當前波形”，至3ms時停止，pageup/pagedown看相關波形，記錄相對不應期和絕對不應期b）相對不應期：檢驗性刺激引起的動作電位幅度開始減小時兩刺激間的時間間隔。c）絕

8、對不應期：檢驗性刺激引起的動作電位剛好消失（且增加刺激強度也不能使之產生）時兩刺激間的時間間隔。單相動作電位：用鑷子將兩引導電極（+,）之間的神經夾傷，觀察動作電位變化。【實驗結果及相關討論】骨骼肌的最小和最大刺激強度20mv70mVllOmV電刺激從零開始增大到10mv時，骨骼肌發生第一次收縮，增大到50mv時，到達收縮最大量，繼續增大電壓，收縮強度基本不變。因而該標本的閾強度為v1=O.O1V，最大刺激的強度為v2=0.05V。其中50mv時做了兩次刺激，第一次收縮幅度沒有第二次大，第二次達到了最大幅度，這說明離體神經元的活動不是特別穩定，即使是相同幅度的電刺激也可能會有不同的反應。橫向比

9、較發現，閾強度和最大刺激強度偏小，可能和標本生理活性有所損失有關。隨著刺激強度增大，標本收縮強度增大。這時因為神經干是由許多神經纖維組成的，神經興奮的標志是動作電位。在一定范圍內神經干動作電位的幅度隨刺激強度的增加而增大，這是由于各神經纖維興奮性的不同，雖然每條纖維動作電位產生都遵守“全或無”的方式，但神經干動作電位記錄到的是多個興奮閾值、傳導速度和振幅各不相同的動作電位的總和，為一個復合動作電位，所以不存在閾強度，也不表現為“全或無”的特征。因而刺激強度增大,標本收縮強度增大。另外實驗過程中發現，當電壓繼續增大，會發生收縮反而減小，圖中顯示120mv刺激的收縮幅度要比110mv的收縮幅度小。

10、同時會出現無規律收縮，這可能和標本疲勞，活性降低有關。立即放入仁氏液，浸泡。肌肉單收縮、不完全強直收縮、完全強直收縮曲線的測定同一強度不同頻率刺激下肌肉收縮曲線。圖中出現的三種波形分別為單收縮（2Hz）、不完全強直收縮（20Hz）和完全強直收縮（50Hz）的波形。1丄1_,1110左圖為單收縮（1Hz）,強度0.05V緊接著的下一個刺激在上一次肌肉收縮的完全舒張期，收縮不受上一次收縮影響。右圖為不完全強直收縮收縮（4Hz），強度0.05V，緊接著的下一個刺激在上一次肌肉收縮的舒張期左圖為完全強制收縮（7Hz），強度0.05V緊接著的下一個刺激在上一次肌肉收縮的收縮期。雙向動作電位的測量右圖為0

11、.1V下所測得的雙向動作電位圖形。從圖中我們可以看出，在出現第一個峰之前，存在一個偽跡。兩個電極上測量到的動作電位是反向的，這很容易理解。假設動作電位給出的電信號為正，因而動作電位到達引導電極正極時，相對于負極電位高，出現正峰，當動作電位到達引導電極負極時，負極相對于正極電位高，因而為出現負峰。神經傳導速度的測量右圖為刺激同步，記錄波形后的動作電位與時間間隔圖形。分析中選擇傳導速度測量，輸入兩電極間的距離1cm，該程序會自動計算出神經干動作電位的傳導速度。右下圖顯示實驗所用神經干的傳導速度為18.18m/s。理論上，神經傳導速率在35-40m/s，這遠大于實驗所測值。可能的原因如下:實驗誤差神

12、經至于體外太久，生理條件改變神經表面結締組織未除干凈不應期的測定:選擇刺激強度0.2V，刺激間隔0.01s時觀察到了相對不應期，在刺激間隔0.02s時觀察到了絕對不應期。單向動作電位的觀察用剪刀將兩引導電極（+，）之間的神經夾傷，觀察動作電位變化。理論上可使原來的雙向動作電位的下相消失，變為單相。然而實驗過程，在確保屏蔽盒關閉的條件下，得到干擾很大的雜波。如下圖：分析如下：通道一所測的值是實際上是引導電極1的正負極之間的電位差，由于神經被剪斷，正負極之間形不成回路。理論上不應該有信號。然而研究示波器的一般原理可以知道，引導電極，刺激電極負極一般接地（不接地的話會使衡量的電位不等），因而引導電極

13、的正極通過神經與刺激電極相通，再通過接地線與負極形成回路。此時，受到儀器內部的電信號的干擾很大。但還是隱約能看到一個完整的動作電位。【思考題】汪意事項剝制神經標本時要仔細，須將神經周圍的結締組織去干凈，避免與金屬接觸和戳傷神經標本。神經標本必須與各電極良好接觸。神經干在空氣中不可暴露過久，應時常用任氏液潤濕，但不可向神經盒內滴加任氏液。神經干要伸直，防止彎曲、折疊和貼附。兩對引導電極間距離應盡可能大。用剛能使神經干產生最大動作電位的刺激強度刺激神經。蓋上屏蔽盒的盒蓋并接地，防止干擾。位于刺激電極和記錄電極外側端的神經干及棉線要盡量短，不可與盒底接觸，更不要纏繞在電極上。肌肉與換能器的連接松緊適當。給予刺激時，在按刺激器手動開關的同時，按下記錄儀的“標記”，記錄刺激標記，用于計算肌肉收縮的潛伏期。每改變一次刺激頻率后，應休息0.5-1min,每次刺激不要超過3-4秒，以免標本疲勞。實驗過程中應常用任氏液潤濕標本，以免影響神經和肌肉活性。實驗改進：目前使用的屏蔽盒，使得神