损伤离体蟾蜍神经对骨骼肌生物电与收缩的影响

损伤离体蟾蜍神经对骨骼肌生物电与收缩的影响xxx(xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx)摘要目的：本实验通过设置自身对照，观察损伤离体蟾蜍神经对骨骼肌生物电与收缩的影响，并探究其原因。方法：制备蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本，通过生物信号采集处理系统给予坐骨神经干相同强度和频率的刺激。对比损伤神经前后，神经干动作电位（actionpotential，AP）、肌电、肌肉收缩的图像变化。结果：损伤前，依次出现神经干AP、肌电、肌肉收缩的波形，损伤后，只出现神经干AP的波形。结论：损伤离体蟾蜍坐骨神经后，再刺激神经，其骨骼肌就不会随之产生肌膜AP以及收缩现象。关键字兴奋传导；神经；骨骼肌AbstractObjective:Inthisexperiment,bysettingitscontrol,toobservethedamageeffectonisolatedtoadnerveonskeletalmusclebioelectricityandshrinkage,andtoexploreitsmechanism.Methods:Preparationoftoadsciaticnervegastrocnemiussciaticnervestem,giventhesameintensityandfrequencyofstimulationbythebiologicalsignalcollectingandprocessingsystem.Comparedbeforeandafterthenerveinjury,theimagechangesinneuralstemactionpotential,electromyography,musclecontraction.Result:Beforethedamage,thereareneuralstemAP,EMG,musclecontractionwaveform,injury,appearingonlyneuralstemAPwaveform.Conclusion:Isolatedtoadsciaticnerveafterinjury,thennervestimulation,theskeletalmuscleisnotresultinginmusclemembraneAPandshrinkage.KeywordsConductionofexcitation;Nerve;Skeletalmuscle引言在各种动物组织中，以神经和肌肉细胞、某些腺细胞表现出较高的兴奋性，由此将神经、肌肉细胞和腺细胞及其相应的组织称为可兴奋细胞或可兴奋组织。随着实验技术的发展，大量的实验表明：细胞处于兴奋状态时，受到刺激的细胞膜部分，膜两侧出现了一个特殊形式的电变化——动作电位[1]。刺激神经使神经细胞产生AP，AP沿神经纤维不衰减传导，通过神经肌接头的化学传递，使肌肉终板上产生终板电位从而兴奋骨骼肌，再通过兴奋-收缩偶联使骨骼肌收缩。本实验旨在探索损伤离体蟾蜍神经对骨骼肌生物电与收缩的影响，并简单探讨其原因。1.材料和方法1.1.实验对象蟾蜍1.2.实验仪器线、探针、粗剪刀、不锈钢碗、培养皿、玻璃分针、尖头镊子、屏蔽盒、针形引导电极、生物信号采集处理系统、张力换能器1.3.实验药品和试剂任氏液1.4.实验方法1.4.1.取蟾蜍一只，用左手握住，右手持探针自枕骨大孔处垂直刺入，到达椎管，即将探针改变方向刺入颅腔，捣毁脑组织；再将探针原路退出，刺向尾侧，捻动探针使逐渐刺入整个椎管内，捣毁脊髓。此时蟾蜍四肢松软。1.4.2.用粗剪刀在颅骨后方剪短脊柱。左手握住蟾蜍脊柱，右手将粗剪刀沿两侧（避开坐骨神经）剪开腹壁。剪除全部躯干上部及内脏组织，弃于不锈钢碗内。1.4.3.避开神经，剥离皮肤。将全部皮肤剥除后，将标本置于乘有任氏液的培养皿中。1.4.4.避开坐骨神经，用粗剪刀从背侧剪去骶骨，然后沿中线将脊柱剪成左右两半，再从耻骨联合中央剪开。将已分离的标本浸入盛有任氏液的培养皿中。1.4.5.取腿一条，先用玻璃分针沿脊柱侧游离坐骨神经腹腔部，然后用大头针将标本背位固定于干净蛙板上。用玻璃分针循股二头肌和半膜肌之间的坐骨神经沟，纵向分离暴露坐骨神经之大腿部分，直至分离至腘窝胫神经分叉处。然后剪短股二头肌腱、半腱肌和半膜肌肌腱，并绕至前方剪断股四头肌腱。自上向下剪断所有坐骨神经分支。将连着3～4节椎骨的坐骨神经分离出来。1.4.6.将已游离的坐骨神经搭在腓肠肌上。用粗剪刀自膝关节周围向上剪除并刮净所有大腿肌肉，在距膝关节约1cm处剪断股骨。弃去上端股骨，保留部分即为坐骨神经小腿标本。1.4.7.用尖头镊子在上述坐骨神经腓肠肌标本的跟腱下方，用线结扎之。提起结扎线，在结扎线下方剪断跟腱，并逐步游离腓肠肌至膝关节处，左手握住标本的股骨部分，使已经游离的坐骨神经和腓肠肌下垂，右手持粗剪刀水平方向伸进腓肠肌与小腿之间，在膝关节处剪断，与小腿其余部分分离。左手保留部分即为附着于股骨之上的、具有坐骨神经支配的腓肠肌标本。将标本浸入盛有新鲜任氏液的培养皿中待用[2]。1.4.8.将离体坐骨神经腓肠肌标本固定在屏蔽盒中，腓肠肌的跟腱结扎线固定在张力换能器的悬臂梁上。坐骨神经放在刺激电极和引导电极上，保持神经与电极接触良好。针形引导电极插入腓肠肌并固定。1.4.9.启动刺激，观察记录正常情况下神经干AP、肌膜AP波形和腓肠肌的收缩曲线和刺激标记四者之间的时间关系。剪断神经干，启动刺激，观察记录神经干AP、肌膜AP波形、腓肠肌的收缩曲线和刺激标记[3]。2.结果2.1.正常情况下，启动刺激后首先出现神经干AP，再出现肌膜AP，最后出现腓肠肌的收缩曲线。结果见图1。2.2.剪断神经干后，只出现神经干AP。结果见图2。3.讨论损伤前，依次出现神经干AP、肌膜AP、肌肉收缩的波形，作为对照组，证明了兴奋传递的过程。当给神经一个强度超过阈值的刺激后，神经细胞就会产生AP。AP一旦在细胞膜上的某一点产生，就会沿着细胞膜向周围进行不衰减的传播，直到传遍整个细胞为止，这个过程称为动作电位的传导。在神经纤维上传导的AP称为神经冲动[4]。神经冲动传递到神经-骨骼肌接头时，通过接头的化学传递，使骨骼肌终板上产生终板电位从而兴奋骨骼肌，再通过兴奋-收缩偶联使骨骼肌收缩。所以会出现三个波形的先后性。剪断神经干后，相比正常情况下，启动刺激只出现了神经干的动作电位。这说明了兴奋没有传递到骨骼肌。神经纤维兴奋传导有着一下特征：①完整性②绝缘性③双向性④相对不疲劳性。完整性是指，神经冲动正常传导要求神经纤维结构和功能的完整。如果神经纤维受损伤、切断或者被冷冻、压迫、麻醉药等因素作用时均影响其传导功能[5]。所以剪断神经干，神经纤维没有了完整性，兴奋也就不能顺利地传导下去。实验组成功验证了损伤传出神经后，就不会产生骨骼肌肌膜AP和收缩现象。从而也说明了神经纤维完整性在兴奋传导过程中的重要性。4.结论损伤离体蟾蜍坐骨神经后，再刺激神经，其骨骼肌就不会随之产生肌膜AP以及收缩现象。5.参考文献[1]袁毅君，张敏，马纲.生物电现象与神经细胞动作电位.天水师范学院学报，2003,23（2）：52～55[2]陆源，林国华，杨午鸣.机能学实验教程.第2版.北京:科学出版社,2010，p91～p94[3]杨午鸣，林国华，陆源.机能学实验教程.第二版.北京:科学出版社,2010，p103[4]张志雄.生理学.第2版.上海:上海科学技术出版社,2011,p23[5]张志雄.生理学.第二版.上海:上海科学技术出版社,2011,p226图1图2附加实验1.神经干兴奋传导速度的测定动作电位在神经干上的传导具有一定速度，本实验测出的速度为200m/s。实际上神经干传导速度一般只有30m/s～40m/s，本实验结果可能是给神经淋任氏液太多导致。2.神经干兴奋不应期的测定第一幅图两个刺激间隔0.05ms。第二幅图两个刺激间隔0.53ms。第三幅图两个刺激间隔1.01ms。