实验10 骨骼肌纤维动作电位的测定

　　【目的要求】

　　1．学习用标准玻璃微电极技术测定单肌纤维动作电位的方法。

　　2．观察单个骨骼肌纤维跨膜动作电位的基本特征。

　　【基本原理】

　　神经和肌肉纤维的电活动包括安静时的静息电位和兴奋时的动作电位。在静息状态下，肌细胞膜表面的任何两点都是等电位的，但细胞膜内、外却存在明显的电位差，此即为静息电位。当肌细胞受到刺激而发生兴奋时，膜内外的电位发生可扩布的变化，称为动作电位。

　　应用标准玻璃微电极技术，把尖端直径小于1μm的玻璃微电极（引导电极）插入肌细胞内，把无关电极置于细胞外，以观察和测定肌细胞的静息电位和动作电位。

　　【动物与器材】

　　蟾蜍或蛙、常用手术器械、示波器、微电极放大器、电子刺激器、刺激隔离器、微操纵器、解剖显微镜、屏蔽实验台、玻璃微电极拉制器、毛坯玻璃管、肌槽、Ag-AgCl乏极化电极、无关电极、锌铜弓、1cm长的不锈钢针若干、任氏液。

　　【方法与步骤】

　　1．玻璃微电极的制备按第一章玻璃微电极一节中的要求，进行微电极的拉制和充灌3mol/LKCl溶液。微电极的阻抗可在实验前用电子管电压表测量，也可在开始实验时用微电极放大器进行测量。本实验要求玻璃微电极的阻抗约为10—20MΩ。制备好的微电极要妥善保存，以避免折断尖部或溶液蒸发。

　　2．坐骨神经-缝匠肌标本的制备按实验2的步骤制备蟾蜍或蛙的坐骨神经-缝匠肌标本。将标本移入放有任氏液的肌槽内，缝匠肌内侧面向上，用不锈钢针将耻骨端固定于肌槽的一侧，另一端拉紧结扎线，将肌肉伸长到原来的1.2—1.5倍，并用钢针固定。将坐骨神经轻轻搭在肌槽的刺激电极上。

　　3．实验仪器的连接与参数的调整

　　（1）刺激系统按图2－14连接刺激系统，包括刺激器、隔离器和肌槽上的刺激电极。刺激器采用“手控”，“波宽”为0.1—0.2ms，刺激强度以肉眼可见到肌肉稍有收缩为准。

　　（2）探测系统包括玻璃微电极、无关电极以及微操纵器（图2－15）。将制备好的玻璃微电极放入微操纵器的夹持器内，把一根与微电极放大器探头正极相连的Ag－Agcl乏极化电极插入玻璃微电极的KCl溶液内。调节微操纵器的水平位移旋钮，使玻璃微电极正置于待插肌纤维的上方。再调节垂直位移粗调。使微电极尖端进入靠近肌纤维的任氏液内。与微电极放大器探头负极相连的无关电极插入肌槽的任氏液内。

　　（3）按图2－16连接微电极放大器和示波器。放大器的“增益”置于1倍，其探头应尽量靠近肌槽。示波器从以“DC”双端输入，“灵敏度”为20mV/cm。记录静息电位时，用连续扫描，时基为0.5—2s/cm。记录动作电位时，用外触发扫描。

　　4．玻璃微电极阻抗的测定开启放大器“校正”开关，向示波器输入校正信号，测定微电极的阻抗。如阻抗＜10KΩ，需要换玻璃微电极。

　　5．单肌纤维静息电位的观察调节微操纵器垂直位移细调，将微电极尖端刺入肌纤维内，此时监听器的音调发生突然变化，同时示波器的扫描线也同步下移，此即为单肌细胞膜内、外的电位差——静息电位。测量静息电位的数值，调节微操纵器，将微电极移出肌纤维，则示波器扫描线回至零电位。注意：当微电极刺穿肌纤维或微电极尖端折断时，扫描线也返回零位线。

　　6．单肌纤维动作电位的观察微电极刺入肌纤维，静息电位基本稳定后，开放电子刺激器，以二倍阈强度刺激坐骨神经，此时即出现可扩布性的电位变化——动作电位（图2-17）。扫描线由静息电位上升至零电位，并出现超射现象，而后恢复到静息电位水平。观察动作电位的波形，测量动作电位的振幅和持续时间。