骨骼肌兴奋与收缩实验
先制备坐骨神经-腓肠肌标本，而后利用计算机采集系统输出电信号，并将标本与张力传感器相连。利用电信号对标本进行刺激，并通过张力传感器将肌肉的收缩信号输入计算机。
当给予肌肉标本一个高于阈刺激的单刺激时，可以在计算机中观察到由潜伏期、收缩期和舒张期组成的单收缩曲线。当给予两个等强度的阈上刺激，且刺激的间隔大于单收缩的时程，在计算机中可以观察到两个独立的收缩曲线；当给予两个等强度的阈上刺激，且刺激的间隔小于单收缩的时程而大于不应期，在计算机中可以观察到两个收缩曲线的叠加，称为收缩的总和；当给予若干个等强度的阈上刺激，在计算机中就可以观察到强直收缩曲线。
【关键词】
坐骨神经-腓肠肌标本 刺激 收缩
【Abstract】
First , make a sciatic- sural specimen. Then use computer to output electrical signals while attach the specimen to the tensility conductor. Use electrical signal to stimulate the specimen and conduct the muscular contracting signals back to computer by the tensility conductor.
Giving the muscle a stimulus which is higher than the threshold stimulus, a single twich curve, which is made of latent period, shortening period and relaxation period, can be observed. Giving two equal-intense stimuli which is higher than the threshold stimulus and whose intervals are longer than the single twich period, two independent contracting curve can be observed. Giving two equal-intense stimuli which is higher than the threshold stimulus and whose intervals are longer than the refractory period, an additive-contracting curve can be observed. Giving several equal-intense stimuli which is higher than the threshold stimulus, tetanus curve can be observed.
【Key words】
sciatic- sural specimen stimulus contraction
【前言】
取蛙进行毁髓后制作坐骨神经-腓肠肌标本，将标本与计算机采集系统相连，采集蛙肌肉收缩的张力信号。对标本进行单刺激，可以采集到一个由潜伏期、收缩期和舒张期组成的收缩信号。对标本进行串刺激，可以观察到收缩的总和信号曲线。进一步缩短刺激间隔时，可以观察到强直收缩。
【方法与步骤】
1．蛙的单毁髓与双毁髓
一手握住蛙，背部向上(参见图1)。用拇指压住蛙的背部，示指按压其头部前端，使头端向下低垂；另一手持毁髓针，由两眼之间沿中线向后触划，当触及到两耳中间的凹陷处(此处与两眼的连线成等边三角形)时，持针手即感觉针尖下陷，此处即是枕骨大孔的位置。将毁髓针由凹陷处垂直刺人，即可进入枕骨大孔。然后将针尖向前刺人颅腔，在颅腔内搅动，以捣毁脑组织。如毁髓针确在颅腔内，实验者可感到针尖触及颅骨。此时的动物为单毁髓动物。再将毁髓针退至枕骨大孔，针尖转向后方，与脊柱平行刺入椎管，以捣毁脊髓。彻底捣毁脊髓时，可看到动物的后肢突然蹬直，而后瘫软如棉，此时的动物为双毁髓动物。如动物仍表现四肢肌肉紧张或活动自如，必须重新毁髓。操作过程中应注意使蟾蜍头部向外侧(不要挤压耳后腺)，防止耳后腺分泌物射人实验者眼内(如被射入，则需立即用生理盐水冲洗眼睛)。
2．坐骨神经—腓肠肌标本制备
(1)剥制后肢标本
将蛙腹面向上放人蜡盘中。一手持手术镊轻轻提起耻骨联合上方的皮肤，另一手用手术剪横向剪开皮肤，再剪开体壁肌肉(开口要大)。然后用手术镊轻轻提起内脏，自耻骨部剪断(勿损伤脊神经)。一手轻轻托起蛙后肢，使头部及内脏向下，看清支配后肢的脊神经发出部位，于其前方用金冠剪横向剪断脊柱。然后再沿脊柱两侧到横向切口剪断体壁，一手用蘸有任氏液的拇指和示指捏住断开的脊柱后端，另一手向后撕剥皮肤并除去断开脊柱以上部位肢体及内脏。如果下肢撕皮困难，可在撕皮至股部时，用手勾住双股中间后再行撕剥(右图)。将剥干净的后肢放人任氏液中备用。清洗手及用过的手术器械。
(2)分离两后肢
将去皮的后肢腹面向上置于玻璃板上，脊柱端在左侧，用左手拇指和示指固定标本的股部两侧肌肉，右手持手术刀，于耻骨联合处向下按压刀刃，切开耻骨联合。然后用手托起标本，用金冠剪剪开两后肢相连的肌肉组织，并纵向剪开：脊柱(尾杆骨留在一侧)，使两后肢完全分离。将分开的后肢，一只继续剥制标本，另一只放人任氏液中备用。
(3)分离坐骨神经
将一侧后肢的脊柱端腹面向上，趾端向外侧翻转，使其足底向上，用固定针将标本固定在玻璃板下方的蛙板(木板或硬泡沫塑料板)上。用玻璃分针沿脊神经向后分离坐骨神经(下图)。股部沿腓肠肌正前方的股二头肌和半膜肌之间的肌缝，找出坐骨神经。坐骨神经基部(即与脊神经相接的部位)，背部有一梨状肌盖住神经，用玻璃分针轻轻挑起肌肉，便可看清下面穿行的坐骨神经。
剪断(或用玻璃分针扯断)梨状肌，完全暴露坐骨神经与其相连的脊神经。再用玻璃分针轻轻挑起神经，自前向后剪去支配腓肠肌之外的神经分支，将坐骨神经分离至帼窝处。取下脊柱端的固定针，保留神经发出部位的一小块脊柱骨，用金冠剪剪去其余部分脊柱骨及肌肉。再用手术镊轻轻提起连有神经的脊柱骨片，将神经移开股骨。
(4)游离腓肠肌
一手捏住趾端，另一手用手术镊(尖头镊)在腓肠肌跟腱下面穿线，并用结线扎紧。提起结线，游离腓肠肌。
(5)分离股骨头或胫腓骨头
在分离出腓肠肌的基础上，移开腓肠肌，用金冠剪剪去胫腓骨上的肌肉，自膝关节以下保留1 cm长的胫腓骨并剪断后肢，然后自膝关节剪断股骨。制备完整的坐骨神经—腓肠肌标本应包括：连有坐骨神经的脊柱骨、坐骨神经、腓肠肌、股骨头或胫腓骨头四部分(右下图)。
(6)检验标本
用手术镊轻轻提起标本的脊柱骨片，使神经离开玻璃板。再用经任氏液蘸湿的锌铜弓，将其两极接触神经，如腓肠肌发生迅速收缩，则表示标本机能正常。提起腓肠肌上的结扎线，不使神经受到牵拉，轻轻将标本放入任氏液中保存。稳定15～20min后即可进行实验。此标本可以用于神经干兴奋的传导、神经—肌肉接点的传递以及骨骼肌的收缩等实验研究。
3．实验仪器用品的准备
打开计算机采集系统，连接张力传感器(100g)与刺激输出。将标本的骨头固定在肌槽的骨头固定孔内，腓肠肌肌腱上的扎线与张力传感器的应变梁相连，双针形刺激电极密切接触近膝关节处的腓肠肌，电极接头与刺激输出线接通。调节好扎线的张力，不可过松或过紧，以使肌肉自然拉平为宜(保证肌肉一旦收缩，即可牵动张力传感器的应变梁)。
4．计算机采集系统的准备
开通与张力传感器相连的通道，选择张力信号输入，然后启动波形显示图标，此时显示通道中出现扫描线。调节刺激装置的设置，将延时、波宽及刺激强度调至最小，选择单刺激方式刺激。启动刺激图标，调节扫描基线接近刺激标记线后即可进行实验。
5．实验观察
(1)启动刺激图标，观察肌肉收缩反应。如果肌肉无收缩反应，则适当增加刺激强度，其他刺激参数保持不变，间隔少许时间，同法进行第二次刺激，直到出现肌肉的最小收缩，测量收缩幅度并记下刺激强度，此时的刺激强度为阈强度。阈刺激强度为——波宽:0.1ms；幅度:0.4v
下图为刺激坐骨神经时刺激强度与收缩关系。
(2)刺激坐骨神经：将神经搭在肌槽的刺激电极上，刺激输出与肌槽上的刺激电极连接(如图)。选用单刺激方式，调节刺激强度，使肌肉收缩的幅度适中(30mm左右)。将实验用通道的扫描速度调快，启动刺激开关。当显示通道出现一个单收缩曲线时，立即点击暂停图标，测量单收缩的3个时程：潜伏期、收缩期与舒张期(如右图)。（波宽:0.1ms；幅度:0.4v）
(3)收缩的总和：启动波形显示图标，调节扫描速度为5—10mm／s，调节单收缩幅度为1．5 cm左右。调节刺激设置为双刺激方式，并使两个阈上刺激强度相等。先调节刺激间隔大于单收缩的时程，然后逐渐缩短刺激间隔，分别观察并记录肌肉收缩形式的变化(如下图)。（波宽:0.1ms；幅度:0.4v；频率由2Hz—45Hz调节，时长根据频率调节使每次发出两个刺激信号）
(4)强直收缩：减慢扫描速度(5mm／s)并衰减振幅增益，使单收缩的幅度减小至3～5 mm。调节刺激设置为串刺激方式，分别以1．5次／s (串长为5)、6次／s (串长为10)、10次/s (串长为20)、30次／s (串长为35)和45次／s (串长为50)的频率刺激标本，观察并记录肌肉收缩曲线的变化(如图)。注意用任氏液湿润标本，两次刺激之间稍有间歇，使肌肉休息片刻。
【讨论】
1．当骨骼肌受到一次阈上刺激，会出现一次机械收缩，就是单收缩。单收缩曲线可以分为三个时期：①从刺激开始到收缩开始这一段无明显外部表现的时间，称为潜伏期。这是兴奋的产生、传导和传递以及兴奋-收缩耦联所耗费的时间。②由肌肉开始收缩到收缩达到高峰，是长度缩短或张力强高的时间，曲线陡，为收缩期。③从收缩高峰开始，曲线较缓慢地下降至基线，是长度或者张力恢复过程，为舒张期。
2．肌肉收缩的幅度同刺激强度有关。由阈上刺激增强到最大刺激，肌肉收缩也逐渐增高到最大收缩。
3．当同等强度的连续阈上刺激作用于标本时，则出现多个收缩反应的叠加，为强直收缩。当后一收缩发生在前一收缩的舒张期，为不完全强直收缩；后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，各自的收缩则完全融合，肌肉出现持续的收缩状态，为完全强直收缩。在收缩曲线上，不完全强直收缩曲线的各收缩波的波峰仍然可以分辨，而完全强直收缩的波峰已经完全融合，不能分辨。这一现象可以解释为：当前一次收缩尚未完全舒张或尚处于收缩期时，后一次刺激所引起的收缩已经出现并被叠加上去。
4．所谓临界融合频率（critical fusion frequency）是指产生完全强直收缩所需要的最低刺激频率。
