生理學實驗報告實驗內容：一、學習消化道平滑肌的電生理特性二、了解消化道的神經支配三、掌握消化道平滑肌的一般電生理特征課程名稱：生理學實驗實驗人：鄧曉娟，張優（本次由鄧曉娟執筆）院系專業：生命科學學院生命科學學號：13941201139412022013年11月22日一、實驗原理（一）、消化道的神經支配神經系統對胃腸功能的調節較為復雜，它是通過自主神經和胃腸的內在神經兩個系統相互協調統一而完成的。消化管壁內的神經叢構成了一個完整的、相對獨立的整合系統，在胃腸活動的調節中具有十分重要的作用。胃腸的內在神經是由存在于食管至肛門的管壁內的兩種神經叢組成的。一種是位于胃腸壁粘膜下神經叢；另一種是位于環行肌與縱行肌層之間的肌間神經叢。內在神經叢包含無數的神經元和神經纖維，據估計，內在神經叢中約有108個神經元，包括感覺神經元、中間神經元和運動神經元。內在神經叢的神經纖維則把胃腸壁的各種感受器及效應細胞與神經元互相連接，起著傳遞感覺信息、調節運動神經元的活動和啟動、維持或抑制效應系統的作用。支配胃腸的自主神經被稱為外來神經，包括交感神經和副交感神經。交感神經從脊髓胸腰段側角發出，經過腹腔神經節、腸系膜神經節或腸系膜下神經節，更換神經元后，節后纖維分布到胃腸各部分，主要通過三種途徑影響胃腸活動：①終止于內在神經元的腎上腺素能纖維；②分布于某些肌束的腎上腺素能纖維；③分布至血管平滑肌的腎上腺素血管纖維。由交感神經節后纖維釋放至內在神經元表面的去甲腎上腺素，可抑制神經元的興奮活動，從而抑制其向前傳導的活動。這樣，由交感神經發放的沖動，可抑制通過內在神經叢或迷走神經傳遞的反射；副交感神經通過迷走神經和盆神經支配胃腸。到達胃腸的纖維都是節前纖維，它們終止于內在神經叢的神經元上。內在神經叢的多數副交感纖維是興奮性膽堿能纖維，少數是抑制性纖維（二）電生理特性1、靜息電位胃腸平滑肌細胞的靜息電位為-50?-60mV,其產生的機制主要是K+由膜內向膜外擴散和生電鈉泵的活動。許多因素可影響靜息電位的水平。例如機械牽張、刺激迷走神經、ACh以及某些胃腸激素等可使靜息電位水平上移；而腎上腺素、去甲腎上腺素和交感神經興奮則可使靜息電位水平下移。2、慢波或基本電節律許多胃腸平滑肌細胞的靜息電位不穩定，表現為緩慢的起伏波動，即周期性地去極化和復極化，稱為慢波，也稱基本電節律，其波動范圍為5?15mV。當去極化波達到閾電位水平時，就爆發動作電位，繼而引起平滑肌收縮。在大部分胃腸道，不是所有的慢波都能到達閾電位水平和引起動作電位的。去極化波能否到達閾電位水平，受去極化波起點電位水平的影響，去極化波起點電位越接近閾電位.則去極化波就容易到達閾電位；反之，去極化波起點電位如偏離閾電位較遠，就不易到達閾電位。3、動作電位當慢波去極化達閾電位水平（約-40mV）時，便在慢波的基礎上產生每秒1?10次的動作電位，較大頻率的動作電位引起較強的平滑肌收縮。每一動作電位的持續時間約為10?20ms，動作電位的去極化相主要是由慢鈣通道開放，Ca2+（以及少量Na+）內流造成的。內流的Ca2+又可引起平滑肌收縮。復極化相是由于K+通道開放，K+外流引起的。（三）消化道平滑肌的一般生理特性1、消化道平滑肌的電興奮性較骨骼肌為低。平滑肌收縮的潛伏期，收縮期和舒張期所占的時間也比骨骼肌的長得多，而且變異很大。2、消化道平滑肌在離體后，置入適宜的環境內，仍能進行良好的節律性運動，但其收縮很緩慢，節律性遠不如心肌那樣規則。3、消化道平滑肌常保持在一種微弱的持續收縮狀態，即具有一定的緊張性。4、消化道平滑肌能適應實際的需要而作很大的伸展。5、消化道平滑肌對電刺激較不敏感，但對于牽張、溫度和化學刺激則特別敏感，輕微的刺激常可引起強烈地收縮。二、實驗材料和器材家兔一只，臺氏液，0.01%腎上腺素溶液，0.01%乙酰膽堿溶液，0.01%阿托品溶液，1mol/L氫氧化鈉溶液。恒溫平滑肌浴槽、計算機生物信號采集處理系統（或二道生理記錄儀）、張力換能器、哺乳動物手術器械一套、注射器、紗布、棉線、絲線、萬能支架、螺旋夾、雙凹夾、溫度計、細塑料管（或橡膠管）、長滴管三、實驗裝置與連接如右圖裝好實驗裝置，麥氏浴槽外的水浴溫度為37°C。

制備離體兔腸段用立掌（或木槌）猛擊兔后頭延髓部，致其昏迷后立即剖開腹腔，找到胃幽門與十二指腸交界處。在十二指腸起始端扎一線，剪取十二指腸、空腸，放入冷臺氏液內。先用20m1注射器沖洗腸內容物，沖洗干凈后剪成若干約1.5cm長的小腸段（每一實驗小組一段）。在其兩端結扎，一端做一短線環固定在通氣的L管下方或浴皿內，另一端扎線與張力傳感器相連。將腸段完全浸浴在調好溫度的麥氏浴槽中，并調整好臺氏液充氣量(小氣泡接連不斷)。開啟計算機采集系統，接通與張力傳感器相連的通道。固定L管并調節扎線與張力傳感器，使腸段運動自如又能牽動傳感器(注意：扎線不可貼壁或過緊過松)。調節增益與掃描速度，使腸段的運動曲線清晰地顯示在顯示器上并記錄腸段活動曲線。四、實驗操作步驟記錄對照腸段運動曲線后，停止供氣1分鐘并記錄曲線變化，同時觀察腸段緊張度變化。當出現明顯變化后，立即恢復供氣。待恢復正常。記錄對照腸段運動曲線后，加入45C臺氏液，并記錄曲線變化，同時觀察腸段緊張度變化。當出現明顯變化后，立即用新鮮37°C臺氏液沖洗，待恢復正常。(3)同法，加2%CaCl22?3滴入標本浴槽內，觀察其反應。(4)記錄對照腸段運動曲線后，加入2滴腎上腺素1：1000),觀察并記錄曲線變化。同法，加入1?2滴乙酰膽堿(1：10000)，觀察并記錄曲線變化。(6)加入3滴阿脫品后立即加入與(5)同樣劑量的乙酰膽堿，記錄并觀察曲線變化。同(5)比較曲線有何不同。五、實驗結果記錄與分析(1)正常情況下記錄的平滑肌收縮情況方式波寬(ms)延時(ms)重復次數頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續單刺激501302.5/div0.75g

5=7

II俺恒值值.1QJE)te4l:(g2DK2UO-5=7

II俺恒值值.1QJE)te4l:(g2DK2UO-on-Q-O-我們可以看出：我們沒有給予兔平滑肌刺激時，仍能夠引起興奮和收縮。所以許多部位的消化道平滑肌有自發節律性運動，但頻率慢且節律不穩定。小腸平滑肌自律性產生的離子基礎尚未完全清楚，我們只了解到它的產生可能與細胞膜上生電性鈉泵的活動具有波動性有關，當鈉泵的活動暫時受抑制時，膜便發生去極化；當鈉泵活動恢復時，膜的極化加強，膜電位便又回到原來的水平。消化道平滑肌的電興奮性較骨骼肌為低。這是因為平滑肌纖維彼此緊靠，在平滑肌收縮和舒張時，可以相互牽拉，以維持較長時間的張力。也就是可以產生緊張性收縮，從而對消化道內容物保持穩定的壓力。另一方面，消化道平滑肌的伸縮能力也比骨骼肌大得多。它可以展長于本身長度的四倍，這對于改變消化道的口徑有很大意義。消化道平滑肌鈣泵作用較骨骼肌慢，故平滑肌收縮持續時間較骨骼肌長得多（2）缺氧對兔平滑肌收縮的影響方式波寬（ms）延時（ms）重復次數頻率（Hz）掃描速度靈敏度連續單刺激501302.5/div0.75g

1.21(g)25(g1.46(CJCLOZ⑥20=我們可以從上圖看出當對腸段停止通氣時，腸段的運動瞬間增強。通氣后又逐漸恢復正常。通過查閱相關資料可以猜測可能是由于缺氧應激可引起VSMC對NE收縮反應性雙相變化，即早期代償性升高，晚期進行性下降；從而導致平滑肌收縮加快。（3）溫度對平滑肌收縮的影響平均f宜-1■..J￡平均f宜-1■..J￡uECU吝C5CCLUT4=!,B1-■0--0一0O方式波寬（ms）延時（ms）重復次數頻率（Hz）掃描速度靈敏度連續單刺激501302.5/div0.37我們可以看到：當把溫度升高到45°C時，我們可以看到收縮加快。換成37C臺式液時，平滑肌收縮幅度慢慢恢復到開始水平。由于更換臺式液時，加入液體速度未能控制平緩，隨著時間的加強，溫度開始降低。所以更換成45C時，有一段平滑肌收縮極不規律。但是總的來說，收縮頻率升高。這是因為平滑肌收縮需要酶催化，而溫度在一定范圍內升高時鈉鉀泵及離子通道的酶的催化活性也會升高，這就可以影響鈉鉀鈣等離子的轉運，繼而加快去極化和復極化的速度，進而動作電位的產生速率和幅度就會升高，所以平滑肌的收縮程度會加強。使得基線上移，收縮頻率增高，幅度增加。(4)2%氯化鈣溶液對兔平滑肌收縮的影響方式波寬(ms)延時(ms)重復次數頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續單刺激501302.5/div0.37是六:□.已3(k)是＜1%值:-oiaTs3i嘩l嘵信:□.79S平均恒:0=03s□■37S■20=在浴槽中加入2%氯化鈣溶液2滴后，離體腸管活動增強，描記曲線出現收縮幅度增加。這是因為平滑肌細胞靜息狀態下，【Ca2+】i低，少量Ca2+只與鈣調蛋白結合，而不與肌球蛋白輕鏈激酶（MLCK）結合。當加入氯化鈣后，細胞外液Ca2+濃度升高，則Ca2+內流增加，使得細胞內液中Ca2+濃度升高，Ca2+與鈣調蛋白結合增加，促進了橫橋的激活。因而收縮力增加。（5）腎上腺素對兔平滑肌收縮的影響方式波寬（ms）延時（ms）重復次數頻率（Hz）掃描速度靈敏度連續單刺激501302.5/div0.37g昆燭:038：g]是J，直：0.03MJ&JS-S:口4：“平均恒:U05（￡）C.;i￡在浴槽中加入0.01%腎上腺素2滴（約0.2ml）后，可見離體腸管活動減弱，描記曲線出現收縮頻率變慢，幅度減小以及基線下移。出現上述現象的機理，目前認為與腸肌細胞膜上存在《和0兩中受體，a受體又分為a抑制型受體和a興奮型受體有關。腎上腺素作用于a抑制型受體，引起腸肌膜上一種特異性受體活化，使K+外流增多，細胞膜發生超極化，腸肌興奮性降低，肌張力下降。同時，腎上腺素還作用于0受體，①它的激活引起腸肌細胞膜中的cAMP合成增多，cAMP激活腸肌膜及肌漿網上Ca2+泵活動，使肌漿中Ca2+濃度降低，亦使肌張力降低；②0受體激活后還促使庭及Ca2+外流增加，加速膜的超極化，促進了腸肌肌張力的減低。我們可以看到更換液體很長一段時間后，平滑肌收縮還未恢復，可見腎上腺素對平滑肌的抑制作用非常強。乙酰膽堿對兔平滑肌的收縮的影響方式波寬(ms)延時(ms)重復次數頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續單刺激501302.5/div0.75g最卻:2.27(g)目小柘:-0.0B，曜峰伯:2.324為芒；IIhUI'c'lZOi在浴槽中加入0.01%乙酰膽堿(Ach)2滴(約0.2ml)后，可見離體腸管活動增強，描記曲線出現收縮頻率變快，幅度增加。出現上述現象的機理，目前認為與消化道平滑肌細胞產生動作電位的離子基礎是Ca2+的內流有關。乙酰膽堿可與肌膜上的M受體結合，使得兩類通道開放：一類為電位敏感性Ca2+專用通道，另一類為特異性受體活化Ca2+專用通道。前一類通道對Ach敏感，小劑量Ach即引起開放；后一類通道對Ach相對不敏感，只有大劑量Ach才會引起開放。這兩類通道開放都使得肌漿中Ca2+增高，進而激活肌纖蛋白一肌凝蛋白一ATP系統，使平滑肌收縮，肌張力增加。（7）先滴加阿托品，再加乙酰膽堿觀察小腸收縮變化方式波寬（ms）延時（ms）重復次數頻率（Hz）掃描速度靈敏度連續單刺激501302.5/div0.75gIC1軻壬品最大值:0.52（g）是『疽:-C.C3此）峰暉疽:nE5前平均苗:n12（^0.3L20s我們可以看出：當加入阿托品時，兔腸平滑肌收縮下降，這是因為阿托品作為平滑肌肌膜上M受體抗結劑與M受體結合了，影響了遞質作用于M受體，從而了影響了沖動的傳導，導致了收縮降低。后來在滴加阿托品三十秒后再滴加乙酰膽堿，乙酰膽堿不能與小腸平滑肌肌膜上的M受體結合，就不能引起小腸平滑肌的興奮性效應，所以其收縮沒有之前只加了乙酰膽堿所引起的效果明顯。六、注意事項實驗過程中必須保證標本的供氧（通氣）及浴槽內臺氏液的恒溫（38°C）,以維持標本活性。放大器零點調好后不要再移動旋鈕，以免影響基線。上述各藥液加入的量系參考數據，效果不明顯者可以添加。每次實驗效果明顯后立即放掉含藥液的臺氏液，并沖洗多次，以免平滑肌出現不可逆反應。離體腸管時，標本及其張力傳感器的連線不要觸及浴管及通氣管管壁，而且標本與張力傳器的連線要垂直，不要過緊，也不要過松。給藥時要將藥液直接滴于液面上，不要滴在線及管壁上，而且每次加藥的方式要保持一致。七、參考文獻侯家玉.小腸幾種不同類型的收縮[J].生理科學進展，1991:333?337.解景田，謝申玲.生理學實驗[M].北京：高等教育出版社，198