生理學(xué)實(shí)驗(yàn)報告小腸

1、生理學(xué)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：一、學(xué)習(xí)消化道平滑肌的電生理特性二、了解消化道的神經(jīng)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(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)人 ： 鄧曉娟，張優(yōu)（本次由鄧曉娟執(zhí)筆）院系專業(yè)： 生命科學(xué)學(xué)院生命科學(xué)學(xué) 號 ： 13941201 13941202 2013年11月22日一、 實(shí)驗(yàn)原理（一）、消化道的神經(jīng)支配神經(jīng)系統(tǒng)對胃腸功能的調(diào)節(jié)較為復(fù)雜，它是通過自主神經(jīng)和胃腸的內(nèi)在神經(jīng)兩個系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一而完成的。消化管壁內(nèi)的神經(jīng)叢構(gòu)成了一個完整的、相對獨(dú)立的整合系統(tǒng)，在胃腸活動的調(diào)節(jié)中具有十分重要的作用。胃腸的內(nèi)在神經(jīng)是由存在于食管至肛門的管壁內(nèi)的兩種神經(jīng)叢組成的。一種是位于胃腸壁粘膜下神經(jīng)叢

2、；另一種是位于環(huán)行肌與縱行肌層之間的肌間神經(jīng)叢。內(nèi)在神經(jīng)叢包含無數(shù)的神經(jīng)元和神經(jīng)纖維，據(jù)估計，內(nèi)在神經(jīng)叢中約有108個神經(jīng)元，包括感覺神經(jīng)元、中間神經(jīng)元和運(yùn)動神經(jīng)元。內(nèi)在神經(jīng)叢的神經(jīng)纖維則把胃腸壁的各種感受器及效應(yīng)細(xì)胞與神經(jīng)元互相連接，起著傳遞感覺信息、調(diào)節(jié)運(yùn)動神經(jīng)元的活動和啟動、維持或抑制效應(yīng)系統(tǒng)的作用。支配胃腸的自主神經(jīng)被稱為外來神經(jīng)，包括交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)。交感神經(jīng)從脊髓胸腰段側(cè)角發(fā)出，經(jīng)過腹腔神經(jīng)節(jié)、腸系膜神經(jīng)節(jié)或腸系膜下神經(jīng)節(jié)，更換神經(jīng)元后，節(jié)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：終止于內(nèi)在神經(jīng)元的腎上腺素能纖維；分布于某些肌束的腎上腺素能纖維；分布至血管平滑肌的腎

3、上腺素血管纖維。由交感神經(jīng)節(jié)后纖維釋放至內(nèi)在神經(jīng)元表面的去甲腎上腺素，可抑制神經(jīng)元的興奮活動，從而抑制其向前傳導(dǎo)的活動。這樣，由交感神經(jīng)發(fā)放的沖動，可抑制通過內(nèi)在神經(jīng)叢或迷走神經(jīng)傳遞的反射；副交感神經(jīng)通過迷走神經(jīng)和盆神經(jīng)支配胃腸。到達(dá)胃腸的纖維都是節(jié)前纖維，它們終止于內(nèi)在神經(jīng)叢的神經(jīng)元上。內(nèi)在神經(jīng)叢的多數(shù)副交感纖維是興奮性膽堿能纖維，少數(shù)是抑制性纖維（二） 電生理特性 1、靜息電位 胃腸平滑肌細(xì)胞的靜息電位為5060mV，其產(chǎn)生的機(jī)制主要是K由膜內(nèi)向膜外擴(kuò)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(jī)械牽張、刺激迷走神經(jīng)、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

4、腎上腺素和交感神經(jīng)興奮則可使靜息電位水平下移。2、慢波或基本電節(jié)律 許多胃腸平滑肌細(xì)胞的靜息電位不穩(wěn)定，表現(xiàn)為緩慢的起伏波動，即周期性地去極化和復(fù)極化，稱為慢波，也稱基本電節(jié)律，其波動范圍為515mV。當(dāng)去極化波達(dá)到閾電位水平時，就爆發(fā)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(dá)閾電位水平和引起動作電位的。去極化波能否到達(dá)閾電位水平，受去極化波起點(diǎn)電位水平的影響，去極化波起點(diǎn)電位越接近閾電位則去極化波就容易到達(dá)閾電位；反之，去極化波起點(diǎn)電位如偏離閾電位較遠(yuǎn)，就不易到達(dá)閾電位。3、動作電位 當(dāng)慢波去極化達(dá)閾電位水平(約40mV)時，便在慢波的基礎(chǔ)上產(chǎn)生每秒110次的動作電

5、位，較大頻率的動作電位引起較強(qiáng)的平滑肌收縮。每一動作電位的持續(xù)時間約為1020ms，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(nèi)流造成的。內(nèi)流的Ca2又可引起平滑肌收縮。復(fù)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(huán)境內(nèi)，仍能進(jìn)行良好的節(jié)律性運(yùn)動，但其收縮很緩慢，節(jié)律性遠(yuǎn)不如心肌那樣規(guī)則。3、消化道平滑肌常保持在一種微弱的持續(xù)收縮狀態(tài)，即具有一定的緊張性。 4、消化道平滑肌能適應(yīng)實(shí)際的需

6、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(xué)刺激則特別敏感，輕微的刺激?？梢饛?qiáng)烈地收縮。二、實(shí)驗(yàn)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(jī)生物信號采集處理系統(tǒng)（或二道生理記錄儀）、張力換能器、哺乳動物手術(shù)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(xì)塑料管(或橡膠管)、長滴管三、實(shí)驗(yàn)裝置與連接1如右圖裝好實(shí)驗(yàn)裝置，麥?zhǔn)显〔弁獾乃囟葹?7。 2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

7、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(nèi)。先用20m1注射器沖洗腸內(nèi)容物，沖洗干凈后剪成若干約15cm長的小腸段(每一實(shí)驗(yàn)小組一段)。在其兩端結(jié)扎，一端做一短線環(huán)固定在通氣的L管下方或浴皿內(nèi)，另一端扎線與張力傳感器相連。將腸段完全浸浴在調(diào)好溫度的麥?zhǔn)显〔壑?，并調(diào)整好臺氏液充氣量(小氣泡接連不斷)。3開啟計算機(jī)采集系統(tǒng)，接通與張力傳感器相連的通道。固定L管并調(diào)節(jié)扎線與張力傳感器，使腸段運(yùn)動自如又能牽動傳感器(注意：扎線不可貼壁或過緊過松)。調(diào)節(jié)增益與掃描速度，使腸段的運(yùn)動曲線清晰地顯示在顯示器上并記錄腸段活動曲線。四、實(shí)驗(yàn)操作步驟（1）記錄對照腸段運(yùn)動

8、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(dāng)出現(xiàn)明顯變化后，立即恢復(fù)供氣。待恢復(fù)正常。（2）記錄對照腸段運(yùn)動曲線后，加入45臺氏液，并記錄曲線變化，同時觀察腸段緊張度變化。當(dāng)出現(xiàn)明顯變化后，立即用新鮮37臺氏液沖洗，待恢復(fù)正常。（3）同法，加 2%CaCl2 23滴入標(biāo)本浴槽內(nèi)，觀察其反應(yīng)。（4）記錄對照腸段運(yùn)動曲線后，加入2滴腎上腺素（1：1000），觀察并記錄曲線變化。（5）同法，加入12滴乙酰膽堿（1：10 000），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(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與分析（1）

9、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(fù)次數(shù)頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續(xù)單刺激501302.5/div0.75g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(fā)節(jié)律性運(yùn)動，但頻率慢且節(jié)律不穩(wěn)定。小腸平滑肌自律性產(chǎn)生的離子基礎(chǔ)尚未完全清楚，我們只了解到 它的產(chǎn)生可能與細(xì)胞膜上生電性鈉泵的活動具有波動性有關(guān)，當(dāng)鈉泵的活動暫時受抑制時，膜便發(fā)生去極化；當(dāng)鈉泵活動恢復(fù)時，膜的極化加強(qiáng)，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?yàn)槠交±w維彼此緊靠，在平滑肌收縮和舒張時，可以相互牽拉，

10、以維持較長時間的張力。也就是可以產(chǎn)生緊張性收縮，從而對消化道內(nèi)容物保持穩(wěn)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(xù)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(fù)次數(shù)頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續(xù)單刺激501302.5/div0.75g 我們可以從上圖看出當(dāng)對腸段停止通氣時，腸段的運(yùn)動瞬間增強(qiáng)。通氣后又逐漸恢復(fù)正常。通過查閱相關(guān)資料可以猜測可能是由于缺氧應(yīng)激可引起VSMC對NE收縮反應(yīng)性雙相變化，即早期代償性升高，晚期進(jìn)行性下

11、降；從而導(dǎo)致平滑肌收縮加快。（3）溫度對平滑肌收縮的影響方式波寬（ms）延時（ms）重復(fù)次數(shù)頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續(xù)單刺激501302.5/div0.37我們可以看到：當(dāng)把溫度升高到45時，我們可以看到收縮加快。換成37臺式液時，平滑肌收縮幅度慢慢恢復(fù)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(qiáng)，溫度開始降低。所以更換成45時，有一段平滑肌收縮極不規(guī)律。但是總的來說，收縮頻率升高。這是因?yàn)槠交∈湛s需要酶催化，而溫度在一定范圍內(nèi)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(zhuǎn)運(yùn)，繼而加快去極化和復(fù)極化的速度，進(jìn)而動作電位的產(chǎn)生速率和幅度

12、就會升高，所以平滑肌的收縮程度會加強(qiáng)。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(fù)次數(shù)頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續(xù)單刺激501302.5/div0.37在浴槽中加入2%氯化鈣溶液2滴后，離體腸管活動增強(qiáng)，描記曲線出現(xiàn)收縮幅度增加。這是因?yàn)槠交〖?xì)胞靜息狀態(tài)下，【Ca2+】i低，少量Ca2+只與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，而不與肌球蛋白輕鏈激酶(MLCK)結(jié)合。當(dāng)加入氯化鈣后，細(xì)胞外液Ca2+濃度升高，則Ca2+內(nèi)流增加，使得細(xì)胞內(nèi)液中Ca2+濃度升高，Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合增加，促進(jìn)了橫橋的激活。因而收縮力增加。 （5）腎上腺素對

13、兔平滑肌收縮的影響方式波寬（ms）延時（ms）重復(fù)次數(shù)頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續(xù)單刺激501302.5/div0.37g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(xiàn)收縮頻率變慢，幅度減小以及基線下移。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的機(jī)理， 目前認(rèn)為與腸肌細(xì)胞膜上存在和兩中受體，受體又分為抑制型受體和興奮型受體有關(guān)。腎上腺素作用于抑制型受體，引起腸肌膜上一種特異性受體活 化，使K+外流增多，細(xì)胞膜發(fā)生超極化，腸肌興奮性降低，肌張力下降。同時，腎上腺素還作用于受體，它的激活引起腸肌細(xì)胞膜中的cAMP合成增 多，cAMP激活腸肌膜及肌漿網(wǎng)上

14、Ca2+泵活動，使肌漿中Ca2+濃度降低，亦使肌張力降低； 受體激活后還促使K+及Ca2+外流增加，加速膜的超極化，促進(jìn)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(fù)，可見腎上腺素對平滑肌的抑制作用非常強(qiáng)。（6）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(fù)次數(shù)頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續(xù)單刺激501302.5/div0.75g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(qiáng)，描記曲線出現(xiàn)收縮頻率變快，幅度增加。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的機(jī)理，目前認(rèn)為與消化道平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生動作電位的

15、0;離子基礎(chǔ)是Ca2+的內(nèi)流有關(guān)。乙酰膽堿可與肌膜上的M受體結(jié)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(jìn)而激活肌纖蛋白肌凝蛋白ATP系統(tǒng)，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(fù)次數(shù)頻率(Hz)掃描速度靈敏度連續(xù)單刺激501302.5/div0.75g我們可以看出：當(dāng)加入阿托品時，兔腸平滑肌收縮下降，這是

16、因?yàn)榘⑼衅纷鳛槠交〖∧ど螹受體抗結(jié)劑與M受體結(jié)合了，影響了遞質(zhì)作用于M受體，從而了影響了沖動的傳導(dǎo)，導(dǎo)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(jié)合，就不能引起小腸平滑肌的興奮性效應(yīng)，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(xiàng)1. 實(shí)驗(yàn)過程中必須保證標(biāo)本的供氧(通氣)及浴槽內(nèi)臺氏液的恒溫(38)，以維持標(biāo)本活性。2. 放大器零點(diǎn)調(diào)好后不要再移動旋鈕，以免影響基線。 3. 上述各藥液加入的量系參考數(shù)據(jù)，效果不明顯者可以添加。 4. 每次實(shí)驗(yàn)效果明顯后立即放掉含藥液的

17、臺氏液，并沖洗多次，以免平滑肌出現(xiàn)不可逆反應(yīng)。5.離體腸管時，標(biāo)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(biāo)本與張力傳器的連線要垂直，不要過緊，也不要過松。 6.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(xiàn) 1 侯家玉. 小腸幾種不同類型的收縮J  . 生理科學(xué)進(jìn) 展, 1991 : 333337.   2 解景田, 謝申玲. 生理學(xué)實(shí)驗(yàn)M . 北京

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