家兔膈神经放电实验中常见问题的解决方法以及与膈肌放电、呼吸运动的同步记录

王莎莉 唐毅红

（1.重庆医科大学生理教研室，重庆 400046；2.重庆医科大学图书馆，重庆 400046）

膈肌是重要的吸气肌，由膈神经支配。周期性呼吸运动是由呼吸中枢产生的节律性冲动，经膈神经和肋间神经传递至呼吸肌所形成。引导膈神经放传出放电或膈肌放电活动，可间接了解呼吸中枢的活动状态，其放电的变化也能反映体内外各种刺激对呼吸运动的反射性影响；同时学习呼吸运动的电生理记录方法。因此隔神经放电的实验不但能帮助学生加深对理论知识的理解，也能训练学生的科研思维方法和动手能力。但是，由于此实验的难度较大，学生往往在手术建模中或实验观察中把握不好有效的方法而达不到预期效果或使实验前功尽弃。为了提高实验效果，笔者总结实验中常见的问题并提出切实有效的解决方法。

分离膈神经是实验成败的关键，也是获取好实验效果的关键，更是实验的难点。笔者认为分离膈神经应注重以下方面：1）体位和分离膈神经时的切入部位。在分离膈神经前应尽量将动物（兔）的头偏向对侧，这样可充分的暴露膈神经；用止血钳从颈外静脉和胸锁乳突肌之间的血管肌肉间隙向深层作钝性分离，直至脊柱旁；2）正确辨认膈神经。家兔膈神经主要由第Ⅳ、Ⅴ对颈神经的腹支汇合，从斜方肌的腹缘进入胸腔，沿心包和中膈下行支配膈肌。在颈部脊柱旁，可看见一支支由颈丛发出的粗大、并且斜向走行的脊神经，细心分开脊柱表面的结缔组织，可观察到从C2或C3或C4颈丛发出的头发丝粗细的膈神经紧贴着斜方肌垂直下行，注意这里只有膈神经是垂直往下走行的（图1）。3）正确辨认膈神经后，用缠有棉花的玻璃分针，蘸少许生理盐水，从膈神经的外周端轻轻将神经周围的结缔组织分离掉（不要在神经上来回擦动），游离出1～2cm的膈神经，在膈神经下穿线备用。用生理盐水的棉花湿润神经，防干。

引导膈神经放电时要特别注意保护神经，应注意以下几点［1－3］：1）追加麻药，保持偏深的麻醉状态。往往在做完手术正式引导膈神经放电时，动物开始清醒，出现挣扎，这时也特别容易损伤膈神经，所以做完手术追加麻药是必要的。麻药的剂量一般掌握是20%乌拉坦2ml左右。2）动物体头尽量偏向对侧，将充分暴露出膈神经时的体位固定不变。3）为了减少实验中干扰，应将引导电极清洗干净（电极上的血迹、毛发等擦掉）；4）事先放置在膈神经下方的手术线轻轻提起，将膈神经的外周端轻轻搭在电极上，注意神经的张力不能太高，以免被损伤，同时记录电极应悬空，不要触及周围组织。

隔神经放电的基本特征是［4－6］：在背景放电的基础上，成束的节律性放电，而且电脑屏幕上的放电波形与动物的吸气运动以及监听器中发出的放电声音三者同步。实验中主要观察放电的幅度、频率与节律（图2）。

观察肺牵张反射对膈神经放电的影响是实验中观察中的又一难点，学生往往因掌握不好要领而不能正确的观察到此反射活动。这里的关键是在打气维持肺的扩张状态或抽气维持肺的塌陷状态中整个气道是一个密闭状态。实验步骤是：将带有橡皮管的气管插管一端与充以20ml空气的注射器紧密连接，待记录一段对照呼吸的放电活动后，在吸气末快速将20ml空气从已准备好的注射器中注入肺内，同时另一只手堵住另一侧气管插管，维持气道的密闭状态3s左右，观察膈神经放电是否停止，分析膈神经放电变化的原因。同样的方法，在呼气末，用注射器抽气约20ml同时，另一只手快速堵住另一侧气管插管，维持肺的塌陷状态，观察膈神经放电的变化（图3）。

图1 家兔膈神经解剖图

图2 正常兔隔肌放电

图3 肺牵张反射时的兔膈肌放电

实验曲线的裁剪可加强对学生的科学思维方法训练，养成良好的科学习惯。实验完成后，学生在裁剪曲线时，常常误将实验记录开始的膈神经放电曲线作为整个实验处理中的对照，个别同学为了得到“理想”的曲线而重组曲线。因此老师一定要强调实验对照重要性，以及每项处理前对照一定不能与后面的处理分离，培养学生严谨的科学态度，切不可弄虚做假。

当记录膈神经放电困难时，可采用记录膈肌放电的方法来观察呼吸中枢的活动。膈肌放电的记录方法是：连皮带毛剪去胸骨剑突下皮肤，沿腹白线剪开约2cm小口，打开腹腔，暴露与之相连的膈小肌，将两根带有绝缘套的针形电极平行插入膈肌中，注意不要扎穿膈肌以免造成气胸。用动脉夹固定在剑突上，创口边缘接地。膈肌放电与膈神经放电的信号形态基本一致，但信号远比后者强，干扰更小，更好记录（图2，3）。

实验也可以同步记录膈神经和膈肌放电以及呼吸肌的运动，这不仅能分析、比较不同神经的电活动和肌肉活动之间的时相关系，综合观察呼吸中枢对呼吸运动的调节过程，而且使整个实验过程更生动而具有吸引力，更能开拓同学的思路，提高分析问题和解决问题的综合能力。

1 孙久荣，黄玉芝.生理学实验指导［M］.北京：北京大学出版社，2005，117－120.

2 周岐新.人体机能学实验［M］.北京：科学出版社，2008，78－80.

3 周佳音，黄仲荪.电生理学实验［M］.北京：人民卫生出版社，1987，46－48.

4 Wang GM，Song G，Zhang H.Phenomenon of non－associative learning in Hering－Breuer reflex simulated by electrical vagal stimulation in rabbits［J］.Sheng Li Xue Bao，2005，57（4）：511－516.

5 Zheng Y，Xu ML，Yang SR.Mechanisms of effects of electrical stimulation of“renzhong”（DU26）on phrenic discharge in rabbits［J］.Hua Xi Yi Ke Da Xue Xue Bao，1989，20（4）：384－388.

6 Marchenko V，Ghali MG，Rogers RF.Motoneuron firing patterns underlying fast oscillations in phrenic nerve discharge in the rat［J］.J Neurophysiol，2012，108（8）：2134－2143.