SD大鼠膈构筑学及肌内神经分布研究

徐 燕，刘 琇，张 潜

(遵义医学院 人体解剖教研室，贵州 遵义 563099)

目前有许多大鼠被用于膈不同损伤对机体的影响[1-2]或者不同作用下膈肌变化[3-5]的报道，可见大鼠是膈相关研究的常用实验动物。国内外对哺乳动物膈的研究较多，我们以此可了解猫、犬的膈肌构筑，肌纤维结构及肌内神经分支分布[6-8],近年来我们也可见兔膈形态及神经支配分布的相关报道[9],而作为常用实验动物的大鼠其膈肌构筑和肌内神经分布研究却鲜见报道，使大鼠膈相关实验缺乏可参照的解剖学基础资料。本文对大鼠膈的大体形态、肌构筑学和肌内神经分布进行了初步探讨，以便为今后大鼠膈相关研究和哺乳动物膈的比较研究提供解剖学原始资料参考依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物 成年健康SD大鼠30只(7～8周龄)，雌雄不拘，体质量200～250g，由遵义医学院实验动物中心提供。本文采用的实验动物及其操作遵照有关动物实验伦理学规定要求进行。

1.2 计格法测量膈表面积 采用脱颈椎致死法处死大鼠10只，打开腹腔，去除腹腔脏器，对膈的位置、形态、各部起止点、肌纤维排列方向进行仔细地观察。完整取下膈，修去表面的脂肪和膈上、下筋膜，观察形态；采用文献报道的“计格法”[5]测量整肌和各部取下后的面积，即把整肌或各部取下平铺后计数膈所覆盖的格子数，对膈的边缘未占满1格者，计数上界和左侧界所占的格子数，不计右侧和下界，从而得出整肌和各部的面积，每1方格的面积为0.25 cm2。

1.3 肌构筑法 采用同上方法处死大鼠10只，取膈，去除肌表面脂肪和筋膜，10%甲醛固定4周，用Wickiewicz方法[10]测量相关构筑指数：①肌重(Muscle Weight,MW)；②羽状角(Pennation angle,θ°)；③肌长(Muscle Length,ML)；④肌纤维长(Fiber Length,FL)；⑤生理横切面积(Cross Sectional Area,CSA),按公式计算：CSA=[肌重(g)×cosθ]/[肌纤维长(cm)×肌密度(g/cm3)]，肌密度为假定值1.056g/cm3。为避免操作过程中不可预测因素对肌纤维长度的影响，用标准化肌节长2.2 μM校正肌纤维长。

1.4 改良Sihler’s肌内神经染色法 SD大鼠10只，取膈，10%甲醛固定4周，继而按以下步骤对该肌进行肌内神经染色[11]：首先用3%KOH浸泡3～4周除色素；继而Sihler’sⅠ液脱钙3～4周后，于

Sihler’sⅡ液中染色3～4周；再以Sihler’sⅠ液中脱染至肌肉呈淡紫色，神经分支呈黑色时用0.05%碳酸锂中和1 h；最后逐级甘油梯度(40%～100%)透明。历时约3个月后，神经染色显示清晰，于X线阅片灯上仔细观察和记录肌内神经分支并照相。

2 结果

2.1 大鼠膈的形态学特征 大鼠膈呈穹窿形突向胸腔，是分隔胸腔和腹腔的一块薄的阔肌，取下平铺近似桃形。由周围的肌质部和中央的腱质部(中心腱)组成，肌质部又根据起止点和肌束排列顺序不同可分为胸骨部、肋部、腰部3部分，胸骨部和肋部肌束较短，左右基本对称性分布；腰部又分为外侧束和内膈脚，其中内膈脚肌肉形似梭形，肌纤维较厚、较长，且右侧膈脚稍长于左侧。各部间的浅沟和两侧胸骨部之间的分隔有少许脂肪组织充填(见图1)。经计算中心腱面积为2.45±0.69 cm2，占膈的10.6%；肌质胸骨部、肋部、腰部面积分别为1.25±0.41 cm2、15.625±2.85 cm2、3.875±0.88 cm2，分别占膈的5.4%、67.3%、16.7%(见表1)。

A：胸骨部；B：肋部；C：腰部；D：中心腱。图1 大鼠膈形态和肌内神经分布模式(腹面观)

表1 10例大鼠膈总面积及各部面积(cm2)

例数总面积中心腱面积肌性部面积胸骨部肋部腰部123.002.251.2515.753.75218.753.001.0011.253.50324.752.001.2517.504.00430.002.751.7520.505.00519.502.000.7514.252.50617.751.500.7513.002.50728.753.752.0018.005.00823.001.751.0016.503.75925.502.501.5017.004.501021.003.001.2512.504.25x±s23.20±4.122.45±0.691.25±0.4115.63±2.853.88±0.88

2.2 大鼠膈胸骨部、肋部、腰部的肌构筑特点 结果如表1所示，胸骨部肌块最小，其肌重占3.06%，肌束相对较短，为(1.568±0.30) cm，平行向后走行。肋部和腰部肌束自起点发出后成辐射状止于中心腱。肋部重量占整个膈的62.08%，根据肌束长度可分为前、中、后3部，肋中部最长，达(2.578±0.57)cm，向前、后逐渐缩短，在靠近胸骨部的前束，长为(1.971±0.33)cm，靠近腰部的后束较短，长为(1.797±0.33)cm。腰部肌重占膈的34.87%，外侧束肌束长(1.502±0.36)cm，内膈脚肌束长为(2.37±0.35)cm。膈肌羽状角为0°。

膈肌肌重(g)肌束长(cm)肌纤维长(cm)校正肌纤维长(cm)CSA胸骨部 0.03±0.011.57±0.30*1.63±0.361.89±0.410.015肋部前部中部后部0.63±0.211.97±0.332.58±0.571.79±0.332.02±0.452.59±0.631.77±0.412.26±0.512.90±0.711.98±0.470.25腰部外侧束膈脚0.35±0.131.50±0.36Δ2.37±0.351.55±0.282.31±0.261.71±0.312.54±0.280.16

*与Δ比较，P<0.05。

2.3 肌内神经分支分布 改良Sihler’s肌内神经染色后，膈整体呈半透明果冻状，外形完整，肌内神经分支清晰可见，呈紫蓝色(见图2)。膈神经在进入膈后，一般分成3支：①前支(Ⅰ)沿前内侧最终行至胸骨部，在经过肋部时沿途发出2～3支支配肋部的前面；②外侧支(Ⅱ)先向外侧再向后侧走行并发出分支，主要分布于肋中、后部；③后支(Ⅲ)与中心腱外缘平行向后外侧走行，途中发出分支支配肋后部，主支穿越中心腱后分为后外侧束(Ⅲa)和后脚支(Ⅲb)，中心腱内未见明显神经分支。各级分支呈“树枝状”，未见越过中线到达对侧，同侧各级细小分支之间未见吻合。

Ⅰ：示前支；Ⅱ：示外侧支；Ⅲ：示后支；Ⅲa：示后外侧支；Ⅲb：示后脚支。图3 大鼠膈Sihler’s肌内神经染色

3 讨论

众所周知，在哺乳动物中膈分隔胸腔和腹腔，主要参与呼吸运动，随着膈肌的收缩和舒张，胸腔因此扩大和缩小，与肋间外肌等协同作用是引发呼吸的原动力；此外，膈肌还可协同腹肌等其他肌肉收缩，使腹压增加，利于排便、呕吐、咳嗽、喷嚏及分娩等活动的顺利进行,在临床及呼吸生理等研究上有重要地位。虽然哺乳动物的膈基本呈穹窿形突向胸腔，但是人胸廓形状与动物不同。四足动物躯干大致水平位，胸腔脏器由于重力作用压向胸廓腹壁侧，促使胸壁向腹侧突出；而人类在直立进化过程中，内脏重力传向腹部和盆腔，胸廓不断向两侧发展，于是人类胸廓呈现了上窄下宽，横径大于矢状径近似圆锥的形状，这使得膈形态结构也不尽相同，其形态结构的不同也决定了他们功能上有一定的差异性。

大鼠膈的肌质部分别以腰椎、胸壁和剑突作为起点，肌束向膈中央汇集，止于中心腱，对比发现胸骨部和肋部相似，为扁平状短肌，而腰部的内膈脚肌肉形态似梭形，肌纤维较厚、较长，左右膈脚相连，且右膈脚稍长于左膈脚。各部肌束的长度和走行方向明显不同，大致呈辐射状。这些形态特点符合膈肌质部分的大致特点。

对比大鼠肌质部3部分的大体形态和肌构筑的结果表明，以肋部表面积和肌重最大，分别占膈的67.35%和62.08%，以肋中部肌束较前束和后束长；其次腰部表面积和肌重所占比例分别为16.70%和34.87%，其中内膈脚肌束(2.37±0.35)cm较外侧束(1.502±0.36)cm长；胸骨部最小(5.39%和3.06%)。与人膈各部所占面积[12]比例对比，我们不难发现人中心腱面积占膈的15.20%对比，大鼠膈中心腱面积占膈的10.56%，可知大鼠肌性部相对发达；大鼠膈肋部面积所占比例(67.3%)也较人膈肋部面积比例(57.4%)高，其相对应的肌重也呈现相同趋势。另外值得注意的是，结果显示肋部前、中、后中靠近腰部的后束最短，与人类靠近胸骨部的前束最短[12]有所不同，且人膈肋前部肌束(5.56±1.02)cm较后部(9.15±1.65)cm相差甚大，而大鼠膈肋前部(1.97±0.33)cm较后部(1.79±0.33)cm相差较小，这进一步证实了胸廓水平位和垂直位所造成的膈肌形态的差异性。

很早就有人研究提出膈肋部在呼吸过程中起到重要作用[13-14]，通过以上对比显示由于躯干所处位置不同，膈整体形态和各部构筑有所差异，大鼠呼吸运动较人更强；再结合猫、兔、狗的中心腱面积对比(依次为10%、27%、21.1%)[15]，我们不难看出，大鼠和猫的肌性部较兔和狗较发达。可见不同物种间膈大体形态无明显区别，但各部构筑有细节差异。

膈神经由第4、5颈神经分支参与构成，向后行跨过臂神经丛如胸腔，沿心包走行到膈[16]。本实验用改良Sihler’s肌内神经染色可清楚显示大鼠左、右膈神经的3条主要分支。一支通过中心腱进入腰部，一支经由肋部进入胸骨部，另外有一支分布于肋部中后方，3支一级神经分别支配膈的3个部分，与人膈神经分布大体类似[12]。再结合大鼠膈的大体形态和肌构筑特点来看，进一步证实可将膈肌质部分为胸骨部、肋部和腰部。

在保留7-12肋、肋软骨、肋间肌的人膈标本Sihler’s肌内神经染色后可观察到可见肋骨神经带，但是30倍解剖镜下也未视及肋间神经分支进入膈肋部[17]。但Wilson[18]用银染色法用显微镜可观察到在猫膈肌周边的浆膜内有与小血管伴行肋间神经的细小分支，直径为6～8μm，在此次实验过程中，对大鼠膈肌采用Sihler’s肌内神经染色，不损伤肌外形，且可以肉眼观察肌内神经分支分布，但是会不可避免的造成表面浆膜完整性的破坏，另外我们采取肉眼观察，对于微小神经可能无法视及，所以，大鼠膈肌肋部边缘尚无法排除有肋间神经发出的分支。

通过对SD大鼠膈大体形态、肌构筑和神经分布的初步研究，并主要和人膈进行大致比较可以发现其形态特点和神经分布具有很多共同点，在进行人膈相关实验研究时可采用大鼠作为良好实验动物，不仅可为大鼠膈相关实验研究提供解剖学参考，其细微的不同之处也为哺乳动物间膈的比较研究提供了可资借鉴的资料。

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