骨骼肌单收缩的分析

华南师范大学实验报告学生姓名：学号：200425010**

专业：生物科学年级、班级：200*生物科学1班

课程名称：动物生理学实验实验项目：骨骼肌单收缩的分析

实验类型：验证实验时间：2007年4月17日

实验指导老师：实验评分：

【目的要求】

1.观察骨骼肌单收缩过程。

2.分析骨骼肌单收缩的3个时期。

3.了解骨骼肌收缩的总和现象。

4.观察不同频率的阈上刺激引起肌肉收缩形式的改变。

【基本原理】

肌组织对于一个阈上强度的刺激，发生一次迅速的收缩反应，称为单收缩。单收缩的过程可分为3个时期：潜伏期、收缩期和舒张期。

两个相同强度的阈上刺激，相继作用与神经－肌肉标本，如果刺激间隔大于单收缩的时程，肌肉则出现两个分离的单收缩；如果刺激间隔小于单收缩的时程而大于不应期，则出现两个收缩反应的重叠，称为收缩的总和。当同等强度的连续阈上刺激作用与标本时，则出现多个收缩反应的叠加，此为强直收缩。当后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，称为不完全强直收缩；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，此为完全强直收缩。

【动物与器材】

蛙的坐骨神经－腓肠肌标本、常用手术器械、计算机采集系统、双针形露丝刺激电极、支架、双凹夹、肌槽、不锈钢盘或培养皿、滴管、任氏液、橡皮泥、棉线。【方法与步骤】

1、制作标本

2、安装连接设备

3、打开powerlab，打开桌面软件chart5

4、设置桥式放大器（5mv，10Hz，调零）

5、设置刺激器（脉冲等，设置为手动，标记左通道1等），调出刺激面板

6、点开始，单收缩

7、收缩总和

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1.5cm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。【注意事项】

实验过程中要经常用任氏液湿润标本，每次刺激后应使肌肉休息30s。连续刺激不可超过5s。

【作业】

1、实验结果

图1：单收缩曲线图

实验条件：频率f（Hz）＝1，脉冲＝1ms振幅＝2V，量程＝5mV

潜伏期：10ms，收缩期：25ms，舒张期：48ms [2]

该单收缩幅度为0.75mv

图二：不完全强直收缩曲线图

实验条件：频率f（Hz）＝13，脉冲＝5ms，振幅＝2V，量程＝20mV

图三：完全强直收缩曲线图

实验条件：频率f（Hz）＝20，脉冲＝5ms，振幅＝2V，量程＝20mV

2、实验讨论

2.1 单收缩的分析

2.1.1 当肌肉受到一个单电震刺激时，产生一次收缩，称为单收缩。如图1所示。用powerlab记录蛙腓肠肌受到的单一刺激，用肌动描记法所记录的收缩曲线，大

致可分为三个时期。蛙的腓肠肌，整个单收缩历时约83 ms。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。约占10毫秒。自肌肉开始收缩至收缩达到高峰，是长度缩短或张力增高的时间，称为缩短期，约占25毫秒。自收缩高峰开始，曲线较缓慢地下降至基线，为长度或张力恢复过程的时间，称为舒张期。约占48毫秒。

2.1.2 潜伏期、缩短期和舒张期三者的关系

在李成军等[3]的文献中记载到，潜伏期是神经受到刺激到肌肉机械收缩之前的一段时间,包括神经干动作电位的传导、神经肌接头兴奋的传递和兴奋收缩耦联。其与舒张期显著相关,可以推测在机械收缩之前肌纤维的生物化学活动对肌肉的舒张机制有调制作用。收缩期、收缩幅度和舒张期三者间显著相关,推测Ca2 + 升高在引起肌纤维进行机械收缩的同时,也调节Ca2 +泵活动的程度和效率,从

而决定肌浆中Ca2 + 浓度降低的速度。

2.2 不完全强直收缩与完全强直收缩的分析

肌肉收缩同多个刺激的频率有关如对腓肠肌施以相继两次最大刺激，如间隔时间短，则先后两次收缩可重叠起来，甚至变成一次更大的收缩，此一现象称为总和。根据刺激频率的不同，在肌动描记图上，如各收缩波的波峰仍可分辨，称为不完全强直收缩，如图2所示；如各收缩波完全融合，不能加以分辨，称为完全强直收缩，如图3所示。产生完全强直收缩所需之最低刺激频率，称为临界融合频率。在本实验中，我们小组所做的完全强直收缩的临界融合频率是20 Hz，产生上述现象的原因为：由于刺激的间隔时间很短，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。[1]

3、实验结论

腓肠肌的收缩形式是肌肉收缩过程中是否发生张力叠加及张力叠加程度的

表现形式,它与刺激频率、肌肉收缩的总时程有关。[4]

刺激周期大于肌肉收缩的总时程时,肌肉呈连续的单收缩;刺激周期大于肌肉收缩的张力上升时程,小于肌肉收缩的总时程时,肌肉呈不完全强直收缩;刺激周期小于肌肉收缩的张力上升时程时,肌肉呈完全强直收缩状态。在1Hz连续刺激的过程中,腓肠肌收缩没发生张力叠加,肌肉呈连续的单收缩形式。在刺激重复率等于或大于13Hz的过程中,随疲劳程度加重和疲劳时间延长,肌肉收缩形式从单

收缩向不完强直收缩和完全强直收缩过渡。

在三个图中，我们可以看到，随着刺激频率的增加，各个图象的振幅进一步增加，这也说明随着刺激强度的增加，腓肠肌处于紧张收缩的程度越高。这是因为连续的刺激，腓肠肌还没有舒张的情状下，进一步的收缩，使到刺激电压进一步叠加，达到了完全强直收缩。

【参考文献】

1、王玢，左明雪主编.人体及动物生理学（第二版）. 北京: 高等教育出版社,

2001：48－49

2、解景田，赵静主编.生理学实验（第二版）. 北京: 高等教育出版社,

2001：35－38

3、李成军，彭如心，沈云虹，金香兰. 蟾蜍腓肠肌收缩特性的观察.齐齐哈尔医

学院学报，2000，21（5）：481－482

4、乔现福,毕超,邱丙芳. 疲劳对蟾蜍骨骼肌舒张性能的影响.泰山医学院学报,

2006, 5 : 387 – 389