实验三 骨骼肌单收缩的分析

实验三骨骼肌单收缩的分析

一．目的与要求：

1．学习神经－肌肉实验的电刺激方法及肌肉收缩的记录方法

2．观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系

3．学会分析单收缩过程的三个时期――潜伏期、缩短期和舒张期

4．了解骨骼肌收缩的总和现象

5．观察不同频率的阈上刺激引起肌肉收缩形式的改变

二．基本原理

1．受坐骨神经支配的腓肠肌由许多肌纤维组成，当用不同的刺激强度刺激坐骨神经时，会引起肌肉的不同反应。当刺激强度过小时，不引起肌肉发生收缩反应，称阈

下刺激。逐渐增大刺激强度，可引起少数肌纤维发生收缩反应，引起收缩反应的最

小有效强度。随刺激强度增大，参加收缩反应的肌纤维数量增多，收缩力加大，此

时刺激为阈上刺激。待全部肌纤维均参加了收缩反应，即出现最大收缩反应，即使

再增加刺激强度，肌肉收缩力量也不再加大。可以引起肌肉发生最大收缩反应的最

小刺激强度称为最适刺激。

2．肌肉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。单收缩过程可分为潜伏期、缩短期和舒张期。

3．两个同强度的阈上刺激相继作用于神经－肌肉标本，若刺激间隔大于单收缩的时程，则肌肉出现两个分离的单收缩；若刺激间隔小于收缩的时程，则出现两个两个

收缩反应的重合，称为收缩的总和。当同强度的连续阈上刺激作用于标本时，出现

多个收缩反应的融合，称为强直收缩。不完全强直收缩――后一收缩发生在前一收

缩的舒张期；完全强直收缩――后一收缩发生在前一收缩的收缩期，各自的收缩完

全融合后，肌肉处于持续的收缩状态。

三．动物、器材与试剂

1．动物：蟾蜍

2．器材：常用手术器械（手术剪、手术镊、眼科剪、眼科镊、毁髓针、玻璃分针）、大剪刀、棉线、烧杯、滴管、蛙钉、蜡盘、铁架台、滑轮、刺激电极、张力转换器3．试剂：任氏液

四．方法、步骤与结果

1．双毁髓：方法同上次实验

2．将整只蟾蜍背面向上，四肢用蛙钉固定于蜡盘中，剥去一后肢皮肤，用玻璃分针分离坐骨神经上至大腿根部，下至膝关节，剪断沿途支配大腿肌肉的分支，并用玻璃

分针尽可能出去坐骨神经表面筋膜；用棉线绑紧腓肠肌肌腱，自后方剪断该肌腱，

分离腓肠肌，制得在体的坐骨神经－腓肠肌标本。

3．将棉线穿过一滑轮，再穿过张力转换器的小孔，打紧绑紧，调节蜡盘及铁架台位置，使棉线适当紧张，且绑住腓肠肌肌腱的棉线着力方向顺着腓肠肌的自然姿态。

4．确定PowerLab系统连接正确，打开PowerLab和Chart，在Chart上调整初始设定，

设定刺激间隔为5s ，波宽2.56ms ，调节无刺激平直线近零点，并调节蜡盘和铁架台位置使尽量去处杂波，即使腓肠肌处于最适长度。

5． 在Isolated Stimulate 窗口中设置刺激频率为1，强度为100μA ×20，作出一个单收

缩的波形图

2 Ch an ne l 8

-2.0 -1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.7 1.8 1.9 2

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 04-9-21 15:28:54.320

单收缩波形

6.设定间隔时间为5s ，频率为6，刺激电压单位为100μA,设定刺激电压从100μA ×1

开始逐步增加电压强度直至100μA ×15。观察到当刺激为100μA ×4时出现一小波，逐渐增大至100μA ×13时到达顶峰，再增大到100μA ×15几乎没有变化，最后增大到100μA ×30肌肉张力也没有变化。如图：

波形图

2

C h a n n e l 1 (m V )

刺激图

7.设定刺激强度为20×100μA ，设定时间间隔为3s,刺激频率由小到大，连续刺激标本。实验中由1Hz 开始，只出现分隔的单收缩波，2Hz 的情况相同，但是波的数量增多，以后每次加大1Hz ，至12Hz 出现强直收缩图形，再增加到15Hz 情况依旧。如图

波形图

2

C h a n n e l 1 (m V )刺激图

五． 思考题

1． 如何保持标本在实验过程中机能稳定？

答：a ．避免金属器械碰压、触及或损伤神经及腓肠肌；

b ．避免破坏组织的生理状态；

c ．实验过程中应不时用任氏液湿润标本，防止干燥；

d ．所加的刺激不能过强,频率不能过大。

2． 找出标本的阈强度，最适刺激强度

答：阈强度约3×100μA ～4×100μA 间，最大刺激强度约13×100μA ～14×100μA 间。

3． 你所制备的标本兴奋性如何？指标是什么？

答：兴奋性良好。较小的刺激即能引起较大的动作电位。

4． 单收缩过程中的潜伏期包括哪些生理过程？

答：包括兴奋传递、Ach 的量子式释放、三连管处Ca 离子释放以及兴奋－收缩耦合。

5． 讨论肌肉发生不完全强直收缩及完全强直收缩的条件，人们日常生活种哪些动作属

于强直收缩？

答：后－收缩发生在前一收缩的舒张期时，称为不完全强直收缩；后收缩发生在前－收缩的收缩期时，各自的收缩完全融合，肌肉处于持续的收缩状态，称为完全强直收缩。人们日常生活中的强直收缩的动作很多，如持物品，拿水杯等。

6． 何谓临界融合刺激频率？

答：即指能使肌肉发生完全强直收缩的最小刺激频率。

六． 讨论

1． 在PowerLab 系统中Chart 显示的刺激为何是等高的？如下图（但此时的刺激电压并

不相同,，为递增状态）

2

C h a n n e l 1 (m V )

2．波宽为何为2.56ms ？