骨骼肌单收缩和复合收缩--生理学实验

骨骼肌单收缩和复合收缩

骨骼肌纤维受运动神经纤维的控制，神经纤维受到刺激后，其兴奋延神经纤维以动作电位的形式传导到相应的肌纤维，触发肌纤维收缩。若通过神经给予肌肉一次刺激，使肌肉产生一次收缩，称为单收缩。如果肌肉受到连续的刺激，则其收缩可出现复合现象。

本实验用蟾蜍的坐骨神经-腓肠肌标本，使用机-电换能器，通过powerLab系统来获得肌肉的收缩曲线，分析单收缩和复合收缩产生的机制与特点。

实验动物：蟾蜍

实验器材和药品：PowerLab 8S主机，生物电放大器，铁架台，标本盒，任氏液。蛙手术器械，

实验步骤：

1．标本制备：蟾蜍坐骨神经标本制备方法参见P18蟾蜍基本技术操作。将标本浸在任氏液中约5 分钟，待其兴奋性稳定后实验。 2．仪器装置及程序设置： ⑴. 连接仪器（图3-4）。

图3-4. 骨骼肌单收缩和复合收缩的实验框图

其中，S1 和S2为刺激电极，与PowerLab的output I相连。

⑵． 参数设置：启动计算机，打开PowerLab主机电源，在桌面上单击Chart4 for windows图标，进入Chart应用程序窗口。

* 选择采样速度为40K/s，显示比例为500:1。

* 在Channel 1显示骨骼肌收缩曲线。放大器参数设置参见P38放大器参数设置。Range 为200mV， Low Pass为100Hz。如果在Bridge Amplifier设置对话框左侧的信号显示窗口中看不到输入信号，可用鼠标左键单击右侧的zero按钮，系统自动调整输入信号的零位。单击Bridge Amplifier设置对话框下方的units按钮，进入Units Conversion(单位转换)对话框。单位转换的方法参见P39信号幅度范围的设置和单位的转换。

* 在Channel 2显示刺激方波。在刺激参数设置对话框下方的Stimulator Marker框中选取Channel 2。刺激设置方法参见P42刺激输出的设置。设置完毕后，单击菜单栏的setup，选取Stimulator Panel（刺激面板），弹出Stimulator Panel，在实验中可以方便地由刺激面板来设置刺激频率、幅度和波宽等参数。

单次刺激：设置Mode为Pulse，单击Hz选项，Frequency 取1Hz，Pulse Duration选0.1ms。选中Set number of pulse选项，在Number中键入1，表示一次刺激输出1个刺激方波。Output Range为10V ，Amplitude为0，然后可在实验中逐渐增大刺激幅度。

双次刺激：设置Mode为Pulse，单击Hz选项，Frequency 取1Hz，Pulse Duration选0.1ms。选中Set number of pulse选项，在Number中键入2（双刺激）。Output Range为10V，Amplitude选择最大刺激强度。在实验中通过Stimulator Panel(刺激面板）逐渐增大Frequency（刺激频率）。

连续刺激: Frequency 取1Hz，Pulse Duration选0.1ms。为避免连续刺激使标本受损，故选中Set number of pulse选项，在Number中键入5，其余参数同上。实验中通过Stimulator Panel(刺激面板)逐渐增大Frequency(刺激频率），使骨骼肌收缩表现为单收缩、不完全强直收缩和完全强直收缩。

实验中如要对标本进行刺激，应先用鼠标左键单击开始/停止切换按钮，程序开始采样记录，然后单击刺激面板的On按钮，即可产生刺激输出，同时Channel 2（2通道）显示刺激方波。

⑶．把坐骨神经-腓肠肌标本固定在肌槽上，用棉线把腓肠肌与换能器相连。 观察项目：

1．单次刺激：观察腓肠肌收缩的情况。逐渐增大刺激强度，使肌肉的收缩幅度增大，直至收缩幅度不再随刺激强度增大而增大。刚使收缩幅度达到最大的最小刺激强度为最大刺激强度。

2．测量最大刺激强度时骨骼肌收缩的潜伏期、收缩期、舒张期时程和收缩幅度。测量方法参见P46实验数据的计算、分析和统计。

3．双次刺激：逐渐增大Stimulator Panel中的刺激频率，使第二个收缩波向第一个收缩波靠拢的过程中，逐渐叠加在第一个波的舒张期或收缩期，产生收缩的舒张期复合和收缩期复合。

4．连续刺激：逐渐增大Stimulator Panel 面板中的刺激频率，使骨骼肌收缩表现为不完全强直收缩和完全强直收缩。

5．打印上述实验结果，打印方法参见P49实验数据的打印。 注意事项：

1．分离坐骨神经时，避免过度牵拉神经，绝对不允许用手或镊子夹神经。 2．股骨要牢固地固定在肌槽的小孔中。

3．坐骨神经要与刺激电极和记录电极紧密接触，但不要损伤神经。 4．防止神经、肌肉标本干燥，需经常在神经和肌肉上以任氏液湿润。

5．长时间刺激标本可能使骨骼肌的收缩能力下降，因此每个步骤后应让肌肉休息片刻。 6．把腓肠肌悬挂在换能器上的棉线应松紧适中，也不要过长并和换能器平面保持垂直。 7．实验的采样速度较快，为避免过度消耗硬盘和内存，不要长时间记录。 思考题：

为什么骨骼肌的收缩可以发生收缩波的复合，而引起神经干动作电位却没有复合现象？