下载文档原格式
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。
1.骨骼肌的单收缩与复合收缩实验目的1.熟悉动物机能信号采集系统的使用方法,2.观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系3.观察刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响实验原理腓肠肌由许多肌纤维组成，刺激腓肠肌时，不同的刺激强度会引起肌肉的不同反应。
当刺激强度过小时，肌肉不发生收缩反应，刺激为阈下刺激。
而能引起肌肉发生收缩反应的最小刺激为阈刺激，刺激的强度称为阈强度，当全部肌纤维同时收缩时，出现最大的收缩反应，引起最大收缩反应的最小刺激强度称为最适刺激强度。
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。
单收缩的过程可分三个时期：潜伏期、缩短期和舒张期。
两个同等强度的阈上刺激，相继作用于神经肌肉标本，如果刺激间隔小于单收缩的时程，则出现两个收缩反应的重叠，称为收缩的总和。
收缩的总和(复合收缩)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内，各收缩不能分开，肌肉维持稳定的收缩状态实验对象蟾蜍或其它蛙类、常用手术器械，蛙板，蛙钉，铜锌弓，毁脊针(探针)，棉线，废物盆，培养皿，玻璃分针，任氏液、MD3000生物信号采集系统，换能器，肌槽，支架实验步骤坐骨神经－1、腓肠肌标本的制备2. 连接装置3. 实验观察和记录单收缩实验选择阈上刺激强度刺激方式：单次；波宽：1ms调节控制面板的输入范围，使观察的肌肉收缩幅度适当d. 调整时间单位(记录好，不可忘记!)，使收缩曲线成明显的抛物线状e. 采样刺激关键技术坐骨神经-腓肠肌标本的制备单收缩实验时，调整好时间单位和刺激强度连续刺激时刺激强度与频率的选择注意事项常用任氏液湿润标本，保持标本的良好活性肌肉与换能器的连接松紧适当在做复合收缩实验时，每改变一次刺激频率后，应休息0.5-1 min, 每次刺激不要超过5 秒，以免标本疲劳2.神经干动作电位的引导及其传导速度的测定试验目的1.掌握蛙坐骨神经-胫腓神经标本的制备方法2. 掌握引导神经干动作电位和测定其传导速度、兴奋不应期的基本原理和方法实验原理神经干动作电位是神经兴奋的客观标志，给具有兴奋性的神经干以一定强度的刺激，会发生动作电位。
实验三：骨骼肌单收缩的分析不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响(一)实验目的：1.学习仪器记录的方法。
2.观察并记录单收缩过程并且分析单收缩的三个时期。
3.观察并记录不同的刺激强度与肌肉收缩的关系。
4.观察并记录不同的刺激频率与肌肉收缩的关系。
(二)实验原理：坐骨神经和腓肠肌属于可兴奋组织，把他们置于人工配制的任氏液中，其兴奋性在几个小时内保持不变。
若给坐骨神经一个适宜的刺激，可在神经和肌肉上产生一个可传导的动作电位，肉眼可以看到一次肌肉的收缩和舒张，表明神经和肌肉兴奋了一次。
一条坐骨神经干是由许多兴奋性不同的神经纤维所组成的。
保持足够的刺激时间不变，刚能引起其中兴奋性较高的神经纤维产生兴奋，表现为受这些神经纤维支配的肌纤维发生收缩，此时的刺激强度即为这些神经纤维阈强度，具有此强度的刺激叫阈刺激。
腓肠肌由许多肌纤维组成，当刺激支配腓肠肌的坐骨神经时，不同的刺激强度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，此时的刺激为阈下刺激。
当刺激强度逐渐增强时，可引起少数肌纤维发生收缩反应，这种最小收缩反应的有效强度为阈强度。
随着刺激强度的加大，参加收缩反应的肌纤维数量增多，收缩力量也加大，此时的刺激为阈上刺激。
当全部肌纤维同时收缩时，即出现最大的收缩反应，即使再增大刺激强度，肌肉收缩的力量也不再随之加大。
可以引起肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度为最适刺激强度。
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。
两个同等强度的阈上刺激，相继作用于神经—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于标本时，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。
实验二：骨骼肌的单收缩与复合收缩及神经干动作电位、神经冲动传导速度、神经干不应期的测定实验人：同组人：【实验目的】✧了解肌肉收缩过程的时相变化✧观察刺激强度和频率对骨骼肌收缩形式的影响✧掌握离体神经干动作电位的细胞外记录法及其基本波形的判断和测量。
✧掌握神经干动作电位传导速度及其不应期的测定方法。
【实验原理】✧骨骼肌的单收缩与复合收缩肌肉兴奋的外在表现是收缩。
当其受到一个阈上强度的刺激时，爆发一次动作电位，迅速发生一次收缩反应，叫单收缩。
单收缩曲线分为潜伏期、收缩期、舒张期三个时期。
在一定范围内，肌肉收缩的幅度随刺激强度的增加而增大。
当相继受到两个以上同等强度的阈上刺激时，因频率不同，下一次刺激可能落在前一刺激所引起的单收缩的不同时期内，造成：✓几个分离的单收缩：频率低于单收缩频率，间隔大于单收缩时间✓收缩的总和（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内，各收缩不能分开，肌肉维持稳定的收缩状态。
✧神经干动作电位、神经冲动传导速度、神经干不应期的测定⏹神经干是由许多神经纤维组成的，神经兴奋的标志是动作电位。
在一定范围内神经干动作电位的幅度随刺激强度的增加而增大，这是由于各神经纤维兴奋性的不同，虽然每条纤维动作电位产生都遵守“全或无”的方式，但神经干动作电位记录到的是多个兴奋阈值、传导速度和振幅各不相同的动作电位的总和，为一个复合动作电位，所以不存在阈强度，也不表现为“全或无”的特征。
根据引导方法的不同（双极引导或单极引导），可分别得到双相、单相动作电位。
⏹动作电位在神经纤维上的传导有一定的速度。
不同类型的神经纤维其传导速度各不相同，主要取决于神经纤维的直径、有无髓鞘、环境温度等因素。
蛙类坐骨神经干传导是速度约为35-40 m/S, 神经纤维在一次兴奋过程中，其兴奋性可发生周期性变化，包括绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。
⏹为了测定神经一次兴奋之后兴奋性的变化，可先给神经施加一个条件性刺激，引起神经兴奋，然后再用一个检验性刺激在前一兴奋过程的不同时相给予刺激，检查神经对检验性刺激反应的兴奋阈值，以及所引起的动作电位的幅度变化，来判断神经组织兴奋性的变化。
实验三 骨骼肌的单收缩和复合收缩【实验目的】通过电刺激蛙的坐骨神经腓肠肌标本，观察不同刺激频率时骨骼肌的收缩方式，了解刺 激频率与收缩反应间的关系和强直收缩的形成过程。
【实验原理】在一定刺激强度下，不同的刺激频率可使肌肉出现不同的收缩形式，如果刺激的间隔时 间大于肌肉收缩的收缩期与舒张期之和时，这种刺激引起肌肉出现一连串单收缩。
随着刺激 频率的增加，刺激的间隔时间缩短，如果刺激的间隔时间大于收缩期，但小于收缩期与舒张 期之和时，则后一刺激引起的肌肉收缩落在前一刺激引起的收缩过程的舒张期内，出现不完 全性强直收缩。
如果刺激的间隔时间小于收缩期时间，则后一刺激引起的肌肉收缩落在前一 刺激引起的肌肉收缩的收缩期内，出现完全性强直收缩。
【实验对象】蟾蜍或蛙。
【实验材料】两栖类手术器械 1 套、手术线、滴管、平皿、BL410生物机能实验系统、张力换能器、 刺激电极、肌槽、铁架台、双凹夹、任氏液。
【实验步骤】1、标本的制备：制备蟾蜍的坐骨神经腓肠肌标本（参见实验一），浸泡在任氏液中， 待其兴奋性稳定后开始实验。
2、连接标本与实验仪器。
3、将坐骨神经腓肠肌标本同肌槽、张力换能器和计算机相联接，接好刺激电极（方 法同实验二）。
4、打开计算机，进入 BL410 生物机能实验系统，开始实验数据的采集。
1） “输入信号”下拉菜单中选择“1 通道” ，在“1通道”的子菜单项中选择信号类型为 。
“张力”2）标单击工具条上的形状为黑色三角形的“开始”命令按钮，启动数据采样，即可在1 通道中观察代表肌肉收缩张力变化的波形曲线。
3）“打开刺激器设置对话框”中选择对话框中的“设置”面板，选择 “设置”面板，；在“方式”下拉菜单中选择“连续单刺激”；在“模式”下拉菜单中选择“粗电压”此时单击“启动/停止刺激”按钮，则开始对标本进行连续的单个刺激。
再次单击此按钮，则刺激停止。
4）“设置”面板中将强度调整为 1V，频率调整为 0.5Hz，然后开始刺激，则在 1 通道 中出现一连串收缩曲线，为单收缩曲线。
单收缩名词解释单收缩：动作电位时程中一次兴奋后未能复位的去极化，称为单收缩。
电极安放部位常见于半规管（容易接受光刺激）或内囊，除去极化速度快外，还可能出现一次、二次或三次的迅速去极化现象。
单收缩对神经纤维膜具有不同程度的选择性，是它们感受一定频率范围的电刺激并发生兴奋的原因。
1、去极化速度；速度快，每秒钟达几十到数百次；2、方向性；除最后一次以外，在时间上都表现出高度的方向性；3、可逆性；4、可诱发性；5、不应期；6、收缩幅度；小，从上肢远端尺侧腕伸肌尺侧缘至指甲止的肌肉长度约为1cm；7、兴奋性；低，神经肌肉接头处的阈电位较高，其特点是在有阻力的情况下，也难使神经肌肉接头产生动作电位。
单收缩动作电位时程中的一次兴奋后未能完全复极化的现象。
是形成动作电位的基础，通过单收缩传导兴奋。
单收缩和双收缩都是膜去极化形式。
单收缩是动作电位时程中一次兴奋后未能完全复极化的电位变化，是产生动作电位的基础。
人体动作电位时程均由两个完整的单收缩构成，但是单收缩又有不同的形式。
分别是：(1)去极化速度快，可达每秒几十至上百次； (2)方向性强，表现为单向传导；(3)不可逆性，但对各种频率的电刺激均能引起单收缩；(4)持续时间短，从上肢远端尺侧腕伸肌尺侧缘至指甲末梢的直线距离只有1厘米左右。
在内囊上的单收缩引起复极化(正电位)，在膝神经节，去极化速度快(约50~100次/秒)和正电位多；在前庭神经节的单收缩引起双向传导，在前庭神经节或半规管，则双向传导占优势。
由此可见，前庭感受器对不同的刺激而产生不同的单收缩形式，如从声波、光波到地心引力，人耳具有宽广的频率范围和单收缩对电刺激的选择性。
单收缩常与动作电位结合在一起，因此单收缩对复合肌肉动作电位的产生起重要作用。
产生兴奋性突触后电位时，单收缩可与复合肌肉动作电位的初期复极相耦联，所以单收缩既可与动作电位的终期相耦联，也可与之相伴随，当然这是需要一定条件的。
单收缩动作电位时程中一次兴奋后未能完全复极化的去极化，称为单收缩。
单收缩
实验结果与分析
1.毁损脊髓后的蟾蜍应有何表现？
毁损脑脊髓完全的蟾蜍，表现为下颌呼吸运动消失，四肢松软。
2.制备好的神经肌肉标本为何要放在任氏液中？
任氏液是两栖类动物常用的生理盐溶液，含有组织正常生命活动必需的营养物质和电解质，其渗透压和酸碱度也与动物体液近似。
因此，标本浸于任氏液中，不会影响组织的兴奋性。
3.如何判断制备的神经肌肉标本的兴奋性？
（1）锌铜弓刺激。
（2）中等强度单个电刺激。
4. 用锌铜弓刺激神经，为何会引起肌肉收缩？
5.随着刺激强度的增加，肌肉收缩有何变化？为什么？
单根神经纤维或肌纤维对刺激的反应是全或无式的。
但在神经肌肉标本中，则表现为在一定范围内肌肉收缩的幅度同刺激神经的强度成正比。
因为坐骨神经干中含有数十万条粗细不等的神经纤维，其兴奋性各不相同。
弱刺激只能使其中少量兴奋性高的神经纤维先兴奋，并引起它所支配的少量肌纤维收缩。
随着刺激强度的逐渐增大，发生兴奋的神经纤维数目逐渐增多，其所引起收缩的肌纤维数目亦增多，结果肌肉收缩幅度随刺激强度的增加而增强。
当刺激达到某一强度时，神经干中全部神经纤维兴奋，它们所支配的全部肌纤维也都发生兴奋和收缩，从而引起肌肉的最大收缩。
此后，若再增加刺激强度，肌肉收缩幅度将不再增加。
6.随着刺激频率的增加，肌肉的收缩形式有何变化？
随着刺激频率的增加，肌肉的反应依次为单收缩，不完全收缩和完全强直收缩。
肌肉受到一次短促的刺激时，引起的一次机械性收缩及舒张的过程称为单收缩。
单收缩包括收缩期和舒张期。
前者占时较后者为短。
当给予肌肉最大刺激强度的连续电刺激时，如在前一次收缩的舒张期结束前又开始新的收缩，发生单收缩的复合，以致收缩曲线呈锯齿状，称为不完全强直收缩。
若刺激频率增加达到或超过临界融合频率，使肌肉在前一次收缩期内就开始了新的收缩，肌肉收缩完全融合形成持续收缩状态，称为完全强直收缩。
7.为什么刺激频率增加肌肉收缩的幅度也增大？
随着刺激频率的增加，各次刺激引起的收缩过程发生融合而叠加起来，使肌肉强直收缩产生的张力大于单收缩，这可能与连续刺激肌肉时，从肌浆网重复释放的Ca+维持了横桥运动所需的Ca+浓度，使横桥得以有较长时间持续活动有关。
1.分别叙述单收缩曲线上三个时相的含义
潜伏期：指从刺激开始到肌肉开始收缩的一段时间，包括肌肉接受刺激后兴奋的产生、传导及兴奋收缩耦联所耗费的时间。
收缩期：指从肌肉开始收缩到肌肉收缩的顶峰点的一段时间。
舒张期：指从收缩高峰开始到恢复原状的一段时间。
2.说明刺激强度与肌肉收缩幅度的关系
在阈强度和最大刺激强度之间，随刺激强度的增大肌肉收缩幅度也增强。
因为坐骨神经干中含有数十万条粗细不等的神经纤维，其兴奋性各不相同。
弱刺激只能其中少量兴奋性高的神经纤维先兴奋，并引起它支配的少量肌纤维收缩。
随刺激强度逐渐增大，发生兴奋的神经纤维数目逐渐增多，其所引起收缩的肌纤维数目也增多，结果肌肉收缩幅度随刺激强度的增加而增强。
当刺激达到一最适强度适，神经干中全部神经纤维兴奋，它们所支配的肌纤维也都发生兴奋和收缩，从而引起肌肉的最大收缩强度。
此后，若再增加刺激强度，肌肉的收缩幅度将不再增加。
3.叙述产生强直收缩的基本条件
当刺激频率较低适，各个刺激会引起肌肉产生单收缩。
当逐步增加刺激频率，各个刺激引起的收缩过程逐步融和。
当刺激频率增加到某一临界值时，后一个刺激引起的收缩落在前一次收缩的收缩期内，使得肌肉处于强有力的持续收缩状态，而不出现舒张，此时位完全强直收缩。
这一引起完全强直收缩的最低刺激频率称为肌肉收缩的临界融和频率。
当刺激频率超过临界融合频率时，肌肉能产生强直收缩。
一、蛙心灌流：
1、用0．65％Nacl溶液灌注蛙心出现心跳减弱
心肌的收缩活动是由Ca2+排触发的，由于心肌细胞的肌浆网不发达，故心肌收缩的强弱与细胞外Ca2+浓度呈正比。
用 0．65％NaCL溶液灌注心，由于灌注液中缺乏Ca2+，以致心肌细胞动作电位二期内流Ca2+减少，胞浆Ca2+浓度减少，心肌的收缩活动也随之减弱。
如果长时间用0．65％NaCL溶液灌流蛙心，心脏最终会停止收缩，但心肌仍能产生动作电位（即产生兴奋），这种现象称为兴奋一收缩脱耦联，是心肌细胞内缺少Ca2+后的表现。
2、用高K+任氏液灌注蛙心时，心跳减弱
用高K+任氏液灌注蛙心时，心跳明显减弱，甚至出现心脏停止于舒张状态的现象。
因为细胞外K+浓度增高时K+与Ca2+有竞争性拮抗作用，K+可抑制细胞膜对Ca2+的转运，使进人细胞内Ca2+减少，心肌的兴奋一收缩耦联过程减弱心肌收缩力降低。
当细胞外K+浓度显著增高时，膜内外的K+浓度梯度减小，静息电位的绝对值过度减少，Na+通道失活，心肌的兴奋性完全丧失，心肌不能兴奋和收缩，停止于舒张状态。
3、滴加2％CaCL2后，离体蛙心收缩力增强
用高Ca2+任氏液灌注蛙心，可见蛙心收缩力增强，但舒张不完全，以致收缩基线上移。
在Ca2+浓度较高的情况下，心脏会停止在收缩状态。
这种现象称为“钙僵”。
心肌的舒缩活动与心肌肌浆中 Ca2+浓度高低有关。
当Ca2+浓度升高至10-5M水平时，作为钙受体的肌钙蛋白结合了足够的Ca2+，这就引起肌钙蛋白分子构型的改变，从而触发肌丝滑行，肌纤维收缩。
当肌浆中Ca2+浓度降至10-7时，Ca2 任氏液灌注蛙心,使得肌浆中Ca2+浓度不断升高，Ca2+与肌钙蛋白结合数量不断增加，甚至达到只结合而不解离的程度，于时心肌将持续收缩，因而出现“钙僵”。
4、滴加肾上腺素后，蛙心收缩增强
向蛙心滴加肾上腺素后，可见蛙心收缩增强，心脏舒张完全，其机理为肾上腺素与心肌细胞膜的β受体结合，提高心肌细胞和肌浆网膜Ca2+通透性导致肌浆中Ca2+浓度增高，使心肌改缩增强。
另外，肾上腺素还有降低肌钙蛋白与Ca2+亲和力，促使肌钙蛋白对Ca2+的释放速率增加；提高肌浆网膜摄取Ca2+的速度，刺激Na+— Ca2+交换使复极期向细胞外排出Ca2+的作用加速。
这样，将使心肌舒张速度增快，整个舒张过程明显加强。
5、滴加乙酰胆碱后，蛙心活动减弱
滴加乙酰胆碱后，强见蛙心收缩减弱，心率减慢。
最后，心跳停止于舒张阶段。
机理为：乙酰胆碱与心肌细胞膜M受体结合，一方面提高心肌细胞膜K+通道的通透性，促使K+外流，将引起：①窦房结细胞复极时K+外流增多，最大复极电位绝对值增大；衰减过程减弱，自动除极速度减慢。
这两方面因素导致窦房结自律性降低，心率减慢；②复极过程中K+外流增加，动作电位2．3期短，Ca2+进人细胞内减少，使心肌收缩减弱；另一方面乙酰胆碱可直接抑制Ca2+通道，减少Ca2+内流，进而使心肌收缩减弱。
