实验四-五 影响肌肉收缩的因素

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1、生理学实验报告中山大学生命科学学院实验四-五骨骼肌收缩的探究Ø介绍一、探究目标1.探究骨骼肌电活动与肌肉收缩的时相关系。2.探究影响肌肉收缩的因素，例如刺激强度、刺激频率等。二、相关资料蛙类的一些基本生命活动和生理功能与恒温动物相似，而其离体组织所需的生活条件比较简单，易于控制和掌握。因此在实验中常用蟾蜍或青蛙的坐骨神经-腓肠肌标本来观察兴奋与兴奋性、刺激与肌肉收缩等基本生理现象和过程。骨骼肌收缩时，骨骼肌兴奋在前，收缩在后。即在神经冲动的作用下，骨骼肌首先产生动作电位，然后发生收缩。在一次单收缩中，动作电位时程仅数毫秒，而收缩过程可达几十甚至几百毫秒。收缩的时程比兴奋的时程大很多。骨骼肌由许

2、多肌纤维组成。实验可证明刺激增加，参与收缩的运动单位增加，收缩的强度亦增加。刺激支配腓肠肌的坐骨神经或直接刺激腓肠肌时，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，不引起肌肉发生收缩反应，此时的刺激为阈下刺激。当全部肌纤维同时收缩时，则出现最大的收缩反应。这时，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。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

3、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。因此，运动神经元发放冲动的频率同样会影响骨骼肌的收缩形式和收缩强度。在一次单收缩中，动作电位时程（相当于绝对不应期）仅1～2ms，而收缩过程可达几十甚至几百毫秒，因而骨骼肌有可能在机械收缩过程中接受新的刺激并发生新的兴奋和收缩。新的收缩过程可以与上次尚未结束的收缩过程发生总和。当骨骼肌受到频率较高的边疆刺激时，可出现以这程总和过程为基础的强直收缩。如果刺激频率相对较低，总和过程发生在前一次收缩

4、过程的舒张期，会出现不完全强直收缩；如提高刺激频率，使总和过程发生在前一次收缩过程的收缩期，就会出现完全性强直收缩。通常所说的强直收缩是指完全性强直收缩。三、实验假说1.肌肉收缩时，先有神经电位变化，再传导至肌肉，引起肌电变化，最终产生肌肉收缩。2.对于肌肉的刺激强度低于阈值时，肌肉不发生收缩；高于阈值时，首先随着刺激强度的增加而肌肉收缩强度增加，到最适刺激强度后，肌肉收缩程度不再增加，达到最大值。3.随着刺激频率增加，肌肉收缩从单收缩变为不完全强直收缩，最后变为完全强直收缩。Ø实验材料和方法步骤一、实验材料和设备青蛙或蟾蜍、常用手术器械（包括粗剪刀、手术剪、手术镊、眼科剪、眼科镊、金属探针、

5、玻璃分针）、固定针、锌铜弓、蜡盘、培养皿、污物缸、棉线、纱布、滴管、任氏液RM6240计算机采集系统、JZ100型张力换能器(50g)、支架、一维位移微调器、肌槽、双针型露丝电极10生理学实验报告中山大学生命科学学院一、实验步骤1.制备蛙的坐骨神经—腓肠肌标本1)毁脑和脊髓取青蛙一只，用纱布包裹青蛙的四肢和躯干，露出头部。用左手握住青蛙，并用食指压其头部前端使其尽量前俯，拇指按压背部，使头部前俯；右手持金属探针由头前端沿中线向尾方划触，触及凹陷处即枕骨大孔处转向头方，向前探入颅腔内，然后向各个方向搅动探针，以捣毁脑组织。如探针确实在颅腔内，可感觉出针在四面皆壁的腔内。脑组织捣毁后，将探针退出，

6、再由枕骨大孔刺入,并转向尾方,与脊髓平行刺入椎管,以确坏脊髓，要确定脑和脊髓是否完全破坏，可检查动物四肢肌肉的紧张性是否完全消失。2)剥制后肢标本自青蛙的两侧腋部以下完全剥离皮肤（注意：可事先剪去尾椎末端及汇殖腔附近的皮肤，使剥离更容易）。而后倒提蛙腿，使其头部向下，用手术剪横向剪开腹部肌肉，看清脊神经后,用粗剪刀剪断脊柱(注意铁损伤坐骨神经)。把标本浸泡于盛有任氏液的培养皿中，将手及用过的剪刀、镊子等全部手术器械洗净，再继续下面的步骤。3)制备坐骨神经腓肠肌标本游离坐骨神经。取其中的一支蛙腿，将标本仰卧位置于蜡盘上，使其充分伸展呈人字形，用三根大头针将标本钉在蜡盘上。然后再用玻璃分针循股二头

7、肌和半膜肌之间的坐骨神经沟，纵向分离暴露坐骨神经大腿部分，直至分离至腘窝胫腓神经分叉处，然后剪断二头肌，半腱肌和半膜肌肌腱，并绕至前方剪断股四头肌腱。自上而下剪断所有坐骨神经分支，将连着3～4节椎骨的坐骨神经分离出来。4)分离腓肠肌用玻璃分针或镊子分离腓肠肌和跟腱，并穿针结扎。在结扎远端用粗剪刀剪断跟腱，左手执线提起腓肠肌，用手术剪减去其周围联系的组织，但保留腓肠肌起始点与骨的联系，注意切勿损伤支