实验九骨骼肌的单收缩与复合收缩
[实验目的]
1.观察刺激频率与肌肉收缩形式之间的关系,理解形成复合收缩与强直收缩的条件。
2.巩固蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本制备技能。
[实验原理]
肌肉兴奋的外在表现是收缩。
给肌肉一个有效刺激,肌肉将发生一次收缩,称为单收缩。
单收缩一般要经历潜伏期、收缩期和舒张期三个过程。
若给予两个或两个以上的阈刺激时,可因刺激的频率不同而呈现不同的收缩形式。
如果两个或多个刺激的间隔大于该肌肉单收缩的全部时间,则引起波型上互相分开的两个或多个单收缩;若后一个刺激落在前一次收缩的舒张期,就会形成两个或多个单收缩不同程度的总合,其收缩幅度比单收缩高。
在一定范围内,刺激间隔越小,收缩幅度就越高,称为复合收缩。
若多个刺激引起波型呈锯齿状的收缩曲线,称不完全强直收缩,若多个刺激间隔进一步缩小,使后一个刺激落在前一个收缩的收缩期内,肌肉就处于完全持久的收缩状态,产生一个没有舒张期的持续的收缩曲线,叫做完全强直收缩。
[实验动物]
青蛙或蟾蜍
[主要器材及试剂]
中式小剪、眼科剪、普通镊子、探针、锌铜弓、玻璃分针、玻璃蛙板、棉线、RM6240生理记录系统、张力换能器烧杯1个、任氏液。
[实验步骤和观察项目]
1.制备坐骨神经腓肠肌标本
(具体方法见实验一)。
2.连接仪器并装置标本
将换能器的输出线接至RM6240生理记录装置的2通道,电刺激信号接至肌槽的电极上。
然后把制备好的坐骨神经-腓肠肌标本股骨固定在肌槽上。
将固定肌肉的棉线另一端接在张力换能器上,保持适度松紧,将坐骨神经搭在肌槽的电极上即可开始实验。
3.RM6240生理记录系统的操作步骤
开机进入RM6240系统,点击“实验”菜单,选择生理科学实验菜单中的“刺激强度对骨骼肌收缩的影响”或“刺激频率对骨骼肌收缩的影响”,系统进入信号记录状态。
重要参数设定如下:通道模式—张力;采集频率400—1kHz;扫描速度—1s/div;灵敏度10—30g,;时间常数—直流;滤波常数—100Hz。
4.观察项目
(1)刺激强度对骨骼肌收缩的影响
刺激方式单次,刺激幅度0.1-3V可调,刺激波宽0.1ms。
开始记录,点击“刺激”按钮,刺激强度从0.1v逐渐增大,强度增量0.02-0.05V,连续纪录肌肉收缩曲线。
在“处理”下拉菜单中有“刺激参数标注”,可现实刺激参数。
如采用“自动强度”刺激方法,设定起始强度0V,结束强度2—3V,步长0.05 V。
记录阈刺激和最大刺激值。
测量每个刺激强度所对应的肌肉收缩张力;测量最大刺激时肌肉的收缩期和舒张期时间(图39)。
图39 肌肉收缩
A、单肌收缩,箭头为刺激;
B、每秒刺激两次(箭头)的收缩;
C、收缩的总和,每秒约刺激6次;
D、强直收缩,每秒约刺激20次
(2)刺激频率对骨骼肌收缩的影响
采用连续单刺激或频率递增,刺激幅度:最大刺激强度,波宽0.1ms。
采用自动频率方式,起始频率1Hz,结束频率30 Hz,步长1Hz,组间延时(串间隔)大于5s。
刺激频率按1 Hz ,2 Hz ,3 Hz ,4 Hz ,5 Hz ……30 Hz 逐渐增加(或刺激间隔逐渐减小),连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线,观察不同频率时的肌肉说艘形态和张力变化。
观察测量各刺激频率所对应的肌肉收缩最大张力(图40)
图40 不同刺激频率对肌肉收缩的影响
[注意事项]
1.装置标本时,不要人为地将肌肉拉长,尽可能保持其自然长度。
2.随时用任氏液湿润标本,以保持标本的正常机能。
3.每次刺激的强度和时间应保持一致,以便进行比较。
4.肌肉收缩后,应让其休息一定时间再作下一次刺激,特别是在观察刺激频率的影响时。
[思考题]
1.何为不完全强直收缩、完全强直收缩?它们是如何形成的?
2.说明形成复合收缩和强直收缩的条件。
完全强直收缩有何生理意义?
3.为什么刺激频率增高,肌肉收缩的幅度也增高?。