实验题目：骨骼肌生理姓名：王超杰
合作者: 唐用
组别：第一组
日期：5月8日
室温：24.5℃
【实验目的】：
确定肌肉收缩的
A、阈水平、最大收缩和刺激强度与肌肉收缩幅度之间的关系
B、三个时期：潜伏期、缩短期和舒张期
C、刺激频率与收缩之间的关系
【实验方法】：
1、双毁髓法处死蟾蜍，剥离神经干保留腓肠肌和膝关节。
结扎，保持湿润。
将标本放入标
本盒内，连接张力换能器。
在试验过程中注意标本休息，连接RM6240生物信号采集系统。
2、选择菜单栏刺激强度对骨骼肌的收缩的影响，更改相应数据，测量肌肉收缩的阈水平、
最大收缩和刺激强度与肌肉收缩幅度之间的关系
1)连接通道一，检查神经的活性，测试仪器是否正常工作
2)开始记录，可适当调零，开始刺激
3)当收缩幅度不再变化时，停止刺激，停止记录
4)应用测量工具，确定收缩的阈水平和最大收缩和其对应的最小刺激强度，记录下收
缩幅度，刺激和放大器的参数设置，绘制刺激强度与肌肉收缩幅度之间的关系曲线3、测量肌肉收缩的三个时期：潜伏期、缩短期和舒张期
1)展开上一实验最大刺激强度对应的收缩，测量三个时期
2)复至少三次
3)计算平均值和标准差
4、测量刺激频率与收缩之间的关系
1)打开信号采集软件，关闭通道3 和4，保留通道1 和2，分别对应肌肉收缩信号和肌
肉动作电位信号。
示波状态下修改参数设置：采集频率20kHz；通道1：通道模式为
张力，扫描速度400ms/div，灵敏度7.5g (可根据收缩幅度合理选择)，放大器时间常数
设为直流，滤波频率100Hz；通道2：通道模式为生物电，扫描速度400ms/div，灵敏
度2mv，放大器时间常数0.001s，滤波频率1kHz。
刺激模式为串单单刺激，波宽1ms，
延时20ms，选择一定的刺激脉冲个数(10-60 个，避免让肌肉受到过多的刺激)和刺激
强度（阈上刺激强度即可，不必达到最大刺逐渐减小刺激间隔，直到第二个CAP开始
减小，进入相对不应期
2)开始记录，开始刺激
3)观察肌肉收缩的总和现象，确定肌肉收缩的最小融合频率，观察肌肉动作电位
与收缩的关系，测量并记录不同频率引起肌肉收缩的幅度
【实验结果与讨论】：见附图一：Physiology Lab #4 Skeletal Muscle Physiology
实验A：测量肌肉收缩的阈水平、最大收缩和刺激强度与肌肉收缩幅度之间的关系
从图中表格和数据可以看出，实验所用蟾蜍神经干腓肠肌标本肌肉收缩的阈水平为0.183g ，最大收缩为3.61g
讨论１：刺激强度与收缩幅度的关系是怎样的？为什么？
从图表不难看出，最初一段时间并没有收缩产生，随着刺激强度的增加到达0.15v 的时候，开始到达阈水平，肌肉开始收缩，之后随着刺激强度增加，收缩强度也增加，直到刺激强度到达0.33v 的时候，到达最大收缩强度，然后收缩不再增加。
一块肌肉由许多肌纤维组成。
骨骼肌的收缩受到运动神经元的支配。
单个运动神经元可支配多根肌纤维，一个运动神经元与它支配的所有肌纤维组成一个运动单位。
随着刺激强度的增加，兴奋的神经元增加，参与收缩的运动单位也随之增加。
收缩力加强，当运动单位都参与收缩之后，收缩力不再增强。
实验B ：测量肌肉收缩的三个时期：潜伏期、缩短期和舒张期
根据实验步骤，得出上图结果，但由于讲义与老师PPT 中步骤的不一致导致理解偏差，操作
错误，产生了不正确的实验结果，根据讲义步骤，重新调节刺激参数，通道参数，从任意阈
y = 74.732x + 64.429
R² = 0.9665
0.00
100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 0
2 4 6 8
P e r i o d /m s
Replicate Single Muscle Twitch
Latent Period (ms) Shortening Period (ms) Relaxation Period (ms)
上水平参数开始刺激产生方波，然后，重复实验５次，得到上述结果，因为根据理论推测，不同的测量次数数据组合在一起的时候，三期的数值不会有太过波动的变化，更不会有舒张期（如上图）的逐渐增加的现象，因此，分析原因可能是实验周期过长，使标本变干，生理性质发生了改变，对实验室数据产生了明显的影响。
讨论２：什么是潜伏期？你认为本实验所测的潜伏期内发生了怎样的生理过程？肌肉的收缩期和舒张期分别发生了怎样的生理过程？肌肉的收缩和舒张是否都需要能量？
肌肉收缩的潜伏期是指从刺激发放到肌肉收缩的时间，其中发生了多个生理过程主要涉及兴奋收缩偶联所耗费的时间。
与钙离子浓度关系很大，肌浆中钙离子浓度逐渐升高，当升高到静息期的１００倍时，可使肌纤维产生一个最大的收缩力；在收缩期，首先是A TP的水解，产生的能量储存在横桥中，随后钙离子释放与TnC结合，横桥与肌动蛋白结合，肌球蛋白构象变化，粗细肌丝相对滑动；在舒张期，横桥回复到原始状态；在舒张期，肌质网主动将钙离子吸入侧囊，肌浆中钙离子浓度下降，肌钙蛋白重新抑制横桥的附着活动，因之肌肉舒张；收缩和舒张都是耗能的。
实验C：测量刺激频率与收缩之间的关系
根据观察肌肉收缩的总和现象，发现肌肉收缩的最小融合频率为15 Hz，
讨论２：刺激频率和肌肉动作电位及收缩的关系分别是怎样的？动作电位会发生叠加么？为什么？骨骼肌为什么可发生强直收缩？强直收缩在幅度上与单收缩有何差别？有何生理意义？
根据记录的不同频率引起肌肉收缩的实验数据，绘制成上图图表，可以明显的发现，肌肉的收缩强度与刺激频率成正比，刺激频率越高，动作电位增大，收缩强度越大；
动作电位不能叠加，因为动作电位具有绝对不应期，在绝对不应期内，无论给予什么刺激，都不会使刺激位点产生新的变化，意味着，同一位点第一次动作电位结束后才能产生第二次动作电位，动作电位必然是相互分离的，因此不能叠加；
骨骼肌收缩的时间很长，动作电位的时间远远短于骨骼肌的收缩时间，因此，当骨骼肌接受刺激收缩时，再给予阈上刺激，即会在次基础上再次发生进一步收缩，造成收缩的叠加，这种现象称作总和，连续的刺激引起的肌肉持续收缩，即为强直收缩。
强直收缩的幅度要大于单收缩的幅度，而且在一定条件下，强直收缩的幅度会随刺激频率的增加而增大。
骨骼肌的强直收缩保证了肌肉的张力，人体虽然有骨骼支撑，但要保持基本的人体型态，需要骨骼肌的张力，尤其是伸肌，在重力的刺激作用下，伸肌受到牵拉，引起反射性的强直收缩，使人保持基本型态。
而且是不分肌纤维参与，在收缩过程中会有轮换。
【参考书目】
《人体解剖及动物生理学实验讲义》生理学实验教学团队2015年3月
《人体及动物生理学》王玢左明雪，高等教育出版社，2001。