腓肠肌实验报告

1华南师范大学实验报告专业生物科学年级班级09科3课程名称生理学实验实验项目蟾蜍腓肠肌收缩特性和收缩形式的观测实验类型验证试验时间2012年4月7日蟾蜍腓肠肌收缩特性和收缩形式的观测一、实验目的1、掌握制作坐骨神经-腓肠肌标本方法2、学习power-lab硬件及chart软件的使用方法3、观察肌肉单收缩、收缩的总和及强直收缩现象二、实验原理1、能够引起肌肉发生收缩反应的最小刺激为阈刺激.单收缩指肌肉组织对于一个阈上强度的刺激产生的一次迅速的收缩反应.单收缩分为潜伏期、收缩期和舒张期.2、强直收缩是当同一强度的连续的阈上刺激作用在标本时引起肌肉的持续收缩状态.当后一收缩发生在前一收缩的舒张期，产生的张力曲线呈荡波形，称为不完全强直收缩.一次收缩发生在前一次收缩的收缩期时，前后两个收缩波完全融合，肌肉维持在稳定的收缩状态，称为完全强直收缩.三、实验材料蟾蜍的腓肠肌标本，常用手术器械，生理信号采集系统，支架，任氏液，滴管.四、实验步骤制作坐骨神经-腓肠肌标本-将标本与power-lab系统相连-通过chart软件给予标本的神经单刺激、双刺激、和连续刺激-观察记录单收缩的时程、总和的过程以及强直收缩产生的过程.五、实验结果2文件1通道1(V)-505通道2(mV)-200204025.825.92626.126.226.326.426.526.626.726.826.92727.12002-01-011:29:24.453图1蟾蜍腓肠肌单收缩的分析频率1.00000Hz脉冲持续时间1.00ms振幅5V脉冲数1通道二量程50mv如图1所示，在频率为1hz的一次刺激中，腓肠肌收缩曲线呈平稳波形，分为接受刺激后无收缩反应的潜伏期、收缩曲线向上的收缩期和达到高峰后往下降的舒张期.文件1通道1(V)-505通道2(mV)-100010011.522.533.542002-01-011:48:33.812图2蟾蜍腓肠肌不完全强直收缩脉冲数6通道2量程200mv频率5hz脉冲时间1ms振幅6如图2所示，腓肠肌在6个连续的同等强度且频率为5hz的刺激下，后一次刺激作用在前一3次收缩的舒张期，在前一次收缩还没有完全舒张时将后一次刺激引起的收缩曲线叠加在一起，使曲线形成多个震荡波形.文件1通道1(V)-505通道2(mV)-10001002001414.51515.51616.5172002-01-011:50:07.765图3蟾蜍腓肠肌完全收缩脉冲数6通道2量程500mv频率20hz脉冲时间1ms振幅3如图3所示，腓肠肌在受到6个同等强度的刺激且频率为20hz的刺激下，后一次的刺激作用在前一次刺激的收缩期，前一次刺激仍然处于收缩期时后一次刺激引起的收缩已经叠加到前一次的收缩曲线中，形成一个融合的波形.六、实验分析1、能够引起肌肉发生收缩反应的最小刺激为阈刺激.在刺激腓肠肌时，不同的刺激强度会引起肌肉的不同反应，当刺激过小，小于0.06V时，腓肠肌无明显的收缩，当刺激大于0.06V时腓肠肌开始出现收缩曲线，可见，0.06V是腓肠肌的阈值.当刺激为0.08V时腓肠肌收缩达到最大限度，再增加刺激蛙腓肠肌的收缩程度不会增大，此时0.08V为蛙的最适刺激.2、当给予腓肠肌1hz的单个刺激时出现单收缩，如图1.单收缩包括潜伏期、收缩期、舒张期.潜伏期指从刺激开始到收缩开始的一段无明显外部表现的时期.收缩期是从肌肉收缩至达到高峰为止的时期。舒张期指从收缩高峰开始下降至基线的这段长度恢复过程。潜伏期的产生是由于刺激在神经肌肉接头处往下传递时需要经过电-化学-电的转换过程.出现单收缩的过程中，Ca+起着偶联因子作用.肌膜上的动作电位传至T小管，激活T小管上的受体DHPR，引起终池膜上Ca+释放通道开放，Ca+内流进肌浆，引起肌钙蛋白构象改变，肌钙蛋白的构象改变进一步引起原肌球蛋白构象改变，使原肌球蛋白双螺旋结构发生扭转，暴露出肌动蛋白与横桥结合位点，使横桥桥头与肌动蛋白结合，而横桥能分解ATP,获取能量，实现化学能向机械能的转变，完成肌肉的收缩[1].舒张期的出现是Ca+返回终池与局部电位消失引起的.3、随着刺激频率由1hz增加到5hz再到20hz的过程中，出现多个收缩的叠加，后一次刺激处于前一次收缩的舒张期，为不完全强直收缩.后一次刺激处于前一次收缩的收缩期，为完全强直收缩.在前一次刺激中内流进肌浆的Ca+还没开始返回终池或者没完全返回终池的过程中，便受到第二次刺激，使得肌浆中的Ca+维持在一定浓度，横桥的活动持续，后一次刺4激产生的收缩与前一次刺激产生的收缩融合，而产生强直收缩曲线.在这个过程中，随刺激频率的增高，腓肠肌产生的张力增大。肌肉发生单收缩时由于Ca+浓度增高的时间较短，引起肌钙蛋白等蛋白的构象改变的时间较短，而发生强直收缩时，肌细胞连续受到刺激，内流进肌浆的Ca+浓度升高，由于Ca+在一定时间内维持较高浓度，使横桥有较长时间持续活动，收缩张力变大。相关资料显示蛙的腓肠肌细胞不完全强直收缩的频率在5hz到13hz之间，完全强直收缩频率大于13hz.4、腓肠肌的兴奋和收缩是不同生理过程，收缩的时间较长，兴奋及其不应期较长，兴奋不会融合，而收缩会融合.5、同一标本的阈刺激与最适刺激会由于腓肠肌放的时间太久或任氏液添加太少，兴奋活性下降而有所差别。不同的腓肠肌在实验过程中即使是相同参数下测得的收缩曲线有差异，原因可能是添加任氏液的时间间隔不同，腓肠肌的活性有差别.参考文献：[1]王玢，左明雪，人体及动物生理学[J].高等教育出版社，2009,28.[2]张蓬,余跃,王世强，膜耦联的关键分子[J].生理科学进展,2009,40(3):209-213.[3]李东平，韩晖，蛙与蟾蜍骨骼肌单收缩的比较分析[J].凯里学院学报，2009,27（3）65-66.