骨骼肌兴奋时电活动与收缩的关系在ZL-620医学信号采集处理系统的应用

骨骼肌兴奋时电活动与收缩的关系在ZL-620医学信号采集处理系统的应用

【骨骼肌兴奋时电活动与收缩的关系在ZL-620医学信号采集处理系统的应用实验目的】

      学习骨骼肌动作电位与机械收缩同步记录方法，观察分析骨骼肌兴奋的电变化与收缩之间的时间关系及各自的特点。

【骨骼肌兴奋时电活动与收缩的关系在ZL-620医学信号采集处理系统的应用实验原理】

在骨骼肌的兴奋-收缩耦联过程中，骨骼肌兴奋的电变化（动作电位）与收缩（长度与张力变化）是两种不同性质的生理过程，但又密切相关。当肌膜产生动作电位后，根据局部电流原理，动作电位可治肌膜迅速传播，并经由横管膜进入肌细胞内到达三联体。动作电位形成的刺激使终池膜上的钙通道开放，贮存在终池内的Ca2+顺浓度差以易化扩散的方式经钙通道进入胞质到达肌丝区域，使Ca2+与细肌丝肌钙蛋白结合，引发肌丝滑行过程，结果使肌细胞收缩。为验证它们之间的关系，必须同步记录这两种生理过程。本实验用张力换能器把蟾蜍腓肠肌的机械收缩转化为电能，使之也以电变化的波形曲线显示，这样就能把肌肉兴奋时的电变化与收缩的机械变化同时引入ZL-620生物信号采集处理系统，以观察分析它们之间的特点。

【骨骼肌兴奋时电活动与收缩的关系在ZL-620医学信号采集处理系统的应用实验对象】

蟾蜍。

【骨骼肌兴奋时电活动与收缩的关系在ZL-620医学信号采集处理系统的应用实验器材】

蛙类解剖手术器材、蛙钉、林格液、腓肠肌固定屏蔽盒、微调固定器、棉花、甘油、张力换能器和ZL-620生物信号采集处理系统等。

【方法和步骤】

1.    制备蟾蜍离体坐骨神经腓肠肌标本（标本两端均扎线），浸入林格液备用（制备方法见“实验一”）。

2.                  实验装置

（1）将离体坐骨神经腓肠肌标本固定在屏蔽盒中。

（2）腓肠肌的跟腱结扎经固定在张力换能器上。

（3）坐骨神经放在刺激电极上，保持神经与刺激电极接触良好。

（4）棉花引导电极旋转在腓肠肌上，接触良好。

（5）启动ZL-620生物信号采集处理系统，点击ZL-620菜单“实验/常用生理学实验”，选择“骨骼肌兴奋时的电活动与收缩的关系”，设置放大器、采样和刺激器参数（表2-3-1）。刺激模式也可采用单刺激、串刺激。

表2-3-1 ZL-620放大器、采样和刺激器参数表

3.    实验观察

（1） 观察腓肠肌的单收缩：用1~2s的主周期刺激坐骨神经，观察腓肠肌的单收缩曲线、动作电位波形和刺激标记以及三者之间的时间关系，计算从动作电位起点到肌肉收缩起点的时差（图2-3-1）。

图2-3-1  骨骼肌兴奋时的电活动与收缩的关系

（2） 观察腓肠肌强直收缩：可逐步改变串刺激的刺激频率，观察腓肠肌强直收缩时肌肉收缩曲线、动作电位波形的变化。

（3） 观察兴奋-收缩去耦联现象：用1~2s的主周期刺激坐骨神经，观察腓肠肌的单收缩曲线和动作电位波形，稳定后，用浸泡甘油的棉花盖于腓肠肌上，每隔30s刺激坐骨神经一次，观察多少分钟后只出现动作电位，而不出现腓肠肌收缩，为什么？

【实验结果】

将观察到的结果打印输出或描画于报告上。

【思考题】

肌肉发生强直收缩时，动作电位是否发生融合？为什么？

你能否设计一种实验方法以证明肌肉兴奋时电变化触发了机械收缩？