负荷与骨骼肌收缩的关系实验

肌肉收缩效能（performance of contraction）表现为收缩时产生的张力（force）和／或缩短程度（shortening），以及产生张力或缩短的速度（velocity）。如果收缩时肌肉的长度保持不变而只有张力的增加，则这种收缩的形式称为等长收缩（isometric contraction）；收缩时只发生肌肉缩短而张力保持不变，称为等张收缩（isotonic contraction）。

肌肉收缩前所承受的负荷叫前负荷（preload），它使肌肉具有一定的初长度。肌肉收缩时所遇到的阻力称后负荷（afterload），它使肌肉收缩时产生相应的张力。在一定范围内，肌肉收缩可随前负荷的增加而加强。前负荷过大，则导致肌肉收缩力的减弱；后负荷越大，肌肉收缩时产生的张力越大，开始缩短的时间越迟，缩短的速度越慢，缩短的幅度越小。当负荷达一定值时，可导致肌肉收缩只产生张力，而长度保持不变（等长收缩）。

任氏液 BL-420生物信号采集处理系统 蛙类手术器械 肌槽 张力换能器 铁柱架 双凹夹 可悬挂的小砝码 圆规 直尺

一、 制备蛙坐骨神经腓肠肌标本

二、 固定标本于肌槽

三、 实验观察项目

1. 后负荷不变，改变前负荷对骨骼肌收缩的影响。

（1） 启动生物信号采集处理系统，进入实验状态。

（2） 先将肌槽水平杠杆下边的螺丝旋上，由于杠杆受螺丝的顶托，故肌肉在收缩前的长度保持不变，然后在水平杠杆上适当位置（距支点1cm）处悬挂100g砝码，采用单个最大刺激强度刺激坐骨神经，记录腓肠肌收缩曲线，此时肌肉收缩的前负荷为0g，后负荷为100g。

（3） 将肌槽水平杠杆下边的螺丝下旋，使其离开杠杆，在水平杠杆上相同适当位置处悬挂10g砝码（即前负荷）。然后，将螺丝上旋至刚好顶着杠杆为止，再在10g砝码上加90g砝码，用单个最大刺激强度刺激坐骨神经，记录腓肠肌收缩曲线，此时肌肉收缩的后负荷仍为100g。

（4） 按上述方法改变肌肉的前负荷（初长度）为20g、30g、40g、50g、60g、70g、80g、90g、100g，后负荷均为100g，记录肌肉的收缩曲线。

（5） 计算骨骼肌在不同前负荷下的机械功，并填入下表，绘制肌肉前负荷与肌肉做功关系曲线。在杠杆的砝码连接处测量使杠杆上移1cm，记录的曲线高度H'，以此作为一个校正值。肌肉做功=所加负荷重量（W）×负荷移动（即提高）的距离（h）。h可用收缩曲线高度H除以H'（负荷移动1cm时曲线的高度）算出。即肌肉做功（g·cm）=所加负荷重量（W）×（H／H'）。

2. 前负荷不变，改变后负荷对骨骼肌收缩的影响。

（1） 用单个最大刺激强度刺激坐骨神经，记录腓肠肌的收缩曲线。此时肌肉收缩的前、后负荷均为0。

（2） 在肌槽水平杠杆适当位置处悬挂10g砝码，并将其下边的螺丝下旋，使其离开杠杆，使肌肉被拉长，以后始终保持这一初长度。用单个最大刺激强度刺激坐骨神经，记录腓肠肌收缩曲线，此时肌肉收缩的前负荷为10g，后负荷也为10g。

（3） 将螺丝上旋，使其刚刚托住杠杆以保持肌肉的初长度不变，然后在原来10g负荷上再加10g，刺激坐骨神经，记录肌肉收缩曲线，这时收缩的前负荷仍为10g，后负荷则增加为20g。

（4） 按上述方法不改变肌肉的前负荷（初长度）重量，而后负荷逐渐增加为30g、40g、50g、60g、70g、80g、90g、100g，记录肌肉的收缩曲线。

（5） 计算骨骼肌在不同后负荷下的机械功，并填入下表，绘制肌肉后负荷与肌肉做功关系曲线。

1. 腓肠肌肌腱上的线一定要扎紧扎牢，以防止因负荷过大而滑脱。

2. 采用单个最大刺激，在同一组实验中不得随意更动其他刺激参数。

3. 更改负荷进行刺激前，应使肌肉充分松弛并休息1～2min，同时用任氏液冲洗肌肉，以防标本干燥。