骨骼肌兴奋时的电活动与收缩的关系

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模拟实验2 骨骼肌兴奋时的电活动与收缩的关系

【目的】

通过同步记录神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩曲线，学习多信号记录技术。观察分析 神经－肌接头兴奋传递和骨骼肌兴奋的电变化与收缩之间的时间关系及其各自的特点。

【原理】

兴奋的运动神经通过局部电流将神经冲动传导至神经－肌接头，使接头前膜释放神经递质乙酰胆碱（Ace tylcholine，ACh），ACh与接头后膜M受体结合使后膜去极化，后膜去极化至阈电位水平便爆发动作电位，进而引起肌肉的收缩。上述过程中，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，动作电位可沿肌膜迅速传播，并经由横管膜进入肌细胞内到达三联体部位。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肌浆到达肌丝区域，使Ca2+ 与细肌丝的肌钙蛋白结合，引发肌丝滑行过程，结果是肌细胞的收缩。甘油可选择性地破坏肌细胞的横管系统，肌细胞膜可产生电兴奋，但肌细胞不收缩。 　

【预习要求】

1．仪器 设备知识 参见第二章第三节 RM6240微机生物信号采集处理系统（或第四节PcLab和MedLab微机生物信号采集处理系统）。

2．实验理论 实验动物知识参见第三章第一节 生理科学实验常用实验动物的种类，第四章第一节 动物实验的基本操作；统计学知识参见第五章第四节 常用统计指标和方法；生理学教材中兴奋性、兴奋的概念，神经肌接头化学传递的机制，骨骼肌的收缩原理和肌肉收缩的外部表现和力学分析。检索全文数据库中的相关研究论文，检索方法参见第五章第五节。

3．预绘制实验原始数据记录表格和统计表格。

4．预测结果 预测刺激波间隔逐渐减小时神经干动作电位、肌膜动作电位及骨骼肌收缩张力变化。 　

【材料】

蟾蜍；任氏液，30%甘油高渗任氏液，腓肠肌固定屏蔽盒，微调固定器，针形引导电极，张力换能器和生物信号采集处理系统等。 　

【方法】

1．制备蟾蜍离体坐骨神经腓肠肌标本（标本两端均扎线），浸入任氏液备用（制备方法见实验1）。

2．系统连接和仪器参数设置

（1）张力换能器输入RM6240系统第1通道，肌膜动作电位引导电极信号输入第2通道，神经干动作电位引导电极信号输入第3通道（PcLab和MedLab系统分别为第1、2、4通道）。

（2）启动生物信号采集处理系统，仪器参数设置：

①RM6240系统：点击“实验”菜单，选择“自定义实验项目”菜单的“神经肌膜AP与肌肉收缩”项目。参数见下表：

通道信号名称时间常数滤波频率灵敏度采样频率扫描速度1肌肉收缩张力直流30~100Hz30g20kHz

40ms/div

　

2肌膜动作电位0.02s1kHz5mV3神经干动作电位0.02s1kHz5mV刺激模式

刺激幅度

刺激波宽波间隔刺激时间重复双刺激、定时刺激

最大刺激

0.1ms

0.1 ms0.1～0.3s1