人体及动物生理学实验报告二.doc

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：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，从任意阈上水平参数开始刺激产生方波，然后，重复实验次，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：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，当升高到静息期的倍时，可使肌纤维产生一个最大的收缩力；在收缩期，首先是ATP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：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