骨骼肌收缩实验（1）肌肉标本收缩的描记及单收缩的分析刺激的强度对骨骼肌收缩的影响实验的背景知识与实验原理骨骼肌受到一次短促的阈上刺激时，先是产生一次动作电位，紧接着出现一次机械收缩，称为单收缩。收缩的全过程可分为潜伏期、收缩期和舒张期。在一次单收缩中，肌峰电位的时程（相当于绝对不应期）仅1～2毫秒，而收缩过程可达几十甚至上百毫秒（蛙的腓肠肌可达100毫秒以上）。2.张力换能器换能器是一种能将机械能、化学能、光能等非电量形式的能量转换为电能的器件或装置，并线性相关。利用理化性质和理化效应制成的换能器种类繁多，原理各异。张力换能器是一种能把非电量的生理参数如力、位移等转换为电阻变化的间接型传感器，属于电阻应变式传感器。通常由弹性元件、电阻应变片和其他附件组成。弹性元件采用金属弹性悬梁，可根据机械力的大小选用不同厚度的弹性金属。弹性悬梁的厚度不同，张力换能器的量程亦不同。两组应变片R1、R4及R2、R3分别贴于梁的两面。两组应变片中间接一只调零电位器，并用5～6V直流电源供电，组成差动式的惠斯登桥式电路（非平衡式电桥），如图所示。惠斯登桥式电路实验时，根据测量方向将换能器用“双凹夹”固定在合适的支架上。但由于双凹夹在支架上移位不方便，很难在小范围内做出精细的移位；移位不当，可能引起标本的损伤和换能器的损坏。测量的方向，即力与位移的方向，要与张力换能器弹性悬梁的前端上下移动的方向保持一致（即与横梁成90度）。使能量转换和线性关系良好，符合张力换能器设计与使用上的要求。张力换能器在使用中要注意：（1）记录肌肉收缩类实验指标时，张力换能器金属弹性悬梁外露的前端向下移位（下拉），收缩曲线为正立的，即肌收缩时，基线上移，舒张时下移，较为符合一般描记观察的习惯。一般张力换能器的调零电位器设计为暗调节，为了方便使用，其暗调节孔朝上，故张力换能器有暗调节孔的一面为上。3.影响骨骼肌收缩效能的因素肌细胞最本质的功能是将化学能转变为机械功，产生张力和缩短。肌肉收缩效能（performancecontraction）表现为收缩时产生的张力和/或缩短程度（shortening），以及产生张力或缩短的速度（velocity）。横纹肌的收缩效能由收缩前或收缩时承受的负荷、自身的收缩能力和总和效应等因素决定的。通过收缩的总和，骨骼肌可快速调节其收缩强度，而心肌则不会发生总和。由于在体的骨骼肌的收缩是受神经控制的，故收缩的总和是在中枢神经系统的调节下完成的。它有两种形式，即运动单位数量的总和与频率效应的总和。实验操作一、剥制坐骨神经-腓肠肌标本二、连接装置和仪器设备换能器正面（贴标签面或有平衡暗调节孔的一面）向上。一维微调器，可将夹持的换能器上下轻微移位。2.刺激强度与反应的关系极慢扫描速度下，大致相等时间间隔后，给以强度逐渐增加的单刺激（实验模式中的“强度递增刺激”）。直到确定出最适刺激强度后，停止刺激。每一单刺激的方波，波宽不变，调节其电压幅度来改变刺激的强度。①启动刺激，观察到出现肌肉的最小收缩。测量收缩幅度并记下刺激强度，此时的刺激强度为阈强度。②按相同间隔逐渐增加刺激强度，观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系。③当刺激强度达到某一数值后，肌肉收缩幅度不再随刺激增加而升高。记录此时的收缩曲线和刺激强度。起始刺激强度需要进行调节强度递增刺激（单刺激）方式：仪器系统以程控方式设置的一种刺激方式，可在点击“开始刺激”后，按基本设置参数自动以强度递增方式发出刺激脉冲。即自动的每刺激一次，强度递增一次。刺激前，需确定初始刺激强度、组间延时，以及各组（次）刺激之间的强度增量。参数确定后，用鼠标单击刺激命令，系统即从初始刺激开始，按强度递增方式发出一组组刺激，各组刺激之间的周期由组间延时参数确定。由“默认”改为“偏下”①选定实验项目后，在弹出的刺激器参数设置菜单中，首先将“强度递增刺激”模式改为“单刺激”，刺激波宽设为1ms，并将默认的刺激幅度适当调高。②点“开始采集”快捷键，查看显示屏上是否出现扫描线，进一步“调零”和调节“扫描速度”。③在连线扫描的基础上，点“刺激”键，给予标本单刺激，观察标本有无反应，显示屏上是否有收缩波出现。如果标本没有收缩反应，在确定标本活性正常的情况下，这时应一边增强刺激方波的电压（刺激强度），一边再刺激观察，同时要注意，仪器有无正常的刺激输出，刺激电极是否与标本接触良好。如果有收缩反应，却记录不出收缩波形，则应检查换能器、采集系统、信号输入连线等，并调节仪器灵敏度等参数，直到显示出收缩波形。④在确定仪器、标本、装置等均无问题，能记录到肌收缩波形的前提下，实验条件不变，进一步改变（减小）刺激电压，测出刺激的“阈值”。⑤将刺激参数调回“强度递增单刺激”的模式（组内刺激脉冲数为1），以稍低于“阈值”的刺激电压，作为起始刺