温度对牛蛙腓肠肌收缩性的影响
福建畜牧兽医第30卷第6期2008年7
温度对牛蛙腓肠肌收缩性的影响
陈彤黄仁美
(1.福建龙岩学院生命科学学院龙岩364002;2.厦门市集美区农业局361021)
摘要采用LMS一2B型二道生理纪录仪,分别记录分析浸于不同温度(20oC,25oC,30?)任氏
液中的牛蛙腓肠肌接受连续电
刺激时的单收缩曲线.观察不同温度对接受连续刺激的腓肠肌收缩能力的影响.温度为
20?,25?,30.C时对牛蛙腓肠肌最大
收缩力的影响差异不显着(尸>O.05),而对疲劳时间Tn的影响差异显着(P<0.05).温度
在20—30~C之间变化时,对腓肠肌收缩性
能的影响主要是影响其疲劳时间Tn.
关键词温度;腓肠肌;最大收缩力;疲劳时间
文献标识码:A文章编号:1003—4331(2008)06—0007—03
EffectsofTemperatureonContractibilityofBullfrog?SGastrocnemius
„
ChenTongHuangRenmei
(1.CollegeofLifeSciences,LongyanUniversity,Longyan364000;2.AgriculturalBureauofJimeiDistr
ict,Xiamen361021)
AbstractToobservetheeffectsofdifferenttemperaturesoncontractibilityofbullfrog?Sgastrocnemiust
hatiscontinuouslystimulat-
ed.Thesin~econtractioncurvesofbullfrog?SgastrocnemiusstimulatedcontinuouslyinRingersolutionsofdifferenttemperatureshave
beenrecordedandanalyzedrespectivelywithLMS-2BModeltwochannelphysiologyrecordapparatus
.Whenthetemperatureis20?,
25oc,and30oC,theirsinfluencesOffm~imumcontractilityofBullfrog?Sgastrocnemiushavenoobvio
usdifferences(P>O.05),while
influencesonfatiguetimehaveobviousdifferences(P<0.05).whenthetemperaturechangesbetween
20~30~C,theinfluenceson
gastroenemius?contractilityismainlyaffectitsfatiguetime.
Keywordstemperaturegastroenemiusmaximumcontractilityfatiguetime
影响肌肉收缩能力的因素是多方面的,如温度,
Ca,pH,ATP等都能影响骨骼肌收缩.赵敬国等
作者简介:陈彤(1970一),女,福建龙岩人,讲师,主要研究方
向:动物生理.
研究阐述了在不同温度下,蟾蜍腓肠肌收缩能力的
变化规律,提出蟾蜍腓肠肌最适温度是20~25?.
对于温度变化主要是影响腓肠肌的收缩力还是疲劳
时间Tn(疲劳时间:连续直接刺激腓肠肌,当腓肠肌
的收缩幅度下降至最大收缩幅度的50%时所需的
4讨论
1)叶下珠同种方法提取物在不同体系中的抗氧
化效果不完全相同,不同方法的提取物在同一体系
中的抗氧化效果也存在差异.
2)转氨酶活性是肝细胞损伤的敏感指标,肝细
胞损伤时,其细胞膜通透性发生改变,转氨酶从肝细
胞内泄漏到培养基中,其活性的高低与肝实质细胞
受损的程度一致.试验结果显示:叶下珠对体外罗非
鱼肝细胞具有保护作用.
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,j1J1J,J,J
56789
r【【?【【r【
8福建畜牧兽医第3O卷第6期2008年
时间),目前尚未见报道.为探讨温度变化对骨骼肌
收缩性能(最大收缩力和疲劳时间)的影响,试验采
用牛蛙的离体腓肠肌为研究材料,观察不同温度
(20?,25?,30?)的任氏液对腓肠肌收缩性能的
影响状况.
1材料与方法
1.1试验材料和主要仪器
1.1.1试验材料牛蛙;任氏液(氯化钠6.50g,
氯化钾0.14g,氯化钙0.12g,碳酸氢钠0.20g,磷酸
二氢钠0.01g,葡萄糖2.00g).
1.1.3主要仪器LMS一2B二道生理记录仪(成都
仪器厂);BD—III一004双脉冲刺激器(北京大学仪器
厂);R.IE一2型张力换能器(张家港市生物医学仪器
厂);水浴锅(上海一叵科技有限公司).
1.2试验方法
1.2.1试验准备
1.2.1.1蛙坐骨神经一腓肠肌标本制备参考解景
田等主编的《生理学实验》方法,剥制蛙坐骨神
经一腓肠肌标本制备.标本应包括:坐骨神经,腓肠
肌,股骨头和一段脊柱骨阴部分.
1.2.】.2确定腓肠肌的刺激次数在试验中发现:
腓肠肌若刺激次数过多,其活性会大幅度降低,出现
收缩力下降(即波幅减小)和疲劳时间缩短现
象,直接影响试验数据的准确性.因此,必需确定腓
肠肌活性未出现明显变化的最多刺激次数,减小试
验误差,具体方法是:电流直接刺激腓肠肌,利用二
道生理记录仪和秒表记录腓肠肌最大收缩波幅(即
最大收缩力)的高度及收缩波幅下降50%的疲劳时
问T,此即第一次刺激腓肠肌的收缩强度及T..将
其浸入任氏液15min后,严格按原来的连接装置固
定标本,再用同等的刺激强度进行刺激,记录第二次
刺激腓肠肌时的最大收缩波幅和波幅降至50%的
疲劳时间To.反复上述步骤,记录5次刺激腓肠肌
时的最大收缩波幅和波幅降至50%的时间Tn.
从图1中可看出,同一条腓肠肌在第5次刺激
,,
4
点3
.
嘣
O
—
._-重复l
12345
刺激次数
图13条腓肠肌在同等刺激条件下的最大波幅
之前其最大收缩波幅变化不明显,而在第5次刺
激时其最大收缩波幅明显降低,为了研究第l,第
4次的刺激对骨骼肌收缩力的影响程度,对第1,
第4次刺激的最大波幅进行方差分析,发现第1,
第4次的刺激对骨骼肌收缩力的影响差异不显着
(P>0.05).
从图2中可看到,第1次刺激时腓肠肌的疲劳时
间最长,明显比第2,第4次刺激的疲劳时间
长,而第2,第4次刺激的疲劳时间相近.对第
2,第4次刺激的T?进行方差分析,结果第2,第
4次刺激之问的疲劳时问差异不显着(P>0.05).
1234
刺激次数
图23条腓肠肌在相同刺激条件下的To(min)
在各种试验条件不变的前提下,第2,第4次
的刺激对腓肠肌收缩性(即最大收缩波幅和疲劳时
间To)的影响不显着(P>0.05).因此,在试验时,对
每条腓肠肌都要先刺激一次使其产生疲劳作为预处
理,然后再进行试验,记录这条腓肠肌接受第2,第
4次刺激时腓肠肌的最大收缩波幅和疲劳时间
1.2.2测定腓肠肌在不同温度下的最大收缩波幅和
疲劳时问R将制备好的腓肠肌标本经第1次刺
激发生疲劳后,浸入2O任氏液巾并保持15min
后进行第2次刺激,记录最大收缩波幅及波幅降至
50%的疲劳时间rro;以同样方法依次将腓肠肌浸入
25?,30?任氏液15min后进行第3次和第4次
刺激,分别记录最大收缩波幅及波幅降至50%的疲
劳时间.rn(每次刺激时,标本固定的及各种试
验参数,刺激条件都必须一致).重复以上步骤,分别
得出5条腓肠肌在2O?,25?,3Oc(=时的收缩波幅
及波幅下降50%的疲劳时间T0.
2结果
2.1不同温度下腓肠肌发生疲劳的时间图3的
结果表明,疲劳后的腓肠肌分别浸泡在20oC,25?,
30?的任氏液中15rain后,再次接受连续刺激时,
骨骼肌的疲劳时间有明显的不同(P<0.05),其中,腓
肠肌浸泡在25?的任氏液中15min后,再接受连
续刺激时,疲劳时间最长,即腓肠肌在25cIC最不容
福建畜牧兽医第3O卷第6期2008年9
易发生疲劳.从图3中也可看出,腓肠肌在20c【=时
的疲劳时间比在30?时的长.
1O
量8
S6
萎4
2
O
—
?--2O?
“-?
11--”25?
234
腓肠肌刺激次数
图35条腓肠肌在3种不同温度中的疲劳时间
2.2不同温度下腓肠肌的最大收缩波幅图4结
果表明,疲劳后的腓肠肌分别浸泡在20?,25?,
30cI=的任氏液中15min后,再次接受连续刺激时,
腓肠肌的收缩强度(即最大收缩波幅)没有发生显着
的变化(P>0.05),但在30?的任氏液中,腓肠肌的
收缩强度有所下降.
3讨论
3.1温度变化对肌肉收缩力的影响肌肉收缩的
机制目前仍以肌丝滑行理论来解释[3]:肌肉外在收
缩的产生,是由钙离子触发的横桥循环放能摆动引
起的.横桥放能摆动是指横桥中的肌球蛋白ATP酶
被激活,分解横桥中的ATP,放出能量,引起横桥向
粗丝的中心方向摆动,牵引细丝向肌节中央滑行.
当横桥中的ATP被分解,马上有新的ATP与横桥结
合,并通过内源性放能使横桥从倾斜位回到正常位,
又引起下一次新的摆动.因此,为保证横桥持续摆
动,必须保证ATP的不断再合成.ATP合成是一系
列酶促反应的结果,温度变化主要是通过影响各种
酶的活性,继而影响肌丝滑行时ATP的供应,同时
温度的变化也改变了肌球蛋白ATP酶的活性.因
此,温度变化会改变肌肉的收缩力.从试验结果图4
中可看出,温度在20~25oC时,肌肉的收缩力没有
太大变化(曲线有交叉),在30cC时,肌肉的收缩力
蚤
3.
落
234
腓肠肌刺激次数
图45条腓肠肌在3种不同温度中的最大收缩波幅
有所下降,但下降不显着(P>0.05).
3.2温度变化对疲劳时间的影响赵敬同等的试
验结果显示[I]:肌肉随收缩时间的延长,舒张速率/
收缩速率逐渐降低,说明肌肉疲劳时收缩能力下降
的主要特征是肌肉舒张能力的降低.肌肉舒张是由
于肌浆网膜上的钙泵将Ca主动泵回肌浆网,使肌
浆中的Ca浓度下降,重新形成肌肉收缩的抑制因
素,使横桥与肌动蛋白分离,粗,细肌丝回到它们原
来的状态,引起肌肉舒张.钙泵是一种Ca一Mg依
赖式ATP酶,它能分解ATP并释放能量,借以进行
Ca的逆浓度梯度转运.温度过低或过高都会降低
ATP的供应,还降低了钙泵的活性,导致钙离子代谢
异常,影响肌肉的舒张,因此,疲劳时间缩短.试验结
果图3显示:腓肠肌在25cI=时的疲劳时间最长,说
明牛蛙离体腓肠肌在25c【=时连续收缩最不易发生
疲劳,其次是在20?时,最短的是在30?时,且差
异显着(P<0.05).
3.3肌肉运动的最适温度若要使肌肉的收缩能
力处于最佳水平,应使肌肉处于最理想的温度范围
内,温度过低或过高都会降低酶的活性,很快造成肌
肉的疲劳,影响肌肉的收缩能力.赵敬国…等在温
度对蟾蜍腓肠肌收缩能力的影响研究显示:蟾蜍腓
肠肌的收缩能力在20~25?时达到最高峰,以后随
温度继续升高,收缩能力迅速下降.试验结果显示,
牛蛙腓肠肌收缩性能最佳的温度是25?,与赵敬国
等的研究相符.也已有文献显示[4]人体运动时肌肉
的最适温度为38?.运动时肌肉温度会逐渐升高.
随着运动强度的增强和运动时间的延长,肌肉温度
过高,而温度过高是导致肌肉疲劳的重要原因.
4结论
温度在20~30?变化时,对牛蛙离体腓肠肌的
影响主要是通过影响腓肠肌舒张期,使其疲劳时间
发生明显变化,在25?时的疲劳时间最长,即离体
腓肠肌在25?时最不易发生疲劳.对腓肠肌最大收
缩力的影响不显着.因此,在生理学实验中,可通过
把任氏液的温度控制在25?来提高实验质量.
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