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细胞外Ca2+浓度对坐骨神经——腓肠肌收缩的影响
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【摘要】： 目的  本实验探讨了不同浓度Ca2+对坐骨神经-腓肠肌收缩的影响，同时进一步探讨了钙离子对坐骨神经-腓肠肌收缩的影响是否具有持久性  方法  把剥离的坐骨神经——腓肠肌标本分别用任氏液0g/L、0.12g /L（对照浓度）、1.2g /L、12g /L的任氏液浸润, 测定不同Ca2+浓度下肌肉收缩的阈刺激强度和最适刺激强度等生理指标。测定后将标本返回标准任氏液后5min，再进行各项参数的测定。结果   低于标准浓度的Ca2+可以使标本兴奋性升高，阈值降低，最适刺激强度降低,最适刺激强度下的收缩幅度升高。高于标准浓度的Ca2+可以使标本兴奋性降低，阈值升高，最适刺激强度升高,最适刺激强度下的收缩幅度降低。结论 
【关键词】：Ca2+ 蟾蜍 离体坐骨神经——腓肠肌

前言
Ca2+是人体必需的常量元素，也是构成人体骨骼的最基本原料。体液含钙量少，但起的作用却很大。改的其中一个作用就是抑制神经肌肉的过度兴奋性。血钙浓度降低到7mg/100mL血以下时，神经骨骼肌兴奋性增加，可以出现手足惊厥。
Ca2+是兴奋——收缩的藕联因子,其作用是正性的。但这是指在兴奋发生之后;对于因快钠通道开放引起的钠离子内流而产生去极化为主的快反应细胞来说,钙离子由于“膜屏障作用”(即对钠离子内流产生竞争性抑制)的存在,细胞外高钙使钠离子内流受到抑制,细胞兴奋性有所下降。所以,认为钙离子是细胞兴奋抑制离子。当细胞外低钙时,钙离子的“膜屏障作用”减弱,细胞兴奋性增高。

1 材料与方法
1.1材料
1.1.1实验动物
三只体型大小相似的蟾蜍
1.1.2实验器材
常用手术器械，RM6240生理信号记录仪，张力传感器，硅板，培养皿，纱布，小烧杯，胶头滴管，移液管，粗棉线，任氏液配方等。
1.1.3实验试剂
      不同Ca2+浓度任氏液
1.2方法
1.2.1任氏液浓度的配制
把Ca2+加入到标准任氏液中配置成Ca2+浓度为0 g/L、1.2 g/L、12 g/L 的Ca2+——任氏液。
1.2.2制备蟾蜍坐骨神经——腓肠肌标本
按常规方法用生长状况良好的成体蟾蛛制备坐骨神经排肠肌标本, 并在肌肉端和神经端分别结扎一根棉线备用, 在任氏液中稳定5min。每组均用标准任氏液作为对照后再分别浸泡到Ca2+浓度为0 g/L、1.2 g/L、12 g/L任氏液溶液浸润5min。
1.2.3仪器连接
将坐 骨神经膝肠肌标本的股骨插入神经屏蔽盒的股骨孔中, 用螺丝固定紧, 坐骨神经搭在刺激电极上, 上面覆盖浸有石蜡的脱脂棉, 防止神经干燥另一端排肠肌的棉线连张力换能器, 张力换能器固定在万能支架上, 以保证与其连接的棉线的张力基本一致。任氏液使用滴管滴加使腓肠肌始终保持湿润。刺激由RM6240生理信号记录仪系统输出, 张力换能器的信号输入RM6240生理信号记录仪，启动RM6240生理信号记录仪。
1.2.4刺激参数的设置
      阈强度的测定：起始刺激：0.05V； 增量：0.02V； 刺激时间间隔：20mS;  组间延时：4S;  波宽：1mS
      最适刺激强度的测定：起始刺激：阈强度；增量：0.02V； 刺激时间间隔：20mS;  组间延时：4S;  波宽：1mS
1.2.5记录阈强度和最适刺激强度
     由RM6240生理信号记录仪自动输出刺激, 记录记录阈强度和最适刺激强度。用滴管在所测标本上连续滴加标准任氏液5min，随后再进行阈强度和最适刺激强度的测定。

2 结果
  各标本经各浓度Ca2+任氏液处理前后的刺激强度与肌肉收缩关系见图：

项目：胞外钙离子对坐骨神经-腓肠肌收缩的影响
刺激阈值/V
最适刺激强度/V

氯化钙任氏液浓度（g/L）
标本
对照1
实验1
实验2
对照
实验1
实验2
0
1
0.220
0.200
0.210
0.340
0.300
0.330
1.2
2
0.070
0.080
0.115
0.115
0.120
—
12
3
0.100
0.210
0.245
0.145
0.315
0.310
 *注释：对照组1为标准任氏液Ca2+浓度下测定标本的实验数据；
实验1为不同Ca2+浓度下测定标本的实验数据；
实验2为检测钙离子持久性作用测定的实验数据；

实验结果与预期结果基本一致。即低于标准任氏液Ca2+浓度条件下（0g/L），标本的刺激阈值降低，最适刺激强度降低；在Ca2+浓度为标准任氏液10倍条件下，刺激阈值升高，最适刺激强度升高,但升高的幅度不大; 在Ca2+浓度为标准任氏液100倍条件下, 刺激阈值和最适刺激强度均大大升高。
从实验2的数据分析,不能得出Ca2+的作用是否具有持久性。
综上所述, 低于标准浓度的Ca2+可以使标本兴奋性升高，阈值降低，最适刺激强度降低,。高于标准浓度的Ca2+可以使标本兴奋性降低，阈值升高，最适刺激强度升高,且在一定范围内随着Ca2+浓度的升高, 刺激阈值和最适刺激强度均升高。

3.讨论与分析

钙离子是细胞兴奋抑制离子。当细胞外低钙时,钙离子的“膜屏障作用”减弱,细胞兴奋性增高，导致标本的刺激阈值和最适刺激强度降低。
低钙时,一方面钙离子的“膜屏障作用”减弱,细胞兴奋性增高,骨骼肌细胞容易兴奋。但另一方面,肌浆内的钙离子,并没有因为细胞外低钙而减少。因为骨骼肌细胞有丰富的肌浆网,肌浆网内贮存有足够的钙离子,骨骼肌细胞兴奋使其肌浆网钙离子释放,可以迅速提高肌细胞浆内钙离子浓度当肌细胞浆内钙离子浓度达到10-5mol/L(为静息状态时的100倍),引发兴奋-收缩藕联,故此环节未受影响。所以,低钙时,一方面因膜屏障作用减弱而使细胞兴奋性增高,而另一方面,兴奋-收缩藕联未受影响,所以表现为肌肉抽搐。
高钙时，由于钙离子的“膜屏障作用”增强使细胞兴奋性降低，导致标本的刺激阈值和最适刺激强度上升。
骨骼肌有丰富的肌浆网,肌浆网内贮存有足够的钙离子,兴奋———收缩藕联过程一般不受细胞外钙浓度的影响,这是骨骼肌和心肌显著不同的地方。心肌耗氧量大,线粒体发达,肌浆网不发达,肌浆网内贮存的钙离子比较少,因而对细胞外的钙离子有明显的依赖性。
在做实验2（检测钙离子持久性作用）时，受到较多因素的影响而未能达到实验目的。主要影响因素有：①由于测试时间过长，肌肉易产生疲劳，造成实验结果的不确定性。
②采用的是滴加溶液的方法，未能完全清除原先滴加的浓度的影响。
    本实验探讨了不同浓度Ca2+对坐骨神经-腓肠肌收缩的影响，所用Ca2+浓度梯度较大，组数较少，又由于实验条件和时间有限未能做平行实验，使所得结论局限在一定范围内。要想得到进一步的结论，需做进一步探究。