机能实验设计 -

机能实验设计

（一）课题名称：咖啡因对青蛙骨骼肌收缩的影响 （二）选题目的和意义 1、实验目的

本实验的目的为探究咖啡因任氏液对青蛙骨骼肌收缩的影响。 2、临床应用

咖啡碱是茶叶、咖啡豆、可可、可拉果等植物中的主要生物碱，化学名为1，3，7－三甲基黄嘌呤，分子式为C8H10O2N4。咖啡碱是重要的医药原料，对人体机体的作用非常复杂。咖啡碱能刺激神经系统，提高大脑记忆和识别能力，促进胰岛素分泌和降低Ⅱ型糖尿病风险，能刺激呼吸系统，可用于治疗早产婴儿呼吸暂停，具有抗癌效果，同时也会引起高血压和心率不齐导致钙流失和骨质疏松以及流产［1］等不良反应 3、研究意义

李淑翠等［2］报道咖啡因能提高小鼠运动耐力，使运动后小鼠肝糖原储备增加，血乳酸和血尿素氮水平降低，并抑制运动引起的脂质过氧化反应，表明咖啡因具有抗运动性疲劳作用；而运动依靠骨骼肌的收缩，肌肉收缩乏力时表现出运动疲劳。本次实验拟观察咖啡碱处理后，蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本在不同的刺激形式下，对肌肉收缩性的影响，进一步深入探讨咖啡因在缓解运动疲劳，提高运动耐受力作用的具体机制。 （三）实验动物

青蛙 （四）实验材料

1、器械：手术器械一套（包括普通剪刀、小手术剪刀、镊子、铁支架、双凹活动架、探针、玻璃分针、蛙板、玻片、固定针等） 2、仪器：生物机能实验系统、张力换能器、刺激电极、肌动器等 3、药品：任氏液、咖啡因原液1支，100μg/ml咖啡因任氏液、1000μg/ml咖啡因任氏液。

4、其他：烧杯、棉线、纱布、培养皿、吸管等。 （五）实验步骤与方法

1、手术操作：制备青蛙坐骨神经腓肠肌标本。

2、试剂配制：制备1000μg/ml咖啡因任氏液（取1ml咖啡因原液加入任氏液中搅拌均匀至100ml）；制备100μg/ml咖啡因任氏液（从1000μg/ml 咖啡任氏液中取1ml加入任氏液中搅拌均匀至100ml）。 3、实验准备：制备标本，先在任氏液中浸泡10分钟，然后再将实验组的标本分别在1000μg/ml咖啡因任氏液与100μg/ml咖啡因任氏液中浸泡10分钟；对照组浸泡在任氏液中10分钟，进行两组对照实验。

4、仪器装置：准备好生物机能实验系统及张力换能器。

5、观察与记录：观察青蛙坐骨神经腓肠肌标本在不同浸泡环境下，其收缩性的影响，记录并对比阈刺激与最大刺激收缩曲线的幅度的百分比。

（1）给肌肉的负荷增加2g后（方法：先将标本悬空，看基线的位置，

然后将标本悬挂后将基线提高到2g的高度），测量肌肉收缩的阈刺激与最大刺激收缩曲线的收缩幅度，并计算它们增加的比例（计算方法见后）。

（2）再给肌肉不完全强直收缩（参数：刺激强度：1V，频率：30Hz，串刺激数量：10个），重复3次后，再次测量阈刺激与最大刺激收缩曲线收缩的幅度，并计算它们增加的比例（计算方法见后）。 （六）【计算公式】以任氏液中标本的收缩幅度为1

阈刺激收缩的百分比=（咖啡因任氏液中阈刺激收缩幅度—任氏液中阈刺激收缩幅度）/任氏液中阈刺激收缩幅度×100%

最大刺激收缩的百分比=（咖啡因任氏液中最大刺激收缩幅度—任氏液中最大刺激收缩幅度）/任氏液中最大刺激收缩幅度×100% （七）实验记录

实验记录列表如下：

腓肠肌1

阈刺激 收缩

最大刺 激收缩

用药 前的1min 反应 2min 用药5min

腓肠肌2 阈刺激最大刺 收缩

激收缩

后反10min 应 15min

20min 25min 30min

（八）实验结果的初步探究

咖啡因咖啡因属于黄嘌吟这类化学物质。腺甘酸是脑中自然产生一种黄嘌吟，成为某些突触上的神经传递质。小剂量咖啡能使平滑肌松弛，且可增强身体敏捷度，咖啡因也有助于在运动时，使运动阀值隆低，增加身体的敏捷度，使运动员缔造较好的成绩。咖啡因也会在体内其他部位促成心跳加速，血管收缩，扩大通道，改进呼吸，并使一些肌肉更容易收缩。 （九）参考文献

［1］ 吴命燕．咖啡碱的生理功能及其作用机制［J］．茶叶科学，2010，30(4) : 235-242．

［2］李淑翠．咖啡因抗运动性疲劳作用的实验研究［J］． 中国食品添加剂，2013 ( 3) : 120-124

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