咖啡因对青蛙骨骼肌收缩的影响【立项依据及实验目的】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］等不良反应翟心慧等［2］在实验中观察到一定浓度的咖啡碱引起蟾蜍坐骨神经干动作电位幅度明显升高，且动作电位传导速度有加快趋势，提示其能提高骨骼肌的收缩力和兴奋性。李淑翠等［3］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，
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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。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。【实验对象】：青蛙【实验器材和药品】：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。【实验步骤和观察指标】：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
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：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）。【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%【注意事项】：1、同坐骨神经腓肠肌标本制备注意事项。2、每次刺激后必须让标本有一定的休息时间，并给标本滴加任氏液或咖啡因任氏液。3、注意应将坐骨神经与刺激电极紧密接触。【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］翟心慧．咖啡碱对蟾蜍坐骨神经干动作电位和立体心脏活动的影响［J］．中国应用生理学杂志，2008，24(4):397-398［3］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(2011级影像赵瑞丹，莫海笛，钟孝基；高凌峰、张彩彩修改)
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