让心脏“领导”肌肉收缩

让心脏“领导”肌肉收缩

有的电鱼产生的生物电很强大，其电压可高达数十伏甚至上百伏。但是，我们人体细胞上的生物电电压都比较小，一般只有数十毫伏，这样微弱的电压单纯依靠我们皮肤的感觉是不能感知到的，所以使得人类数千年来竟对自身带电的现象毫无察觉。

但是，生物电既然是一个客观存在的事实，只要我们通过一定的方法就一定能够测定到或观察出来的。还是让我们来看看科学家们做的一些非常简单而有趣的生物电小实验吧。

全部实验使用非常简单的手术器械，还需要一只青蛙或者是蟾蜍（俗称癞蛤蟆）。把一只活青蛙从它的前肢下方拦腰剪断，将它的下半身皮肤剥掉，再去掉它的内脏，就会看到由脊柱下端的两侧各发出一根比较粗大的神经，这就是坐骨神经。把蛙体的下半身从正中间剪开，小心分离一侧的坐骨神经一直到大腿的膝关节，将其沿途的分支剪断，把膝关节以上的其他组织都去掉，只保留坐骨神经。把小腿背侧的肌肉（在解剖学上叫做腓肠肌）分离出来，然后再从膝关节下方将小腿的其他部分全部剪掉，这样就剥制出了一个“坐骨神经腓肠肌标本”。

坐骨神经腓肠肌标本的制备

取另外一块活性完好的肌肉，在它的某一个部位用小剪刀剪伤一个小口。根据科学家们的测定我们已经知道，细胞的内部液体是带负电荷的，所以，肌肉的伤口处，由于细胞内液外溢出来，当然也是带负电荷的。然后将坐骨神经腓肠肌标本的神经干一点接触肌肉的完好部位，另一点接触肌肉的损伤部位。我们会意外地发现，每进行这样接触一次，标本上的腓肠肌竟然会收缩一次！

这是怎么回事呢？这是由于肌肉的完好部位与损伤部位之间存在着数十毫伏的电位差（科学家们称之为损伤电位），当标本的神经干同时与它们接触时，就对坐骨神经干形成了电刺激，坐骨神经兴奋产生神经冲动到达腓肠肌，于是就引发腓肠肌产生一次收缩活动。

损伤电位和心电引起肌肉收缩

肌肉收缩不但可以由肌肉刺激产生，肌肉收缩还可以由心脏活动刺激产生，让心脏的跳动来“领导”肌肉的活动呢。

在实验室里，我们可以摘取蛙的整个心脏，注意不要伤及心脏本身的任何部位，这样离开身体的心脏还能够自己跳动很长的时间。将心脏置于洁净的玻璃板上。将坐骨神经腓肠肌标本的神经全部搭在跳动着的蛙心脏上，用一根绝缘的小木棒（如小火柴棍）在坐骨神经的中间支撑起来，使坐骨神经有两个点与心脏接触。这样我们也会发现一个奇特的现象，蛙的心脏每跳动一次，腓肠肌也会随着心脏的活动节律收缩一次。心脏竟然也能“领导”肌肉的收缩！

这是由于心肌细胞在每次兴奋时都产生了电活动，这个电活动刺激了坐骨神经，从而引起腓肠肌也随之收缩。

这样的小实验有意思极了！不用复杂的手术器械，不需要多么复杂的解剖学技术，只要细心按照上述方法操作，是非常容易成功的。这些都是神奇的生物电演跳出的“生命舞蹈”。

如果觉得上面的实验还是很复杂不好做，那么，下面这个生物电小实验是再简单不过的了。

从金属废品中选取5～10厘米长的铜金属丝（或者小铜片）和一同等长度的锌金属丝（用废旧电池上的锌皮片也可以），然后将两种金属丝扭在一起，弯成一个镊子形状，这叫做锌铜弓（也叫做锌铜镊子）。在07％氯化钠（食盐）溶液中蘸湿以后，用锌铜弓的两极同时轻轻地接触蛙体上的坐骨神经或坐骨神经腓肠肌标本上的坐骨神经。这也会使你惊喜地发现，每当接触一次时，坐骨神经所支配的肌肉就会产生一次收缩活动。这又是怎么回事呢？

物理学的知识告诉我们，任何的金属在水溶液中都会发生电离，产生带电的离子。但是，不同的金属发生电离的程度和产生的电荷是不相同的。锌铜弓上的锌极和铜极电离出的电荷带电性质当然是不完全一样的，所以使得两个极之间形成了一定的电位差别。既然肌肉和心脏的生物电能够刺激神经兴奋，从而使肌肉产生收缩，锌铜弓上的金属电当然也能刺激神经兴奋，神经产生的神经冲动传到它所支配的肌肉，于是就会引起肌肉产生收缩活动。这些奇妙的生物电多么有趣！青少年朋友们，你们想知道生物电是怎么被发现的吗？