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骨骼肌的收缩过程分为潜伏期、收缩期和舒张期。骨骼肌在电刺激后，从兴奋到引起骨骼肌的收缩，至最终恢复到舒张状态，其间必然发生一系列的形态和功能的变化。骨骼肌肌纤维中，T-管、肌浆网（SR）以及Ca2+在兴奋收缩偶联发生过程中起着非常重要的作用，但是，其作用的机制是什么?也就是说在骨骼肌兴奋收缩偶联发生时，肌浆网内的Ca2+通过何种途径释放?怎样释放以及释放过程中有哪些形态结构和功能的变化?一直未能在形态学上得到证实。这也是细胞生物学、生理学以及生物物理学近年来研究的热点之一。骨骼肌兴奋-收缩偶联发生的时间历程极短（以毫秒计），而常规化学固定（固定时间以分钟计）无法保留其瞬间经历时的超微结构形态变化，由于这些研究方法及手段的限制，因此常规的细胞超微结构研究方法无法对其在毫秒级功能变化时的结构作同步研究，因而研究骨骼肌在收缩过程中的实时超微结构形态变化，仅仅处于起步研究阶段，还缺乏重大的、有影响的报道。然而，从功能形态学角度研究骨骼肌在收缩过程中各时间点的实时超微结构形态变化，阐明骨骼肌在各种明确功能状态下的超微结构，又是可能的。 对于骨骼肌的兴奋收缩偶联机制，国外学者从生理学实验提出了两个假说：直接接触信号传导（DCT）和钙诱导钙释放（CICR）。DCT认为：骨骼肌兴奋收缩偶联发生时，肌浆网膜去极化，肌浆网膜上的活性位差诱导电荷动作，并通过T-管膜上的dihydropyridine受体和肌浆网膜上含有ryanodine受体的连接突起组成的紧密连接链引起形态上的改变，打开钙离子释放通道，引起肌纤维的收缩。也就是说骨骼肌收缩时，肌浆网在钙离子释放的瞬间，偶联应引起肌浆网膜结构的变化，这条假说已经被许多实验所证实。CICR认为：在骨骼肌兴奋收缩偶联前期，即肌组织电刺激后2毫秒内，细胞外Ca2+通过T-管膜上的L-type通道（由DHP受体形成）的去极化诱导内流，使肌浆网外钙结合位点附近的Ca2+浓度升高，触发肌浆网膜上的ryanodine受体的Ca2+释放通道开放，肌浆网内的Ca2+以分级方式向肌浆网外释放。 八十年代末，国外学者提出了采用超低温快速冷冻固定、透射电子显微镜及电子探针X-射线能量色散谱微区分析（EPXMA）技术为研究工具，研究骨骼肌兴奋收缩偶联发生时，肌浆网内Ca2+释放机理，但难以解决如何在骨骼肌兴奋收缩偶联毫秒级功能变生物物理学《钙诱导触发骨骼肌内C扩+释放的形态一功能变化研究》化时，同步固定其骨骼肌组织，实时获得其瞬间经历的超微结构形态变化及Ca2+浓度、分布位点的变化。要解决这一难题，可以通过采用超低温快速冷冻固定计算机控制的毫秒级实时处理技术、冷冻置换技术、电子显微镜技术相结合的方法，对骨骼肌电刺激后的不同时间点（OmS一24ms范围内）进行固定后，观察骨骼肌肌膜、胞浆、肌浆网、T一管在收缩潜伏期和收缩期内超微结构的时相一形态变化，从细胞超微结构角度研究骨骼肌兴奋收缩偶联发生时，钙诱导刺激骨骼肌肌浆网内Caz+释放这瞬间生理活动时的结构形态及CaZ+浓度、分布位点的变化;结合激光共聚焦显微镜技术，从亚微结构实时观察C犷spark的整个发生过程，分析其发生机制，从而揭示骨骼肌兴奋收缩偶联时肌浆网内Cau’释放机理。为骨骼肌兴奋收缩偶联发生时，提供形态学上的证明，最终解决其肌浆网内C扩+的释放机制问题。 要明确通过钙诱导钙释放机制致使骨骼肌兴奋收缩偶联发生时的超微结构和形态功能的变化，可以通过控制肌膜上c扩十通道的方法来实现。Nefidipine是T一管膜上DHPR的阻断剂，用它能有效阻断细胞外c扩十内流。将实验分成两组，一组用Ringer’:浸泡骨骼肌，一组用含5%N efidiPine的Ringer’s浸泡骨骼肌。采用本室自研的计算机控制的红外探测毫秒级实时处理一超低温快速冷冻固定技术、冷冻置换技术和电镜技术，观察了骨骼肌在电刺激后潜伏期内的超微结构形态变化。获得了骨骼肌在电刺激后不同时间点的超微结构形态变化图象。电镜下观察各时间点的样品，在冷冻打击面50p。以内，各实验组各时间点样品中骨骼肌超微结构形态保存极佳，可以观察到肌原纤维排列整齐;其明、暗带，Z线、M线清晰;三联体、肌丝、糖元颗粒、线粒体、肌细胞核等结构清楚;横小管（即T一管）位于Z线水平，随切面不同而呈园形或椭圆形，肌浆网丰富。在未加拮抗剂NefidiPine的标本中，发现骨骼肌电刺激后潜伏期内（O一.1 Oms），肌膜向内凹陷形成陷穴小泡，随着时间的推移，胞浆内的小泡数量逐渐增多且几个互相融合成类似多聚体的结构，之后又逐渐消失，IOms时肌膜恢复到与静息期相似的平直状态;oms一Zms时间段内，可见肌浆网内物质均匀分布，肌浆网和T一管未见明显改变。电刺激后Zms一10ms时间段内，肌浆网内出现电子密度较深的物质，并且随着时间的推移，这些物质逐渐向肌浆网临近T一管位置的方向移动。Zms时，在肌浆网中央可见一圆形透亮区域（称为Core Cyl inder），肌浆网内出现电子密度较深的物质，均匀分布于除圆形透亮区域外的SR内;4.6ms时，沿肌浆网膜内外侧可见一一对应的电子密度深的物质，与此位置临近的T一管细胞外的一侧也出现