骨骼肌在兴奋收缩偶联过程中的实时超微结构形态变化以及肌浆网内Ca²⁺如何释放的问题是生物物理学及细胞生物学最感兴趣的研究课题之一。由于常规研究方法不能在毫秒级水平获得骨骼肌兴奋收缩偶联过程中的超微结构形态变化以及Ca²⁺变化的相关信息，因此该课题也是目前国内外研究的难点课题之一。 本课题以探索解决上述难题为研究目标，采用计算机实时控制的电刺激（时间分辨率为10us）—超低温快速冷冻实时固定技术，结合冷冻置换技术和透射电子显微镜对骨骼肌在兴奋收缩偶联过程中各时间点的超微结构形态进行了实时分析研究，并对骨骼肌在兴奋收缩偶联过程中的超微结构形态的时相变化以及钙离子释放的可能机制进行了分析讨论。结果发现： 一、采用快速冷冻实时固定技术固定的骨骼肌内各种超微结构保存完好，清晰可见。 二、骨骼肌在兴奋收缩偶联过程中三联体的超微结构形态发生实时变化 三、骨骼肌兴奋收缩偶联时，细胞膜上及细胞内发现大量小泡 1．施加电刺激4.6ms后，细胞膜下出现大量小泡，小泡间趋向融合，形成3-8个小泡组成的多聚体。 2．电刺激24ms后小泡消失，仅残余少量有被小泡紧靠细胞膜下 结果提示细胞内钙离子浓度升高有可能通过小泡转运方式将细胞外钙离子转入细胞内实现，激光共聚焦显微镜下观察到的Ca²⁺∶sparks现象也可能通过多个小泡聚合引起局部钙离子浓度升高。超低温快速冷冻实时固定技术及电镜技术是研究毫秒级生理活动的极为有效的手段，为今后研究生理活动的瞬时功能形态变化奠定了基础。