1、刺激强度、频率对骨骼肌收缩的影响实验报告1实验目的1 掌握制备具有正常兴奋收缩功能的蛙类坐骨神经腓肠肌标本基本操作技术，掌握蛙类手术器械的使用方法。2 观察在刺激时间、强度变化率恒定的条件下，不同强度和频率的电刺激对肌肉收缩的影响。学习微机生物信号采集处理系统和环能器的使用。2材料蟾蜍或蛙，任氏液，锌铜弓，粗剪刀，细剪刀，培养皿，镊子，铁支架，微调固定器，张力换能器，刺激输出线，肌动槽，微机生物信号采集处理系统 3方法制作标本 毁脑脊髓、腓肠肌标本制备、连接仪器。实验系统连接和参数设置 张力换能器的输出端与生物信号采集处理系统的输入通道相连。启动 RM6240 系统软件，在系统窗口设置仪器参数
2、。RM6240 系统：点击 “实验 ”菜单，选择“刺激强度（或频率）对骨骼肌收缩的影响”项，参数：通道模式为张力，采样频率 400HZ1KHZ，扫描速度1S/div，灵敏度 10g30g，时间常数为直流，滤波频率 100HZ，在“选择”下拉菜单中选择“强度/频率”项，显示刺激参数。离体蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本制备 毁脑脊髓，剪除躯干上部及内脏，避开神经，向下牵拉剥离皮肤，剥除后，将标本置于盛有任氏液的培养皿中。分离双腿，游离坐骨神经，将已游离的坐骨神经搭在腓肠肌上。用镊子循股二头肌和半膜肌之间的坐骨神经沟，纵向分离暴露坐骨神经之大腿部分，直至分离至腘窝胫神经分叉处。然后剪断股二头肌肌腱、半肌腱和
3、半膜肌肌腱，并绕至前方剪断股四头肌肌腱。自上而下剪断所以坐骨神经分支，将连着 34 节椎骨的坐骨神经分离出来。用粗剪刀自膝关节周围向上剪除并刮净所有大腿肌肉，在距膝关节约 1cm 剪断股骨。弃去上段股骨，保留部分作为坐骨神经小腿标本。完成标本。刺激强度对骨骼肌收缩的影响（1）.刺激方式：单次 刺激波宽：5ms（2）.开始记录，按“刺激”按钮，刺激强度从 0.1V 逐渐开始增大，强度增加量为 0.05V，连续记录肌肉收缩曲线。（3）.测量每一刺激强度所对应的肌肉收缩张力，确定阈强度和最大刺激强度。1.刺激频率对骨骼肌收缩的影响（1）.刺激方式：最大刺激强度 波宽：5ms 。RM6240 系统采用
4、连续单刺激（或频率递增）（2）.刺激频率按 1HZ，3HZ，5HZ.27HZ 逐渐增加（或刺激间隔逐渐减小），连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察不同频率时的肌肉收缩形态和张力变化。4结果 图 1.蟾 蜍 腓 肠 肌 连 续 刺 激 时 刺 激 强 度 和 收 缩 力 的 关 系上 图 中 ， 在 低 于 0.070V 的 电 压 刺 激 时 ， 肌 肉 不 发 生 收 缩 ， 说 明 在 较 低 的电 位 刺 激 时 ， 并 不 能 引 起 肌 肉 发 生 收 缩 反 应 ， 而 随 着 刺 激 强 度 的 增 大 ， 用0.070V 电 压 刺 激 的 时 候 ， 蛙 的 腓 肠 肌 收
5、 缩 一 次 。 表 明 神 经 接 受 刺 激 ， 兴 奋 沿神 经 传 导 至 腓 肠 肌 ， 引 起 腓 肠 肌 肌 膜 电 位 发 生 变 化 ， 同 时 兴 奋 收 缩 ， 这 说 明蛙 坐 骨 神 经 腓 肠 肌 标 本 的 阈 电 位 接 近 于 0.070V。 随 着 刺 激 强 度 的 不 断 增加 ， 有 较 多 的 神 经 纤 维 兴 奋 ， 肌 肉 的 收 缩 反 应 也 相 应 逐 步 增 大 。图 2 蟾蜍腓肠肌连续刺激时刺激频率和收缩力的关系上图中，在用强度为 1.00V 的电压改变频率刺激神经时，肌肉的收缩频率随着刺激电流频率的变大而发生变化。首先，在 1Hz
6、的电流刺激神经时，肌肉出现单收缩，其大小形状相同；随着频率的逐渐变大，当刺激频率为 3Hz 时肌肉发生不完全强直收缩，标本呈现快速连续颤动，张力曲线成锯齿状；刺激频率越来越大，重叠区域越来越大，最后在频率到达 8Hz 时，发生完全强直收缩，肌肉呈现持久强力收缩，张力曲线平滑并高于单收缩与不完全强直收缩。5讨论用锌铜弓刺激神经时，锌铜弓形成通路，神经内外电位发生变化，形成动作电位，电位沿着神经传递到腓肠肌使其收缩反应。关于第一个实验。单根神经纤维或肌纤维对刺激的反应是“全或无”式的。但在神经纤维或肌纤维标本中，则表现为当刺激强度很小的阈下刺激。所以在本组实验中，不能引起神经纤维动作电位的产生和肌
7、肉的收缩，当刺激强度在一定范围内变动时，肌肉收缩的程度与之成正比。因为一条坐骨神经干是由许多兴奋性不同粗细不等的神经纤维所组成的。弱刺激只能使其中少量兴奋性高的神经纤维先兴奋，并引起它所支配的少量肌纤维收缩。随着刺激强度增大，发生兴奋的神经纤维数目逐渐增多，其所引起收缩的肌纤维数目增多，结果肌肉收缩幅度随刺激强度的增大而增强。当刺激达到某一强度时，神经干中全部神经纤维兴奋，它们所支配的全部肌纤维也都发生兴奋和收缩，从而引起肌肉的最大收缩。此后，若再继续增强刺激强度，肌肉收缩反应不再继续增大。可见在一定范围内，骨骼肌收缩力的大小决定于刺激强度。关于第二个实验。蛙的腓肠肌在收缩时，肌细胞会相继出现
8、绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期，若在相对不应期或者超常期早期给予细胞另外一个刺激，肌细胞的第一次兴奋正处于舒张期，而新的刺激会使得肌肉发生收缩，这样肌肉会出现持续的收缩状态，称为不完全强直收缩；但若在肌细胞兴奋的低常期或者超常期后期给予一个新的刺激，肌细胞此时正处于收缩状态。新的刺激也会使得细胞收缩，两次收缩效果叠加，肌肉处于持续最大收缩状态，此时称之为完全强直收缩。不同频率的电脉冲刺激神经时，肌肉会产生不同的收缩反应。若刺激频率较低，每次刺激的时间间隔超过肌肉单次收缩的持续时间，则肌肉的反应表现为一连串的单收缩；若刺激频率逐渐增加，刺激间隔逐渐缩短，肌肉收缩的反应可以融合，开始表现为不完全强直收缩，以后成为完全强直收缩。
