機(jī)能學(xué)刺激強(qiáng)度頻率對骨骼肌收縮的影響實(shí)驗(yàn)報告

1、刺激強(qiáng)度、頻率對骨骼肌收縮的影響實(shí)驗(yàn)報告1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握制備具有正常興奮收縮功能的蛙類坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本基本操作技術(shù)，掌握蛙類手術(shù)器械的使用方法。2 觀察在刺激時間、強(qiáng)度變化率恒定的條件下，不同強(qiáng)度和頻率的電刺激對肌肉收縮的影響。學(xué)習(xí)微機(jī)生物信號采集處理系統(tǒng)和環(huán)能器的使用。2 材料 蟾蜍或蛙，任氏液，鋅銅弓，粗剪刀，細(xì)剪刀，培養(yǎng)皿，鑷子，鐵支架，微調(diào)固定器，張力換能器，刺激輸出線，肌動槽，微機(jī)生物信號采集處理系統(tǒng) 3 方法 制作標(biāo)本 毀腦脊髓、腓腸肌標(biāo)本制備、連接儀器。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接和參數(shù)設(shè)置 張力換能器的輸出端與生物信號采集處理系統(tǒng)的輸入通道相連。啟動RM6240系統(tǒng)軟件，在系統(tǒng)窗口設(shè)置儀

2、器參數(shù)。RM6240系統(tǒng)：點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)”菜單，選擇“刺激強(qiáng)度（或頻率）對骨骼肌收縮的影響”項(xiàng)，參數(shù)：通道模式為張力，采樣頻率400HZ1KHZ，掃描速度1S/div，靈敏度10g30g，時間常數(shù)為直流，濾波頻率100HZ，在“選擇”下拉菜單中選擇“強(qiáng)度/頻率”項(xiàng)，顯示刺激參數(shù)。離體蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本制備 毀腦脊髓，剪除軀干上部及內(nèi)臟，避開神經(jīng)，向下牽拉剝離皮膚，剝除后，將標(biāo)本置于盛有任氏液的培養(yǎng)皿中。分離雙腿，游離坐骨神經(jīng)，將已游離的坐骨神經(jīng)搭在腓腸肌上。用鑷子循股二頭肌和半膜肌之間的坐骨神經(jīng)溝，縱向分離暴露坐骨神經(jīng)之大腿部分，直至分離至腘窩脛神經(jīng)分叉處。然后剪斷股二頭肌肌腱、半肌腱和半膜肌

3、肌腱，并繞至前方剪斷股四頭肌肌腱。自上而下剪斷所以坐骨神經(jīng)分支，將連著34節(jié)椎骨的坐骨神經(jīng)分離出來。用粗剪刀自膝關(guān)節(jié)周圍向上剪除并刮凈所有大腿肌肉，在距膝關(guān)節(jié)約1cm剪斷股骨。棄去上段股骨，保留部分作為坐骨神經(jīng)小腿標(biāo)本。完成標(biāo)本。刺激強(qiáng)度對骨骼肌收縮的影響 （1）.刺激方式：單次 刺激波寬：5ms （2）.開始記錄，按“刺激”按鈕，刺激強(qiáng)度從0.1V逐漸開始增大，強(qiáng)度增加量為0.05V，連續(xù)記錄肌肉收縮曲線。 （3）.測量每一刺激強(qiáng)度所對應(yīng)的肌肉收縮張力，確定閾強(qiáng)度和最大刺激強(qiáng)度。1. 刺激頻率對骨骼肌收縮的影響 （1）.刺激方式：最大刺激強(qiáng)度 波寬：5ms。RM6240系統(tǒng)采用連續(xù)單刺激（或

4、頻率遞增） （2）.刺激頻率按1HZ，3HZ，5HZ.27HZ逐漸增加（或刺激間隔逐漸減小），連續(xù)記錄不同頻率時的肌肉收縮曲線，觀察不同頻率時的肌肉收縮形態(tài)和張力變化。4 結(jié)果 圖1.蟾蜍腓腸肌連續(xù)刺激時刺激強(qiáng)度和收縮力的關(guān)系 上圖中，在低于0.070V的電壓刺激時，肌肉不發(fā)生收縮，說明在較低的電位刺激時，并不能引起肌肉發(fā)生收縮反應(yīng)，而隨著刺激強(qiáng)度的增大，用0.070V電壓刺激的時候，蛙的腓腸肌收縮一次。表明神經(jīng)接受刺激，興奮沿神經(jīng)傳導(dǎo)至腓腸肌，引起腓腸肌肌膜電位發(fā)生變化，同時興奮收縮，這說明蛙坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本的閾電位接近于0.070V。隨著刺激強(qiáng)度的不斷增加，有較多的神經(jīng)纖維興奮，肌肉的收

5、縮反應(yīng)也相應(yīng)逐步增大。圖2 蟾蜍腓腸肌連續(xù)刺激時刺激頻率和收縮力的關(guān)系上圖中，在用強(qiáng)度為1.00V的電壓改變頻率刺激神經(jīng)時，肌肉的收縮頻率隨著刺激電流頻率的變大而發(fā)生變化。首先，在1Hz的電流刺激神經(jīng)時，肌肉出現(xiàn)單收縮，其大小形狀相同；隨著頻率的逐漸變大，當(dāng)刺激頻率為3Hz時肌肉發(fā)生不完全強(qiáng)直收縮，標(biāo)本呈現(xiàn)快速連續(xù)顫動，張力曲線成鋸齒狀；刺激頻率越來越大，重疊區(qū)域越來越大，最后在頻率到達(dá)8Hz時，發(fā)生完全強(qiáng)直收縮，肌肉呈現(xiàn)持久強(qiáng)力收縮，張力曲線平滑并高于單收縮與不完全強(qiáng)直收縮。5 討論用鋅銅弓刺激神經(jīng)時，鋅銅弓形成通路，神經(jīng)內(nèi)外電位發(fā)生變化，形成動作電位，電位沿著神經(jīng)傳遞到腓腸肌使其

6、收縮反應(yīng)。關(guān)于第一個實(shí)驗(yàn)。單根神經(jīng)纖維或肌纖維對刺激的反應(yīng)是“全或無”式的。但在神經(jīng)纖維或肌纖維標(biāo)本中，則表現(xiàn)為當(dāng)刺激強(qiáng)度很小的閾下刺激。所以在本組實(shí)驗(yàn)中，不能引起神經(jīng)纖維動作電位的產(chǎn)生和肌肉的收縮，當(dāng)刺激強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)變動時，肌肉收縮的程度與之成正比。因?yàn)橐粭l坐骨神經(jīng)干是由許多興奮性不同粗細(xì)不等的神經(jīng)纖維所組成的。弱刺激只能使其中少量興奮性高的神經(jīng)纖維先興奮，并引起它所支配的少量肌纖維收縮。隨著刺激強(qiáng)度增大，發(fā)生興奮的神經(jīng)纖維數(shù)目逐漸增多，其所引起收縮的肌纖維數(shù)目增多，結(jié)果肌肉收縮幅度隨刺激強(qiáng)度的增大而增強(qiáng)。當(dāng)刺激達(dá)到某一強(qiáng)度時，神經(jīng)干中全部神經(jīng)纖維興奮，它們所支配的全部肌纖維也都發(fā)生興奮

7、和收縮，從而引起肌肉的最大收縮。此后，若再繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)度，肌肉收縮反應(yīng)不再繼續(xù)增大?？梢娫谝欢ǚ秶鷥?nèi)，骨骼肌收縮力的大小決定于刺激強(qiáng)度。關(guān)于第二個實(shí)驗(yàn)。蛙的腓腸肌在收縮時，肌細(xì)胞會相繼出現(xiàn)絕對不應(yīng)期、相對不應(yīng)期、超常期和低常期，若在相對不應(yīng)期或者超常期早期給予細(xì)胞另外一個刺激，肌細(xì)胞的第一次興奮正處于舒張期，而新的刺激會使得肌肉發(fā)生收縮，這樣肌肉會出現(xiàn)持續(xù)的收縮狀態(tài)，稱為不完全強(qiáng)直收縮；但若在肌細(xì)胞興奮的低常期或者超常期后期給予一個新的刺激，肌細(xì)胞此時正處于收縮狀態(tài)。新的刺激也會使得細(xì)胞收縮，兩次收縮效果疊加，肌肉處于持續(xù)最大收縮狀態(tài)，此時稱之為完全強(qiáng)直收縮。不同頻率的電脈沖刺激神經(jīng)時，肌肉會產(chǎn)生不