不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响.doc

不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响摘要：目的 本实验学习观察不同刺激强度对肌肉收缩的影响，从而掌握阈刺激、阈上刺激和最大刺激等概念。通过观察不同刺激频率对肌肉收缩的影响，从而了解强直收缩的机理。学会观察不应期，测量潜伏期，收缩期和舒张期的时间。学习微机生物信号采集处理系统的适用。 方法 制备离体坐骨神经腓肠肌标本，用不同的刺激强度和刺激频率观察对肌肉收缩的影响。 结果 在不同刺激强度刺激坐骨神经对腓肠肌收缩张力的影响实验中，刺激波宽0.1ms的单刺激，阈刺激强度为0.3880.095 (V)，最大刺激强度为0.6690.288 (V),阈强度刺激时的肌肉收缩力1.9511.156(g)，显著低于最大刺激强度刺激时的肌肉收缩力11.6979.022 (g)。在不同频率刺激刺激坐骨神经对腓肠肌收缩张力的影响实验中，刺激波宽0.1ms，最大刺激强度时，单收缩的刺激频率为4.140.378 Hz，不完全强直收缩的刺激频率为5.140.378 Hz 至165.744 Hz,完全强直收缩的刺激频率为175.744 Hz 至20.5714.429 Hz 。 结论 在阈刺激强度与最大刺激强度之间 ，腓肠肌的收缩力随着刺激强度的增大而增大，刺激强度大于最大刺激强度，腓肠肌的收缩力不再增大。在最大刺激强度下，随着频率刺激的逐渐增大，腓肠肌的收缩力不断增加，到完全强直收缩后，再增加刺激频率，腓肠肌的收缩力增大趋缓。关键词：强度 频率 肌肉收缩1. 材料与方法1.1 实验对象 蟾蜍1.2 实验器材 蛙类解剖手术器材、蛙钉、铁支架、微调固定器、张力换能器、培养皿、RM6240生物信号采集处理系统。1.3 实验药品和试剂 任氏液1.4 方法1.4.1 蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本制备。蟾蜍毁脑脊髓，去上肢和内脏，下肢剥皮浸于任氏液中。蟾蜍下肢背面向上置于蛙板上；用剪刀从脊柱正中剪开，向下从耻骨联合剪开分成两个下肢标本，用玻璃分针分离脊柱傍的神经丛，用线在近脊柱处结扎，剪断神经，从大腿至腘窝分离坐骨神经，将神经干提起剪断分支。去除股骨上的肌肉，距膝关节1cm剪断股骨，分离腓肠肌跟腱穿线结扎，剪断跟腱，游离腓肠肌，在膝关节剪去小腿其余办法，将坐骨神经腓肠肌标本标本置任氏液中备用。1.4.2 实验系统连接和参数设置1.4.2.1将肌动器固定在铁架台的微调固定器上，且与换能器平行，并把标本中预留的股骨固定在肌动器上。 1.4.2.2 将张力换能器（50g量程）用微调固定器固定在支架上，换能器与桌面平行，腓肠肌的跟腱结扎线固定在张力换能器的簧片上，结扎线与桌面垂直，调节微调固定器的上下转钮，使连线不宜太紧或太松，保持有一定的前负荷。1.4.2.3把坐骨神经放在刺激保护电极上，保持神经与刺激电极接触良好。RM6420生物信号采集处理系统的刺激输出连接保护电极，启动RM6240生物信号采集处理系统。1.4.2.4 参数设置。 “实验”菜单中选择生理科学实验中的“骨骼肌收缩”进入实验状态。仪器参数：1 通道时间常数直流，灵敏度3.75g，滤波频率30Hz、 采样频率：8KHz，扫描速度：2.5s/div。单刺激激方式，刺激幅度0.052V，刺激波宽0.1ms，延迟1ms。 1.4.3 动作电位引导和骨骼肌收缩记录。 2. 观察项目2.1 不同刺激强度对骨骼肌收缩的影响2.1.1 点击RM6240菜单“实验”，选择“刺激强度对骨骼肌收缩的影响”，设置放大器、采样和刺激器参数。2.1.2 逐渐增大刺激强度，找出刚能引起肌肉出现微小收缩的刺激强度（阈强度）。继续增强刺激强度，观察肌肉收缩反应是否也相应增大。继续增强刺激强度，直至肌肉收缩曲线不能继续升高为止。找出刚能引起肌肉出现最大收缩的最小的刺激强度，即最大刺激强度。2.2 最大刺激时，不同刺激频率对骨骼肌收缩的影响2.2.1点击RM6240菜单“实验/常用生理学实验”，选择“刺激频率对骨骼肌收缩的影响”，设置参数.。2.2.2 选用最大刺激强度刺激，使刺激频率逐渐增加，分别记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察不同频率刺激时的肌肉收缩变化，从而引导出单收缩、不完全强直收缩和完全强直收缩（图2-2-2）。 图2-2-2骨骼肌单收缩和复合收缩曲线 单收缩；不完全强直收缩；完全强直收缩3. 实验结果3.1不同刺激强度刺激坐骨神经对腓肠肌收缩张力的影响 最大刺激时的潜伏期时间为13.75ms收缩期时间83.75ms,舒张期时间488.75ms.刺激波宽0.1ms的单刺激，阈刺激强度为0.3880.095 (V)，最大刺激强度为0.6690.288 (V),阈强度刺激时的肌肉收缩力1.9511.156(g)，显著低于最大刺激强度刺激时的肌肉收缩力11.6979.022 (g) ，两者有显性差异（p0.05)，见表3-1-1。 表3-1-1 不同刺激强度对腓肠肌收缩的影响样本阈刺激最大刺激强度（V）收缩张力（g）强度（V）收缩张力（g）10.425 2.470 0.750 28.150 20.300 0.898 0.430 5.350 30.260 2.360 0.370 8.060 40.250 1.004 1.150 2.650 50.250 2.100 0.420 16.460 60.480 0.641 0.660 4.870 70.400 3.914 0.900 15.939 xs0.3380.0951.9511.1560.6690.28811.6979.022注：*P=0.02950.05 *p=0.04920.053.4收缩张力与刺激频率的关系随着频率刺激的逐渐增大，腓肠肌的收缩力不断增加，到完全强直收缩后，再增加刺激频率，腓肠肌的收缩力增大趋缓，见图3-4-1。表3-4-1 不同刺激频率对应的肌肉收缩张力刺激频率（HZ）12345678收缩张力(g)1.3921.4291.5751.7222.052.633.26刺激频率(Hz)9101112131415收缩张力(g)3.483.523.884.144.324.434.51 图3-4-14讨论4.1 在本实验中，腓肠肌的收缩运动依赖了以下三个原理：骨骼肌神经肌接头处兴奋的传递、肌丝滑行原理、兴奋收缩耦联。单个恒定时间的方波电压刺激坐骨神经干，电压低于阈值的强度刺激，坐骨神经干支配腓肠肌的神经纤维不发生兴奋，其所支配的肌细胞也不会发生兴奋和收缩。刺激电压达到阈强度时，坐骨神经干中阈值最低的神经开始兴奋，其所支配的运动单位的肌纤维兴奋并发生收缩，刺激强度逐渐增大，坐骨神经干中兴奋的神经纤维增加，兴奋和收缩的运动单位增加，收缩张力也增加。刺激电压达到使支配腓肠肌的神经纤维全部兴奋，腓肠肌全部的运动单位增加都兴奋并收缩，收缩张力达单收缩最大值1。在最大刺激强度下，随着刺激频率的增高，腓肠肌收缩张力也逐渐增大。在强直收缩时，肌细胞连续兴奋，引起终池中的钙连续释放胞浆内的Ca2+浓度持续升高，使肌肉未完全舒张或未舒张时进一步收缩，使收缩张力逐渐增大，完全强直收缩时收缩张力达到了一个稳定的最大值 3。 4.2 从各组实验所得的数据分析，可见各组间数据的差异性较大。导致最终的方差也会较大。而我们组所得的数据绘成图后，图3-2-1与理想状况有所差距。而图3-4-1所显示的结论较为理想。具体原因有以下几点。 4.2.1 此次实验为我们第一次生理学实验，因此，对于实验的操作尤其是蟾蜍坐骨神经腓肠肌制备较为生疏，使得坐骨神经在空气中暴露的时间过长。此外，在实验操作过程中，难免有碰到坐骨神经的可能，这些都影响了实验结果。 4.2.2 在与换能器相连之后，由于没能很好的把握刺激强度等，因此有一定程度上的牵拉，使得坐骨神经受损。由于实验操作的不熟练，前面几次的记录中没能得出实验数据。因此，不断地重复实验，而且没有让肌肉有一定的休息时间，导致了实验结果的误差及不准确性。 4.2.3 在数据记录过程中，由于腓肠肌不断收缩，因此，在实验过程中很难保持换能器与标本连线的张力不变。影响了实验结果