不同频率电刺激对离体蟾蜍腓肠肌收缩的影响

不同频率电刺激对离体蟾蜍腓肠肌收缩的影响一、摘要【目的】在刺激时间和强度变化率恒定的条件下，不同频率的电刺激对蟾蜍肌肉收缩的影响。【方法】用张力换能器将肌肉收缩的机械变化转变为电变化，用生物信号采集处理系统，通过设定不同频率参数对激蟾蜍坐骨神经进行刺激，记录分析数据结果。【结果】在一定刺激强度下，一定范围内骨骼肌的收缩力随刺激频率的增大而增大；刺激频率到达某一值之后，收缩力不发生明显改变；再继续增大刺激频率，其肌肉收缩力会减小。【结论】在最大刺激强度条件下，某较小频率使腓肠肌发生单收缩，频率增大，单收缩变为不完全强直收缩，频率继续增大，不完全强直收缩变为完全强制收缩。二、关键词 频率 电刺激 肌肉三、材料和方法1. 实验对象：健康的蟾蜍2. 实验仪器：蛙类手术器械（手术剪、手术镊子、玻璃解剖针、粗剪刀、毁髓针）、小烧杯、粗棉线、纱布、滴管、微调固定器、张力换能器、微机生物信号采集处理系统；任氏液3. 实验方法：（1） 制备离体蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本：毁脑脊髓、剪除蟾蜍躯干上部及内脏、下肢剥离皮肤浸于任氏液中。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，用玻璃针分离脊柱旁的神经丛，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部分，将标本浸于任氏液的培养皿中。（2） 将腓肠肌跟腱的扎线固定在张力换能器悬臂梁上，不宜太紧，并保持此连线与桌面垂直，调节微距调节器，将前负荷调制25克。（3） 把穿好的坐骨神经轻轻提起，放在刺激电极上，同时保证神经与刺激电极接触良好。（4） 实验系统连接和参数设置：将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，在系统软件窗口设置仪器参数。（5） 以波宽为0.1ms的单次刺激来直接测量其单收缩的阈强度和最大刺激强度，肌肉的收缩期和舒张器时间。（6） 在测得的波宽为0.1ms的最大刺激强度下，以1Hz为起始频率，按1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、逐渐增加，测量并记录各频率下的数据。4数据记录：以频率的改变量为衡量指标，连续记录肌肉收缩曲线并观察肌肉收缩状态和张力变化。四、实验结果 不同频率刺激刺激坐骨神经对腓肠肌收缩张力的影响：刺激波宽0.1ms，在刺激频率为1Hz4Hz之间发生单收缩，其最大收缩力为1.5g；在刺激频率为5Hz13Hz之间发生不完全强直收缩，其最大收缩力为13.5g；在刺激频率为14Hz16Hz之间发生完全强直收缩，其最大值为14.5g。 图1-1 刺激频率对蟾蜍离体骨骼肌收缩的影响五、讨论 以最大刺激电压的连续脉冲刺激坐骨神经干，刺激波的间隔时间大于单收缩的时间，肌肉收缩波呈现与刺激频率相同的单收缩波；刺激波间隔小于单收缩的持续时间，肌肉收缩波发生融合（总和），融合发生于舒张器，出现不完全强直收缩；融合发生于收缩期，出现完全强直收缩波，但神经干动作电位不发生融合。 随着刺激间隔的减小，腓肠肌收缩张力也逐渐增大，强直收缩产生的张力显著大于单收缩。肌肉单收缩时，胞浆内钙离子浓度升高的持续时间太短，被激活的收缩蛋白尚未产生最大张力时，胞浆钙离子浓度即已开始下降，单收缩产生的张力不能达到胞浆内钙离子浓度相应的最大张力。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钙离子浓度持续升高，使肌肉未完全舒张或舒张时进一步收缩，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。六、结果在一定的刺激强度下，腓肠肌开始收缩，在最大刺激收缩力前随刺激频率的增大而增大，到达最大刺激频率后，收缩力不发生明显改变。在最大刺激强度条件下，某较小频率使腓肠肌发生单收缩，频率增大，单收缩变为不完全强直收缩，频率继续增大，不完全强直收缩变为完全强制收缩。参考文献Mary A.B.勃雷兹尔，神经系统的电活动，第一版，P45，北京：科学出版社，1984姚泰主编，生理学，第六版，第二章，PP.2-43，北京：人民卫生出版社，2005 常全忠主编，机能实验学，第四章，PP.50-55，北京：人民卫生