實驗2不同刺激頻率對骨骼肌收縮形式的影響解讀

1、實驗2蟾蜍坐骨神經-非腸肌標本制備、不同頻率刺激對肌肉收縮的影響楊淵（浙江中醫(yī)藥大學2009臨床醫(yī)學1班129）【摘要】目的1、通過觀察刺激強度與肌肉收縮的關系，明確閾刺激、閾上刺 激、最大刺激的概念；2、觀察不同刺激頻率對骨骼肌收縮形式的影響。方法 使 用生物信號采集處理系統(tǒng)，通過設定不同頻率參數對激蟾蜍坐骨神經進行刺激， 記錄分析數據結果。結果 單收縮的刺激頻率為，不完全強直收縮的刺激頻率為、 完全強直收縮的最小刺激頻率為。結論刺激強度到達閾刺激時腓腸肌開始收 縮，在最大刺激收縮力前隨刺激強度增大而增大，到達最大刺激強度后，收縮力 不發(fā)生明顯改變；在最大刺激強度條件下，某較小頻率使腓腸肌發(fā)

2、生單收縮，頻 率增大，單收縮變?yōu)椴煌耆珡娭笔湛s，頻率繼續(xù)增大，不完全強直收縮變?yōu)橥耆?強制收縮?！娟P鍵詞】刺激；頻率；腓腸肌；單收縮；不完全僵直收縮；完全僵直收縮 肌肉、神經和腺體組織稱為可興奮組織，它們有較大的興奮性。不同組織、細胞 的興奮表現各不相同，神經組織的興奮表現為動作電位，肌肉組織的興奮主要表 現為收縮活動。因此，觀察肌肉是否收縮可以判斷它是否產生了興奮。一個刺激 是否能使組織發(fā)生興奮，不僅與刺激形式有關，還與刺激時間、刺激強度、強度 時間變化率三要素有關。此實驗通過觀察所用電刺激強度與腓腸肌收縮曲線的關 系，從而明確閾下刺激，閾上刺激，最適刺激，單收縮，復合收縮等概念以及更 好的

3、分析不同刺激頻率對骨骼肌收縮形式的影響眼科剪一把、鑷子一把、探針- 蛙板一個、滴管一個、棉線若 生物信號采集處理系統(tǒng)，微機,【材料與方法】 實驗動物 健康蟾蜍一只 實驗器材和藥品 蛙類手術器械一套（粗剪刀一把、組織剪一把、 根、玻璃分針2把、蛙釘4個、培養(yǎng)皿1個， 干），張力換能器，肌槽，刺激電極，鐵架臺， 任氏劑。 實驗步驟 蛙類坐骨神經一腓腸肌標本的制備 搗毀蟾蜍腦脊髓：取蟾蜍一只，用自來水沖洗干凈。左手握蛙，用食指下壓頭部 前端，拇指按壓背部，使頭前俯。中指與無名指夾其前肢，無名指與小指夾其后 肢，使整個軀干做最大屈曲。把探針自枕骨大孔處垂直刺入，到達椎管，即將探 針改變方向刺入顱腔，向

4、各側不斷攪動，徹底搗毀腦組織；再將探針原路退出，刺向尾側，捻動探針使其逐漸刺入整個椎管內，完全徹底搗毀脊髓。脊髓破壞完 全的標志是：下頜呼吸運動消失，反射消失，四肢松軟。剪除軀干上部和內臟，去皮，制備下肢標本：用粗剪刀在骶髂關節(jié)前1厘米處剪斷脊柱，握住蟾蜍下肢，沿軀干兩側（避開坐骨神經）剪開腹壁。此時軀干上部 及內臟即全部下垂。剪除全部軀干及內臟組織。剪去肛周皮膚；用圓頭鑷子夾住 脊柱，注意不要碰到坐骨神經，捏住皮膚邊緣，逐步向下牽拉剝離皮膚。將全部 皮膚剝除后，把標本置于盛有任氏液的培養(yǎng)皿中。洗凈雙手和用過的全部手術器械。分離兩下肢：避開坐骨神經，用粗剪刀從背側剪去骶骨，然后沿中線將脊柱剪

5、成左右兩半，再從恥骨聯合中央剪開，將已分離的標本浸入盛有任氏液的培養(yǎng)皿 中。取出一下肢，用蛙釘固定于蛙板上，固定時要注意，坐骨神經和腓腸肌朝上。先 用玻璃分針沿脊柱側游離坐骨神經腹腔部，然后循股二頭肌和半膜肌之間的坐骨 神經溝，縱向分離暴露坐骨神經之大腿部分直至腘窩，在分離過程中，把神經周 圍的結締組織去除干凈，并把神經的細小分支剪斷，但要注意不要用金屬器械碰 觸神經，也不要對神經過度牽拉。實驗期間應不斷滴加任氏液使神經保持濕潤。 用玻璃分針游離腓腸肌，并在下面穿線，在跟腱處打結。在結扎線的下方剪斷跟 腱，在膝關節(jié)處把除腓腸肌外的小腿其他部分剪除。注意保持完整的腓腸肌。 用棉線在靠近脊柱的位置

6、結扎坐骨神經，并在結扎線的上方剪斷神經，用眼科剪 剪斷坐骨神經的全部分支。從腘窩處開始剪掉大腿所有的肉，盡量把股骨刮干 凈，在膝關節(jié)上至少1cm處剪去上段股骨。將標本浸入任氏劑的培養(yǎng)皿中。 實驗裝置與儀器連接：1將標本股骨殘端固定在肌槽上的小孔內；2.將結扎腓腸 肌肌腱的棉線與張力換能器連接，調節(jié)棉線的松緊，要與桌面垂直；3將神經置于肌槽的刺激電極上，用任氏劑保持標本濕潤；4刺激電極插入微機上的刺激輸入孔； 5.張力換能器與微機相應通道相連打開電腦，進入生物信號采集處理系統(tǒng)，在菜單欄選擇實驗項目”神經肌肉”刺激強度與反應的關系實驗模塊”點擊開始，調節(jié)刺激參數，使頻 率自動逐漸遞增，頻率間隔為

7、3HZ涎時為4s.連續(xù)記錄不同頻率時的肌肉收縮曲 線。先給神經一個最小單刺激后，觀察肌肉是否收縮，如果沒有收縮就漸加刺激強 度，直到肌肉開始收縮，不斷增加刺激強度，觀察肌肉收縮和刺激強度的關系， 找到最適刺激強度把刺激強度調節(jié)到最適刺激強度，調節(jié)刺激頻率，觀察刺激頻率對骨骼肌收縮的 影響，并找到發(fā)生不完全強直收縮的最小刺激頻率和發(fā)生完全強直收縮的最小刺 激頻率。分別記錄波形圖，打印。結果2具有正常興奮收縮功能的蟾蜍坐骨神經-非腸肌標本制備成功不同頻率刺激對肌肉收縮的影響：頻率間隔為 3HZ，延時為4s時的張力變化 （見圖）可見單收縮 不完全強直收縮 完全強直收縮【討論】刺激強度到達閾刺激時腓腸

8、肌開始收縮，在最大刺激收縮力前隨刺激強度增大而 增大，到達最大刺激強度后，收縮力不發(fā)生明顯改變；在最大刺激強度條件下， 某較小頻率使腓腸肌發(fā)生單收縮，頻率增大到，單收縮變?yōu)椴煌耆珡娭笔湛s，頻 率繼續(xù)增大，不完全強直收縮變?yōu)橥耆珡娭剖湛s。不同的腓腸肌其閾刺激，最大 刺激均存在差異；其單收縮，不完全強直收縮和完全強直收縮所要頻率也不盡相 同。腓腸肌由許多肌纖維組成，當刺激支配腓腸肌的坐骨神經時，不同的刺激強度會 引起肌肉的不同反應。當刺激強度過小時，不引起肌肉發(fā)生收縮反應，此時的刺 激為閾下刺激。當刺激強度逐漸增強時，可引起少數肌纖維發(fā)生收縮反應，這種 最小收縮反應的有效強度為閾強度也叫最小刺激強

9、度。隨著刺激強度的加大，參加收縮反 應的肌纖維數量增多，收縮力量也加大，此時的刺激為閾上刺激。當閾上刺激強度增加到某一值時，神經中所有纖維均產生興奮，此時肌肉做最大 收縮。再繼續(xù)增強刺激強度，肌肉收縮反應不再繼續(xù)增加。將引起肌肉最大收縮 的最小刺激強度稱為最適刺激強度。一定范圍內，骨骼肌收縮的大小決定于刺激 的強度。實驗結果可見，當刺激強度達到，往后再繼續(xù)增強刺激強度，肌肉收縮 反應不再繼續(xù)增加，證明則為最適刺激強度。肌組織對于一個閾上強度的刺激，發(fā)生一次動作電位，隨后出現一次收縮和舒 張，這種形式的收縮稱為單收縮；單收縮的過程可分為 3個時期：潛伏期、收縮 期和舒張期。兩個相同強度的閾上刺激

10、，相繼作用與神經-肌肉標本，如果刺激 間隔大于單收縮的時程，肌肉則出現兩個分離的單收縮；當同等強度的連續(xù)閾上 刺激作用與標本時，則出現多個收縮反應的疊加，此為強直收縮。當后一收縮發(fā) 生在前一收縮的舒張期時，稱為不完全強直收縮；后一收縮發(fā)生在前一收縮的收 縮期時，各自的收縮則完全融合，肌肉出現持續(xù)的收縮狀態(tài)，此為完全強直收 縮。產生不同類型的收縮主要是由于隨著頻率的增加，刺激落在舒張期結束前 （或前一次收縮期內）又開始產生收縮，發(fā)生單收縮的復合。各次刺激引起的收 縮過程發(fā)生融合而疊加，使肌肉強直收縮產生的張力大于單收縮。就我們的圖來 看，對于一個單收縮來說，從刺激開始到收縮開始這無明顯外部表現的

11、一段為潛 伏期，是興奮的產生、傳導和興奮收縮偶聯所致；骨骼肌開始收縮到高峰是長度縮短或張力增強的時期，曲線很陡，即為收縮期；從高峰開始，曲線較緩慢地下降至基線，是長度或者張力恢復過程時期，為舒張期。、收縮全過程分為收縮和舒張兩個時期，前者持續(xù)時間較后者短。如果給肌肉以連 續(xù)的脈沖刺激，則肌肉的收縮形式將隨刺激的頻率高低而不同。在刺激頻率較低 時，次刺激都引起一次獨立的單收縮。當刺激頻率增加到某一限度時，在肌肉在 未完全舒張的基礎上便進行新的收縮，肌肉就表現為不完全強直收縮當肌肉接受一連串彼此間隔時間很短的連續(xù)興奮沖動時，由于各個刺激間的時間 間隔很短，后一個刺激都落在由前一刺激所引起的收縮尚未

12、結束之前，就又引起 下一次收縮，因而在一連串的刺激過程中，肌肉得不到充分時間進行完全的寬 息，而一直維持在縮短狀態(tài)中。肌肉因這種成串刺激而發(fā)生的持續(xù)性縮短狀態(tài)， 稱強直收縮。引起強直收縮的刺激稱強直刺激。亦稱強直。在給肌肉以適當頻率 的重復刺激，即強直刺激時，由于單收縮相繼累加，表現出大的持續(xù)性收縮狀 態(tài)。刺激頻率低，收縮曲線呈鋸齒狀，是不完全強直收縮；如果頻率增高，收縮 增加，而曲線變得光滑，成為完全強直收縮。但是超過某種限度，縱然再增高頻 率，由于后一刺激落后在前一刺激引起的不應期中，也是無效的，因此收縮不再 增加。達到此限度的強直收縮稱為最大強直收縮。故在波形圖中，我們可以觀察到肌肉發(fā)生完全強直收縮時，各自收縮不會分開，肌肉維持維持穩(wěn)定的收縮狀態(tài)0【結論】1、具有正常興奮收縮功能的蟾蜍坐骨神經 -非腸肌標本制備成功。2、 連續(xù)刺激刺激蟾蜍坐骨神經，隨著頻率的遞增，逐漸出現單收縮-不完全強 直收縮-完全強直收縮的變化。若刺激頻率較小，兩次刺激間隔時間大于一次肌肉收縮和舒張所持續(xù)的時間（即 單收