實(shí)驗(yàn)二不同強(qiáng)度和頻率的刺激對(duì)肌肉收縮的影響

不同強(qiáng)度和頻率的刺激對(duì)肌肉收縮的影響廈門大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K制作人：張業(yè)Effectofdifferentintensityandfrequencyelectricalstimulationonskeletalmusclecontraction.12024/5/30實(shí)驗(yàn)?zāi)康模∣bjectiveofexperiment）學(xué)習(xí)蟾蜍坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本制備方法觀察刺激蟾蜍坐骨神經(jīng)對(duì)腓腸肌收縮的影響，分析刺激強(qiáng)度、刺激頻率與骨骼肌收縮張力的關(guān)系學(xué)習(xí)微機(jī)生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)的使用方法.22024/5/301實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(laboratoryanimal)蟾蜍（中華蟾蜍指名亞種，ZhuoshanToad）蟾蜍屬兩棲動(dòng)物，其一些基本生命活動(dòng)與哺乳動(dòng)物近似，其離體組織和器官所需的生理環(huán)境比較簡(jiǎn)單(無須供氧和恒溫)蟾蜍常用于神經(jīng)生理、肌肉生理、心臟生理，微循環(huán)、水腫等實(shí)驗(yàn)雄性蟾蜍皮膚光滑，前肢趾上有黑色婚墊，會(huì)鳴叫。雌性蟾蜍皮膚粗糙，無婚墊，不會(huì)鳴叫婚墊雄蟾雄蟾雌蟾1.材料和方法(materialsandmethods).32024/5/301.2藥品任氏液(Ringer`ssolution)任氏液由無機(jī)鹽和蒸餾水配置而成，每升溶液含NaCl6.5g、KCl0.14g、CaCl20.12g,、NaHCO30.20g、NaH2PO4

0.01g。任氏液的理化特性與蛙的組織液近似?？捎糜谕艿慕M織、器官潤(rùn)濕和營(yíng)養(yǎng)1.材料和方法(materialsandmethods).42024/5/301.3器材(experimentalinstallation)RM6240生物信號(hào)處理系統(tǒng)(RM6240biologicalsignalcollectingsystem)（成都儀器廠）、神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒（nerve-musclechamber)RM6240C生物信號(hào)處理系統(tǒng)RM6240生物信號(hào)處理系統(tǒng)可以同時(shí)采集、放大、顯示、記錄、分析四路生物信號(hào)及一路刺激輸出，12導(dǎo)聯(lián)心電圖輸入記錄，可用于人體和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。儀器參數(shù)全程控設(shè)置，有多種數(shù)據(jù)分析功能和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出功能神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒1.材料和方法(materialsandmethods).52024/5/301.5儀器連接和參數(shù)(apparatusjunctionandparameter)RM6240C微機(jī)生物信號(hào)處理系統(tǒng)神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒1對(duì)引導(dǎo)電極接微機(jī)生物信號(hào)處理系統(tǒng)2通道，換能器接第1通道換能器.62024/5/30

“實(shí)驗(yàn)”菜單中選擇生理科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“骨骼肌收縮”進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。儀器參數(shù)：1通道時(shí)間常數(shù)直流，靈敏度3.75g，濾波頻率30Hz、采樣頻率：8KHz，掃描速度：2.5s/div。單刺激激方式，刺激幅度0.05～2.0V，刺激波寬0.1ms，延遲1ms1.5儀器連接和參數(shù)（apparatusjunctionandparameter)

采樣頻率通道模式掃描速度靈敏度濾波頻率時(shí)間常數(shù).72024/5/301.6動(dòng)作電位引導(dǎo)和骨骼肌收縮記錄神經(jīng)干坐骨神經(jīng)腓腸肌的股骨插入固定孔固定，神經(jīng)干標(biāo)本盒的電極上，神經(jīng)與電極接觸良好，調(diào)節(jié)刺激電壓，記錄動(dòng)作電位和肌肉收縮曲線.82024/5/302.觀察（observations)2.1不同刺激強(qiáng)度刺激坐骨神經(jīng)對(duì)肌肉收縮張力的影響閾刺激最大刺激.92024/5/302.觀察（observations)2.2最大刺激時(shí)，不同刺激頻率刺激坐骨神經(jīng)對(duì)骨骼肌收縮張力的影響2Hz18Hztwitch

incompletetetanuscompletetetanus.102024/5/30singletwitch

.112024/5/30THANKYOUSUCCESS.122024/5/30twitchtwitchincompletetetanusincompletetetanusincompletetetanuscompletetetanuscompletetetanus.132024/5/30

“實(shí)驗(yàn)”菜單中選擇生理科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“不應(yīng)期觀察”進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。儀器參數(shù)：1通道時(shí)間常數(shù)直流，靈敏度15g，濾波頻率30Hz、1通道時(shí)間常數(shù)0.02s、靈敏度5mV，濾波頻率1KHz、采樣頻率：40KHz，掃描速度：20ms/div。雙刺激激方式，最大刺激強(qiáng)度，刺激波寬0.1ms，延遲1ms，刺激波間隔0.5、2、20ms，同步觸發(fā)2.3不應(yīng)期觀察.142024/5/303.結(jié)果（results)3.1不同刺激強(qiáng)度刺激坐骨神經(jīng)對(duì)腓腸肌收縮張力的影響刺激波寬0.1ms的單刺激，閾刺激強(qiáng)度為V，最大刺激強(qiáng)度為V，閾強(qiáng)度刺激時(shí)的肌肉收縮力(g)顯著低于最大刺激強(qiáng)度刺激時(shí)的肌肉收縮力(g).152024/5/303.2刺激強(qiáng)度（U）與肌肉收縮張力（T）的關(guān)系在閾刺激強(qiáng)度與最大刺激強(qiáng)度之間，腓腸肌的收縮力隨著刺激強(qiáng)度的增大而增大，刺激強(qiáng)度大于最大刺激強(qiáng)度，腓腸肌的收縮力不再增大，見圖1

T（g)U(V)最大刺激閾刺激Fig.1forcevsstimulusvoltagebehavior.162024/5/303.3不同頻率刺激刺激坐骨神經(jīng)對(duì)腓腸肌收縮張力的影響刺激波寬0.1ms，最大刺激強(qiáng)度時(shí)，單收縮的刺激頻率為性Hz，不完全強(qiáng)直收縮的刺激頻率為Hz至Hz、完全強(qiáng)直收縮的刺激頻率為

Fcts±sHz至

Fcte±sHz。不完全強(qiáng)直最大收縮力

Tict±s(g)和完全強(qiáng)直最大收縮力

Tct±s(g)顯著高于單收縮的最大收縮力為

Tt±s(g)（p<0.05），見表2。樣本單收縮不完全強(qiáng)直收縮完全強(qiáng)直收縮頻率(Hz)張力(g)頻率(Hz)張力(g)頻率(Hz)張力(g)

123456

x±s注：*p﹤0.05、**p﹤0.01vs單收縮組表2不同刺激頻率刺激坐骨神經(jīng)對(duì)蟾蜍腓腸肌收縮張力的影響.172024/5/303.4收縮張力與刺激頻率的關(guān)系

T（g)F(Hz)completetetanusincompletetetanusFig.2forcevsstimulusfrequencybehavior隨著頻率刺激的逐漸增大，腓腸肌的收縮力不斷增加，到完全強(qiáng)直收縮后，再增加刺激頻率，腓腸肌的收縮力增大趨緩，見圖2.182024/5/304.討論(discussion)4.1腓腸肌大多數(shù)是快顫搐型肌纖維[1]

，支配腓腸肌收縮的神經(jīng)是A

纖維，A

纖維的直徑有很大差異，其閾值也有較大差異[1，2]。單干恒定時(shí)間的方波電壓刺激坐骨神經(jīng)干，電壓低于閾值的強(qiáng)度刺激，坐骨神經(jīng)干支配腓腸肌的神經(jīng)纖維不發(fā)生興奮，其所支配的肌細(xì)胞也不會(huì)發(fā)生興奮和收縮。刺激電壓達(dá)到閾強(qiáng)度時(shí)，坐骨神經(jīng)干中閾值最低的神經(jīng)開始興奮，其所支配的運(yùn)動(dòng)單位的肌纖維興奮并發(fā)生收縮，刺激強(qiáng)度逐漸增大，坐骨神經(jīng)干中興奮的神經(jīng)纖維增加，興奮和收縮的運(yùn)動(dòng)單位增加，其所募集的收縮張力也增加。刺激電壓達(dá)到使支配腓腸肌的A

纖維全部興奮，腓腸肌全部的運(yùn)動(dòng)單位增加都興奮并收縮，收縮張力達(dá)單收縮最大值。.192024/5/304.2以最大刺激電壓的連續(xù)脈沖刺激坐骨神經(jīng)干，剌激波的間隔時(shí)間大于單收縮的持續(xù)時(shí)間，肌肉收縮波呈現(xiàn)與刺激頻率相同的單收縮波；刺激波間隔小于單收縮的持續(xù)時(shí)間，肌肉收縮波發(fā)生融合(總和），融合發(fā)生于舒張期，出現(xiàn)不完全強(qiáng)直收縮；融合發(fā)生于收縮期，出現(xiàn)完全強(qiáng)直收縮波，但神經(jīng)干動(dòng)作電位不發(fā)生融合隨著刺激波間隔的減小，腓腸肌收縮張力也逐漸增大，強(qiáng)直收縮產(chǎn)生的張力顯著大于單收縮。肌肉單收縮時(shí)，胞漿內(nèi)Ca2+濃度升高的持續(xù)時(shí)間太短，被激活的收縮蛋白尚未產(chǎn)生最大張力時(shí)，胞漿Ca2+濃度即已開始下降，單收縮產(chǎn)生的張力不能達(dá)到胞漿內(nèi)Ca2+濃度相應(yīng)的最大張力。強(qiáng)直收縮時(shí)，肌細(xì)胞連續(xù)興奮，引起終池中的鈣連續(xù)釋放胞漿內(nèi)的Ca2+濃度持續(xù)升高，使肌肉未完全舒張或未舒張時(shí)進(jìn)一步收縮，使收縮張力逐漸增大，完全強(qiáng)直收縮時(shí)收縮張力達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定的最大值[3]4.討論(discussion).202024/5/301.D.J.AIDLEY.可興奮細(xì)胞的生理.學(xué)科學(xué)出版社.北京.1983.9第1版.P275、P612.MaryA.B.勃雷茲爾.神經(jīng)系統(tǒng)的電活動(dòng).科學(xué)出版社.北京.1984第1版.P453.姚泰.生理學(xué).人民衛(wèi)生出版社.北京.2002.4第1版.P625.參考文獻(xiàn)(references).2