不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响.docVIP

实验2 不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响 【关键词】 不完全强直收缩 完全强直收缩 坐骨神经腓肠肌标本 【实验目的】 观察在刺激时间、强度变化率恒定的条件下，不同强度和频率的电刺激对肌肉收缩的影响。学习微机生物信号采集处理系统和换能器的使用。 【实验原理】 利用蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本，研究不同频率的电刺激对肌肉收缩的影响，刺激神经会引起肌肉收缩。肌肉、神经和腺体组织称为可兴奋组织，它们有较大的兴奋性。不同组织、细胞的兴奋表现各不相同，神经组织的兴奋表现为动作电位，肌肉的兴奋主要表现为肌肉收缩活动。因此，观察肌肉是否收缩可以判断它是否产生了兴奋。一个刺激是否可以能使组织发生兴奋，不仅与刺激形式有关，还与刺激时间、刺激强度、强度—时间变化率三要素有关，用方形电脉冲刺激组织，则组织兴奋只与刺激强度、刺激时间有关。用方形电脉冲刺激组织，在一定的刺激时间（波宽）下，刚能引起组织发生兴奋的刺激称为阈刺激，所达到的刺激强度为阈强度，能引起组织发生最大兴奋的最小刺激，称为最大刺激，相应的刺激强度叫最大刺激强度；界于阈刺激和最大刺激间的刺激称为阈上刺激，相应的强度称为阈上刺激强度。 刺激神经使神经细胞产生兴奋，兴奋沿神经纤维传导，通过神经肌接头的化学传递，使肌肉终板膜上产生终板电位，终板电位可以引起肌肉产生兴奋（即动作电位），传遍整个肌纤维，再通过兴奋—收缩偶联使肌纤维中粗、细肌丝产生相对滑动，宏观上表现为肌肉收缩。肌肉收缩的形式，不仅与刺激本身有关，而且还与刺激频率有关。当刺激频率较小，刺激的间隔大于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为一连串的单收缩；增大刺激频率，使刺激的间隔大于一次肌肉收缩的刺激时间、小于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉产生不完全强直收缩；继续增加刺激频率，使刺激的间隔小于一次肌肉收缩的收缩时间，则肌肉产生完全强直收缩。 【实验方法】 蟾蜍腓肠肌收缩随刺激强度的变化而变化，在一定范围内随刺激强度增大而增大，到最大刺激后不再增大；随刺激频率的变化而产生单收缩，不完全强直收缩和强直收缩。 【实验分析】 （1）恰好能引起肌肉出现微笑收缩的刺激强度为阈强度，引起肌肉出现最大收缩的最小的刺激强度为最大刺激强度，在两者之间的刺激强度为阈上刺激强度。 （2）当刺激频率较小，刺激间隔大于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为一连串的单收缩；增大刺激频率，使刺激的间隔间于肌肉一次收缩和一次持续舒张的时间，则肌肉产生不完全强直收缩；继续增加刺激频率，使刺激的间隔小于肌肉收缩的收缩时间，则肌肉产生完全强直收缩。 【材料和方法】 实验材料 实验动物：蟾蜍 实验试剂：任氏液 实验器材：微调固定器，张力换能器，微机生物信号采集处理系统，铁支架、微调固定器、刺激输出线、肌动槽、张力换能器、RM6240微机生物信号处理系统 实验方法 2.1 实验系统连接和参数设置 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或MedLab系统软件在系统软件窗口设置仪器参数： （1）RM6240系统：点击“实验”菜单，选择“刺激强度（或频率）对骨骼肌收缩的影响”项。参数：通道模式为张力，采样频率400Hz~1kHz，扫描速度1s/div，灵敏度10~30g，时间常数为直流，滤波频率100Hz。正在“选择”下拉菜单中选择“强度/频率”项，现实刺激参数。 （2）MedLab系统：点击“实验”菜单，选择“刺激强度（或频率）对骨骼肌收缩的影响”项。仪器参数：放大倍数100，时间常数为直流，上线频率100Hz，采样间隔1ms。 2.2 离体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。 实验结果 不同刺激强度刺激蟾蜍坐骨神经对骨骼肌收缩的影响 恰好能引起肌肉出现微笑收缩的刺激强度为阈强度，引起肌肉出现最大收缩的最小的刺激强度为最大刺激强度，在两者之间的刺激强度为阈上刺激强度。 不同刺激频率刺激蟾蜍坐骨神经对骨骼肌收缩的影响 当刺激频率较小，刺激间隔大于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为一连串的单收缩；增大刺激频率，使刺激的间隔间于肌肉一次收缩和一次持续舒张的时间，则肌肉产生不完全强直收缩；继续增加刺激频率，使刺激的间隔小于肌肉收缩的收缩时间，则肌