刺激強度刺激頻率對骨骼肌收縮的影響一實驗報告

1、實驗報告實驗人員：孫芳 班次：7年制2班 組別：2 日期：2014/9/24 指導(dǎo)老師：沈建新小組成員：xxx，yyy，zz試驗號和題目：一、刺激強度、刺激頻率對骨骼肌收縮的影響實驗?zāi)康模?、了解并熟悉計算機生物機能實驗系統(tǒng)的組成和基本使用方法2、制備具有生理活性的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本3、觀察記錄刺激強度、刺激頻率對骨骼肌收縮的影響實驗對象：蛙實驗藥品與器材：任氏液；生物信號采集系統(tǒng)，蛙類手術(shù)器械，蛙搗毀針，保護電極，張力換能器，萬能支架、連接導(dǎo)線等。實驗方法：1、 坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本的制備：1) 洗干凈實驗動物 2) 雙毀髓：找到枕骨大孔處將刺蛙針刺入1-2mm，分別搗損腦組織和脊髓。3)

2、剝制后肢，分離一側(cè)后肢 4) 分離坐骨神經(jīng)，穿線備用 5) 游離腓腸肌，肌腱結(jié)扎備用 6) 標本檢驗。2、 連接實驗裝置： 將換能器的輸出線接至bl-420f生理記錄裝置的1通道，保護電極接至電脈沖輸出通道。然后把制備好的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本棉線的另一端接在張力換能器上，將坐骨神經(jīng)通過保護電極接至電脈沖刺激輸出通道，而腓腸肌肌腱端的棉線與張力換能器簧片相連，保持適度松緊并與桌面垂直。3、 2、實驗記錄：開機后進入實驗 先用單刺激，找出閾強度、最適刺激強度；然后固定最適刺激強度，用連續(xù)單刺激，找出出現(xiàn)完全強直收縮時的最小刺激頻率。實驗結(jié)果： 1、 刺激強度與肌肉的收縮關(guān)系實驗ba4.0s8.0g

3、圖1 刺激強度與骨骼肌收縮的關(guān)系（蛙坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本）a.肌肉收縮強度（右側(cè)為標尺）；b.刺激標記（單位為v）圖片中，在低于0.090v的電壓刺激時，肌肉不發(fā)生收縮，說明在較低的電位刺激時，并不能引起肌肉發(fā)生收縮反應(yīng)。而隨著刺激強度的增大,用0.095v電壓刺激的時候，蛙的腓腸肌收縮一次，表明神經(jīng)接受刺激，興奮沿神經(jīng)傳導(dǎo)至腓腸肌，引起腓腸肌肌膜電位發(fā)生變化，同時興奮收縮，這說明蛙坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本的閾電位為0.090-0.095v之間接近0.095v。隨著刺激強度的不斷增加，有較多的神經(jīng)纖維興奮，肌肉的收縮反應(yīng)也相應(yīng)逐步增大。當用0.135v以上的電壓刺激時，肌肉的收縮強度不再隨著電壓的

4、變大而變大，表明蛙坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本的最適刺激強度為接近0.135v（0.130v-0.135v之間）。2、 刺激頻率與肌肉收縮的關(guān)系實驗ab20.0g4.0s圖2、 刺激頻率與肌肉收縮的關(guān)系實（現(xiàn)代實驗）a.肌肉收縮強度（右側(cè)為標尺）；b.刺激標記（單位：hz，v）在用強度為1.00v的電壓改變頻率刺激神經(jīng)時，肌肉的收縮頻率隨著刺激電流頻率的變大而發(fā)生變化。首先，在1hz的電流刺激神經(jīng)干時，肌肉出現(xiàn)單收縮，其大小形狀相同；隨著頻率的逐漸變大，當刺激頻率為3hz時肌肉發(fā)生不完全強直收縮，標本呈現(xiàn)快速連續(xù)顫動，張力曲線成鋸齒狀；刺激頻率越來越大，重疊區(qū)域越來越大，最后在頻率到達15hz時，發(fā)生

5、完全強直收縮，肌肉呈現(xiàn)一持久強力收縮，張力曲線平滑并高于單收縮與不完全強直收縮。結(jié)果分析討論 1、從刺激到產(chǎn)生收縮的過程：腓腸肌的收縮是由支配它的坐骨神經(jīng)興奮引起的，坐骨神經(jīng)末梢和腓腸肌靠近處形成神經(jīng)-肌肉接頭。坐骨神經(jīng)干受到刺激后，神經(jīng)細胞膜上離子通道開放，引起膜內(nèi)外電位發(fā)生變化，膜去極化達到閾電位水平后產(chǎn)生動作電位（單個閾下刺激是不能產(chǎn)生動作電位的）。動作電位產(chǎn)生后會沿著細胞纖維傳至神經(jīng)末梢，軸突末梢膜去極化，引發(fā)該處特有的電壓門控性鈣離子通道開放，細胞間隙中的鈣離子順化學梯度進入軸突末梢，觸發(fā)其內(nèi)囊泡的移動、融合和排放遞質(zhì)。遞質(zhì)與終板膜上相應(yīng)受體結(jié)合使終板膜上的離子通道開放形成終板電位，

6、當終板膜處的肌細胞膜的靜息電位因去極化達閾電位水平時產(chǎn)生動作電位傳到整個肌細胞將引起肌肉興奮，肌肉通過粗細肌絲的滑行完成興奮收縮耦聯(lián)過程，出現(xiàn)一次機械收縮。2、刺激強度與頻率和肌肉收縮的關(guān)系：單根神經(jīng)纖維或肌纖維對刺激的反應(yīng)是“全或無”式的。但在神經(jīng)纖維肌肉標本中，則表現(xiàn)為當刺激強度很小時（閾下刺激），不能引起神經(jīng)纖維動作電位的產(chǎn)生和肌肉的收縮；當刺激強度在一定范圍內(nèi)變動時，肌肉收縮的幅度與之成正比。因為一條坐骨神經(jīng)干是由許多興奮性不同粗細不等的神經(jīng)纖維所組成的。弱刺激只能使其中少量興奮性高的神經(jīng)纖維先興奮，并引起它所支配的少量肌纖維收縮。隨著刺激強度逐漸增大，發(fā)生興奮的神經(jīng)纖維數(shù)目逐漸增多，

7、其所引起收縮的肌纖維數(shù)目亦增多，結(jié)果肌肉收縮幅度隨刺激強度的增加而增強。當刺激達到某一強度時，神經(jīng)干中全部神經(jīng)纖維興奮，它們所支配的全部肌纖維也都發(fā)生興奮和收縮，從而引起肌肉的最大收縮。此后，若再繼續(xù)增強刺激強度，肌肉收縮反應(yīng)不再繼續(xù)增大?？梢娫谝欢ǚ秶鷥?nèi)，骨骼肌收縮力的大小決定于刺激的強度。3、刺激頻率與肌肉收縮的關(guān)系： 蛙腓腸肌在收縮時，肌細胞會相繼出現(xiàn)絕對不應(yīng)期、相對不應(yīng)期、超常期和低常期，若在相對不應(yīng)期或者超常期早期給予細胞另外一個刺激，肌細胞的第一次興奮正處于舒張期，而新的刺激會使得肌肉發(fā)生收縮，這樣肌肉會出現(xiàn)持續(xù)收縮的狀態(tài)，稱之為不完全強直收縮；但若在肌細胞興奮地低常期或者超常期后

8、期給予一個新的刺激，肌細胞此時正處于收縮狀態(tài)，新的刺激也會使得細胞收縮，兩次收縮效果相疊加，肌肉處于持續(xù)最大收縮狀態(tài)，此稱之為完全強直收縮。不同頻率的電脈沖刺激神經(jīng)時，肌肉會產(chǎn)生不同的收縮反應(yīng)。若刺激頻率較低，每次刺激的時間間隔超過肌肉單次收縮的持續(xù)時間，則肌肉的反應(yīng)表現(xiàn)為一連串的單收縮；若刺激頻率逐漸增加，刺激間隔逐漸縮短，肌肉收縮的反應(yīng)可以融合，開始表現(xiàn)為不完全強直收縮，以后成為完全強直收縮。4、 為什么刺激頻率增高肌肉收縮的幅度也增大？隨著刺激頻率的增高，各次刺激引起的收縮過程發(fā)生融合而疊加起來，這時肌肉強直收縮產(chǎn)生的張力大于單收縮，這可能與連續(xù)刺激肌肉時，從肌質(zhì)網(wǎng)重復(fù)釋放的ca2+濃度，使橫橋得以有較長的時間持續(xù)活動有關(guān)注意事項 1 經(jīng)常用任氏液浸潤標本，保持生理活性。2. 分離肌肉時應(yīng)按層次剪切。分離神經(jīng)時，必須將周圍的結(jié)締組織剝離干凈。切勿讓蟾蜍的皮膚分泌物和血液等沾污神經(jīng)和肌肉，也不