不同刺激強度和頻率對骨骼肌收縮的影響

1、不同刺激強度和頻率對骨骼肌收縮的影響X X X 浙江中醫(yī)藥高校 XXX專業(yè) XX班級 XX幾組XX學號【摘要】目的：觀察在刺激時間、刺激頻率恒定的條件下，不同強度的電刺激對肌肉收縮的影響以及觀察在刺激時間、刺激強度恒定的條件下，不同頻率的電刺激對肌肉收縮的影響。方法：接受微機生物信號采集處理系統(tǒng)和坐骨神經-腓腸肌標本制備方法，觀察并記錄到不同強度時肌肉收縮形態(tài)和張力的變化以及不同頻率時的肌肉收縮形態(tài)和張力的變化。結果：得到了刺激強度與肌肉張力曲線以及刺激頻率與肌肉收縮張力曲線。結論：在肯定的刺激強度范圍內，刺激蟾蜍坐骨神經，肌張力隨強度的增加而增加。但是當刺激強度低于這一范圍時，肌肉不發(fā)生興奮

2、，而當刺激強度超過這一范圍但不損傷肌肉時，肌肉的張力有最大值，并且保持這個最大值。在不同大小的刺激頻率下，肌肉表現(xiàn)為單收縮、不完全強直收縮、完全強直收縮。【關鍵詞】：刺激頻率 肌肉收縮 單收縮 不完全強直收縮 完全強直收縮 鈣離子濃度1 材料和方法1.1 實驗動物：蟾蜍由浙江中醫(yī)藥高校動物實驗中心供應。1.2 實驗器械：蛙類手術器械、鋅銅弓、微調固定器、張力換能器、微機生物型 號采集系統(tǒng)。1.3 實驗藥品和試劑：任氏液。1.4 實驗系統(tǒng)連接和參數(shù)設置：張力換能器的輸出端和生物信號采集處理系統(tǒng)的輸入通道3相連。啟動RM6240，在系統(tǒng)窗口設置儀器參數(shù)。參數(shù)：關閉1、2、4通道的窗口，將3通道的模

3、式設為張力，采樣頻率等參數(shù)為默認值。刺激器的模式設為“頻率遞增，強度為2V，遞增的頻率為5Hz，時間間隔為8s。在“選擇菜單下拉菜單中選擇“強度/頻率項，顯示刺激參數(shù)。1.5 蟾蜍離體坐骨神經-腓腸肌標本制作1.5.1 搗毀腦脊髓 ： 取蟾蜍一只，用左手握住，以食指壓住其頭部盡量前俯， 右手將探針從枕骨大孔刺入，向上刺入腦髓，左右搖動探針以搗毀腦髓， 然后將探針向下，搗毀其脊髓。此時蟾蜍下頜呼吸消失，四肢松軟。1.5.2 剪除軀干上部及內臟 ： 用剪刀在顱骨后端剪斷脊柱。左手握住蟾蜍右手 用剪刀沿兩側剪開腹部，剪除軀干上部及內臟，丟入盆內。1.5.3 剝皮：避開神經，用右手食指和拇指握住脊柱，

4、然后用左手捏住皮膚，逐 步向下拉，剝離皮膚。1.5.4 洗凈雙手和用過的全部手術器械。1.5.5 別離兩腿：用剪刀避開兩側坐骨神經，將蟾蜍下肢從中間剪開，淋上局部 任氏液。1.5.6 別離坐骨神經：去一條腿固定于蛙板上。用玻璃分針暴露坐骨神經的大腿 局部，直至腘窩。剪斷股二頭肌、半腱肌和半腱肌肌腱，并剪斷股三頭肌。 自上向下剪斷全部的坐骨神經的分支。1.5.7 完成坐骨神經-小腿標本：將游離的坐骨神經搭在腓腸肌上。用剪刀自膝 關節(jié)周圍向上剪除并刮除左右的大腿肌肉，在距離膝關節(jié)1cm處剪斷股骨。1.5.8 完成坐骨神經-腓腸肌標本：用箭頭鑷子在腓腸肌標本的跟腱下方穿孔， 結線扎之，提線剪斷跟腱。

5、逐漸提起腓腸肌，在膝關節(jié)出剪斷與小腿起于 局部別離，再淋上任氏液。1.5.9 檢查標本的活性：用鋅銅弓刺激坐骨神經，觀察腓腸肌是否有反響。1.5.10 將腓腸肌扎線固定在張力換能器懸臂梁上，與桌面垂直。同時，在坐骨 神經上接上電極。1.6 啟動RM6240，調零，然后開頭記錄不同強度刺激下骨骼肌張力的影響以及不同刺激頻率刺激下骨骼肌張力的影響。2結果3 商量 3.1收縮的產生 刺激神經使神經細胞產生了興奮，興奮沿神經纖維傳導，通過神經肌肉接頭的化學傳遞，使肌肉終板膜上產生終板電位，從而引起了肌肉的興奮，傳遍整個肌肉纖維，再通過興奮收縮耦聯(lián)使肌纖維中粗細肌絲產生相對滑動，肉眼觀為肌肉收縮。3.2

6、用方形電脈沖刺激組織，在肯定的刺激時間下，剛能引起組織發(fā)生興奮的刺激稱為閾刺激，所到達的刺激稱為閾強度即最小刺激強度，3.3用方形電脈沖刺激組織，在肯定的刺激時間下，能引起組織發(fā)生最大興奮的最小刺激，稱為最大刺激，相應的刺激強度叫最大刺激強度。3.4由圖可以看出在肯定的刺激強度范圍內，肌張力隨強度的增加而增加。但是當刺激強度低于這一范圍時，肌肉不發(fā)生興奮，而當刺激強度超過這一范圍但不損傷肌肉時，肌肉的張力有最大值，并且保持這個最大值。3.5由圖可以看出0.125V是該坐骨神經最小刺激強度，0.200V是坐骨神經最大刺激強度。3.6在實驗過程中，我們刺激的是坐骨神經，而坐骨神經是神經干，由多根神

7、經纖維組成的。當我們在肯定的刺激范圍內刺激坐骨神經時，只有一局部的神經纖維到達了閾刺激引起的肌肉收縮也只有一局部。而當我們增加刺激強度時，有更多的神經纖維到達閾刺激，就會引起更多的肌肉收縮。所以，在肯定范圍內，增加刺激強度，肌肉的收縮幅度增加。而超過這個范圍之后，全部的神經纖維都到達了閾刺激，再增加刺激強度，肌肉收縮的幅度不會再增加了。而神經細胞的動作電位具有“全或無的特點，所以當刺激強度未到達神經細胞的閾強度，神經細胞不會發(fā)生動作電位，從而也就不會引起骨骼肌收縮即骨骼肌張力的變化。3.7由于存在不同刺激強度對肌肉收縮有不同影響，所以我們在日常生活中可以針對不同的刺激，發(fā)生程度不同的反響和肌肉

8、收縮。3.8當刺激頻率很低時，每次動作電位之后消失一次完整的收縮和舒張過程，這種收縮形式稱為單收縮3.9當刺激頻率比擬低時，后一刺激引起的收縮落在前一收縮的舒張期內，形成不完全強直收縮。3.10當刺激頻率比擬高時，后一刺激引起的收縮落在前一收縮的收縮期內，肌肉處于持續(xù)穩(wěn)定的收縮狀態(tài)，各收縮波完全融合，為完全強直收縮。3.11由圖可以看出隨著刺激頻率的增加肌肉的反響依次表現(xiàn)為單收縮，不完全強直收縮和完全強直收縮。肌肉收縮的幅度也增大3.12在1Hz的刺激頻率下，呈單收縮；在3，5，7，9，11，13Hz的刺激頻率下，呈現(xiàn)不完全強直收縮，收縮刺激頻率低，收縮曲線呈鋸齒狀；頻率持續(xù)增高，鋸齒越不明顯

9、；當刺激頻率到達15Hz時，曲線變得光滑，稱為完全強直收縮。3.13在一次單收縮中，完成一次動作電位僅需2-4ms，而完成一次收縮過程那么長達數(shù)十甚至數(shù)百毫秒，因而當動作電位頻率增加到肯定程度時，由前后連續(xù)的兩個動作電位所觸發(fā)的兩次收縮就有可能疊加起來，產生收縮的總和。假設后一次收縮過程疊加在前一次收縮過程的舒張期，所產生的收縮總和稱為不完全強直收縮，假設后一次收縮過程疊加在前一次收縮過程的收縮期，所產生的收縮總和那么稱為完全強直收縮。3.14在等長收縮條件下，完全強直收縮所產生的張力可達單收縮的3-4倍。這是由于肌細胞動作電位的高頻發(fā)放能使胞質中鈣離子濃度持續(xù)上升，一方面可保證收縮蛋白的充分

10、活化并產生最大張力，另一方面能有效克服肌肉組織的彈性緩沖而表達出穩(wěn)定的最大收縮張力。3.15在生理情況下，骨骼肌的收縮幾乎都以完全強直收縮的形式進行，由于軀體運動神經上的傳出神經總是連續(xù)成串的，其頻率足以引起骨骼肌進行強直收縮，有利于產生強大的收縮張力，完成各種軀體運動和對外界物體做功。4 結論4.1 從蟾蜍坐骨神經-腓腸肌的正常興奮收縮可看出標本制作成功。4.2在肯定的刺激強度范圍內，刺激蟾蜍坐骨神經，肌張力隨強度的增加而增加。但是當刺激強度低于這一范圍時，肌肉不發(fā)生興奮，而當刺激強度超過這一范圍但不損傷肌肉時，肌肉的張力有最大值，并且保持這個最大值。4.2 在肯定范圍的刺激頻率內，刺激蟾蜍坐骨神經，隨著頻率的遞增，逐漸消失單收縮、不完全強直收縮以及強直收縮。參考文獻1 朱大年主編.生理學 第八版.北京:人民衛(wèi)生出版社.20222 陸源 林國華 楊午鳴主編.機能學實驗教程 其次版 .北京：科學出版社.2022內容總結1不同刺激強度和頻率對骨骼肌收縮的影響X X X