实验 高频刺激频率的连续刺激对肌肉收缩形式的影响6.2

实验高频刺激频率的连续刺激对肌肉收缩形式的影响

佟昕檬张莹郭浪祺黄华瑶吴芳

【目的要求】

1.观察不同频率的最适刺激对腓肠肌收缩形式的影响及特征。

2.了解和掌握单收缩、复合收缩、强直收缩特征形成的基本原理。

3.学习微机生物信号采集处理系统的使用。

【基本原理】

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，肌肉组织的兴奋主要表现为收缩活动。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。刺激频率较小，使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，使刺激间隔大于一次肌肉收缩的收缩时间、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。

【实验材料】

动物：牛蛙或蟾蜍

试剂与仪器：任氏液，生物信号采集处理系统，微机，铁架台，双凹夹，刺激电极，肌槽，锌铜弓，张力换能器，蛙类手术器械一套（粗剪刀一把，组织剪一把，眼科剪一把，镊子一把，探针一根，玻璃分针两根，蛙钉四个，滴管一个，培养皿一个，托盘一个，废物缸一个，蛙板一个，棉线一根，小毛巾一条）【方法步骤】

1．毁脑脊髓

取蟾蜍一只，用左手握住，以食指压其头部前端使头部尽量前俯，右手持探针自枕骨大孔处垂直刺入，到达椎管，并将探针改变方向刺向颅腔，向各侧不断搅动，彻底捣毁脑组织。再将探针原路退出，刺向尾侧，捻动探针使逐渐刺入整

个椎管内，捣毁脊髓。此时蟾蜍下颌呼吸运动应消失，四肢松软，即成为一毁脑脊髓的蟾蜍。否则须按上法再行捣毁。

2．蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本制备

剥去一侧下肢自大腿跟部起的全部皮肤，然后将标本俯卧位固定于蛙板上。在大腿背内侧的股二头肌与半膜肌之间，纵向分离坐骨神经至膝关节处，并在神经下穿线备用。然后分离腓肠肌的跟腱，穿线结扎，并连同扎线将跟腱剪下，一直将腓肠肌分离至膝关节。

3．刺激及记录装置连接

将腓肠肌跟腱的扎线固定在机械换能器弹簧片上，不宜太紧，此连线应与桌面垂直。把穿好线的坐骨神经轻轻提起，放在刺激电极上，应保证神经与刺激电极接触良好，然后可以进行试验项目（图1）。

图1 肌肉收缩的记录装置图

实验时，打开计算机，启动生物信号采集处理系统，进入“刺激频率对骨骼肌收缩的影响”模实验菜单。

4.测定标本的最适刺激强度

以波宽为1ms，从最小刺激强度开始逐渐增加刺激强度对肌进行刺激，找到刚刚引起肌肉最大收缩的刺激强度，即为该标本的最适刺激强度，整个实验过程中均固定在此刺激强度上（图2）。

最适刺激强度

图2 测定标本的最适刺激强度

5.记录高频刺激频率的连续刺激对肌肉收缩形式

将刺激方式置于“连续”，其余参数固定不变，用频率1 Hz、2 Hz、5 Hz、10 Hz、15 Hz、20 Hz、25 Hz、30 Hz的连续刺激作用于作骨神经，分别记录出不同频率时的肌肉收缩曲线，观察用不同频率时的肌肉收缩变化，从而认识理解单收缩、不完全强直收缩和完全强直收缩（图3）。当肌肉收缩曲线呈现完全强直收缩后，进一步增大连续单脉冲的刺激频率，即可记录到高频刺激频率的连续刺激对肌肉收缩形式的曲线。

图3 不同刺激频率对肌肉收缩的影响

【注意事项】

1.如果肌肉在未给刺激时即出现挛缩，是由于漏电等原因引起，需检查电器接地是否良好。

2.做肌肉最大收缩时，刺激强度不宜太大，否则会损伤神经。

3.要将制备好的坐骨神经腓肠肌标本先放在任氏液中浸泡一段时间。

4.实验过程中保持换能器与标本连线的张力保持不变。

【实验结果】

当刺激频率增加超过一定限度时，再增大频率，由于后一刺激落在前一次机的绝对不应期中，所以也是无效的，因此收缩不在增加。达到此限度的完全强直收缩成为最大强直收缩。各收缩不会分开，肌肉维持稳定的收缩状态。