不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响
刺激强度和刺激频率对骨骼肌收缩的影响
刺激强度和刺激频率对骨骼肌收缩的影响【摘要】为了观察在刺激时间、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，我们制备了蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本，用不同刺激强度和频率刺激神经使神经细胞产生兴奋，标注刺激强度、刺激频率与肌肉收缩曲线记录图，发现兴奋的产生与刺激强度有关，在本次标本中，0.09V为阈强度，0.14V为最大刺激强度，肌肉收缩形式与刺激频率有关，本次标本在3.0Hz时出现单收缩，7.0Hz时出现不完全强直收缩，21.0Hz时为强直收缩。
关键词刺激强度、刺激频率、肌肉收缩、阈刺激、最大刺激、单收缩、不完全强直收缩、强直收缩1实验材料和方法1.1实验材料1.1.1实验动物蟾蜍（浙江中医药大学实验动物中心）1.1.2实验材料和器械培养皿；任氏液；镊子；蛙钉；金属探针；玻璃分针；锌-铜弓；粗剪刀；手术剪；蛙板；玻璃板；刺激电极；张力换能器；BB-3G标本屏蔽盒；一维位移微调器；实验支架；微机生物信号采集处理系统1.2实验方法1.2.1 毁脑脊髓：用金属探针自枕骨大孔处毁蟾蜍脑脊髓。
1.2.2 剪除躯干上部和内脏：用粗剪刀在颅骨后方剪断脊柱，剪除全部躯干上部及内脏组织，弃于瓷盆内。
1.2.3 剥皮：避开神经，将全部皮肤剥除，并将标本置于盛有任氏液的培养皿中。
1.2.4 分离双腿：避开坐骨神经，用粗剪刀从背侧剪去骶骨，然后沿中线将脊柱剪成左右两半，再从耻骨联合中央剪开，并将已分离的标本浸入盛有任氏液的培养皿中。
1.2.5 游离坐骨神经：取腿一条，先用玻璃分针沿脊柱侧游离坐骨神经腹腔部，然后用蛙钉将标本背位固定于干净蛙板上。
用玻璃分针循股二头肌和半膜肌之间的坐骨神经沟，纵向分离暴露坐骨神经之大腿部分，直至分离至腘窝胫神经分叉处。
然后剪段股二头肌腱、半肌腱和半膜肌肌腱，并绕至前方剪断股四头肌腱，自上向下剪断所有坐骨神经分支，将连着3、4节椎骨的坐骨神经分离出来。
不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响
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。
不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响的结论
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不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响实验报告
不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响实验报告
实验目的：
本实验旨在研究不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响。
实验步骤：
一、准备工作：
1. 准备材料：电刺激仪、电极贴片、骨骼肌样本。
2. 将电极贴片粘贴在骨骼肌样本上，保证电极与样本充分接触。
3. 将骨骼肌样本固定在实验平台上。
二、实验设计：
本实验设计以下几个不同的刺激组合：
1. 强度高、频率低组合：刺激强度为X单位，频率为Y次/秒。
2. 强度高、频率高组合：刺激强度为X单位，频率为Z次/秒。
3. 强度低、频率低组合：刺激强度为A单位，频率为Y次/秒。
4. 强度低、频率高组合：刺激强度为A单位，频率为Z次/秒。
三、实验操作：
1. 分别给每个刺激组合设置相应的刺激参数。
2. 通过电刺激仪，依次给骨骼肌样本施加各组刺激。
3. 记录每个刺激组合下，骨骼肌样本收缩的情况，包括收缩幅度和收缩时间。
4. 重复多次实验，取平均值作为最后的结果。
四、数据处理：
对于每个刺激组合，计算出骨骼肌收缩的平均幅度和平均时间。
并进行统计学分析，比较各组之间的差异。
实验结果：
根据数据处理的结果，我们可以得出不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响。
实验结论：
根据实验结果，我们可以得出不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩有一定的影响。
不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响 (2)
不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响【摘要】目的：分析探讨刺激强度和刺激频率与骨骼肌收缩张力的关系。
方法：制备蟾蜍腓肠肌坐骨神经标本，保持刺激时间恒定的条件下，逐步增加或减小对蟾蜍坐骨神经的刺激强度和改变电脉冲刺激频率，观察记录腓肠肌收缩张力。
结果：刺激波宽0.1ms的单刺激，阈刺激强度为0.25±0.09V最大刺激强度为0.39±0.24V阈强度刺激时的肌肉收缩力1.56±1.50g显著低于最大刺激强度刺激时的肌肉收缩力19.09±14.50g，两者有显性差异（p<0.01)；刺激波宽0.1ms，最大刺激强度时，单收缩的刺激频率为4.22±1.09Hz，不完全强直收缩的刺激频率为4.22±1.09至24.89±6.25Hz 、完全强直收缩的刺激频率为35.44±10.86Hz，不完全强直最大收缩力88.55±38.18g和完全强直最大收缩力111.41±36.24g 显著高于单收缩的最大收缩力为20.45±16.24g（p<0.01）。
结论:刺激波宽一定时，骨骼肌收缩张力在一定范围内随刺激强度的增加而增加；刺激波宽一定，刺激强度为最大刺激时，骨骼肌收缩张力在一定范围内随刺激频率的增加而增加；刺激波宽一定，刺激强度为最大刺激时，骨骼肌在一次兴奋之后，在一定时间内处于不应期，对刺激无反应；当过了不应期后，肌肉组织才能对刺激做出反应而产生动作电位。
【关键词】强度频率收缩张力坐骨神经肌肉、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，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[1]。
不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响
实验2不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响一、目的：观察在刺激时间、强度变化率恒定的条件下，不同频率的点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。
二、材料：蟾蜍;任氏液；微调固定器，张力换能器，微机生物信号采集处理系统。
三、方法：（一）制作蟾蜍坐骨神经–腓肠肌标本1、毁脑脊髓：左手握蟾蜍，背部向上。
用食指按压其头部前端，拇指压住躯干的背部，使头向前俯；右手持毁髓针，由两眼之间中线向后方划触，触及两耳后腺之间的凹陷处即是枕骨大孔的位置。
将毁髓针由凹陷处垂直刺入枕骨大孔，然后针尖向前刺入颅腔，在颅腔内搅动，以毁脑组织。
再将毁髓针退至枕骨大孔，针尖转向后方，与脊柱平行刺入椎管，以捣毁脊髓。
脊髓彻底捣毁时，可看到蟾蜍后肢突然蹬直，然后瘫软，即成为一毁脑脊髓的蟾蜍，否则须按上法再行捣毁。
2、剪除躯干上部及内脏：用粗剪刀在颅骨后方剪短脊柱，左手握住蟾蜍脊柱，右手将粗剪刀沿两侧（避开坐骨神经）剪开。
此时躯干上部及内脏即全部下垂。
剪除全部躯干上部及内脏组织，弃于瓷盆内。
3、剥皮：左手持手术镊提起两前肢之间背部的皮肤，右手持手术剪横向剪断皮肤，然后往后肢方向撕剥皮肤。
将标本置于任氏液中。
4、分离两后肢：将去皮的后肢腹面向上置于解剖盘上，右手持剪纵向剪开脊柱，再剪开耻骨联合，使两后肢完全分离。
5、游离坐骨神经：将一侧后肢的脊柱端腹面向上，用玻璃分针沿脊神经向后分离坐骨神经，股部沿腓肠肌正前方的股二头肌和半膜肌之间的裂缝，找出坐骨神经，剪断盖在上方的梨状肌，完全暴露坐骨神经，剪去支配腓肠肌之外的分支，再剪去脊柱及肌肉，只保留坐骨神经发出部位的一小块脊柱骨。
6、完成坐骨神经小腿标本：沿膝关节剪去股骨周围的肌肉，保留股骨的下1cm，剪断股骨。
7、完成坐骨神经腓肠肌标本：在腓肠肌跟腱下穿线并结扎，提起结扎线，剪断肌腱与胫腓骨的联系，游离腓肠肌，剪去膝关节下部的后肢，保留腓肠肌与股骨的联系，制备出完整的坐骨神经-腓肠肌标本。
生理学第三次实验不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响报告
实验三：骨骼肌单收缩的分析不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响(一)实验目的：1.学习仪器记录的方法。
2.观察并记录单收缩过程并且分析单收缩的三个时期。
3.观察并记录不同的刺激强度与肌肉收缩的关系。
4.观察并记录不同的刺激频率与肌肉收缩的关系。
(二)实验原理：坐骨神经和腓肠肌属于可兴奋组织，把他们置于人工配制的任氏液中，其兴奋性在几个小时内保持不变。
若给坐骨神经一个适宜的刺激，可在神经和肌肉上产生一个可传导的动作电位，肉眼可以看到一次肌肉的收缩和舒张，表明神经和肌肉兴奋了一次。
一条坐骨神经干是由许多兴奋性不同的神经纤维所组成的。
保持足够的刺激时间不变，刚能引起其中兴奋性较高的神经纤维产生兴奋，表现为受这些神经纤维支配的肌纤维发生收缩，此时的刺激强度即为这些神经纤维阈强度，具有此强度的刺激叫阈刺激。
腓肠肌由许多肌纤维组成，当刺激支配腓肠肌的坐骨神经时，不同的刺激强度会引起肌肉的不同反应。
当刺激强度过小时，不引起肌肉发生收缩反应，此时的刺激为阈下刺激。
当刺激强度逐渐增强时，可引起少数肌纤维发生收缩反应，这种最小收缩反应的有效强度为阈强度。
随着刺激强度的加大，参加收缩反应的肌纤维数量增多，收缩力量也加大，此时的刺激为阈上刺激。
当全部肌纤维同时收缩时，即出现最大的收缩反应，即使再增大刺激强度，肌肉收缩的力量也不再随之加大。
可以引起肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度为最适刺激强度。
肌组织对于一个阈上强度的刺激，发生一次迅速的收缩反应，称为单收缩。
单收缩的过程可分为3个时期：潜伏期、收缩期和舒张期。
两个同等强度的阈上刺激，相继作用于神经—肌肉标本，如果刺激间隔大于单收缩的时程、肌肉则出现两个分离的单收缩；如果刺激间隔小于单收缩的时程而大于不应期，则出现两个收缩反应的重叠，称为收缩的总和：当同等强度的连续阈上刺激作用于标本时，则出现多个收缩反应的叠加，此为强直收缩。
当后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，称为不完全强直收缩；后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，各自的收缩则完全融合．肌肉出现持续的收缩状态，此为完全强直收缩。
不同刺激强度、刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响
不同刺激强度、刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响机能学实验杂谈【摘要】目的1、通过观察刺激强度与肌肉收缩的关系，明确阈刺激、阈上刺激、最大刺激的概念;2、观察不同刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响。
方法使用生物信号采集处理系统，通过设定不同的强度和频率参数对激蟾蜍坐骨神经进行刺激，记录分析数据结果。
结果阈刺激强度为0.17V，最大刺激强度为0.3V，最大刺激强度时，单收缩的刺激频率为2.0Hz，不完全强直收缩的刺激频率为4.52Hz、完全强直收缩的最小刺激频率为23.6Hz 。
结论刺激强度到达阈刺激时腓肠肌开始收缩，在最大刺激收缩力前随刺激强度增大而增大，到达最大刺激强度后，收缩力不发生明显改变;在最大刺激强度条件下，某较小频率使腓肠肌发生单收缩，频率增大，单收缩变为不完全强直收缩，频率继续增大，不完全强直收缩变为完全强制收缩。
【关键词】刺激;强度;频率;腓肠肌肌肉、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。
此实验通过观察所用电刺激强度与腓肠肌收缩曲线的关系，从而明确阈下刺激，阈上刺激，最适刺激，单收缩，复合收缩等概念以及更好的分析不同刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响。
1材料与方法1.1实验动物健康蟾蜍一只1.2实验器材和药品蛙类手术器械一套(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2把、蛙钉4个、培养皿1个，蛙板一个、滴管一个、棉线若干)，张力换能器，肌槽，刺激电极，铁架台，生物信号采集处理系统，微机，任氏剂。
2.1实验步骤2.1.1蛙类坐骨神经—腓肠肌标本的制备2.1.1.1捣毁蟾蜍脑脊髓:取蟾蜍一只，用自来水冲洗干净。
左手握蛙，用食指下压头部前端，拇指按压背部，使头前俯。
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不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响
浙江中医药大学第二临床医学院
一.实验目的
(1)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。
(2)学习微机生物信号采集处理系统和换能器的使用。
二.材料
蟾蜍；任氏液；微调固定器，张力换能器，微机生物信号采集处理系统。
三.方法
3.1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第1通道相连，刺激输出接标本盒刺激电极。
启动RM6240系统软件，在系统软件窗口设置仪器参数。
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400H z~1kHz，扫描速度1s/div，灵敏度10~30g，时间常数为直流，滤波频率1 00Hz。
在“选择”下拉菜单中选择“强度/频率”项，显示刺激参数。
3.2离体蟾蜍腓肠肌实验法:将离体坐骨神经腓肠肌标本的股骨插入标本盒的固定孔中，旋转固定螺钉固定标本，腓肠肌的跟腱结扎线系于张力换能器的悬臂梁上，此连线应与桌面垂直。
坐骨神经放在刺激电极上，保持神经与电极接触良好。
调节一维微调器，将前负荷调至2~5g。
2.4实验观察
2.4.1刺激强度对骨骼肌收缩的影响
(1)刺激方式:单次，刺激波宽:0.1ms。
(2)开始记录，按“刺激”按钮，刺激强度从0.1V逐渐增大，强度增量0.01~ 0.05V，连续记录肌肉收缩曲线。
刺激强度增加至肌肉出现最大收缩反应(肌肉收缩曲线不再增高)。
(3)测量每一次刺激强度所对应的肌肉收缩张力，确定阈强度和最大刺激强度。
测量最大刺激时，肌肉的收缩期和舒张期时间。
2.4.2刺激频率对骨骼肌收缩的影响
(1)刺激方式:最大刺激强度，波宽:0.1ms。
RM6240采用连续单刺激(或频率递增)。
(2)刺激频率按1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、5Hz、……、30Hz逐渐增加(或刺激间隔逐渐减小)，连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察不同频率时的肌肉收缩形态和张力变化。
(3)统计方法:结果以x±s表示，统计采用Student t test方法。
四．实验结果
图1 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。
图2 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，则肌肉产生完全强直收缩。
五．讨论
1.对实验结果和现象进行机制分析探讨：单收缩时胞质内Ca2+浓度升高的持续时间太短，以致被活化地收缩蛋白尚未产生最大张力时，胞质Ca2+浓度就已经开始下降。
强直收缩时，则细胞连续兴奋，是细胞内Ca2+浓度持续升高，因此收缩张力可达到一个稳定的最大值。
2.本实验中观察到的阈刺激是神经刺激而非肌肉刺激，因为电极直接接触的是分离出的坐骨神经，电刺激使神经细胞产生兴奋，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，引起肌肉兴奋，通过兴奋-耦联使腓肠肌肌肉收缩。
如此测得的阈刺激理论上比较可靠，但在实际操作中肯定会出现误差，主要影响因素有：
(1).分离坐骨神经时，应避免强力牵拉和手提神经或夹伤神经肌肉，否则易使神经受损而出现传导障碍或肌肉收缩障碍。
(2).毁蟾蜍脑脊髓时要彻底，使测得的数据能真实显示坐骨神经受刺激对肌肉收缩的影响，而排除中枢神经系统反射的干扰。
(3).离体坐骨神经腓肠肌标本的制备好后需不时滴加任氏液保持生物活性。
实验中发现未及时滴加任氏液而致标本干燥时，测得的肌肉收缩最大张力比相同刺激条件下的湿润标本要高出很多倍。
原因可能是标本不能保持正常生物稳态而发生挛缩。
(4).做肌肉最大收缩时，刺激强度不宜太大，否则也容易损伤神经。
(5).神经骨胳肌接头处容易由于连续刺激使接头处神经递质耗竭而发生疲劳，所以每次在肌肉收缩后，应让肌肉休息一定时间再作下一次的刺激，特别是在观察刺激频率的影响时，让肌肉有充分时间恢复到原始状态，回复静息电位水平，也让神经递质再形成。
(6).尽量保持实验装置周围理化环境的稳定，包括自然因素和人为因素对张力换能器拉线的干扰，保持拉线的垂直和张力（前负荷）不变。
(7).其他：
a)蟾蜍的年龄、性别等个体差异
b)电极位置不易完全固定
c)实验过程中换能器与标本连线的张力不能保持完全不变
d)蟾蜍腓肠肌在不同收缩过程中的阻抗变化
e)实验中保留了小段肌腱，肌腱在较低的拉力下可发生很大的变形，再增加拉力时变形很小。