實驗二不同強和頻率的刺激對肌肉收縮的影響第1頁/共22頁2023/3/292不同強度和頻率的刺激對肌肉收縮的影響Effectofdifferentintensityandfrequencyelectricalstimulationonskeletalmusclecontraction第2頁/共22頁2023/3/293實驗?zāi)康模∣bjectiveofexperiment）學(xué)習(xí)蟾蜍坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本制備方法觀察刺激蟾蜍坐骨神經(jīng)對腓腸肌收縮的影響，分析刺激強度、刺激頻率與骨骼肌收縮張力的關(guān)系學(xué)習(xí)微機生物信號采集處理系統(tǒng)的使用方法第3頁/共22頁2023/3/2941實驗動物(laboratoryanimal)蟾蜍（中華蟾蜍指名亞種，ZhuoshanToad）

蟾蜍屬兩棲動物，其一些基本生命活動與哺乳動物近似，其離體組織和器官所需的生理環(huán)境比較簡單(無須供氧和恒溫)蟾蜍常用于神經(jīng)生理、肌肉生理、心臟生理，微循環(huán)、水腫等實驗

雄性蟾蜍皮膚光滑，前肢趾上有黑色婚墊，會鳴叫。雌性蟾蜍皮膚粗糙，無婚墊，不會鳴叫婚墊雄蟾雄蟾雌蟾1.材料和方法(materialsandmethods)第4頁/共22頁2023/3/2951.2藥品任氏液(Ringer`ssolution)任氏液由無機鹽和蒸餾水配置而成，每升溶液含NaCl6.5g、KCl0.14g、CaCl20.12g,、NaHCO30.20g、NaH2PO4

0.01g。任氏液的理化特性與蛙的組織液近似。可用于蛙的組織、器官潤濕和營養(yǎng)1.材料和方法(materialsandmethods)第5頁/共22頁2023/3/2961.3器材(experimentalinstallation)RM6240生物信號處理系統(tǒng)(RM6240biologicalsignalcollectingsystem)（成都儀器廠）、神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒（nerve-musclechamber)RM6240C生物信號處理系統(tǒng)RM6240生物信號處理系統(tǒng)可以同時采集、放大、顯示、記錄、分析四路生物信號及一路刺激輸出，12導(dǎo)聯(lián)心電圖輸入記錄，可用于人體和動物實驗。儀器參數(shù)全程控設(shè)置，有多種數(shù)據(jù)分析功能和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出功能神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒1.材料和方法(materialsandmethods)第6頁/共22頁2023/3/2971.5儀器連接和參數(shù)(apparatusjunctionandparameter)RM6240C微機生物信號處理系統(tǒng)神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒神經(jīng)肌肉標(biāo)本盒1對引導(dǎo)電極接微機生物信號處理系統(tǒng)2通道，換能器接第1通道換能器第7頁/共22頁2023/3/298

“實驗”菜單中選擇生理科學(xué)實驗中的“骨骼肌收縮”進入實驗狀態(tài)。儀器參數(shù)：1通道時間常數(shù)直流，靈敏度3.75g，濾波頻率30Hz、采樣頻率：8KHz，掃描速度：2.5s/div。單刺激激方式，刺激幅度0.05～2.0V，刺激波寬0.1ms，延遲1ms1.5儀器連接和參數(shù)（apparatusjunctionandparameter)

采樣頻率通道模式掃描速度靈敏度濾波頻率時間常數(shù)第8頁/共22頁2023/3/2991.6動作電位引導(dǎo)和骨骼肌收縮記錄神經(jīng)干坐骨神經(jīng)腓腸肌的股骨插入固定孔固定，神經(jīng)干標(biāo)本盒的電極上，神經(jīng)與電極接觸良好，調(diào)節(jié)刺激電壓，記錄動作電位和肌肉收縮曲線第9頁/共22頁2023/3/29102.觀察（observations)2.1不同刺激強度刺激坐骨神經(jīng)對肌肉收縮張力的影響閾刺激最大刺激第10頁/共22頁2023/3/29112.觀察（observations)2.2最大刺激時，不同刺激頻率刺激坐骨神經(jīng)對骨骼肌收縮張力的影響2Hz18Hztwitch

incompletetetanuscompletetetanus第11頁/共22頁2023/3/2912singletwitch

第12頁/共22頁2023/3/2913twitchtwitchincomplete

tetanusincomplete

tetanusincomplete

tetanuscomplete

tetanuscomplete

tetanus第13頁/共22頁2023/3/2914

“實驗”菜單中選擇生理科學(xué)實驗中的“不應(yīng)期觀察”進入實驗狀態(tài)。儀器參數(shù)：1通道時間常數(shù)直流，靈敏度15g，濾波頻率30Hz、1通道時間常數(shù)0.02s、靈敏度5mV，濾波頻率1KHz、采樣頻率：40KHz，掃描速度：20ms/div。雙刺激激方式，最大刺激強度，刺激波寬0.1ms，延遲1ms，刺激波間隔0.5、2、20ms，同步觸發(fā)2.3不應(yīng)期觀察第14頁/共22頁2023/3/29153.結(jié)果（results)3.1不同刺激強度刺激坐骨神經(jīng)對腓腸肌收縮張力的影響刺激波寬0.1ms的單刺激，閾刺激強度為V，最大刺激強度為V，閾強度刺激時的肌肉收縮力(g)顯著低于最大刺激強度刺激時的肌肉收縮力(g)第15頁/共22頁2023/3/29163.2刺激強度（U）與肌肉收縮張力（T）的關(guān)系在閾刺激強度與最大刺激強度之間，腓腸肌的收縮力隨著刺激強度的增大而增大，刺激強度大于最大刺激強度，腓腸肌的收縮力不再增大，見圖1

T（g)U(V)最大刺激閾刺激Fig.1forcevsstimulusvoltagebehavior第16頁/共22頁2023/3/29173.3不同頻率刺激刺激坐骨神經(jīng)對腓腸肌收縮張力的影響刺激波寬0.1ms，最大刺激強度時，單收縮的刺激頻率為性Hz，不完全強直收縮的刺激頻率為

Hz

至

Hz

、完全強直收縮的刺激頻率為Fcts±sHz

至Fcte±sHz

。不完全強直最大收縮力Tict±s(g)和完全強直最大收縮力Tct±s(g)顯著高于單收縮的最大收縮力為Tt±s(g)（p<0.05），見表2。

樣本單收縮不完全強直收縮完全強直收縮頻率(Hz)張力(g)頻率(Hz)張力(g)頻率(Hz)張力(g)

123456x±s注：*p﹤0.05、**p﹤0.01vs單收縮組表2不同刺激頻率刺激坐骨神經(jīng)對蟾蜍腓腸肌收縮張力的影響第17頁/共22頁2023/3/29183.4收縮張力與刺激頻率的關(guān)系

T（g)F(Hz)completetetanusincomplete

tetanusFig.2forcevsstimulusfrequencybehavior隨著頻率刺激的逐漸增大，腓腸肌的收縮力不斷增加，到完全強直收縮后，再增加刺激頻率，腓腸肌的收縮力增大趨緩，見圖2第18頁/共22頁2023/3/29194.討論(discussion)4.1腓腸肌大多數(shù)是快顫搐型肌纖維[1]

，支配腓腸肌收縮的神經(jīng)是A纖維，A纖維的直徑有很大差異，其閾值也有較大差異[1，2]。單干恒定時間的方波電壓刺激坐骨神經(jīng)干，電壓低于閾值的強度刺激，坐骨神經(jīng)干支配腓腸肌的神經(jīng)纖維不發(fā)生興奮，其所支配的肌細胞也不會發(fā)生興奮和收縮。刺激電壓達到閾強度時，坐骨神經(jīng)干中閾值最低的神經(jīng)開始興奮，其所支配的運動單位的肌纖維興奮并發(fā)生收縮，刺激強度逐漸增大，坐骨神經(jīng)干中興奮的神經(jīng)纖維增加，興奮和收縮的運動單位增加，其所募集的收縮張力也增加。刺激電壓達到使支配腓腸肌的A纖維全部興奮，腓腸肌全部的運動單位增加都興奮并收縮，收縮張力達單收縮最大值。第19頁/共22頁2023/3/29204.2以最大刺激電壓的連續(xù)脈沖刺激坐骨神經(jīng)干，剌激波的間隔時間大于單收縮的持續(xù)時間，肌肉收縮波呈現(xiàn)與刺激頻率相同的單收縮波；刺激波間隔小于單收縮的持續(xù)時間，肌肉收縮波發(fā)生融合(總和），融合發(fā)生于舒張期，出現(xiàn)不完全強直收縮；融合發(fā)生于收縮期，出現(xiàn)完全強直收縮波，但神經(jīng)干動作電位不發(fā)生融合隨著刺激波間隔的減小，腓腸肌收縮張力也逐漸增大，強直收縮產(chǎn)生的張力顯著大于單收縮。肌肉單收縮時，胞漿內(nèi)Ca2+濃度升高的持續(xù)時間太短，被激活的收縮蛋白尚未產(chǎn)生最大張力時，胞漿Ca2+濃度即已開始下降，單收縮產(chǎn)生的張力不能達到胞漿內(nèi)Ca2+濃度相應(yīng)的最大張力。強直收縮時，肌細胞連續(xù)興奮，引起終池中的鈣連續(xù)釋放胞漿內(nèi)的Ca2+濃度持續(xù)升高，使肌肉未完全舒張或未舒張時進一步收縮，使收縮張力逐漸增大，完全強直收縮時收縮張力達到了一個穩(wěn)定的最大值[3]4.討論(discussion)第20頁/共22頁2023/3/29211.D.J.AIDLEY.可興奮細胞的生理.學(xué)科學(xué)出版社.北