相關專題 ? 實驗1刺激強度、頻率對骨骼肌收縮的影響

【目的】

本實驗在保持刺激時間恒定的條件下，逐步增加或減小對蟾蜍坐骨神經的刺激強度(脈沖振幅)和改變電脈沖刺激頻率，觀察記錄腓腸肌收縮收縮張力，分析 探討刺激強度和刺激頻率與骨骼肌收縮張力的關系。學習微機生物信號采集處理系統的使用。 　

【原理】

肌肉、神經和腺體組織稱為可興奮組織，它們有較大的興奮性。不同組織、細胞 的興奮表現各不相同，神經組織的興奮表現為動作電位，肌肉組織的興奮主要表現為收縮活動。因此，觀察肌肉是否收縮可以判斷它是否產生了興奮。一個刺激是否能使組織發生興奮，不僅與刺激形式有關，還與刺激時間、刺激強度、強度-時間變化率三要素有關，用方形電脈沖刺激組織，則組織興奮只與刺激強度、刺激時間有關。用方形電脈沖刺激組織，在一定的刺激時間(波寬)下，剛能引起組織發生興奮的刺激稱為閾刺激，所達到的刺激強度稱為閾強度，能引起組織發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；界于閾刺激和最大刺激間的刺激稱閾上刺激，相應的刺激強度稱閾上刺激強度。

刺激神經使神經細胞 產生興奮，興奮沿神經纖維傳導，通過神經肌接頭的化學傳遞，使肌肉終板膜上產生終板電位，終板電位可引起肌肉產生興奮(即動作電位)，傳遍整個肌纖維，再通過興奮-收縮耦聯使肌纖維中粗、細肌絲產生相對滑動，宏觀上表現為肌肉收縮。肌肉收縮的形式，不僅與刺激本身有關，而旦還與刺激頻率有關。當刺激頻率較小，使刺激間隔大于一次肌肉收縮舒張的持續時間，則肌肉收縮表現為一連串的單收縮；增大刺激頻率，使刺激間隔大于一次肌肉收縮的收縮時間、小于一次肌肉收縮舒張的持續時間，則肌肉產生不完全強直收縮；繼續增加刺激頻率，使刺激間隔小于一次肌肉收縮的收縮時間，則肌肉產生完全強直收縮。 　

【預習】

1．儀器設備知識 參見 RM6240微機生物信號采集處理系統介紹。

2．實驗理論 實驗動物知識參見第三章第一節 生理科學實驗常用實驗動物的種類；第四章第一節 動物實驗的基本操作；統計學知識參見第五章第四節常用統計指標和方法；生理學教材中興奮性、興奮的概念，神經肌接頭化學傳遞的機制，骨肌的收縮原理和肌肉收縮的外部表現和力學分析。檢索全文數據庫中的相關研究論文，檢索方法參見第五章第五節。

3．預繪制實驗原始數據記錄表格和統計表格。

4．預測結果 預測刺激強度和刺激頻率對骨骼肌收縮形式及收縮張力影響。

【材料】

蟾蜍或蛙，任氏液，張力換能器，微機生物信號采集處理系統。 　

【方法】

1．實驗系統連接和參數設置

換能器的輸出端與生物信號采集處理系統的輸入通道相連。啟動RM6240或PcLab（MedLab）系統軟件，進入系統軟件窗口，設置儀器參數：

（1） RM6240系統：點擊“實驗”菜單，選擇生理科學實驗菜單中的“刺激強度對骨骼肌收縮的影響” 或“刺激頻率對骨骼肌收縮的影響”項目。系統進入信號記錄狀態。儀器參數：通道模式 張力，采樣頻率 400Hz~1KHz，掃描速度 1s/div，靈敏度 10~30g，時間常數 直流，濾波頻率 100Hz。

2．蟾蜍坐骨神經腓腸肌在體標本制備

（1）毀腦脊髓。

（2）剝去一側下肢自大腿根部起的全部皮膚，然后將標本俯臥位固定于蛙板上。

（3）在大腿背內側的股二頭肌與半膜肌之間，縱向分離坐骨神經至腘窩處，并在神經下穿線備用。然后分離腓腸肌的跟腱，穿線結扎，并連同扎線將跟腱剪下，一直將腓腸肌分離至膝關節。在膝關節旁釘一大頭針，折彎壓住膝關節，至此在體標本制備完成。

（4）將腓腸肌跟腱的扎線固定在張力換能器懸臂梁上，不宜太緊，此連線應與桌面垂直，調節微距調節器，將前負荷調至2~5g。

（5）把穿好線的坐骨神經輕輕提起，放在刺激電極上，應保證神經與刺激電極接觸良好。

【觀察項目】

1．逐漸增大刺激強度，找出剛能引起肌肉出現微小收縮的刺激強度(閾強度)。繼續增強刺激強度，觀察肌肉收縮反應是否相應增大。

2．繼續增強刺激強度，直至肌肉收縮曲線不能繼續升高為止。找出剛能引起肌肉出現最大收縮的最小刺激強度，即最大刺激強度。

3．用1.5V刺激強度，使刺激頻率逐漸增加，記錄不同頻率時的肌肉收縮曲線，觀察不同頻率時的肌肉收縮變化。　

【實驗報告】

1．題目。

2．署名 作者和合作者姓名及單位。

3．結構式摘要（目的，方法，結果，結論）。

4．材料和方法 主要實驗材料，在體或離體蟾蜍坐骨神經－腓腸肌標本制備方法簡要，儀器裝置連接和儀器參數。

5．觀察項目 實驗觀察項目及觀察指標，數據用`x±s表示，統計方法。

6．結果 列刺激強度與肌肉收縮張力、刺激頻率與肌肉張力和肌肉收縮時間與舒張時間原始數據表格，對數據進行統計和顯著性檢驗。標注刺激強度與肌肉收縮曲線記錄圖，繪制刺激強度與肌肉收縮張力曲線。標注刺激頻率與肌肉收縮曲線記錄圖，繪制刺激頻率與肌肉收縮張力曲線。用文字和數據逐一描述實驗結果。

7．討論 對實驗結果進行分析推理。

8．參考文獻。