刺激強(qiáng)度刺激頻率對(duì)骨骼肌收縮的影響一實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)人員：孫芳 班次：7年制2班 組別：2日期：2014/9/24 指導(dǎo)老師：沈建新小組成員：XXX 丫丫丫 ZZ試驗(yàn)號(hào)和題目：一、刺激強(qiáng)度、刺激頻率對(duì)骨骼肌收縮的影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解并熟悉計(jì)算機(jī)生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成和基本使用方法2、制備具有生理活性的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本3、觀察記錄刺激強(qiáng)度、刺激頻率對(duì)骨骼肌收縮的影響實(shí)驗(yàn)對(duì)象：蛙實(shí)驗(yàn)藥品與器材：任氏液；生物信號(hào)采集系統(tǒng)，蛙類手術(shù)器械，蛙搗毀針，保護(hù)電極，張力換能器，萬能支架、連接導(dǎo)線等。實(shí)驗(yàn)方法：1、 坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本的制備：1）洗干凈實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 2）雙毀髓：找到枕骨大孔處 將刺蛙針刺入1-2mm，分別搗損腦組織和脊髓。3）剝制

2、后肢，分離一側(cè)后肢4）分離 坐骨神經(jīng)，穿線備用 5）游離腓腸肌，肌腱結(jié)扎備用 6）標(biāo)本檢驗(yàn)。2、 連接實(shí)驗(yàn)裝置：將換能器的輸出線接至 BL-420F生理記錄裝置的1通道，保護(hù)電 極接至電脈沖輸出通道。然后把制備好的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本棉線的另一端接在張 力換能器上，將坐骨神經(jīng)通過保護(hù)電極接至電脈沖刺激輸出通道，而腓腸肌肌腱端的棉線與張力換能器簧片相連，保持適度松緊并與桌面垂直。3、 2、實(shí)驗(yàn)記錄：開機(jī)后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)先用單刺激，找出閾強(qiáng)度、最適刺激強(qiáng)度；然后固定最適刺激強(qiáng)度，用連續(xù)單刺激，找出出現(xiàn)完全強(qiáng)直收縮時(shí)的最小刺激頻率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1、刺激強(qiáng)度與肌肉的收縮關(guān)系實(shí)驗(yàn)A.肌肉收縮強(qiáng)度（右側(cè)為標(biāo)尺）;

3、B.刺激標(biāo)記（單位為 V）圖片中，在低于 0.090V的電壓刺激時(shí)，肌肉不發(fā)生收縮，說明在較低的電位刺激時(shí)，并不能引起肌肉發(fā)生收縮反應(yīng)。而隨著刺激強(qiáng)度的增大，用0.095V電壓刺激的時(shí)候，蛙的腓腸肌收縮一次，表明神經(jīng)接受刺激，興奮沿神經(jīng)傳導(dǎo)至腓腸肌，引起腓腸肌肌膜電位發(fā)生變化，同時(shí)興奮 收縮，這說明蛙坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本的閾電位為 0.090-0.095V之間接近0.095V。隨著刺激強(qiáng)度 的不斷增加，有較多的神經(jīng)纖維興奮，肌肉的收縮反應(yīng)也相應(yīng)逐步增大。當(dāng)用0.135V以上的電壓刺激時(shí)，肌肉的收縮強(qiáng)度不再隨著電壓的變大而變大，表明蛙坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本的最適刺激強(qiáng)度為接近 0.135V（ 0.

4、130V-0.135V之間）。A.肌肉收縮強(qiáng)度（右側(cè)為標(biāo)尺）；B.刺激標(biāo)記（單位：Hz, V）在用強(qiáng)度為1.00V的電壓改變頻率刺激神經(jīng)時(shí)，肌肉的收縮頻率隨著刺激電流頻率的變大而發(fā)生變化。首先，在 1Hz的電流刺激神經(jīng)干時(shí)，肌肉出現(xiàn)單收縮，其大小形狀相同；隨著頻率的逐漸變大，當(dāng)刺激頻率為 3Hz時(shí)肌肉發(fā)生不完全強(qiáng)直收縮，標(biāo)本呈現(xiàn)快速連續(xù)顫動(dòng)，張力曲線成鋸齒狀；刺激頻率越來越大，重疊區(qū)域越來越大，最后在頻率到達(dá)15Hz時(shí)，發(fā)生完全強(qiáng)直收縮,肌肉呈現(xiàn)一持久強(qiáng)力收縮，張力曲線平滑并高于單收縮與不完全強(qiáng)直收縮。結(jié)果分析討論1、從刺激到產(chǎn)生收縮的過程：腓腸肌的收縮是由支配它的坐骨神經(jīng)興奮引起的，坐骨神經(jīng)

5、末梢和腓腸肌靠近處 形成神經(jīng) - 肌肉接頭。坐骨神經(jīng)干受到刺激后，神經(jīng)細(xì)胞膜上離子通道開放，引起膜 內(nèi)外電位發(fā)生變化，膜去極化達(dá)到閾電位水平后產(chǎn)生動(dòng)作電位（單個(gè)閾下刺激是不能 產(chǎn)生動(dòng)作電位的） 。動(dòng)作電位產(chǎn)生后會(huì)沿著細(xì)胞纖維傳至神經(jīng)末梢，軸突末梢膜去極 化，引發(fā)該處特有的電壓門控性鈣離子通道開放，細(xì)胞間隙中的鈣離子順化學(xué)梯度進(jìn) 入軸突末梢，觸發(fā)其內(nèi)囊泡的移動(dòng)、融合和排放遞質(zhì)。遞質(zhì)與終板膜上相應(yīng)受體結(jié)合 使終板膜上的離子通道開放形成終板電位，當(dāng)終板膜處的肌細(xì)胞膜的靜息電位因去極 化達(dá)閾電位水平時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位傳到整個(gè)肌細(xì)胞將引起肌肉興奮，肌肉通過粗細(xì)肌絲 的滑行完成興奮收縮耦聯(lián)過程，出現(xiàn)一次機(jī)械收

6、縮。2、刺激強(qiáng)度與頻率和肌肉收縮的關(guān)系： 單根神經(jīng)纖維或肌纖維對(duì)刺激的反應(yīng)是“全或無”式的。但在神經(jīng)纖維肌肉標(biāo)本 中，則表現(xiàn)為當(dāng)刺激強(qiáng)度很小時(shí)（閾下刺激） ，不能引起神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的產(chǎn)生和 肌肉的收縮；當(dāng)刺激強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，肌肉收縮的幅度與之成正比。因?yàn)橐?條坐骨神經(jīng)干是由許多興奮性不同粗細(xì)不等的神經(jīng)纖維所組成的。弱刺激只能使其中 少量興奮性高的神經(jīng)纖維先興奮，并引起它所支配的少量肌纖維收縮。隨著刺激強(qiáng)度 逐漸增大，發(fā)生興奮的神經(jīng)纖維數(shù)目逐漸增多，其所引起收縮的肌纖維數(shù)目亦增多， 結(jié)果肌肉收縮幅度隨刺激強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)刺激達(dá)到某一強(qiáng)度時(shí)，神經(jīng)干中全部 神經(jīng)纖維興奮，它們所支配的全

7、部肌纖維也都發(fā)生興奮和收縮，從而引起肌肉的最大 收縮。此后，若再繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)度，肌肉收縮反應(yīng)不再繼續(xù)增大。可見在一定范圍 內(nèi)，骨骼肌收縮力的大小決定于刺激的強(qiáng)度。3、刺激頻率與肌肉收縮的關(guān)系： 蛙腓腸肌在收縮時(shí)，肌細(xì)胞會(huì)相繼出現(xiàn)絕對(duì)不應(yīng)期、相對(duì)不應(yīng)期、超常期和低常 期，若在相對(duì)不應(yīng)期或者超常期早期給予細(xì)胞另外一個(gè)刺激，肌細(xì)胞的第一次興奮正 處于舒張期，而新的刺激會(huì)使得肌肉發(fā)生收縮，這樣肌肉會(huì)出現(xiàn)持續(xù)收縮的狀態(tài)，稱 之為不完全強(qiáng)直收縮；但若在肌細(xì)胞興奮地低常期或者超常期后期給予一個(gè)新的刺 激，肌細(xì)胞此時(shí)正處于收縮狀態(tài)， 新的刺激也會(huì)使得細(xì)胞收縮， 兩次收縮效果相疊加， 肌肉處于持續(xù)最大收縮狀態(tài)

8、， 此稱之為完全強(qiáng)直收縮。 不同頻率的電脈沖刺激神經(jīng)時(shí)， 肌肉會(huì)產(chǎn)生不同的收縮反應(yīng)。若刺激頻率較低，每次刺激的時(shí)間間隔超過肌肉單次收 縮的持續(xù)時(shí)間，則肌肉的反應(yīng)表現(xiàn)為一連串的單收縮；若刺激頻率逐漸增加，刺激間 隔逐漸縮短，肌肉收縮的反應(yīng)可以融合，開始表現(xiàn)為不完全強(qiáng)直收縮，以后成為完全 強(qiáng)直收縮。4、為什么刺激頻率增高肌肉收縮的幅度也增大？ 隨著刺激頻率的增高，各次刺激引起的收縮過程發(fā)生融合而疊加起來，這時(shí)肌肉強(qiáng) 直收縮產(chǎn)生的張力大于單收縮， 這可能與連續(xù)刺激肌肉時(shí)， 從肌質(zhì)網(wǎng)重復(fù)釋放的 Ca2+ 濃度，使橫橋得以有較長的時(shí)間持續(xù)活動(dòng)有關(guān)注意事項(xiàng) 1 經(jīng)常用任氏液浸潤標(biāo)本，保持生理活性。2. 分離肌肉時(shí)應(yīng)按層次剪切。分離神經(jīng)時(shí)，必須將周圍的結(jié)締組織剝離干凈。切勿讓 蟾蜍的皮膚分泌物和血液等沾污神經(jīng)和肌肉，也不能用水