刺激频率对蟾蜍离体骨骼肌收缩的影响

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1、刺激频率对蟾蜍离体骨骼肌收缩的影响【摘要】目的：观察在刺激时间、强度变化率恒定的条件下，不同频率的电刺激对肌肉收缩的影响。方法：采用微机生物信号采集处理系统和坐骨神经-腓肠肌标本制备方法，观察并记录到不同频率时的肌肉收缩形态和张力的变化结果：根据得到的刺激频率与肌肉收缩张力曲线分析，随着刺激频率的增高，骨骼肌从单收缩到不完全强直收缩，再从不完全强直收缩到完全强直收缩。结论：在不同大小的刺激频率下，肌肉可表现为单收缩、不完全强直收缩、完全强直收缩。【关键词】刺激频率骨骼肌收缩单收缩不完全强直收缩完全强直收缩【引言】肌肉、神经和腺体组织称为可兴奋组织，不同组织、细胞的兴奋表现各不相同，肌肉组织的

2、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。[1]【实验材料和方法】1.实验材料1.1实验对象：蟾蜍1.2药品和试剂：任氏液1.3实验器材：蛙类手术器械、锌铜弓、微调固定器、张力换能器、微机生物型号采集系统、标本屏蔽盒2.实验方法2.1实验系统连接和参数设置：张力换能器的输出端和生物信号采集处理系统的输入通道相连。2.2离体蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本制作2.2.1毁脑脊髓：取蟾蜍一只，用左手握住，以食指压住其头部尽量前俯，右手持探针从枕骨大孔刺入，向上刺入脑髓，左右摇

3、动探针以捣毁其脑髓，然后将探针向下，捣毁其脊髓。此时蟾蜍下颌呼吸消失，四肢松软。2.2.2剪除躯干上部及内脏：用剪刀在颅骨后端剪断脊柱。左手握住蟾蜍，右手用剪刀沿两侧剪开腹部，剪除躯干上部及内脏，丢入盆内。2.1.3剥皮：避开神经，用右手食指和拇指握住脊柱，然后用左手捏住皮肤，逐步向下牵拉，剥离皮肤。2.2.4分离两腿：用剪刀避开两侧坐骨神经，将蟾蜍下肢从中间剪开，淋上部分任氏液。2.2.5游离坐骨神经：取一条腿，固定于蛙板上。用玻璃分针循股二头肌和半膜肌之间的坐骨神经沟，暴露坐骨神经的大腿部分，直至腘窝。剪断股二头肌，半腱肌和半膜肌肌腱，并剪断股三头肌。自上向下剪断所有的坐骨神经的分支，将

4、连着3~4节的坐骨神经分离出来。2.2.6完成坐骨神经小腿标本：将游离的坐骨神经搭在腓肠肌上。用剪刀自膝关节周围向上剪除并刮除所有的大腿肌肉，在距离膝关节1厘米处剪断股骨。2.2.7完成坐骨神经腓肠肌标本：用剪刀在腓肠肌标本的跟腱下方穿孔，穿线结扎之，提起线，在线的下方剪断跟腱。逐步提起腓肠肌，在膝关节处剪断与小腿其余部分分离。再淋上任氏液。2.2.8检查标本：用锌铜弓刺激坐骨神经，观察腓肠肌是否有反应。2.3测试刺激频率对蟾蜍离体骨骼肌的影响2.3.1将腓肠肌放入标本屏蔽盒内，坐骨神经搭在盒内，然后扎线固定在张力换能器悬臂梁上，与标本屏蔽盒垂直。同时，接上电极。2.3.2启动微机生物信号采

5、集处理系统，调零，然后开始记录不同频率刺激下骨骼肌收缩张力的影响。【数据记录】表一刺激频率对蟾蜍离体骨骼肌的影响【讨论】1.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-收缩耦联机制使肌纤维中粗、细肌丝产生相对滑动，宏观上表现为肌肉收缩。[２]2.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。当刺激频率较小时，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收缩时间、小于一次肌肉收缩舒张

6、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。［3］3.随着刺激间隔的减小，腓肠肌收缩张力逐渐增大，强直收缩产生的张力显著大于单收缩。肌肉单收缩时，胞浆内Ca2+浓度升高的持续时间太短，被激活的收缩蛋白尚未产生最大张力时，胞浆Ca2+浓度即已开始下降，单收缩产生的张力不能达到胞浆内Ca2+浓度相应的最大张力。强直收缩时，肌细胞连续兴奋，引起终池中的钙连续释放胞浆内的Ca2+浓度持续升高，使肌肉未完全舒张或未舒张时进一步收缩，使收缩张力逐渐增大，完全强直收缩时收缩张力达到了一个稳定的最大值。【结论】在一定范围的刺激频率内

7、，连续刺激刺激蟾蜍坐骨神经，随着频率的递增，逐渐出现单收缩，不完全强直收缩到完全强直收缩的变化。蟾蜍骨骼肌出现完全强直收缩后，不会随着频率的递增而发生变化。【参考文献】[1]陆源，林国华，杨午鸣主编.机能学实验教程，第二版.一北京：科学出版社，2010.6[2]邹仲之，李继承主编.组织学与胚胎学，第七版一北京：人民卫生出版社，2008.6[3]朱大年主编.生理学，第七版一北京：人民卫生出版社，2008.1