实验 不同频率的刺激对肌肉收缩的影响
摘 要
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，并学会使用微机生物信号采集处理系统和换能器。刺激神经会引起肌肉收缩，而肌肉收缩的形式，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收缩舒张的持续时间时，肌肉表现为一连串的单收缩；增大刺激频率，是刺激的间隔大于一次肌肉收缩舒张的持续时间、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，是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。
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
引言：此实验所用的蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本在实验教学中应用广泛，而且目前关于神经肌肉刺激的研究正在不断深入，双通道神经肌肉电刺激仪的发明也给广大的瘫痪病人带来了福音。这种以低频脉冲电流刺激神经肌肉以治疗疾病的方法称为神经肌肉电刺激疗法(NMES)。对病变神经及其支配的肌肉进行电刺激可以引起肌肉节律性收缩，改善血液循环，促进静脉与淋巴回流，延缓病肌的萎缩，有助于肌纤维的代偿性增生，促进神经兴奋和传导功能的恢复。
材料和方法
实验材料 1． 2． 3． 4．
实验对象：蟾蜍
实验工具：蛙板、锌铜弓、探针、粗剪刀、细剪刀、瓷碗、培养皿，尖镊子、玻璃分针
实验试剂：任氏液
实验仪器：铁支架、微调固定器、刺激输出线、肌动槽、张力换能器、RM6240微机生物信号处理系统。
实验方法 1． 2．
离体蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本制备 实验系统连接和参数设置： (1) (2) 3． 4． 5．
实验菜单中选择“刺激频率对谷歌肌收缩的影响” 选择菜单中选择“强度/频率”显示刺激参数
肌动槽—坐骨神经腓肠肌，张力换能器—RM6240前负荷调至4g。波宽0.1ms,频率递增刺激，组间隔4s,强度2V,记录，打标，开始刺激。
实验观察：刺激频率按1Hz、2Hz、3Hz„逐渐增加，连续记录不同频率是的肌肉收缩曲线，观察肌肉收缩形态和张力的改变
统计方法:结果以X±S表示，统计采用Student test方法
实验结果
图1：刺激频率对骨骼肌收缩的影响
(横坐标：频率 纵坐标:张力大小)
由图可知：在刺激强度变化率恒定的条件下，在1Hz的刺激下表现为单收缩，在11Hz的刺激下表现为不完全强直收缩；在21Hz刺激下表现为强直收缩；在大于21Hz刺激下，肌肉已经出现疲劳从而表现为收缩减少。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；增大频率刺激，使刺激的频率大于一次肌肉收缩的时间、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，使刺激的时间小于一次肌肉收缩时间，则肌肉出产生完全强直收缩。
实验讨论
1．为什么刺激频率增高肌肉收缩的幅度也增高？
一个脊髓神经前角运动神经元及其轴突分支所支配的全部肌纤维，称为一个运动单位。弱收缩时，仅有少量的和较少的运动单位发生收缩；随着收缩的加强，可有越来越多和越来越大的运动单位参加收缩，产生的张力也随之增加。
2．连续刺激神经，坐骨神经腓肠肌标本会出现疲劳现象吗？为什么？
会出现疲劳。因为短时间剧烈运动时出现的疲劳，往往与细能源物质的消耗以及乳酸等
+2+
代谢产物的堆积这些外周的因素有关。H 与Ca竞争肌钙蛋自上的结合位点，减少了肌钙蛋白的激活率，影响了横桥的形成此外，此外H+ 浓度升高也会抑制钠泵的活力，使横桥摆动所需能量不足。
3．对实验结果和现象进行机制分析讨论。
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。
4．通过对“不同频率的刺激对肌肉收缩的影响”的研究，在医学治疗上有什么应用？ a.神经肌肉电刺激疗法(NMES)用于治疗废用性肌肉萎缩，增加和维持关节活动度，减轻肌肉痉挛以及促进失神经支配肌肉的回复的等。并且早在1982年，美国FDA已正式宣布此方法是安全的。
b.盆底肌锻炼与电刺激联合生物反馈,是治疗产后女性性功能障碍的一种良好方法,是临床未来需普及推广的治疗方法之一。
c.电刺激修复动眼神经损伤。 d.脊髓电刺激遥控止痛。
5. 在实验过程中由于采用的是离体实验标本，所以成功率不是很高，所以可否采取在体的
标本呢？
通过对比，我们可以发现在体的坐骨神经腓肠肌标本其实更易控制，而且不易损伤坐骨神经，所以在以后的实验中我们可以尝试 用在体的标本做实验。 然而，在体的实验标本又是否能保证实验结果的准确性呢？因此我们可以设置对照试验，真正比较在破坏脑脊髓的情况下，离体与在体对实验结果是否真的有影响。
参考文献
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