不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响
不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响 署名：吴燕青
目的：观察电刺激强度、频率和刺激波间隔对蟾蜍骨骼肌收缩的影响。
1. 材料和方法
1. 1实验动物 中华蟾蜍
1.2药品 任氏液
1.3器材 RM6240生物信号处理系统、神经肌肉标本盒。
1.4 坐骨神经腓肠肌标本制备 蟾蜍毁脑脊髓，去上肢和内脏，下肢剥皮浸于任氏液中。 蟾蜍下肢背面向上置于蛙板上；用剪刀从脊柱正中剪开，向下从耻骨联合剪开分成两个下肢标本，用玻璃分针分离脊柱傍的神经丛，用线在近脊柱处结扎，剪断神经，从大腿至腘窝分离坐骨神经，将神经干提起剪断分支。去除股骨上的肌肉，距膝关节1cm 剪断股骨，分离腓肠肌跟腱穿线结扎，剪断跟腱，游离腓肠肌，在膝关节剪去小腿其余办法，将坐骨神经－腓肠肌标本标本置任氏液中备用。
1.5 仪器连接和参数换能器接第1通道。1通道时间常数直流、滤波频率30Hz 、灵敏度7.5g 、，采样频率：800Hz ，扫描速度：2.5s/div。
1.6 坐骨神经腓肠肌的股骨插入固定孔固定，神经干标本盒的电极上，神经与电极接触良好，调节刺激电压，记录肌肉收缩曲线。
2. 观察
2.1 刺激电压对肌肉收缩张力的影响 单个方波，波宽0.1ms ，初始刺激电压0.1V ，步长0.02V ，刺激坐骨神经，记录肌肉收缩张力，刺激电压增至肌肉收缩张力不再增加时止。
2.2 刺激频率对骨骼肌收缩张力的影响 最大刺激电压，波宽0.1ms ，初始刺激刺激频率1Hz ，步长1Hz ，刺激坐骨神经，记录肌肉收缩张力，刺激频率增至肌肉收缩波在收缩相融合时止。
3. 结果
3.1 不同刺激强度刺激坐骨神经对腓肠肌收缩张力的影响 刺激波宽0.1ms 的单刺激，阈刺激强度为U th V，最大刺激强度为U max V，阈强度刺激时的肌肉收缩力x 1 g，最大刺激强度刺激时的肌肉收缩力x 2g 。
3.2 不同频率刺激刺激坐骨神经对腓肠肌收缩张力的影响 刺激波宽0.1ms ，最大刺激强度时，单收缩的最大收缩力为T t g 、不完全强直最大收缩力T ict g 和完全强直最大收缩力T ct g)
4. 讨论
4.1 腓肠肌大多数是快颤搐型肌纤维[1] ，支配腓肠肌收缩的神经是A α纤维， A α纤维的直径有很大差异，其阈值也有较大差异[1，2]。单干恒定时间的方波电压刺激坐骨神经干，电压低于阈值的强度刺激，坐骨神经干支配腓肠肌的神经纤维不发生兴奋，其所支配的肌细胞也不会发生兴奋和收缩。刺激电压达到阈强度时，坐骨神经干中阈值最低的神经开始兴奋，其所支配的运动单位的肌纤维兴奋并发生收缩，刺激强度逐渐增大，坐骨神经干中兴奋的神经纤维增加，兴奋和收缩的运动单位增加，其所募集的收缩张力也增加。刺激电压达到使支配腓肠肌的A α纤维全部兴奋，腓肠肌全部的运动单位增加都兴奋并收缩，收缩张力达单收缩最大值。
4.2 以最大刺激电压的连续脉冲刺激坐骨神经干，剌激波的间隔时间大于单收缩的持续时间，肌肉收缩波呈现与刺激频率相同的单收缩波；刺激波间隔小于单收缩的持续时间，肌肉收缩波发生融合(总和），融合发生于舒张期，出现不完全强直收缩；融合发生于收缩期，出现完全强直收缩波，但神经干动作电位不发生融合。
随着刺激波间隔的减小，腓肠肌收缩张力也逐渐增大，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Ca 2+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Ca 2+浓度即已开始下降，单收缩产生的张力不能达到胞浆内Ca 2+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Ca 2+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[3]。
5. 参考文献
5.1 D . J.AIDLEY.可兴奋细胞的生理. 学科学出版社. 北京.1983.9第1版. P275、 P61
5.2 Mary A.B.勃雷兹尔. 神经系统的电活动. 科学出版社. 北京.1984第1版. P45
5.3姚泰. 生理学. 人民卫生出版社. 北京.2002.4第1版.P62