高效刺激强度和频率与骨骼肌收缩的影响

2008年4月2日

【实验目的】

1. 学会记录收缩的方法

2. 观察刺激强度与收缩反应的关系 3. 观察刺激频率与收缩反应的关系

【实验原理】

1． 阈刺激：刚刚可以使肌肉收缩的那一个刺激强度 2． 阈下刺激：不能产生肌肉收缩的刺激。

3． 最适刺激：当全部纤维收缩的收缩是对应的刺激强度。

4． 由于动作电位的传导以及肌肉的兴奋之间有一定的时间间隔，所以肌肉收缩

曲线之前有一段潜伏期。之后会出现时程相对较长的舒张期和收缩期。由于肌肉收缩反映到微观水平是粗细肌丝的相对滑动，所以收缩期和舒张期的时称变化是微观组织结构和更精细分子结构的客观反映。

5． 若对同一标本进行多次重复刺激，会使肌肉的的收缩出现叠加。可分为一下

几种情况：

（1） 后一刺激和前一刺激的时间间隔大于整个收缩过程，每一个收缩峰是相对

较为完整。

（2） 当刺激间隔持续时间减小时，有的肌肉会出现连续峰。

（3） 当刺激间隔落在前一个收缩时程的舒张期，会出现锯齿状的曲线，这种情

况成为不完全强制收缩。

（4） 当后一个收缩发生在前一个收缩的收缩期时，曲线呈现平滑状，而且峰值

加大，这种情况称为完全强直收缩。

【实验动物与器材】

1. 实验动物：蟾蜍

2. 实验器材：常用手术器械、蛙板、培养皿、滴管、纱布、粗棉线、任氏液 、肌槽。 【实验步骤】

（一）刺激强度与骨骼肌收缩反应的关系

1. 实验→肌肉神经→刺激强度与反应的关系； 2. 在零负荷时，调节好张力换能器的零点； 3. 将肌肉标本与标本盒连接 4. 开始记录→开始刺激。

刺激器以强度自动递增方式产生刺激（从零开始，每发一次刺激，强度自

动递增）。 5. 阈强度；

最适刺激强度，肌肉收缩为最大收缩。

6. 一旦出现最大收缩，停止刺激，停止记录。

（二）单收缩分析 1. 参数：扫描速度

2. 测量单收缩的潜伏期，收缩期和舒张期的时程 （三）刺激频率与骨骼肌收缩反应的关系

1. 实验→肌肉神经→刺激强度与反应的关系→典型实验； 2. 调节好张力换能器的零点，设置最适刺激强度； 3. 开始记录→开始刺激。

系统自动按1、2、4、8、16、32Hz的频率间歇发送刺激脉冲。 4. 单收缩

不完全强直收缩 完全强直收缩

5. 一旦出现完全强直收缩，停止刺激，停止记录 。

【实验结果以及分析】

实验评注：图1

1. 由于调整波间隔，使得一张图无法同时显示阈强度和最适强度，为了后

续实验，只保留了包括最适强度的图，这是本次实验的一点不足。

2. 从图中可以看出，波与波之间相对，表明波间隔大于肌肉收缩的整

个过程。

3. 对比图中保留的波形，我们选取0.110点刺激强度作为最适刺激强度。理

由0.105对应的峰值小于0.110点，而0.115对应的峰值和0.110时一样。由于没有细化数据，只能将最适刺激强度定性在0.105—0.110之间。 4. 后续实验，采用0.110为最适刺激强度。

实验评注：图3

1．这是一张频率对收缩的影响图，从开始到中途，但明显未达到完全强直收缩。 2．当形同波形中出现两个波峰时，我们可以得知近似出现2个相对的收缩过程。

3．从图中可以很明显看到从波到不完全牵制收缩的过程，可见在没有达到一定水平时，表现出的峰值会增大。

4．理论上将每一个刺激作用都会经过一段潜伏期，由于上图的分辨率不足，本难分辨重叠波的对应潜伏期，可以在做实验中将其忽略，但应了解它的客观存在。 实验评注：图3

1. 上图是最适刺激强度下出现的一个肌肉收缩波形图的放大。 2. 按时间可以将图分为三个阶段：潜伏期，收缩期，舒张期 3. 由于实验的疏忽，没有测得收缩期的时间 T舒张期=510ms T潜伏期=30ms

4. 存在一个约30ms的延迟期（潜伏期）主要是发生在递质释放机制中 原因

（1） 排除由于递质传递为主导因素

乙酰胆碱的扩散时间不长，而相比而言30ms有点太长了。

乙酰胆碱的扩散受温度的影响不大，而这里想潜伏期受温度影响较大。

（2） 排除乙酰胆碱的反应时间延迟为主导：用电泳施加乙酰胆碱反应的延

迟却没有发现潜伏期的变化

结论：延迟期是由于递质的释放造成的。

【实验注意事项】

1. 悬线松紧应合适； 2. 固定标本时勿损伤标本