实验二不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响

1KHz、采样频率：40KHz，扫描速度：20ms/div。双刺激激方式，最大刺激强度，刺激波
2019/8/7 宽0.1ms，延迟1ms，刺激波间隔0.5、2、20ms，同步触发
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3.结果（results)
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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 V，最大刺激强度为 V，阈强度刺激时的肌肉收缩力(g)显著低于最大刺激强度刺 激时的肌肉收缩力(g)
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5. 参考文献(references)
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
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
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任氏液由无机盐和蒸馏水配置而成，每 升溶液含NaCl 6.5g、KCl 0.14g、 CaCl2 0.12g,、NaHCO3 0.20g、NaH2PO4 0.01g。任氏液的理化特性与蛙的组织 液近似。可用于蛙的组织、器官润湿和 营养
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1.材料和方法(materials and methods)
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3.2 刺激强度（U）与肌肉收缩张力（T）的关系
在阈刺激强度与最大刺激强度之间 ，腓肠肌的收缩力随着刺激强度的增大而增 大，刺激强度大于最大刺激强度，腓肠肌的收缩力不再增大，见图1
T（g)
阈刺激 最大刺激
U(V)
Fig.1 force vs stimulus voltage behavior
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[3]
无婚垫，不会鸣叫
蟾蜍属两栖动物，其一些基本生命活动与哺乳动物近似，其离体组织和器
官所需的生理环境比较简单 (无须供氧和恒温)
2019/8/7 蟾蜍常用于神经生理、肌肉生理、心脏生理，微循环、水肿等实验
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1.材料和方法(materials and methods) 1.2药品 任氏液(Ringer`s solution)
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4.讨论(discussion)
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纤维， A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。
换能器
RM6240C微机生物信号处理系统
神经肌肉标本盒
神经肌肉标本盒1对引导电极接微机生物信号处理系统2通道，换能器接第1通道
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1.5仪器连接和参数（apparatus junction and parameter)
采样频率
通道模式 扫描速度
灵敏度
3.姚泰.生理学.人民卫生出版社.北京.2019.4第1版.P62
20efinition）：
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阈刺激
在单个刺激，刺激持续时间、强度-时间变化率固定的条件 下，刚能引起实验对象反应的最小刺激。
最大刺激
在单刺激，刺激持续时间、强度-时间变化率固定的条件 下，能引起实验对象最大反应的最小刺激强度。
机能学实验模块 制作人：张业
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实验目的（Objective of experiment）
1. 学习蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本制备方法 2. 观察刺激蟾蜍坐骨神经对腓肠肌收缩的影响，分析刺激强度、
刺激频率与骨骼肌收缩张力的关系 3. 学习微机生物信号采集处理系统的使用方法
神经 干
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2.观察（observations)
2.1 不同刺激强度刺激坐骨神经对肌肉收缩张力的影响
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阈刺激
最大刺激
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2.观察（observations) 2.2 最大刺激时，不同刺激频率刺激坐骨神经 对骨骼肌收缩张力的影响
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3.3 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，单收缩的刺激频率为性 Hz，不完全强直收缩的刺激频率为 Hz 至 Hz 、完全强直收缩的刺激频率为Fcts±s Hz 至Fcte±s Hz 。不完全强直最大收缩 力Tict±s (g)和完全强直最大收缩力Tct±s (g)显著高于单收缩的最大收缩力为 Tt±s (g)（p<0.05），见表2。
3.4 收缩张力与刺激频率的关系
随着频率刺激的逐渐增大，腓肠肌的收缩力不断增加，到完全强 直收缩后，再增加刺激频率，腓肠肌的收缩力增大趋缓，见图2
T（g)
incomplete tetanus complete tetanus
F(Hz)
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Fig.2 force vs stimulus frequency behavior
twitch
incomplete tetanus
2Hz
complete tetanus
18Hz
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single twitch
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twitch twitch
incomplete tetanus incomplete tetanus
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1.3 器材(experimental installation ) RM6240生物信号处理系统 (RM6240 biological signal collecting system )（成都仪器厂）、 神经肌肉标本盒（ nerve-muscle chamber )
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不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响
Effect of different intensity and frequency electrical stimulation on skeletal muscle contraction
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表2 不同刺激频率刺激坐骨神经对蟾蜍腓肠肌收缩张力的影响
单收缩 样本
频率(Hz) 张力(g)
不完全强直收缩 频率(Hz) 张力(g)
完全强直收缩 频率(Hz) 张力(g)
1
2
3
4
5
6
x±s
注： *p﹤0.05 、**p﹤0.01 vs 单收缩组
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1.材料和方法(materials and methods) 1. 1实验动物( laboratory animal)
蟾蜍（中华蟾蜍指名亚种，Zhuoshan Toad）
雄蟾
婚垫
雄蟾
雌蟾
雄性蟾蜍皮肤光滑，前肢趾上有黑色婚垫，会鸣叫。雌性蟾蜍皮肤粗糙，
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incomplete tetanus complete tetanus complete tetanus
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2.3 不应期观察
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“实验”菜单中选择生理科学实验中的“不应期观察”进入实验状态。仪器参数：1通道
时间
常数直流，灵敏度15g，滤波频率30Hz、 1通道时间常数0.02s、灵敏度5mV，滤波频率
RM6240C生物信号处理系统
神经肌肉标本盒
RM6240生物信号处理系统可以同时采集、放大、显示、 记录、分析四路生物信号及一路刺激输出，12导联心电 图输入记录，可用于人体和动物实验。仪器参数全程控 设置，有多种数据分析功能和数据转换输出功能
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1.5仪器连接和参数(apparatus junction and parameter)
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谢谢！
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4.讨论(discussion)
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
时间常数 滤波频率
“实验”菜单中选择生理科学实验中的“骨骼肌收缩”进入实验状态。仪器参数：1通道 时间 2019/8/7 常数直流，灵敏度3.75g，滤波频率30Hz、 采样频率：8KHz，扫描速度：2.5s/div。单 7
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1.6 动作电位引导和骨骼肌收缩记录 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，记录动作电位和肌肉收缩曲线