刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响

【 目的和原理 】
肌肉受到阈上刺激后，先产生一次动作电位，然后通过兴奋-收缩耦联机制引起肌肉的收缩反应。在一定范围内，随着刺激强度的增加，骨骼肌的收缩强度也随着增加。当阈上刺激的频率很慢时，肌肉的每一次收缩是独立的，彼此分开的，即单收缩。随着刺激频率的加快，前次刺激引起的收缩还未完全舒张时，新的刺激已到达肌肉，于是肌肉在自身尚处于一定程度的缩短和张力的基础上产生新的收缩，曲线呈锯齿形，即为不完全强直性收缩。当阈上刺激频率进一步加快时，前一次刺激引起的收缩还未到达顶点时，新的刺激已到达肌肉，于是肌肉在此基础上产生新的收缩，形成收缩力的叠加，曲线的锯齿形消失，即为完全强直性收缩。而动作电位由于历时很短，又有不应期存在，所以不会融合。
本实验用机械-电换能器将肌肉收缩的机械变化转变为电变化，在二道记录仪或计算机实时分析系统描记肌肉的收缩与动作电位，观察刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响，掌握骨骼肌动作电位与机械收缩同步记录的方法及其基本波形的判断。
【 实验对象 】
蟾蜍或蛙。
【 实验器材和药品 】
蛙类手术器械一套、平板肌槽、引导电极、机械-电换能器、电子刺激器、二道生理记录仪（或计算机实时分析系统）、任氏液等。
【 实验步骤 】
1．制备蟾蜍或蛙坐骨神经——腓肠肌标本
按3．8所示的方法制备坐骨神经——腓肠肌标本，将其放入任氏液中稳定10分钟，备用。
2．连接装置：将标本固定于平板肌槽上，如图8-2-1连接装置。
 
 

图8-2-1刺激强度及频率对骨骼肌收缩的影响装置图
3． 仪器 准备：
二道生理记录仪调零，时间常数DC，灵敏度0.5～10mv/cm，滤波30，增益100。
4．观察项目：
（1）电刺激强度对骨骼肌收缩的影响
用单次电刺激坐骨神经，记录骨骼肌收缩。刺激方式：单次刺激，记录仪纸速：1mm/s。刺激强度由低到高，寻找阈刺激，观察从阈刺激到最大刺激时，骨骼肌收缩强度的变化情况。
（2）观察肌肉收缩与肌细胞动作电位的关系
对神经施加电刺激，记录动作电位与肌肉收缩。刺激方式：连续A，频率：1次/S，记录仪纸速100mm/s。测量从动作电位开始到肌肉收缩开始的时间间隔，即肌细胞动作电位提前于机械收缩的时间。
（3）电刺激频率的改变对肌肉收缩的影响 
对神经施加电刺激，刺激方式：定时，时间：2S，频率：从1次/S起，逐渐加快刺激频率。记录仪纸速：10mm/s。
随刺激频率的逐步加快，可先后产生单收缩、不完全强直收缩和完全强直收缩这三种基本波形。
【 注意事项 】
1．在制备标本的过程中，注意勿损伤坐骨神经和腓肠肌。
2．在实验过程中，应经常滴加任氏液于标本，以保持标本的湿润。