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刺激强度和刺激频率对骨骼肌收缩的影响【摘要】为了观察在刺激时间、强度变化率恒定的条件下，不同强度和频率的电刺激对肌肉收缩的影响，学习微机生物信号采集处理系统和换能器的使用，我们制备了蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本，用不同刺激强度和频率刺激神经使神经细胞产生兴奋，标注刺激强度、刺激频率与肌肉收缩曲线记录图，发现兴奋的产生与刺激强度有关，在本次标本中，0.09V为阈强度，0.14V为最大刺激强度，肌肉收缩形式与刺激频率有关，本次标本在3.0Hz时出现单收缩，7.0Hz时出现不完全强直收缩，21.0Hz时为强直收缩。
关键词刺激强度、刺激频率、肌肉收缩、阈刺激、最大刺激、单收缩、不完全强直收缩、强直收缩1实验材料和方法1.1实验材料1.1.1实验动物蟾蜍（浙江中医药大学实验动物中心）1.1.2实验材料和器械培养皿；任氏液；镊子；蛙钉；金属探针；玻璃分针；锌-铜弓；粗剪刀；手术剪；蛙板；玻璃板；刺激电极；张力换能器；BB-3G标本屏蔽盒；一维位移微调器；实验支架；微机生物信号采集处理系统1.2实验方法1.2.1 毁脑脊髓：用金属探针自枕骨大孔处毁蟾蜍脑脊髓。
1.2.2 剪除躯干上部和内脏：用粗剪刀在颅骨后方剪断脊柱，剪除全部躯干上部及内脏组织，弃于瓷盆内。
1.2.3 剥皮：避开神经，将全部皮肤剥除，并将标本置于盛有任氏液的培养皿中。
1.2.4 分离双腿：避开坐骨神经，用粗剪刀从背侧剪去骶骨，然后沿中线将脊柱剪成左右两半，再从耻骨联合中央剪开，并将已分离的标本浸入盛有任氏液的培养皿中。
1.2.5 游离坐骨神经：取腿一条，先用玻璃分针沿脊柱侧游离坐骨神经腹腔部，然后用蛙钉将标本背位固定于干净蛙板上。
用玻璃分针循股二头肌和半膜肌之间的坐骨神经沟，纵向分离暴露坐骨神经之大腿部分，直至分离至腘窝胫神经分叉处。
然后剪段股二头肌腱、半肌腱和半膜肌肌腱，并绕至前方剪断股四头肌腱，自上向下剪断所有坐骨神经分支，将连着3、4节椎骨的坐骨神经分离出来。
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实验1：不同频率的刺激对肌肉收缩的影响高春燕(浙江中医药大学2009中医学七年制专业2班，20091150206 )关键词：刺激；强度；频率；腓肠肌1实验目的：本实验在保持足够的刺激时间（脉冲波宽）和刺激强度（脉冲振幅）不变的条件下，通过不同频率电脉冲刺激蟾蜍离体坐骨神经，观察腓肠肌收缩活动的改变。
2 实验材料：（1）实验对象：蟾蜍（2）实验工具：蛙板、锌铜弓，探针，粗剪刀、尖镊子、玻璃分针、瓷碗、培养皿（3）实验试剂：任氏液（4）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微机生物信号采集系统。
3 实验方法：（1）离体蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本制备（2）实验系统连接和参数设置：1）实验菜单中选择“刺激频率对骨骼肌收缩的影响”2）选择菜单中选择“强度/频率显示刺激参数”（3）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。
(4)实验观察：刺激频率按1HZ,2HZ,3HZ,4HZ,5HZ…30HZ,31HZ，32HZ,33HZ逐渐增加，连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察肌肉收缩形态和张力的改变_(5)统计方法：结果以x±s表示，统计采用student t test 方法4实验结果：（1）表格肌肉最大张力原始数据表/7组刺激强度（ZV）---------------------------------------------------单收缩完全强直收缩5.7 176.72 29.990.16 7.844.95 15.860.29 13.520.55 4.20.27 5.02表1—2 通过统计处理的表动物数/n 肌肉张力（g）单收缩7 2.6629±8.8334完全强直收缩7 13.3471±8.9444P《=0.01，得结果两样本差别有极显著意义（2）刺激频率与肌肉收缩张力曲线刺激频率按1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、····、30Hz逐渐增加，连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线（附页）分析：当刺激频率较小，刺激的间隔大于一次肌肉舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为一连串的单收缩，即图中第一个收缩曲线；增大刺激频率，使刺激的间隔大于一次肌肉收缩的收缩时间、小于一次肌肉收缩的时续时间，即当后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，则肌肉产生不完全强直收缩，如图所示；继续增加刺激频率，使刺激的间隔小于一次肌肉收缩的收缩时间，即后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，各自的收缩则完全融合，肌肉出现持续的收缩状态，则产生完全强直收缩，如图所示。
不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响【摘要】目的：掌握制备蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本的方法；观察不同强度、频率和肌肉收缩反应之间的关系，了解肌肉收缩形成的过程。
方法：采用活体蟾蜍制备坐骨神经腓肠肌标本；在刺激时间恒定的条件下，分别用不同强度和频率的电刺激作用坐骨神经，再通过RM6240 系统记录蟾蜍腓肠肌的收缩变化。
结果：给予增量为0.005v 的强度递增电刺激后，当刺激强度在0v 到0.235V之间时，肌肉不收缩；当刺激强度为0.235v 时，肌肉收缩曲线出现第一个峰；随着刺激强度增加，峰值升高；当刺激强度到达0.330v 后，峰值不再升高。
给予坐骨神经频率增量为2Hz、强度为1v、组间延时2s、延时20ms波宽5ms的频率递增刺激后，当刺激频率为3Hz时，肌肉收缩曲线开始出现重合，并且随着频率增加，肌肉收缩曲线的重合愈多、最高点逐渐升高。
结论：电刺激强度达到阈强度时，肌肉才开始收缩，且随着刺激强度的增大，肌肉收缩增强；达到最大刺激强度后，肌肉收缩不再增强。
电刺激频率较小时，刺激的间隔大于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为单次收缩；当增大刺激频率，使刺激的间隔大于一次肌肉收缩的收缩时间、小于一次肌肉收缩的舒张时间，则肌肉收缩产生不完全强直收缩；随着频率的继续增加，使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】坐骨神经腓肠肌；刺激；强度；频率；收缩张力1 实验材料和方法1.1 实验材料1.1.1 实验动物蟾蜍（由浙江中医药大学动物实验中心提供）。
1.1.2 实验材料和器械蛙类解剖手术器械，蛙板，蛙钉，玻璃板，培养皿，任氏液，锌铜弓，金属探针，玻璃分针，镊子，剪刀，手术剪，铁支架，一维位移微调器，刺激电极，张力换能器，微机化生物信号采集处理系统（RM624）0，BB3G标本盒。
1.2 实验方法1.2.1 制备坐骨神经腓肠肌标本1.2.1.1 捣毁脑脊髓取蟾蜍一只，左手握住，以食指抬头部前端使其头部尽量后仰，右手持探针自枕骨大孔处垂直刺入，将探针向上刺入颅腔，向各侧搅动，彻底捣毁脑组织；再将探针反向刺入椎管，捻动探针捣毁脊髓，直到蟾蜍四肢松软。
不同频率的刺激对肌肉收缩的影响【摘要】目的观察在时间时间、强度变化率恒定的条件下，不同刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响，学习微机生物信号采集处理系统和换能器的使用。
方法使用生物信号采集处理系统，通过系统已设定的不同频率参数对激蟾蜍坐骨神经进行刺激，记录分析数据结果。
结果单收缩的刺激频率为 2.0Hz，不完全强直收缩的刺激频率为4.0Hz,完全强直收缩的最小刺激频率为10.0Hz。
结论在有效刺激强度条件下，某较小频率使腓肠肌发生单收缩。
当频率增大，单收缩变为不完全强直收缩，频率继续增大，不完全强直收缩变为完全强直收缩。
【关键词】刺激；频率；腓肠肌【Abstract】Objective：Observation at the time rate of change of time and strength under constant conditions, effects of different stimulation frequencies of skeletal muscle contraction forms, computer bio-signal acquisition and processing system for learning and use of transducer. Methods ：Using biological signal acquisition and processing system, through the system has different frequencies to set parameters on IP toad sciatic nerve stimulation, recording and analysis data results.Results ：Single stimulation frequency of contraction of 2.0Hz, not Complete tetanus stimulus frequency 4.0Hz, completely the minimum stimulus frequency tetanic contraction is 10.0Hz.Concluded ：Under the condition of the effective stimulus intensity, a smaller frequency single for the gastrocnemius muscle contraction, increasing frequency, single contraction becomes incomplete tetanic contraction, frequency continues to increase, not fully tetanic contraction into Complete tetanus.【Key words】Stimulation; Frequency; Gastrocnemius【引言】肌肉、神经和腺体组织称为可兴奋组织，它们有较大的兴奋性。
实验一刺激强度、频率对骨骼肌收缩的影响实验报告一实验目的1、观察不同刺激强度和刺激频率对骨骼肌收缩的影响。
2、了解阈刺激、阈上刺激、最大阈刺激的概念和意义。
3、了解单收缩、不完全强直收缩，完全强直收缩的概念和意义。
二实验原理由许多肌纤维组成的腓肠肌在受到不同强度的刺激时引起不同反应。
刺激强度过小时发生阈下刺激（subthreshold stimulus），引起肌肉发生收缩反应的最小刺激强度为阈刺激（threshold stimulus）。
使肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度为最适刺激强度。
肌肉组织对阈上刺激发生的单收缩的过程分为：潜伏期、收缩期、和舒张期。
同一强度的阈上刺激相继作用于神经-肌肉标本，根据刺激间隔与单收缩时程的关系会产生不同的现象；当同一强度的阈上刺激连续作用于标本时，根据后一收缩与前一收缩发生的时期关系可出现：强直收缩、不完全强直收缩和完全强直收缩。
三实验器材蟾蜍，粗剪刀，玻璃分针，探针，木锤，镊子，培养皿，任氏液，娃板，保护电极，肌槽，张力转换器（100g），锌铜弓，微机生物信号处理系统。
四实验步骤制作标本（观看视频）：毁脑脊髓、下肢标本制备、腓肠肌标本制备、连接仪器。
（一）1打开计算机软件中的模拟实验。
2打开电源，对蟾蜍腓肠肌进行单刺激，频率为1HZ，电压由0.1V逐渐增大到1.5V，记录下每次增大电压后的收缩力。
每个电压下刺激3次，记录数据。
3将图表截下来并画出数据表格进行分析。
（二）1打开计算机软件中的模拟实验。
2打开电源，对腓肠肌进行连续刺激，即使腓肠肌进行完全强直收缩。
电压1.4V不变，频率由1HZ逐渐增加到12HZ，记录下每次增大频率之后的收缩力。
3将图表截下来并画出数据表格进行分析。
五结果图1蟾蜍腓肠肌连续刺激时刺激频率和收缩力的关系表1 蟾蜍腓肠肌单刺激时刺激强度和收缩力的关系固定频率1HZ电压（V）0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 收缩力（g） 1.0 1.0 1.0 1.0 1.4 2.3 2.8 3.1 4.5 6.3 7.0 7.2 7.6 8.0 8.0 阈值0.5V 最大收缩力8.0g图2 蟾蜍腓肠肌连续刺激时刺激频率和收缩力的关系表2 蟾蜍腓肠肌连续刺激时频率和收缩力的关系电压1.4V1 2 3 4 5 6 7 9 12频率（HZ）8.0 11.3 13.6 29.0 23.2 28.6 31.3 33.0 39.3 收缩力（g）实验分析与讨论：1从图1和表1看出：a.每一个具有一定持续时间的刺激，都必须达到一定的强度水平，才能引起组织的兴奋。
不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩影响药物的局麻作用及肌松作用姓名：学号：班级：一、实验目的1.观察电刺激强度的变化对骨路肌收缩张力的影响，理解阈刺激、阈上刺激和最大刺激的概念。
2.观察不同刺激频率对骨骼肌收缩的影响，了解单收缩、强直收缩的产生机制及其意义。
3.观察普鲁卡因的传导麻醉作用，分析药物作用机制。
4.观察琥珀胆碱的肌松作用，掌握除极化型肌松药的特点及作用机制。
二、实验材料1.实验动物：蟾蜍2.器材：蛙类手术器械1套，培养皿，铁支架，肌动器，张力换能器，锌铜弓，滴管，丝线，生物信号采集处理系统。
3.药品：任氏液，普鲁卡因溶液，琥珀胆碱溶液三、实验方法和步骤1、标本制备制备离体坐骨神经-腓肠肌标本1)破坏脑和脊髓：找到枕骨大孔处，将刺蛙针刺入1~2mm，分别捣损脑组织和脊髓。
2)剪除躯干上部及内脏：沿骶骨两侧剪开腹壁，剪除全部躯干及内脏组织，在骶髂关节水平前1~1.5cm处剪断脊柱。
3)剥皮，将标本放在盛有任氏液的培养皿中。
4)清洗：将手及用过的剪子，镊子等全部手术器械洗净。
5)分离双后肢：沿脊柱和骨盆的正中线将脊柱分为两半，从耻骨联合中央剪开两侧大腿，将分离的另一半后肢浸入盛有任氏液的培养皿中备用。
6)制备离体坐骨神经-腓肠肌标本I.分离坐骨神经：用玻璃针沿脊柱侧游离坐骨神经腹腔部；沿坐骨神经沟，用玻璃针剥离坐骨神经大腿部，分离至腘窝。
II.分离腓肠肌：结扎腓肠肌跟腱，剪短跟腱，减去周围组织，保留腓肠肌起始点与骨的联系。
III.游离坐骨神经腓肠肌标本2、标本安放将标本的股骨固定在肌动器上，坐骨神经轻放在肌动器电极上，用任氏液保持局部湿润；腓肠肌跟腱用线扎紧并与张力换能器相连3、仪器实验1）观察不同刺激强度对骨骼肌收缩的影响I.选择“刺激强度与反应的关系”，系统进入信号记录状态，刺激模式可采用自动幅度调节。
II.给予神经一个最小的单刺激，逐渐增加刺激强度，找出刚能引起肌肉出现微小收缩的刺激强度（阈强度）。
实验一：不同频率的刺激对肌肉收缩的影响
浙江中医药大学第三临床医学院
关键词：刺激；强度；频率；腓肠肌
一．实验目的：
本实验在保持足够的刺激时间（脉冲波宽）和刺激强度（脉冲振幅）不变的条件下，通过不同频率电脉冲刺激蟾蜍离体坐骨神经，观察腓肠肌收缩活动的改变。
二．实验材料：
（1）实验对象：蟾蜍
（2）实验工具：蛙板、锌铜弓，探针，粗剪刀、尖镊子、玻璃分针、瓷碗、培养皿
（3）实验试剂：任氏液
（4）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微机生物信号采集系统。
三．实验方法：
（1）离体蟾蜍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。
（2）实验系统连接和参数设置：
1）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。
2）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。
3) 实验菜单中选择“刺激频率对骨骼肌收缩的影响”
4）选择菜单中选择“强度/频率显示刺激参数”
（3）调整刺激器的数据。
选择方式为正电压刺激，模式为频率递增刺激，波宽5ms.延时20ms，频率增量2 Hz,组间延时2s.，强度0.3V，记录，打标，开始刺激。
(4)实验观察：刺激频率按1HZ,2HZ,3HZ,4HZ,5HZ…30HZ,逐渐增加，连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察肌肉收缩形态和张力的改变
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四．.注意事项
1.肌肉在未给刺激时即出现挛缩，是漏电等原因引起的，需检查接地是否良好。
2.做肌肉最大收缩时，刺激强度不宜太大，否则会损伤神经。
3．离体坐骨神经腓肠肌标本制备好需在任氏液中先浸泡一定时间。
4.在肌肉收缩后，应让肌肉休息一定时间再作下一次刺激，特别是高频连续刺激时。
5.实验过程中保持换能器与标本连线的张力保持不变。
五．实验结果：
刺激频率与肌肉收缩张力曲线
刺激频率按1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、····、30Hz逐渐增加，连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线
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x1 g，最大刺激强度刺激时的肌肉收缩力x2g 。
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)
六．实验分析：
当刺激频率较小，刺激的间隔大于一次肌肉舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为一连串的单收缩，即图中第一个收缩曲线；增大刺激频率，使刺激的间隔大于一次肌肉收缩的收缩时间、小于一次肌肉收缩的时续时间，即当后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，则肌肉产生不完全强直收缩，如图所示；继续增加刺激频率，使刺激的间隔小于一次肌肉收缩的收缩时间，即后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，各自的收缩则完全融合，肌肉出现持续的收缩状态，则产生完全强直收缩，如图所示。
图中最后一段出现肌肉疲劳现象。
七．讨论：
(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。
(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]。
八．参考文献
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
3.姚泰.生理学.人民卫生出版社.北京.2002.4第1版.P62。
