刺激频率对骨胳肌收缩的影响

[目的与原理]
观察肌肉收缩的形式及刺激频率与肌肉收缩之间的关系，了解与掌握单收缩、复合收缩、强直收缩的特征及其形成的基本原理。
当给肌肉一个阈上刺激时，肌肉即发生一次收缩反应，这是肌肉收缩的最简单形式，称为单收缩，其总时程为0.11s，包括潜伏期、收缩期共0.05s，舒张期0.06s。如相继给予肌肉两个以上强度相同的阈上刺激时，若刺激之间的间隔时间超过一次单收缩的持续时间，则肌肉将出现一连串各个分开的单收缩；若间隔时间比一次单收缩的持续时间短，则前一个收缩波还未结束就开始后一个收缩，这样两次收缩就会重叠起来，这种现象称为复合收缩。如果后一个收缩是在前一个收缩的舒张期内发生的，各次收缩复合的结果，会出现持续的锯齿状的收缩曲线，称为不完全强直收缩。若刺激的间隔时间比单收缩的收缩期短，后一收缩就在前一收缩的收缩期内发生，结果会出现一持续的平滑收缩曲线，称为完全强直收缩，刺激强度一定时，强直收缩的高度要比单收缩高，而且在一定范围内，收缩高度随刺激频率的增加而增高。（图1-7-4）
[实验对象]
蟾蜍或蛙。
[试剂与器材]
任氏液、计算机、生物信息采集处理系统（或二道生理记录仪，电子刺激器）、张力换能器、肌动器、铁架台，双凹夹、蛙类手术器械等。
[实验步骤]
1、按实验72的方法制备坐骨神给腓肠肌标本，在任氏液中浸泡10～20min（本实验也可只用腓肠肌标本，但为练习标本制作，仍然制成坐骨神经-腓肠肌标本）。
2、将坐骨神经-腓肠肌标本固定在肌动器上，并将神经搭在肌动器刺激电极上，把刺激的输出线与肌动器刺激电极的接线柱连接，或在接线柱上再接两根细漆包线（其两端漆皮要去掉），直接插入腓肠肌的两端作刺激电极用。
3、将张力换能器用双凹夹固定于铁支台上，其换能器的输出线插入计算机的信号输入插口。
4、将腓肠肌跟腱结扎线的一端与换能器的簧片相连。注意：不能拉得太紧。
5、打开计算机等待自动进入智能型生物信息采集处理系统主页界面，在空白处双击后进入主页界面，于顶级菜单“实验项目”处单击，打开子菜单后点击“肌肉神经实验”，再选择“刺激频率与反应的关系”项单击，出现对话框后选择现代或经典实验进入实验的监视。
6、调节对话框的数据，如刺激强度（一般为5—7.5V）、刺激频率增量（一般为1、6、10、15、20、30Hz）的设置，直至做出满意的肌肉收缩曲线图形，即记录出几个单收缩曲线和一段不完全强直收缩及完全强直收缩曲线，见图1-7-4。

图1-7-4 骨骼肌的单收缩和强直收缩
上：收缩曲线 下：刺激标记
1.单收缩 2.不完全强直收缩 3.完全强直收缩
[方法评估]
为检验骨骼肌兴奋收缩特性与刺激频率关系的常用方法，操作简单易于掌握。
[应用意义]
为骨骼肌生理特性验证性实验之一，主要应用于观察刺激频率对骨骼肌收缩的影响。
[注意事项]
1、连续刺激时间不宜太长，每次刺激持续时间要保持一致，不得超过3—4s，且每两次刺激之间应让标本休息0.5-1min，以防肌肉疲劳影响实验结果。
2、经常用任氏液湿润标本，以保持其良好的兴奋性。
3、标本固定的松紧要适度，才能保证做出良好的肌肉收缩曲线图。