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骨骼肌单收缩及其总和
一、实验目的
学****并掌握坐骨神经-腓肠肌标本的制备
学****并掌握Powerlab实验系统的使用
观察骨骼肌单收缩及其总和
二、实验原理
肌组织对于一个阈上强度的刺激,发生一次迅速的收缩反应,称为单收缩。单收缩的过程可分为3个时期:潜伏期、收缩期和舒期。
两个相同强度的阈上刺激,相继作用与神经-肌肉标本,如果刺激间隔大于单收缩的时程,肌肉则出现两个分离的单收缩;如果刺激间隔小于单收缩的时程而大于不应期,则出现两个收缩反应的重叠,称为收缩的总和。当同等强度的连续阈上刺激作用与标本时,则出现多个收缩反应的叠加,此为强直收缩。当后一收缩发生在前一收缩的舒期时称为不完全强直收缩;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,此为完全强直收缩。
三、实验材料、工具
实验动物:青蛙
实验器材:常用手术器械(手术剪、手术镊、手术刀、金冠剪、眼科剪、眼科镊、毁髓针、玻璃分针)、蛙板、固定针、锌铜弓、培养皿或不锈钢盘、污物缸、滴管、纱布、粗棉线、任氏液、Powerlab生理信号采集系统
四、实验步骤
(一)坐骨神经-腓肠肌标本的制备
双毁髓:枕骨大孔(在蛙两个耳膜后沿连线的中点),
脊柱中断横剪,使蛙脏和头部自然下垂,去除脏和前肢,仅保留一段脊柱和后肢,
剥皮;去尾骨;分离两后肢,
4•取一后肢,逐段分离坐骨神经至膝关节,去除股骨上的肌肉,保留2/3股骨(约lcm)
(不时往标本上滴加任氏液),
,穿线打结,游离腓肠肌。
(二)Powerlab系统的使用
把标本的股骨固定在肌槽的插孔并拧紧;
将肌腱上的棉线系在换能器感应片上的小孔上打活结,调节松紧度为适度偏紧;
将坐骨神经轻轻搭在刺激电极上;
使用Powerlab系统进行测定并记录。
五、实验结果
表1骨骼肌阈刺激、最适刺激、强直收缩实验数据
测量项目
量程(mV)
最大重复速率(Hz)
脉冲髙度(V)
脉冲波宽(ms)
阈刺激
2
1
1
最适刺激
20
1
1
20
5
1
不完全强直收缩
20
10
1
20
15
1
完全强直
20
20
1
收缩
20
25
1
表2骨骼肌单收缩实验数据
项目
潜伏期时间(s)
收缩期时间(s) 舒期时间(s)
幅度差(mV)
单收缩1
单收缩2
*此为连续单收缩(刺激数6)中选取的两个不相邻的单收缩数据。(量程10mV,最大重复速率1Hz,,
脉冲波宽1ms)
1)阈刺激
图1阈刺激曲线图
经过用不同脉冲高度对坐骨神经-腓肠肌标本进行刺激,可从图1曲线中得出,当脉
-,图形均无明显变化,,仪器所记
录的曲线有明显起伏,因此可得出该坐骨神经-
2)最适刺激
图2最适刺激曲线图
从图2中曲线可以看出,-,其曲线的峰值呈现出上升的趋势,,因此可得出该坐骨神经-。
3)不完全强直收缩
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图3不完全强直收缩(最大重复速率5Hz)
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图4不完全强直收缩(最大重复速率10Hz)
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图5不完全强直收缩(最大重复速率15Hz)
脉冲数设为6时,同等强度的连续阈上刺激作用于标本时,出现6个收缩反应的叠加,为强直收缩。当频率为5Hz时,后一收缩发生在前一收缩的舒期,出现不完全强直收缩,;当频率为10Hz时,同样是出现不完全强直收缩,;当频率为15Hz时,同样是出现不完全强直收缩,。
4)完全强直收缩
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图6完全强直收缩(最大重复速率20Hz)
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图7完全强直收缩(最大重复速率25Hz)
当频率改为20Hz时,后一刺激引起的收缩落在前一收缩的收缩期,各自的收缩完全融合,肌肉出现持续的收缩状态,为完全强直收缩,;当频率为25Hz时,同样是出现完全强直收缩,。
5)连续单收缩
图8 6个连续单收缩(最大重复速率1Hz)
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六、分析与讨论
刚好能够引起肌肉收缩的最小刺激强度成为阈刺激,为衡量组织兴奋性高低的指标。强度小于阈值的刺激,称为阈下刺激,强度大于阈值的刺激,成为阈上刺激;阈下刺激不能引起兴奋或动作电位
能够引起肌肉收缩最大反应的最小刺激强度称为最适刺激。单根神经纤维或肌纤维对刺激的反应是“全或无”式的。单在神经肌肉标本中,则表现为一定围肌肉收缩的幅度同刺激神经的强度成正比。因为坐骨神经干中含有数十条粗细不等的神经纤维,其兴奋性也不相同。弱刺激只能使其中少量兴奋性高的神经纤维先兴奋,并引起它所支配的少量肌纤维收缩。随着刺激强度增大,发生兴奋的神经纤维数目增多,结果肌肉收缩幅度随刺激强度的增加而增加。当刺激达到一定程度,神经干中全部神经纤维兴奋,其所支配的全部肌纤维也都发生兴奋和收缩,从而引起肌肉的最大收缩。此后,若再增加刺激强度,肌肉收缩幅度不再增加。
肌肉对于一个阈上强度的刺激发生一次迅速的收缩反应,就是单收缩。单收缩分为三个时期,分别是潜伏期、收缩期、舒期。本实验分别测量了两个单收缩,从实验所得数据可知,。这是兴奋的产生、传导和传递所耗费的时间。,曲线很陡,即为收缩期。从收缩高峰开始,,即为舒期。。,,,。
脉冲数设为6时,同等强度的连续阈上刺激作用于标本时,出现6个收缩反应的叠加,为强直收缩。当频率为5、10、15Hz时,后一收缩发生在前一收缩的舒期,出现不完全强直收缩,当频率改为20、25Hz时,后一刺激引起的收缩落在前一收缩的收缩期,各自的收缩完全融合,肌肉出现持续的收缩状态,为完全强直收缩。在收缩曲线上,不完全强直收缩曲线的各收缩波的波峰仍然可以分辨,而完全强直收缩的波峰已经完全融合,不能分辨。这一现象可以解释为:当刺激频率比较高时,前一次收缩尚未完全舒或尚处于收缩期时,后一次刺激所引起的收缩已经出现并被叠加上去,肌肉将处于完全的持续收缩状态,看不出舒的痕迹,即为完全强直收缩。