實(shí)驗(yàn)不同頻率的刺激對(duì)肌肉收縮的影響摘要利用蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本，研究不同頻率的電刺激對(duì)肌肉收縮的影響，并學(xué)會(huì)使用微機(jī)生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)和換能器。刺激神經(jīng)會(huì)引起肌肉收縮，而肌肉收縮的形式，不僅與刺激本身有關(guān)，而且還與刺激頻率有關(guān)。當(dāng)刺激頻率較小，刺激的間隔大于一次收縮舒張的持續(xù)時(shí)間時(shí)，肌肉表現(xiàn)為一連串的單收縮；增大刺激頻率，是刺激的間隔大于一次肌肉收縮舒張的持續(xù)時(shí)間、小于一次肌肉收縮舒張的持續(xù)時(shí)間，則肌肉產(chǎn)生不完全強(qiáng)直收縮；繼續(xù)增加刺激頻率，是刺激的間隔小于一次肌肉收縮的收縮時(shí)間，則肌肉產(chǎn)生完全強(qiáng)直收縮。關(guān)鍵詞：不完全強(qiáng)直收縮；完全強(qiáng)直收縮；坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本引言：此實(shí)驗(yàn)所用的蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用廣泛，而且目前關(guān)于神經(jīng)肌肉刺激的研究正在不斷深入，雙通道神經(jīng)肌肉電刺激儀的發(fā)明也給廣大的癱瘓病人帶來(lái)了福音。這種以低頻脈沖電流刺激神經(jīng)肌肉以治療疾病的方法稱為神經(jīng)肌肉電刺激療法(NMES)。對(duì)病變神經(jīng)及其支配的肌肉進(jìn)行電刺激可以引起肌肉節(jié)律性收縮，改善血液循環(huán)，促進(jìn)靜脈與淋巴回流，延緩病肌的萎縮，有助于肌纖維的代償性增生，促進(jìn)神經(jīng)興奮和傳導(dǎo)功能的恢復(fù)。材料和方法實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)對(duì)象：蟾蜍實(shí)驗(yàn)工具：蛙板、鋅銅弓、探針、粗剪刀、細(xì)剪刀、瓷碗、培養(yǎng)皿，尖鑷子、玻璃分針實(shí)驗(yàn)試劑：任氏液實(shí)驗(yàn)儀器：鐵支架、微調(diào)固定器、刺激輸出線、肌動(dòng)槽、張力換能器、RM6240微機(jī)生物信號(hào)處理系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)方法離體蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本制備實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接和參數(shù)設(shè)置：實(shí)驗(yàn)菜單中選擇“刺激頻率對(duì)谷歌肌收縮的影響”選擇菜單中選擇“強(qiáng)度/頻率”顯示刺激參數(shù)肌動(dòng)槽—坐骨神經(jīng)腓腸肌，張力換能器—RM6240前負(fù)荷調(diào)至4g。波寬0.1ms,頻率遞增刺激，組間隔4s,強(qiáng)度2V,記錄，打標(biāo)，開(kāi)始刺激。實(shí)驗(yàn)觀察：刺激頻率按1Hz、2Hz、3Hz…逐漸增加，連續(xù)記錄不同頻率是的肌肉收縮曲線，觀察肌肉收縮形態(tài)和張力的改變統(tǒng)計(jì)方法:結(jié)果以X±S表示，統(tǒng)計(jì)采用Studenttest方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖1：刺激頻率對(duì)骨骼肌收縮的影響(橫坐標(biāo)：頻率縱坐標(biāo):張力大小)由圖可知：在刺激強(qiáng)度變化率恒定的條件下，在1Hz的刺激下表現(xiàn)為單收縮，在11Hz的刺激下表現(xiàn)為不完全強(qiáng)直收縮；在21Hz刺激下表現(xiàn)為強(qiáng)直收縮；在大于21Hz刺激下，肌肉已經(jīng)出現(xiàn)疲勞從而表現(xiàn)為收縮減少。當(dāng)刺激頻率較小，刺激的間隔大于一次肌肉收縮舒張的持續(xù)時(shí)間，則肌肉收縮表現(xiàn)為一連串的單收縮；增大頻率刺激，使刺激的頻率大于一次肌肉收縮的時(shí)間、小于一次肌肉收縮舒張的持續(xù)時(shí)間，則肌肉產(chǎn)生不完全強(qiáng)直收縮；繼續(xù)增加刺激頻率，使刺激的時(shí)間小于一次肌肉收縮時(shí)間，則肌肉出產(chǎn)生完全強(qiáng)直收縮。實(shí)驗(yàn)討論1．為什么刺激頻率增高肌肉收縮的幅度也增高？一個(gè)脊髓神經(jīng)前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及其軸突分支所支配的全部肌纖維，稱為一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位。弱收縮時(shí)，僅有少量的和較少的運(yùn)動(dòng)單位發(fā)生收縮；隨著收縮的加強(qiáng)，可有越來(lái)越多和越來(lái)越大的運(yùn)動(dòng)單位參加收縮，產(chǎn)生的張力也隨之增加。2．連續(xù)刺激神經(jīng)，坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本會(huì)出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象嗎？為什么？會(huì)出現(xiàn)疲勞。因?yàn)槎虝r(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的疲勞，往往與細(xì)能源物質(zhì)的消耗以及乳酸等代謝產(chǎn)物的堆積這些外周的因素有關(guān)。H+與Ca2+競(jìng)爭(zhēng)肌鈣蛋自上的結(jié)合位點(diǎn)，減少了肌鈣蛋白的激活率，影響了橫橋的形成此外，此外H+濃度升高也會(huì)抑制鈉泵的活力，使橫橋擺動(dòng)所需能量不足。3．對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象進(jìn)行機(jī)制分析討論。單收縮時(shí)胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度升高的持續(xù)時(shí)間太短，以致被活化地收縮蛋白尚未產(chǎn)生最大張力時(shí)，胞質(zhì)Ca2+濃度就已經(jīng)開(kāi)始下降。強(qiáng)直收縮時(shí)，則細(xì)胞連續(xù)興奮，是細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度持續(xù)升高，因此收縮張力可達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的最大值。4．通過(guò)對(duì)“不同頻率的刺激對(duì)肌肉收縮的影響”的研究，在醫(yī)學(xué)治療上有什么應(yīng)用？a.神經(jīng)肌肉電刺激療法(NMES)用于治療廢用性肌肉萎縮，增加和維持關(guān)節(jié)活動(dòng)度，減輕肌肉痙攣以及促進(jìn)失神經(jīng)支配肌肉的回復(fù)的等。并且早在1982年，美國(guó)FDA已正式宣布此方法是安全的。b.盆底肌鍛煉與電刺激聯(lián)合生物反饋,是治療產(chǎn)后女性性功能障礙的一種良好方法,是臨床未來(lái)需普及推廣的治療方法之一。c.電刺激修復(fù)動(dòng)眼神經(jīng)損傷。d.脊髓電刺激遙控止痛。5.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于采用的是離體實(shí)驗(yàn)標(biāo)本，所以成功率不是很高，所以可否采取在體的標(biāo)本呢？通過(guò)對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)在體的坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本其實(shí)更易控制，而且不易損傷坐骨神經(jīng)，所以在以后的實(shí)驗(yàn)中我們可以嘗試用在體的標(biāo)本做實(shí)驗(yàn)。然而，在體的實(shí)驗(yàn)標(biāo)本又是否能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性呢？因此我們可以設(shè)置對(duì)照試驗(yàn)，真正比較在破壞腦脊髓的情況下，離體與在體對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否真的有影響。 通過(guò)對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)在體的坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本其實(shí)更易控制，而且不易損傷坐骨神經(jīng)，所以在以后的實(shí)驗(yàn)中我們可以嘗試用在體的標(biāo)本做實(shí)驗(yàn)。然而，在體的實(shí)驗(yàn)標(biāo)本又是否能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性呢？因此我們可以設(shè)置對(duì)照試驗(yàn)，真正比較在破壞腦脊髓的情況下，離體與在體對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否真的有影響。參考文獻(xiàn)李世亭;王旭輝;朱寧喜;李心遠(yuǎn);張文川;仲駿;;動(dòng)眼神經(jīng)功能修復(fù)實(shí)驗(yàn)研究[J];中華神經(jīng)外科疾病研究雜志;2006年02期朱寧喜；動(dòng)眼神經(jīng)損傷后神經(jīng)再生和電刺激對(duì)其作用的研究；山東大學(xué)2009年趙晴晴；健康時(shí)報(bào),2010-03-25陳月菲，鄭恒，盧廣興，肖行貞；肇慶衛(wèi)生學(xué)校，廣東肇慶.張志琴，劉政政，趙磊，李麗，馬秀敏；石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)療系,新疆石河子832002;新疆醫(yī)科大學(xué),新疆烏魯木齊830008劉紫荊