不同频率的电刺激蟾蜍离体坐骨神经对腓肠肌收缩的影响——金旺

不同频率的电刺激蟾蜍离体坐骨神经对腓肠肌收缩的影响 浙江中医药大学2009级中医学七年制1班2组 金旺 20091150118 摘要： 目的 在于研究不同频率刺激对骨骼肌收缩的影响。方法 在保持刺激时间恒定的条件下，逐步增加对蟾蜍坐骨神经的电脉冲刺激频率，用微机生物信号采集处理系统观察腓肠肌收缩收缩张力，分析探讨刺激频率与骨骼肌收缩张力的关系。结果 得到了不同频率刺激下肌肉张力的实验关系曲线。 结论 结果显示在相同的强度刺激下，随着刺激频率的增加，骨骼肌收缩呈现单收缩—不完全强直收缩—完全强直收缩的变化，并且随着刺激时间的延长，骨骼肌出现疲劳，从而使收缩幅度减小。 关键词：电刺激 频率 坐骨神经 肌肉收缩 1.实验 1.1 实验动物 蟾蜍体重适宜，雌雄不限，浙江中医药大学动物实验中心提供 1.2 实验药品 任氏液 1.3 实验器材 锌铜弓 微调固定器 张力换能器 微机生物信号采集处理系统 2.实验方法 2.1破坏脑和脊髓 取蟾蜍一只，左手握住蟾蜍，用食指按压其头部前端使其尽量前俯，右手持探针于枕骨大孔处垂直刺入，然后向前通过枕骨大孔刺入颅腔，左右搅动充分捣毁脑组织。然后将探针抽回至进针处，再向后刺入脊椎管，反复提插捣毁脊髓。此时如蟾蜍四肢松软，呼吸消失，明脑和脊髓已完全破坏，否则应按上法反复进行。 2.2剪除躯干上部及内脏 在骶骼关节水平以上1～2cm处剪断脊柱，左手握住蟾蜍后肢，用拇指压住骶骨，使蟾蜍头与内脏自然下垂，右手持普通剪刀，沿脊柱两侧剪除一切内脏及头胸部，留下后肢、骶骨、脊柱以及紧贴于脊柱两侧的坐骨神经。剪除过程中注意勿损伤坐骨神经。 2.3剥皮 左手握紧脊柱断端（注意不要握住或压迫神经），右手握住其上的皮肤边缘，用力向下剥掉全部后肢的皮肤。把标本放在盛有任氏液的培养皿中。 2.4分离两腿 用镊子夹住脊柱将标本提起，背面朝上，剪去向上突起的尾骨（注意勿损伤坐骨神经）。然后沿正中线用剪刀将脊柱和耻骨联合中央劈开两侧大腿，并完全分离，注意保护脊柱两侧灰白色的神经。将两条腿浸入盛有任氏液的培养皿中。 2.5制作坐骨神经腓肠肌标本 取一条腿放置于蛙板上或置于蛙板上的小块玻璃板上。 2.5.1游离坐骨神经 将腿标本腹面朝上放置。用玻璃分针沿脊柱旁游离坐骨神经，并于近脊柱处穿线结扎神经。再将标本背面朝上放置，把梨状肌及其附近的结缔组织剪去。循坐骨神经沟（股二头肌与半膜肌之间的裂缝处），找出坐骨神经的大腿段。用玻璃分针仔细剥离，手执结扎神经的线将神经轻轻提起，剪断坐骨神经的所有分支，并将神经一直游离至腘窝。 2.5.2完成坐骨神经小腿标本 将游离干净的坐骨神经搭于腓肠肌上，在膝关节周围剪掉全部大腿肌肉，并用普通剪刀将股骨刮干净。然后从股骨中部剪去上段股骨，保留的部分就是坐骨神经小腿标本。 2.5.3完成坐骨神经腓肠肌标本 将上述坐骨神经小腿标本在跟腱处穿线结扎后，于结扎处远端剪断跟腱。游离腓肠肌至膝关节处，然后从膝关节处将小腿其余部分剪掉，这样就制得一个具有附着在股骨上的腓肠肌并带有支配腓肠肌的坐骨神经的标本。 2.6检查标本兴奋性 用经任氏液湿润的锌铜弓轻轻接触一下坐骨神经，如腓肠肌发生迅速而明显的收缩，则表明标本的兴奋性良好，即可将标本放在盛有任氏液的培养皿中，以备实验用。 2.7实验系统连接和参数设置 张力换能器的输出端与生物信号采集处理系统的出入通道相连。启动RM6240系统软件，在“选择”下拉菜单中选择“强度∕频率”项，显示刺激参数。 2.8将腓肠肌跟腱的扎线固定在张力换能器的悬梁上,不宜太紧,此线应与桌面垂直,调节微距调节器. 2.9把穿好线的坐骨神经轻轻提起,放在刺激电极上,应保证神经与刺激电极接触良好。 2.10实验观察 2.10.1刺激方式：刺激强度：2.0V。 RM6240系统采用或频率递增刺激。采用自动频率方式，起始频率1Hz，结束频率31Hz，步长10Hz，组间延时（串间隔）20s。 2.10.2刺激频率按1Hz、11Hz、21Hz、31Hz逐渐增加（或刺激间隔逐渐减小），连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察不同频率时的肌肉收缩形态和张力变化。 2.11统计方法 结果以截图，表格和折线图形式表现 3.结果： 图一 刺激剂频率与肌肉张力间的关系 刺激剂频率与肌肉张力间的关系 刺激频率/Hz 1.0 11.0 21.0 31.0 肌肉张力/g 1.69 2.51 5.55 7.13 表一 刺激剂频率与肌肉张力间的关系 图二 刺激剂频率与肌肉张力间的关系 4.讨论 4.1 刺激频率与肌肉收缩之间的关系：如图1所示，当刺激频率不同，会出现三种不同的图像。 4.1.1当刺激间隔大于收缩时间与舒张时间的重和时，会出现如图1第一种情况。 4.1.2当收缩时间小于刺激间隔且小于收缩时间与舒张时间之和时，为不完全强直收缩， 曲线顶部为锯齿状融合。如图1第二种情况。 4.1.3当刺激间隔小于收缩时间时，为完全强直收缩，曲线顶部为平滑，看不出舒张的痕 迹。如图1第三、四种情况。 4.2 捣毁脊髓后蟾蜍强直，任氏液浸润神经，维持神经的生理活性的作用。锌铜弓金属类物质可导电，当刺激浸润在任氏液的腓肠肌，肌肉产生兴奋而发生收缩，实验时应注意制备神经肌肉标本过程中，要不断滴加任氏液，以防标本干燥，丧失正常生理活性，还需注意捣鬼脊髓是，防止蟾蜍分泌的蟾蜍毒液摄入眼睛． 4.3 当肌肉受到阈上刺激时，肌肉发生一次收缩反映即单收缩，如果在短间隔时间内刺激会出现收缩重叠的情况为复合收缩，如果后一个收缩发生在前一个舒张期，出现持续的锯齿状的收缩曲线为不完全强直收缩，如果后一收缩发生在前一个收缩期内，则完全看不到舒张期形迹，为完全强直收缩。 4.4 每次连续刺激时间不宜太长，且每辆次刺激之间应让标本休息半分钟，以防肌肉疲劳；需不时浸润标本，以保持良好的兴奋性；固定的松紧要适宜。 5.结论 5.1 活的肌肉组织具有兴奋性，接受刺激发生反应，表现为骨骼肌的收缩。 5.2 刺激频率不同，肌肉收缩的形式也不同，主要有三种形式： 5.2.1单收缩 即：当刺激间隔≥收缩时间+舒张时间时，且刺激没有落在收缩期或舒张期。 5.2.2不完全强直收缩 即：收缩时间＜刺激间隔＜收缩时间+舒张时间，也就是说刺激落在舒张期。 5.2.3完全强直收缩 即:当刺激间隔≤收缩时间时，为完全强直收缩，曲线顶部为平滑，看不出舒张的痕迹,刺激落在上一个周期的收缩期。 6.参考文献 [1] 马强，李文选．长时间肌肉收缩对大白鼠骨骼肌细胞膜兴奋性的影响［J］．中国运动医学杂志，1994，13（3）：161-163． [2] 李 琦，曾炳芳，王金武等．不同刺激参数对SD大鼠肌肉收缩的影响［J］．生物医学工程与临床，2010，14（4）：277-281． [3] 张洪嘉，李美子，邴艳华等．在体大鼠神经一骨骼肌标本制作及收缩能力的测定［J］．延边大学医学学报，2007，30：（4）242-243