1、不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响 Effect of different intensity and frequency electrical stimulation on skeletal muscle contraction 厉旭云浙江大学医学院,1.材料和方法 (Materials and methods ),1.1实验动物（laboratory animal) 蟾蜍（中华蟾蜍指名亚种，Zhuoshan Toad）,1.2药品(drug) 任氏液,1. 3器材( Experimental apparatus) RM6240 生物信号处理系统(RM6240 multichannel p
2、hysiological recording and processing system )（成都仪器厂）、神经标本盒（ nerve chamber )、张力换能器。,1.4 坐骨神经腓肠肌标本制备 (Preparation of sciatic gastrocnemius ) 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，
3、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。,1.5 仪器连接和参数( Apparatus junction and parameter ) 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。,1.6 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。,2.观察（ Observations),2.1 刺激电压对肌肉收缩张力的影响 单个方波，波宽0.1ms，初始刺激电压0.1V，步长0.02V，刺激坐骨神经，记录肌肉收缩张力，刺激
4、电压增至肌肉收缩张力不再增加时止。,图1 不同刺激强度刺激坐骨神经对蟾蜍腓肠肌收缩张力的影响,2.2 刺激频率对骨骼肌收缩张力的影响 最大刺激电压，波宽0.1ms，初始刺激刺激频率1Hz，步长1Hz ，刺激坐骨神经，记录肌肉收缩张力，刺激频率增至肌肉收缩波在收缩相融合时止。,图2 不同刺激频率刺激坐骨神经对蟾蜍腓肠肌收缩张力的影响,3.1 不同刺激强度刺激坐骨神经对腓肠肌收缩张力的影响 刺激波宽0.1ms的单刺激，阈刺激强度为Uth V，最大刺激强度为Umax 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 。,3. 结果（ results),3.2 不同频率刺激刺
5、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Ttg、不完全强直最大收缩力Tictg和完全强直最大收缩力Tctg),4.1 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。单个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
6、，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。,4.2 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。,
