蛙的腓肠肌收缩与刺激强度、刺激频率、时相间关系
摘要：目的 研究刺激强度、刺激频率对骨骼肌收缩的影响以及骨骼肌电兴奋与收缩的时相关系。方法 制作蛙的离体坐骨神经-腓肠肌标本，并通过生物信号计算机采集系统测量不同强度频率刺激下的生物电信号与张力。将区域测量数据使用EXCEL验证相关性并方差分析做出回归曲线。结果 骨骼肌在刺激强度递增条件下产生张力大小在阈刺激强度与与最适刺激强度范围内随刺激强度线性增大；在刺激频率增大条件下，一定范围内产生张力大小随刺激频率增大线性增大，高刺激下收缩，短时间将产生更大的张力，产生强直收缩。刺激之后经过很短时间后才能检测到肌肉电信号的变化，一段时间后肌肉开始收缩至最大程度后，肌肉慢慢舒张，恢复到舒张状态。 结论 刺激强度递增或刺激频率递增，骨骼肌收缩增强，且在一定范围内存在线性关系。神经兴奋、肌兴奋和肌肉收缩不同，神经兴奋是神经细胞上的神经冲动的产生和传导，其传播有不衰减性的特征。肌肉兴奋是神经细胞的兴奋传导到终板上的细胞，使周围细胞发生去极化，达到阈电位以后就产生了终板电位，细肌丝与粗肌丝之间的相对滑动，以引起肌细胞乃至整块肌肉的收缩。
关键词：蛙腓肠肌 收缩 肌电 回归分析 正文：
骨骼肌通过收缩的总和可快速调节收缩的强度。总和的发生是在神经系统调节下完成的，它有两种形式，即运动单位数量的总和以及频率效应的总和。 运动神经元发放冲动的频率会影响骨骼肌的收缩形式和收缩强度。由于肌锋电位时程（相当于绝对不应期）仅1～2ms，而收缩过程可达几十甚至几百ms，因而骨骼肌有可能在机械收缩过程中接受新的刺激并发生新的兴奋和收缩。新的收缩过程可以与上次尚未结束的收缩过程发生总和。
当骨骼肌受到频率较高的连续刺激时，可出现以这种总和过程为基础的强直收缩。如果刺激频率相对较低，总和过程发生于前一次收缩过程的舒张期，会出现不完全强直收缩；如提高刺激频率，使总和过程发生在前一次收缩过程的收缩期，就会出现完全性强直收缩。通常所说的强直收缩是指完全性强直收缩。 在神经冲动的作用下，骨骼肌首先产生动作电位，然后发生收缩。在一次单收缩中，动作电位时程仅数毫秒，而收缩过程可达几十甚至几百毫秒。收缩的时
程比兴奋的时程大很多。
本实验使用青蛙的离体坐骨神经-腓肠肌标本，研究骨骼肌的收缩功能。
方法
实验对象 蛙的离体坐骨神经-腓肠肌标本 实验过程
制备坐骨神经-腓肠肌标本，置于任氏液中稳定5-15min，以稳定其兴奋性，备用。
将坐骨神经-腓肠肌标本所带的股骨断端固定于肌槽的骨头固定孔内，腓肠肌肌腱上的扎线与张力换能器金属弹性梁臂上相连，然后将标本的坐骨神经干搭在肌槽的电极上，电极接头与刺激输出线相接，方法见图一。利用一维位移微调器调节扎线的张力，不可过松或过紧，使肌肉自然拉平为宜（保证肌肉一旦收缩，即可牵动张力换能器的金属弹性梁）。
图一 刺激与骨骼肌收缩实验装置图
打开计算机采集系统，连接各仪器，选择实验项目“刺激强度对骨骼肌收缩的影响”。调节刺激延时至最小，波宽为1ms，选择强度梯度递增方式进行刺激。放大倍数一般设为10-20倍或灵敏度30g/div ，滤波频率为100Hz，扫描速度为1.0s/div（放大倍数、滤波频率及扫描速度可根据实验标本不同具体设置，延时设为最小）。启动刺激图标，观察肌肉收缩反应。如果肌肉无收缩反应，则适当增加刺激强度，其他刺激参数保持不变。相隔少许时间重复进行刺激，直至出现肌肉的最小收缩。测量收缩幅度并记下刺激强度，此时的收缩强度为阈强度。逐渐增加刺激强度，观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系。当刺激强度达到某一数值后，肌肉收缩幅度不再随刺激强度的增加而升高，记录此时的收缩曲线和刺激
强度。
选择实验项目“刺激频率对骨骼肌收缩的影响”。调节刺激的延时波宽至最小，放大倍数一般设为10-20倍，滤波频率为100Hz。用“频率递增”刺激模式，选择合适扫描速度和信号增益，使单收缩的幅度减小至3-5mm，观察并记录肌肉收缩曲线的变化。
再按照图二方法准备仪器并装置张力换能器，接通张力换能器传入通道，并将双针形露丝电极置于腓肠肌表面，通过信号输入线接通要观察的肌电信号通道。选择单刺激，调节刺激强度为阈上强度，扫描速度一致。启动刺激图标，用比较显示方式扫描。观察肌电信号与肌肉收缩曲线的关系，并分别测量刺激图标至肌电信号、张力信号和肌肉收缩终点的时间。
图二 蛙腓肠肌肌电与收缩同步记录实验装置连接图
用“连续刺激”方波刺激坐骨神经腓肠肌标本，改变电刺激频率，观察不同频率的阈上刺激引起肌肉收缩形式的变化。刺激的波宽和电压强度调到最适刺激强度，保持此参数不变，每次给刺激仅改变连续刺激方波的频率。分别记录不同频率时的肌肉收缩曲线。观察不同刺激频率时肌肉收缩形式的变化。 实验数据分析方法：一元线性回归分析
相关系数
简单线性回归方程的形式如下
腓肠肌
