刺激強度、刺激頻率與骨骼肌收縮的關系EffectofStimulationwithDifferentIntensitiesandFrequenciesonMuscularContraction整理ppt第一頁，共二十四頁。【目的要求】掌握蟾蜍在體坐骨神經-腓腸肌標本的制備方法；學習神經—肌肉實驗的電刺激方法；觀察不同強度和頻率的刺激對肌肉收縮的影響。整理ppt第二頁，共二十四頁。【實驗原理】神經纖維具有興奮性和傳導性；肌肉組織具有興奮性與收縮性，肌肉收縮是其興奮的外在表現。整理ppt第三頁，共二十四頁。刺激和興奮刺激stimulation：指細胞所處環境因素的變化。刺激要能使細胞發生興奮，就必須到達一定的刺激量。刺激強度刺激持續時間刺激強度/時間變化率刺激量整理ppt第四頁，共二十四頁。閾強度能引起組織發生反響的最小刺激強度，又稱為閾值。具有閾強度的刺激稱為閾刺激〔thresholdstimulus〕。＜閾刺激閾下刺激＜閾上刺激有效刺激1.刺激強度與肌肉收縮反響整理ppt第五頁，共二十四頁。一條骨骼肌纖維“全或無〞(all-or-none)到達閾值→肌纖維收縮超過閾值→收縮力不增加一塊骨骼肌一定范圍內，肌肉收縮力的大小與刺激強度成正比閾下刺激→無興奮收縮閾刺激→少數興奮性最高的肌纖維產生收縮刺激強度↑→肌纖維被興奮數量↑，肌肉收縮力↑最適強度→所有的肌纖維均興奮，肌肉收縮最大＞最適強度→收縮力不增加整理ppt第六頁，共二十四頁。單收縮twitch：骨骼肌受到一次短促有效刺激時,可發生一次動作電位,隨后出現一次收縮和舒張。2.刺激頻率與肌肉收縮反響整理ppt第七頁，共二十四頁。動作電位時程(相當于絕對不應期)僅1～2毫秒骨骼肌可在機械收縮過程中接受新刺激發生新的興奮和收縮收縮過程可達幾十～幾百毫秒整理ppt第八頁，共二十四頁。兩個閾上刺激，相繼作用于神經-肌肉標本，如果刺激間隔大于單收縮的時程，肌肉那么出現兩個別離的單收縮；整理ppt第九頁，共二十四頁。較高頻率連續刺激作用于標本時，出現多個收縮反響的融合，新收縮過程與上次尚未結束的收縮過程發生總和，稱為強直收縮tetanus〔復合收縮〕。后一收縮發生在前一收縮的舒張期時，稱為不完全強直收縮incompletetetanus。后一收縮發生在前一收縮的收縮期時，各自的收縮完全融合，肌肉處于持續的收縮狀態，稱為完全強直收縮completetetanus。整理ppt第十頁，共二十四頁。整理ppt第十一頁，共二十四頁。整理ppt第十二頁，共二十四頁。在生理條件下，支配骨骼肌的傳出神經總是發出連續的沖動，所以骨骼肌的收縮都是強直收縮；靜息狀態下，中樞神經也經常發放低頻率神經沖動至骨骼肌，產生一定程度的強直收縮，稱為肌緊張(muscletone)。整理ppt第十三頁，共二十四頁。【動物和器材】蟾蜍或蛙；任氏液；常規手術器械；微機生物信號采集處理系統毀髓針、鋅銅弓、解剖盤、玻璃分針、培養皿、燒杯、滴管、蛙板、蛙釘等。整理ppt第十四頁，共二十四頁。【方法和步驟】1.蟾蜍在體坐骨神經-腓腸肌標本制備2.實驗裝置連接3.實驗觀察1〕刺激強度對骨骼肌收縮的影響2〕刺激頻率對骨骼肌收縮的影響整理ppt第十五頁，共二十四頁。1.蟾蜍在體坐骨神經-腓腸肌標本制備雙毀髓，剝去一側下肢自大腿跟部起的全部皮膚，將標本俯臥位固定于蛙板上。別離坐骨神經：在大腿內側的股二頭肌與半膜肌之間，縱向別離坐骨神經至膝關節處，并在神經下穿線備用。游離腓腸肌：將腓腸肌別離至膝關節。在膝關節旁釘一大頭針，折彎壓住膝關節。整理ppt第十六頁，共二十四頁。2.實驗裝置連接將腓腸肌跟腱的結扎線固定在張力換能器的懸臂梁上〔不宜太緊，線與桌面垂直〕。把穿好線的坐骨神經輕輕提起，放在刺激電極上，保證神經與刺激電極接觸良好。換能器的輸出端與生物信號采集處理系統的輸入通道相連。啟動生物信號采集系統軟件，選擇好通道和采樣參數設置，啟動記錄按鈕，開始記錄。整理ppt第十七頁，共二十四頁。3.實驗觀察〔1〕刺激強度對骨骼肌收縮的影響使用單刺激或自動強度調節方式，波寬為1ms，刺激強度從零開始逐漸增大，找出剛能引起肌肉出現微小收縮的刺激強度〔閾強度〕。繼續增強刺激強度，觀察肌肉收縮反響是否也相應增大。繼續增強刺激強度，直至肌肉收縮曲線不能繼續升高為止。找出剛能引起肌肉出現最大收縮的最小的刺激強度，即最大刺激強度。整理ppt第十八頁，共二十四頁。〔2〕刺激頻率對骨骼肌收縮的影響用最大刺激強度的連續刺激，選擇經典方式逐漸增加刺激頻率，分別記錄不同頻率時的肌肉收縮曲線，觀察不同頻率時的肌肉收縮變化。整理ppt第十九頁，共二十四頁。實驗次數刺激強度/mV收縮幅度/mm

實驗結果？整理ppt第二十頁，共二十四頁。【本卷須知】1．經常用任氏液浸潤標本，保持生理活性。2．肌槽兩電極之間不要殘留液體，防止電極間短路。3．每次刺激后須讓肌肉休息30s以上，連續刺激不可超過5秒，以免標本疲勞。4．找準最適刺激強度，以防刺激過強而損傷神經.5．換能器與標本連線的張力保持不變。6．如果肌肉在未給刺激時即出現攣縮，需檢查電器接地是否良好。整理ppt第二十一頁，共二十四頁。【思考與討論】1〕實驗中觀察到的閾刺激是神經纖維的閾刺激，還是肌肉的閾刺激？2〕為什么肌肉收縮的幅度會隨刺激強度的增大而增大？3〕單收縮的潛伏期是指什么？其中包括哪些時間因素和生理過程。4〕分析不完全強直收縮與完全強直收縮的條件與機制？5〕為什么刺激頻率增高肌肉收縮的幅度也增大？6〕如果刺激直接施加在肌肉上會出現什么現象？7〕肌肉收縮由于刺激頻率加快而融合，那么引起肌肉收縮的動作電位會不會融合呢？為什么？8〕電刺激坐骨神經－腓腸肌標本的神經后，經過哪些生理學過程引起腓腸肌收縮？整理ppt第二十二頁，共二十四頁。探索性問題1．試設計實驗，刺激腓腸肌與刺激支配腓腸肌的坐骨神經不應期有何不同？2．連續電刺激神經，坐骨神經腓腸肌標本會出現疲勞現象嗎？為什么？整理ppt第二十三頁，共二十四頁。內容總結刺激強度、刺激頻率與骨骼肌收縮的關系。刺激要能使細胞發生興奮，就必須到達一定的刺激量。“全或無〞(all-or-none)