肌肉收縮生理學作業(yè)40

1、多道生理信號采集系統(tǒng)圖形輸出 RM6240多道生理信號采集系統(tǒng)實驗報告班級: 2010231140 姓名: 曾永芳 學號: 2010231140 日期: 201343 評分 1、 刺激強度對骨骼肌收縮的影響實驗名稱：刺激強度對骨骼肌收縮的影響 實驗日期：2013-03-29 不同的刺激強度刺激肌肉時會引起肌肉的不同反應,只有當刺激強度大于閾刺激強度才會引起肌肉收縮。骨骼肌收縮的機制是肌絲滑動原理，其大致過程如下：一定的刺激引起神經(jīng)沖動，當神經(jīng)沖動傳到軸突末稍時，造成接頭前膜的去極化和膜上電壓門控Ca2通道瞬間開放，膜外Ca2借助于膜兩側(cè)的電化學驅(qū)動力流入神經(jīng)末梢內(nèi)，使末梢軸漿內(nèi)Ca2濃度升高。

2、Ca2啟動突觸囊泡的出胞機制使接頭前膜內(nèi)囊泡移動、融合、破裂， 囊泡中的ACh釋放(量子釋放)，Ach在接頭間隙內(nèi)擴散至終板膜后與終板膜上的受體結(jié)合，受體與Ach結(jié)合會引起受體蛋白分子構(gòu)型改變并激活終板膜上的陽離子通道開放導致終板膜對Na、K (尤其是Na)通透性增加，引起終板膜去極化產(chǎn)生終板電位（EPP），EPP可通過電緊張性擴布至肌膜使之去極化達到閾電位從而爆發(fā)肌細胞膜動作電位。肌細胞的電興奮與肌細胞機械收縮相藕連，其基本過程如下：肌膜AP沿肌膜和T管膜傳播至三聯(lián)管使終池膜上的鈣通道開放 ，終池內(nèi)Ca2+進入肌漿，胞漿內(nèi)Ca2+增加，Ca2+便與細絲上的肌鈣蛋白結(jié)合，使其構(gòu)型發(fā)生變化，從而

3、牽拉原肌球蛋白滾動移位，將其掩蓋的結(jié)合位點暴露出來。橫橋立即與肌動蛋白結(jié)合，同時橫橋上的ATP酶獲得活性，加速ATP分解釋放能量，使橫橋發(fā)生扭動，牽拉細肌絲向粗肌絲內(nèi)滑行，肌節(jié)縮短，出現(xiàn)肌肉收縮。興奮-收縮耦聯(lián)后，肌膜電位復極化，此時胞質(zhì)中Ca2+濃度較高，終池膜對Ca2+通透性降低，肌質(zhì)網(wǎng)上的Ca2+ -ATP泵被激活，通過ATP釋放能量，將鈣離子逆濃度差通過主動轉(zhuǎn)運的方式轉(zhuǎn)運回肌質(zhì)網(wǎng)中。肌質(zhì)中的鈣離子濃度隨之降低，鈣離子從肌鈣蛋白上解離下來，使原肌凝蛋白恢復原來的構(gòu)象而把結(jié)合位點重又覆蓋起來，便使肌肉進入舒張過程。 腓腸肌有許多肌纖維組成，刺激腓腸肌時，不同的刺激會引起腓腸肌不同的反應。當

4、刺激強度過小時，不會引起肌肉發(fā)生收縮反應，此時的刺激為閾下刺激；此時只是少數(shù)興奮性較高的肌纖維產(chǎn)生了收縮。由圖可知，當電壓強度小于0.075V時，肌肉表現(xiàn)為不收縮；而當用0.075V的電壓強度刺激時，肌肉發(fā)生收縮反應。因此可知，其腓腸肌的閾刺激強度為0.075V。達到閾強度后，隨著刺激強度的增加，越來越多的肌纖維被興奮，肌肉的收縮也逐步增大。當刺激強度增大到某個強度時，再增大刺激強度，肌肉收縮也不再隨之增大，這種能使肌肉發(fā)生最大收縮反應的最低刺激強度的刺激稱為最適刺激強度。此時骨胳肌中所有的肌纖維都產(chǎn)生了興奮。由圖可知，在約為0.075V0.103范圍內(nèi)，隨著刺激強度的增大，肌肉收縮的力量也隨

5、之增大，當達到0.103V后，肌肉收縮強度便不再隨刺激強度的增大而增大。由此可得，最適刺激強度為0.103V。因此可總結(jié)出刺激強度與肌肉收縮的關(guān)系為：刺激電壓低于閾上刺激，神經(jīng)不興奮，肌肉也不會收縮。當電壓達到閾強度，神經(jīng)開始興奮，肌纖維開始收縮，刺激強度逐漸增加，興奮也增加，肌肉收縮強度也相應增大。當肌纖維全部興奮后，收縮強度達到最大（此時的刺激強度稱為最適刺激強度），不再隨刺激強度增加而增加。二：刺激頻率對骨骼肌收縮的影響 不同的刺激頻率可使骨骼肌出現(xiàn)不同的收縮形式。給興奮性良好的肌肉一個短暫有效的刺激，肌肉將發(fā)生一次收縮，稱為單收縮。若給肌肉相繼兩個有效刺激且使兩個刺激的間隔時間小于該肌

6、肉單收縮的總時程，則肌肉的收縮可以總和起來，出現(xiàn)連續(xù)收縮，稱為復合收縮。1、單收縮：圖一 當骨骼肌受到一次閾上刺激，會出現(xiàn)一次機械收縮，稱為單收縮（圖一）。單收縮曲線可以分為三個時期：從刺激開始到收縮開始這一段無明顯外部表現(xiàn)的時間，稱為潛伏期。這是興奮的產(chǎn)生、傳導和傳遞以及興奮-收縮耦聯(lián)所耗費的時間，測得此段時間為39.88s 由肌肉開始收縮到收縮達到高峰，是長度縮短或張力強高的時間，曲線陡，為收縮期，測得此段時間為54.88s 從收縮高峰開始，曲線較緩慢地下降至基線，是長度或者張力恢復過程，為舒張期。此段時間為194.88s 。收縮期的時間要比舒張期的時間短的多，原因是：肌肉的收縮由運動神經(jīng)

7、以沖動形式傳來的刺激引起的，收縮與動作電位是一對一的關(guān)系，即運動神經(jīng)每傳來一次沖動，軸突末梢即釋放一定量的乙酰膽堿，使肌纖維產(chǎn)生一次收縮。收縮后又必須舒張才能進行下一次收縮。其中肌肉收縮與動作電位的去極化相對應，肌肉舒張與動作電位的復極化對應。去極化是由于膜對Na+的通透性增加，Na+順濃度梯度及電位差迅速內(nèi)流，它涉及到Na+通道的開發(fā)，Na+通道從開到關(guān)是極快的。復極化是由于K+外流和Na+K+泵的活動引起的，也就是復極化與K+通道激活與Na+K+泵有關(guān)，K+通道的激活速度極緩慢，且Na+K+泵是一種主動運輸方式，它涉及到參與的運送載體和酶系組成的能量供應，因此極化所持續(xù)的時間比去極化所持續(xù)

8、的時間短，因此收縮期的時間要比舒張期的時間短的多。 圖二 當給肌肉一串有效刺激時，可因刺激頻率不同肌肉呈現(xiàn)不同的收縮形式。如果刺激頻率很低，間隔大于單收縮的總時程，即下一次刺激是在前一次肌肉收縮的舒張期之后，肌肉則出現(xiàn)一連串的單收縮。（如圖二所示）2、 復合收縮 圖三 當給肌肉一串有效刺激時，如果增大刺激頻率使刺激間隔小于單收縮的總時程而大于收縮期，也就說刺激落在前一次肌肉的舒張期，肌肉還沒來得及舒張就因受到刺激而收縮，因此呈現(xiàn)鋸齒狀的收縮波形，稱為不完全強直收縮。圖四當再增大刺激頻率，使相繼兩個刺激的間隔時間小于單收縮的收縮期，也就是次刺激落在前一次肌肉收縮的收縮期，肌肉將處于完全的持續(xù)的收縮狀態(tài)，稱此為完全強直收縮。（圖四）強直收縮的幅度大于單收縮的幅度 并且在一定范圍內(nèi)，當刺激強度和作用時間不變時，肌肉的收縮幅度隨著刺激頻率的增