刺激強度刺激頻率與骨骼肌收縮的關系

刺激強度刺激頻率與骨骼肌收縮的關系第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日【目的要求】掌握蟾蜍在體坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本的制備方法；學習神經(jīng)—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。第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日【實驗原理】神經(jīng)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(xiàn)。第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日刺激和興奮刺激stimulation：指細胞所處環(huán)境因素的變化。刺激要能使細胞發(fā)生興奮，就必須達到一定的刺激量。刺激強度刺激持續(xù)時間刺激強度/時間變化率刺激量第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日閾強度能引起組織發(fā)生反應的最小刺激強度，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應第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日一條骨骼肌纖維“全或無”(all-or-none)達到閾值→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(nèi)，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(shù)興奮性最高的肌纖維產(chǎn)生收縮刺激強度↑→肌纖維被興奮數(shù)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→收縮力不增加第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日單收縮twitch：骨骼肌受到一次短促有效刺激時,可發(fā)生一次動作電位,隨后出現(xiàn)一次收縮和舒張。2.刺激頻率與肌肉收縮反應第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日動作電位時程(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(fā)生新的興奮和收縮收縮過程可達幾十～幾百毫秒第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日兩個閾上刺激，相繼作用于神經(jīng)-肌肉標本，如果刺激間隔大于單收縮的時程，肌肉則出現(xiàn)兩個分離的單收縮；第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日較高頻率連續(xù)刺激作用于標本時，出現(xiàn)多個收縮反應的融合，新收縮過程與上次尚未結(jié)束的收縮過程發(fā)生總和，稱為強直收縮tetanus（復合收縮）。后一收縮發(fā)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(fā)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(xù)的收縮狀態(tài)，稱為完全強直收縮completetetanus。第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日在生理條件下，支配骨骼肌的傳出神經(jīng)總是發(fā)出連續(xù)的沖動，所以骨骼肌的收縮都是強直收縮；靜息狀態(tài)下，中樞神經(jīng)也經(jīng)常發(fā)放低頻率神經(jīng)沖動至骨骼肌，產(chǎn)生一定程度的強直收縮，稱為肌緊張(muscletone)。第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日【動物和器材】蟾蜍或蛙；任氏液；常規(guī)手術器械；微機生物信號采集處理系統(tǒng)毀髓針、鋅銅弓、解剖盤、玻璃分針、培養(yǎng)皿、燒杯、滴管、蛙板、蛙釘?shù)取５谑捻?，共二十三頁，編輯?023年，星期日【方法和步驟】1.蟾蜍在體坐骨神經(jīng)-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第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日1.蟾蜍在體坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本制備雙毀髓，剝?nèi)ヒ粋?cè)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。分離坐骨神經(jīng)：在大腿內(nèi)側(cè)的股二頭肌與半膜肌之間，縱向分離坐骨神經(jīng)至膝關節(jié)處，并在神經(jīng)下穿線備用。游離腓腸?。簩㈦枘c肌分離至膝關節(jié)。在膝關節(jié)旁釘一大頭針，折彎壓住膝關節(jié)。第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日2.實驗裝置連接將腓腸肌跟腱的結(jié)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(jīng)輕輕提起，放在刺激電極上，保證神經(jīng)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(tǒng)的輸入通道相連。啟動生物信號采集系統(tǒng)軟件，選擇好通道和采樣參數(shù)設置，啟動記錄按鈕，開始記錄。第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日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(diào)節(jié)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(xiàn)微小收縮的刺激強度（閾強度）。繼續(xù)增強刺激強度，觀察肌肉收縮反應是否也相應增大。繼續(xù)增強刺激強度，直至肌肉收縮曲線不能繼續(xù)升高為止。找出剛能引起肌肉出現(xiàn)最大收縮的最小的刺激強度，即最大刺激強度。第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日（2）刺激頻率對骨骼肌收縮的影響用最大刺激強度的連續(xù)刺激，選擇經(jīng)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。第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日實驗次數(shù)刺激強度/mV收縮幅度/mm

實驗結(jié)果？第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日【注意事項】1．經(jīng)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(xù)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(jīng).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(xiàn)攣縮，需檢查電器接地是否良好。第二十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期日【思考與討論】1）實驗中觀察到的閾刺激是神經(jīng)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(xiàn)什么現(xiàn)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(jīng)－腓腸肌標本的神經(jīng)后，經(jīng)過哪些