刺激强度刺激频率与肌肉收缩反应的关系讲课文档.ppt

刺激强度刺激频率与肌肉收缩反应的关系第一页，共二十四页目的要求目的要求】n n掌握蟾蜍在体坐骨神经掌握蟾蜍在体坐骨神经- -腓肠肌标本的制腓肠肌标本的制备方法；备方法；n n学习神经学习神经- -肌肉实验的电刺激方法；肌肉实验的电刺激方法；n n观察不同强度和不同频率的刺激对肌肉观察不同强度和不同频率的刺激对肌肉收缩的影响收缩的影响第二页，共二十四页实验原理实验原理】n n刺激与兴奋刺激与兴奋n n神经纤维具有兴奋性和传导性；神经纤维具有兴奋性和传导性；n n肌肉组织具有兴奋性与收缩性，肌肉收缩肌肉组织具有兴奋性与收缩性，肌肉收缩是其兴奋的外在表现是其兴奋的外在表现第三页，共二十四页刺激和兴奋刺激刺激stimulationstimulation：指细胞所处环境因素的：指细胞所处环境因素的变化刺激要能使细胞发生兴奋，就必变化刺激要能使细胞发生兴奋，就必须达到一定的刺激量须达到一定的刺激量刺激刺激强度强度刺激持刺激持续时间续时间刺激强度刺激强度/时时间变化率间变化率刺激量刺激量第四页，共二十四页n n阈强度：能引起组织发生反应的最小刺激强度，阈强度：能引起组织发生反应的最小刺激强度，又称为阈值。

具有阈强度的刺激称为阈刺激又称为阈值具有阈强度的刺激称为阈刺激（threshold stimulusthreshold stimulus）阈刺激阈刺激阈下刺激阈下刺激阈上刺激阈上刺激有效刺激有效刺激1. 刺激强度与肌肉收缩反应第五页，共二十四页n n刺激产生兴奋，神经兴奋无明显外观变化，刺激产生兴奋，神经兴奋无明显外观变化，肌肉兴奋则导致肌肉收缩肌肉兴奋则导致肌肉收缩n n坐骨神经干属于混合神经，内含多条阈值坐骨神经干属于混合神经，内含多条阈值各不相同的神经纤维各不相同的神经纤维n n腓肠肌也含有多条肌纤维，受多个运动单腓肠肌也含有多条肌纤维，受多个运动单位的控制位的控制n n刺激强度的变化可以引起坐骨神经中被兴奋刺激强度的变化可以引起坐骨神经中被兴奋神经纤维数量的变化，通过运动单位控制相神经纤维数量的变化，通过运动单位控制相应数量的肌纤维收缩，产生不同的张力变化应数量的肌纤维收缩，产生不同的张力变化第六页，共二十四页一条神经纤维一条神经纤维或骨骼肌纤维或骨骼肌纤维“全或无全或无” (all-or-none)达到阈值达到阈值神经纤维兴奋，肌纤神经纤维兴奋，肌纤维兴奋并收缩维兴奋并收缩超过阈值超过阈值收缩力不增加收缩力不增加一根坐骨神经一根坐骨神经一块骨骼肌一块骨骼肌一定范围内，肌肉收缩力一定范围内，肌肉收缩力的大小与刺激强度成正比的大小与刺激强度成正比阈下刺激阈下刺激无兴奋无收缩无兴奋无收缩阈刺激阈刺激兴奋性最高的神经纤兴奋性最高的神经纤维兴奋，少数肌纤维兴奋并收维兴奋，少数肌纤维兴奋并收缩缩刺激强度刺激强度神经纤维被兴奋数神经纤维被兴奋数量量，兴奋收缩的肌纤维数量，兴奋收缩的肌纤维数量，收缩力收缩力最适强度最适强度所有神经纤维和肌纤所有神经纤维和肌纤维均兴奋，收缩力最大维均兴奋，收缩力最大最适强度最适强度收缩力不增加收缩力不增加第七页，共二十四页。

n n单收缩单收缩twitchtwitch：骨骼肌受到一次骨骼肌受到一次短促有效刺激时短促有效刺激时, ,可发生一次动作可发生一次动作电位电位, ,随后出现随后出现一次收缩和舒张一次收缩和舒张单收缩时程单收缩时程100ms100ms左右2.刺激频率与肌肉收缩反应第八页，共二十四页动作电位时动作电位时程程(相当于绝相当于绝对不应期对不应期)仅仅12毫秒毫秒骨骼肌可在机械收缩过程中接骨骼肌可在机械收缩过程中接受新刺激发生新的兴奋和收缩受新刺激发生新的兴奋和收缩收缩过收缩过程可达程可达几十几百几十几百毫秒毫秒第九页，共二十四页n两两/多个阈上刺激，相继作用于神多个阈上刺激，相继作用于神经经-肌肉标本，如果刺激间隔大于肌肉标本，如果刺激间隔大于单收缩的时程，肌肉则出现两个分单收缩的时程，肌肉则出现两个分离的单收缩；离的单收缩；第十页，共二十四页n n较高频率连续刺激作用于标本时，出现多较高频率连续刺激作用于标本时，出现多个收缩反应的融合，新收缩过程与上次尚个收缩反应的融合，新收缩过程与上次尚未结束的收缩过程发生总和，称为强直收未结束的收缩过程发生总和，称为强直收缩缩tetanus （复合收缩）。

复合收缩）n n后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，称为不完全强直收缩称为不完全强直收缩incomplete tetanus n n后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，各自的收缩完全融合，肌肉处于持续的各自的收缩完全融合，肌肉处于持续的收缩状态，称为完全强直收缩收缩状态，称为完全强直收缩complete tetanus 第十一页，共二十四页第十二页，共二十四页 在生理条件下，支配骨骼肌的传出神经在生理条件下，支配骨骼肌的传出神经总是发出连续的冲动，所以骨骼肌的收总是发出连续的冲动，所以骨骼肌的收缩都是强直收缩；缩都是强直收缩； 静息状态下，中枢神经也经常发放低频率静息状态下，中枢神经也经常发放低频率神经冲动至骨骼肌，产生一定程度的强直神经冲动至骨骼肌，产生一定程度的强直收缩，称为肌紧张收缩，称为肌紧张(muscle tone)第十三页，共二十四页动物和器材动物和器材】n n蟾蜍或蛙；蟾蜍或蛙；n n任氏液；任氏液；n n常规手术器械；常规手术器械；n n微机生物信号采集处理系统微机生物信号采集处理系统n n毁髓针、锌铜弓、解剖盘、玻璃分针、培毁髓针、锌铜弓、解剖盘、玻璃分针、培养皿、烧杯、滴管、蛙板、蛙钉等。

养皿、烧杯、滴管、蛙板、蛙钉等第十四页，共二十四页方法和步骤方法和步骤】n n1. 蟾蜍在体坐骨神经蟾蜍在体坐骨神经-腓肠肌标本制备腓肠肌标本制备n n2. 实验装置连接实验装置连接n n3. 实验观察实验观察n n1）刺激强度对骨骼肌收缩的影响）刺激强度对骨骼肌收缩的影响n n2）刺激频率对骨骼肌收缩的影响）刺激频率对骨骼肌收缩的影响第十五页，共二十四页1. 蟾蜍在体坐骨神经蟾蜍在体坐骨神经-腓肠肌标本制备腓肠肌标本制备 n n双毁髓，剥去一侧下肢自大腿跟部起的双毁髓，剥去一侧下肢自大腿跟部起的全部皮肤，将标本俯卧位固定于蛙板上全部皮肤，将标本俯卧位固定于蛙板上n n分离坐骨神经：在大腿内侧的股二头肌与半分离坐骨神经：在大腿内侧的股二头肌与半膜肌之间，纵向分离坐骨神经至膝关节处，膜肌之间，纵向分离坐骨神经至膝关节处，并在神经下穿线备用并在神经下穿线备用n n游离腓肠肌：将腓肠肌分离至膝关节在膝游离腓肠肌：将腓肠肌分离至膝关节在膝关节旁钉一大头针，折弯压住膝关节关节旁钉一大头针，折弯压住膝关节第十六页，共二十四页2. 实验装置连接实验装置连接n n将腓肠肌跟腱的结扎线固定在张力换能器的悬将腓肠肌跟腱的结扎线固定在张力换能器的悬臂梁上（不宜太紧，线与桌面垂直）。

臂梁上（不宜太紧，线与桌面垂直）n n把穿好线的坐骨神经轻轻提起，放在刺激电把穿好线的坐骨神经轻轻提起，放在刺激电极上，保证神经与刺激电极接触良好极上，保证神经与刺激电极接触良好n n换能器的输出端与生物信号采集处理系统的输入换能器的输出端与生物信号采集处理系统的输入通道相连通道相连n n启动生物信号采集系统软件，选择好通道和采启动生物信号采集系统软件，选择好通道和采样参数设置，启动记录按钮，开始记录样参数设置，启动记录按钮，开始记录第十七页，共二十四页3. 实验观察实验观察n n（1）刺激强度对骨骼肌收缩的影响）刺激强度对骨骼肌收缩的影响n n使用单刺激或自动强度调节方式，波宽为使用单刺激或自动强度调节方式，波宽为1ms，刺，刺激强度从零开始逐渐增大，找出刚能引起肌肉出激强度从零开始逐渐增大，找出刚能引起肌肉出现最微小收缩的刺激强度（阈强度）现最微小收缩的刺激强度（阈强度）n n继续增加刺激强度，观察肌肉收缩反应是否也相继续增加刺激强度，观察肌肉收缩反应是否也相应增大n n继续增加刺激强度，至肌肉收缩曲线不能继续升继续增加刺激强度，至肌肉收缩曲线不能继续升高为止找出刚能引起最大收缩的最小的刺激强高为止。

找出刚能引起最大收缩的最小的刺激强度，即最适（大）刺激强度度，即最适（大）刺激强度第十八页，共二十四页第十九页，共二十四页2）刺激频率对骨骼肌收缩的影响）刺激频率对骨骼肌收缩的影响n n 用最适刺激强度的连续刺激，选择经典用最适刺激强度的连续刺激，选择经典方式逐渐增加刺激频率，分别记录不同方式逐渐增加刺激频率，分别记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察不同频率频率时的肌肉收缩曲线，观察不同频率时的肌肉收缩变化时的肌肉收缩变化第二十页，共二十四页第二十一页，共二十四页实验次数实验次数刺激强度刺激强度/mV收缩幅度收缩幅度/mm实验实验结果？结果？第二十二页，共二十四页注意事项注意事项】n n1.经常用任氏液浸润标本，保持生理活性经常用任氏液浸润标本，保持生理活性 n n2.肌槽两电极之间不要残留液体，防止电极间肌槽两电极之间不要残留液体，防止电极间短路n n3.每次刺激后须让肌肉休息每次刺激后须让肌肉休息30s以上以上 ，连续刺激，连续刺激不可超过不可超过5秒，以免标本疲劳秒，以免标本疲劳n n4.找准最适刺激强度，以防刺激过强而损伤神经找准最适刺激强度，以防刺激过强而损伤神经. n n5.换能器与标本连线的张力保持不变。

换能器与标本连线的张力保持不变n n6.如果肌肉在未给刺激时即出现挛缩，需检查如果肌肉在未给刺激时即出现挛缩，需检查电器接地是否良好电器接地是否良好第二十三页，共二十四页思考与讨论思考与讨论】n n1 1）实验中观察到的阈刺激是神经纤维的阈刺激，还是肌）实验中观察到的阈刺激是神经纤维的阈刺激，还是肌）实验中观察到的阈刺激是神经纤维的阈刺激，还是肌）实验中观察到的阈刺激是神经纤维的阈刺激，还是肌肉的阈刺激？肉的阈刺激？肉的阈刺激？肉的阈刺激？n n2 2）为什么肌肉收缩的幅度会随刺激强度而变化？）为什么肌肉收缩的幅度会随刺激强度而变化？）为什么肌肉收缩的幅度会随刺激强度而变化？）为什么肌肉收缩的幅度会随刺激强度而变化？n n3）单收缩的潜伏期是指什么？其中包括哪些时间因）单收缩的潜伏期是指什么？其中包括哪些时间因素和生理过程素和生理过程n n4 4）分析不完全）分析不完全）分析不完全）分析不完全/ /完全强直收缩的条件与机制？完全强直收缩的条件与机制？完全强直收缩的条件与机制？完全强直收缩的条件与机制？n n5 5）为什么刺激频率增高肌肉收缩的幅度也增大？）为什么刺激频率增高肌肉收缩的幅度也增大？n n6 6）如果刺激直接施加在肌肉上会出现什么现象？）如果刺激直接施加在肌肉上会出现什么现象？）如果刺激直接施加在肌肉上会出现什么现象？）如果刺激直接施加在肌肉上会出现什么现象？n n7 7）肌肉收缩由于刺激频率加快而融合，那么引起肌肉收缩）肌肉收缩由于刺激频率加快而融合，那么引起肌肉收缩）肌肉收缩由于刺激频率加快而融合，那么引起肌肉收缩）肌肉收缩由于刺激频率加快而融合，那么引起肌肉收缩的动作电位会不会融合呢？为什么？的动作电位会不会融合呢？为什么？的动作电位会不会融合呢？为什么？的动作电位会不会融合呢？为什么？n n8）电刺激坐骨神经）电刺激坐骨神经）电刺激坐骨神经）电刺激坐骨神经-腓肠肌标本的神经后，经过哪些生理腓肠肌标本的神经后，经过哪些生理腓肠肌标本的神经后，经过哪些生理腓肠肌标本的神经后，经过哪些生理学过程引起腓肠肌收缩？学过程引起腓肠肌收缩？学过程引起腓肠肌收缩？学过程引起腓肠肌收缩？ 第二十四页，共二十四页。