刺激強(qiáng)度刺激頻率與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系

刺激強(qiáng)度刺激頻率與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系第1頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日【目的要求】掌握蟾蜍在體坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本的制備方法；學(xué)習(xí)神經(jīng)-肌肉實(shí)驗(yàn)的電刺激方法；觀察不同強(qiáng)度和頻率的刺激對(duì)肌肉收縮的影響。第2頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日【實(shí)驗(yàn)原理】刺激與興奮神經(jīng)纖維具有興奮性和傳導(dǎo)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3頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日刺激和興奮刺激stimulation：指細(xì)胞所處環(huán)境因素的變化。刺激要能使細(xì)胞發(fā)生興奮，就必須達(dá)到一定的刺激量。刺激強(qiáng)度刺激持續(xù)時(shí)間刺激強(qiáng)度/時(shí)間變化率刺激量第4頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日閾強(qiáng)度：能引起組織發(fā)生反應(yīng)的最小刺激強(qiáng)度，又稱為閾值。具有閾強(qiáng)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(qiáng)度與肌肉收縮反應(yīng)第5頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日刺激產(chǎn)生興奮，肌肉興奮導(dǎo)致肌肉收縮坐骨神經(jīng)干屬于混合神經(jīng)，內(nèi)含多條閾值各不相同的神經(jīng)纖維。腓腸肌也含有多條肌纖維，受多個(gè)運(yùn)動(dòng)單位的控制。刺激強(qiáng)度的變化可以引起坐骨神經(jīng)中被興奮神經(jīng)纖維數(shù)量的變化，通過(guò)運(yùn)動(dòng)單位控制相應(yīng)數(shù)量的肌纖維收縮，產(chǎn)生不同的張力變化。第6頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日一條神經(jīng)纖維或骨骼肌纖維“全或無(wú)”(all-or-none)達(dá)到閾值→神經(jīng)纖維，肌纖維興奮并收縮超過(guò)閾值→收縮力不增加一根坐骨神經(jīng)一塊骨骼肌一定范圍內(nèi)，肌肉收縮力的大小與刺激強(qiáng)度成正比閾下刺激→無(wú)興奮無(wú)收縮閾刺激→興奮性最高的神經(jīng)纖維興奮，少數(shù)肌纖維興奮并收縮刺激強(qiáng)度↑→神經(jīng)纖維被興奮數(shù)量↑，興奮收縮的肌纖維數(shù)量↑，收縮力↑最適強(qiáng)度→所有神經(jīng)纖維和肌纖維均興奮，收縮力最大＞最適強(qiáng)度→收縮力不增加第7頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日單收縮twitch：骨骼肌受到一次短促有效刺激時(shí),可發(fā)生一次動(dòng)作電位,隨后出現(xiàn)一次收縮和舒張。單收縮時(shí)程100ms左右。2.刺激頻率與肌肉收縮反應(yīng)第8頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日動(dòng)作電位時(shí)程(相當(dāng)于絕對(duì)不應(yīng)期)僅1～2毫秒骨骼肌可在機(jī)械收縮過(guò)程中接受新刺激發(fā)生新的興奮和收縮收縮過(guò)程可達(dá)幾十～幾百毫秒第9頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日兩/多個(gè)閾上刺激，相繼作用于神經(jīng)-肌肉標(biāo)本，如果刺激間隔大于單收縮的時(shí)程，肌肉則出現(xiàn)兩個(gè)分離的單收縮；第10頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日較高頻率連續(xù)刺激作用于標(biāo)本時(shí)，出現(xiàn)多個(gè)收縮反應(yīng)的融合，新收縮過(guò)程與上次尚未結(jié)束的收縮過(guò)程發(fā)生總和，稱為強(qiáng)直收縮tetanus（復(fù)合收縮）。后一收縮發(fā)生在前一收縮的舒張期時(shí)，稱為不完全強(qiáng)直收縮incompletetetanus。后一收縮發(fā)生在前一收縮的收縮期時(shí)，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(qiáng)直收縮completetetanus。第11頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第12頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日在生理?xiàng)l件下，支配骨骼肌的傳出神經(jīng)總是發(fā)出連續(xù)的沖動(dòng)，所以骨骼肌的收縮都是強(qiáng)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(dòng)至骨骼肌，產(chǎn)生一定程度的強(qiáng)直收縮，稱為肌緊張(muscletone)。第13頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日【動(dòng)物和器材】蟾蜍或蛙；任氏液；常規(guī)手術(shù)器械；微機(jī)生物信號(hào)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)?。?4頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日【方法和步驟】1.蟾蜍在體坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本制備2.實(shí)驗(yàn)裝置連接3.實(shí)驗(yàn)觀察1）刺激強(qiáng)度對(duì)骨骼肌收縮的影響2）刺激頻率對(duì)骨骼肌收縮的影響第15頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日1.蟾蜍在體坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)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(biāo)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(guān)節(jié)處，并在神經(jīng)下穿線備用。游離腓腸肌：將腓腸肌分離至膝關(guān)節(jié)。在膝關(guān)節(jié)旁釘一大頭針，折彎壓住膝關(guān)節(jié)。第16頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日2.實(shí)驗(yàn)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(hào)采集處理系統(tǒng)的輸入通道相連。啟動(dòng)生物信號(hào)采集系統(tǒng)軟件，選擇好通道和采樣參數(shù)設(shè)置，啟動(dòng)記錄按鈕，開(kāi)始記錄。第17頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日3.實(shí)驗(yàn)觀察（1）刺激強(qiáng)度對(duì)骨骼肌收縮的影響使用單刺激或自動(dòng)強(qiáng)度調(diào)節(jié)方式，波寬為1ms，刺激強(qiáng)度從零開(kāi)始逐漸增大，找出剛能引起肌肉出現(xiàn)最微小收縮的刺激強(qiáng)度（閾強(qiáng)度）。繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)度，觀察肌肉收縮反應(yīng)是否也相應(yīng)增大。繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)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(qiáng)度，即最大刺激強(qiáng)度。第18頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日（2）刺激頻率對(duì)骨骼肌收縮的影響用最大刺激強(qiáng)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(shí)的肌肉收縮曲線，觀察不同頻率時(shí)的肌肉收縮變化。第19頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日實(shí)驗(yàn)次數(shù)刺激強(qiáng)度/mV收縮幅度/mm

實(shí)驗(yàn)

結(jié)果？第20頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日【注意事項(xiàng)】1．經(jīng)常用任氏液浸潤(rùn)標(biāo)本，保持生理活性。2．肌槽兩電極之間不要?dú)埩粢后w，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(guò)5秒，以免標(biāo)本疲勞。4．找準(zhǔn)最適刺激強(qiáng)度，以防刺激過(guò)強(qiáng)而損傷神經(jīng).5．換能器與標(biāo)本連線的張力保持不變。6．如果肌肉在未給刺激時(shí)即出現(xiàn)攣縮，需檢查電器接地是否良好。第21頁(yè)，共23頁(yè)，2023年，2月20日，星期日【思考與討論】1）實(shí)驗(yàn)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(huì)隨刺激強(qiáng)度而變化？3）單收縮的潛伏期是指什么？其中包括哪些時(shí)間因素和生理過(guò)程。4）分析不完全/完全強(qiáng)直收縮的條件與機(jī)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(huì)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(dòng)作電位會(huì)不會(huì)融合呢？為什么？8）電刺激坐骨神經(jīng)-腓腸肌