实验二电刺激强度和频率与骨骼肌收缩的关系 目的和原理 肌肉、神经和腺体组织称为可兴奋组织,其兴奋性较大,且不同组织、细胞的兴奋表现亦不相 同,肌肉组织的兴奋主要表现为收缩活动。刺激若要使可兴奋组织发生兴奋,就必须达到一定的刺 激量,即刺激强度、刺激时间和强度-时间变化率达到一定的值。通过固定后两个条件,改变刺激强 度,记录和测量肌肉的收缩张力,即可测定肌肉组织刚发生兴奋的刺激,称为阈刺激,阈刺激的强 度称为阈强度。随着刺激强度的増加,肌肉的收缩张力也相应増大,刺激强度大于阈值的刺激称为 阈上刺激,能引起组织产生最大兴奋的最小刺激称为最大刺激。 整块骨骼肌或单个肌细胞在受到一次阈或阈上的刺激时,先发生一次动作电位,紧接着出现 次收缩,后者称为单收缩。收缩全过程可分为收缩和舒张两个时期,收宿期较短。如果给肌肉以连 续的脉冲刺激,则肌肉的收缩形式将随刺激的频率高低而不同。在刺激频率较低时,因每一个新的 刺激到来时,由前一次刺激引起的单收缩过程(包括舒张期)已经结束,于是每次刺激都引起 独立的单收缩。当刺激频率增加到某一限度时,后来的刺激有可能落在前一次收缩的舒张期结束 前,于是肌肉在未完全舒张(自身尚处于一定程度的缩短或张力存在)的基础上便进行新的收缩, 这就发生了收缩过程的复合,连续进行下去,肌肉就表现为不完全强直收缩,其特点是每次新的收 缩都出现在前次收缩的舒张期过程中,在描记曲线上形成锯齿形;如果刺激频率继续增加,肌肉就 有可能在前一次收缩的收缩期结束前或在收缩期的顶点开始新的收缩,于是各次收缩的张力或长度 变化就可以融合而叠加起来,使描记曲线上的锯齿形消失,这就是完全强直收缩。 本实验的目的是:(1)观察刺激强度与肌肉收缩张力之间的关系;(②)观察刺激频率与肌肉收缩 形式之间的关系。 、实验对象 蟾蜍或蛙 三、器材和用品 生物信号采集处理系统、蛙类手术器械一套、肌槽、张力换能器、铁柱架、双凹夹、刺激电 极、任氏液。 四、方法与步骤 1.制备蛙坐骨神经腓肠肌标本(见实验一) 连接实验仪器 (1)将坐骨神经腓肠肌标本的股骨残端固定于肌槽的小孔中,腓肠肌的跟腱通过结扎线连于张力 换能器悬梁的着力点上,换能器固定于铁柱架的双凹夹上,并与生物信号采集处理系统的“输入通 道”插孔相连。 (②)坐骨神经放置于肌槽的刺激电极上,刺激电极与生物信号采集处理系统的“刺激输出”插孔 连接。 3.观察实验项 (1)刺激强度对骨骼肌收缩张力的影响
实验二 电刺激强度和频率与骨骼肌收缩的关系 一、目的和原理 肌肉、神经和腺体组织称为可兴奋组织，其兴奋性较大，且不同组织、细胞的兴奋表现亦不相 同，肌肉组织的兴奋主要表现为收缩活动。刺激若要使可兴奋组织发生兴奋，就必须达到一定的刺 激量，即刺激强度、刺激时间和强度-时间变化率达到一定的值。通过固定后两个条件，改变刺激强 度，记录和测量肌肉的收缩张力，即可测定肌肉组织刚发生兴奋的刺激，称为阈刺激，阈刺激的强 度称为阈强度。随着刺激强度的增加，肌肉的收缩张力也相应增大，刺激强度大于阈值的刺激称为 阈上刺激，能引起组织产生最大兴奋的最小刺激称为最大刺激。 整块骨骼肌或单个肌细胞在受到一次阈或阈上的刺激时，先发生一次动作电位，紧接着出现一 次收缩，后者称为单收缩。收缩全过程可分为收缩和舒张两个时期，收宿期较短。如果给肌肉以连 续的脉冲刺激，则肌肉的收缩形式将随刺激的频率高低而不同。在刺激频率较低时，因每一个新的 刺激到来时，由前一次刺激引起的单收缩过程（包括舒张期）已经结束，于是每次刺激都引起一次 独立的单收缩。当刺激频率增加到某一限度时，后来的刺激有可能落在前一次收缩的舒张期结束 前，于是肌肉在未完全舒张（自身尚处于一定程度的缩短或张力存在）的基础上便进行新的收缩， 这就发生了收缩过程的复合，连续进行下去，肌肉就表现为不完全强直收缩，其特点是每次新的收 缩都出现在前次收缩的舒张期过程中，在描记曲线上形成锯齿形；如果刺激频率继续增加，肌肉就 有可能在前一次收缩的收缩期结束前或在收缩期的顶点开始新的收缩，于是各次收缩的张力或长度 变化就可以融合而叠加起来，使描记曲线上的锯齿形消失，这就是完全强直收缩。 本实验的目的是：(1)观察刺激强度与肌肉收缩张力之间的关系；(2)观察刺激频率与肌肉收缩 形式之间的关系。 二、实验对象 蟾蜍或蛙 三、器材和用品 生物信号采集处理系统、蛙类手术器械一套、肌槽、张力换能器、铁柱架、双凹夹、刺激电 极、任氏液。 四、方法与步骤 1．制备蛙坐骨神经腓肠肌标本（见实验一）。 2．连接实验仪器 (1)将坐骨神经腓肠肌标本的股骨残端固定于肌槽的小孔中，腓肠肌的跟腱通过结扎线连于张力 换能器悬梁的着力点上，换能器固定于铁柱架的双凹夹上，并与生物信号采集处理系统的“输入通 道”插孔相连。 (2)坐骨神经放置于肌槽的刺激电极上，刺激电极与生物信号采集处理系统的“刺激输出”插孔 连接。 3．观察实验项目 (1)刺激强度对骨骼肌收缩张力的影响
①移动双凹夹,使连接于换能器与跟腱间的连线有着合适的紧张度。 ②刺激参数设置单次方式,波宽0.10.3ms ③观察记录点击“剌刺激”按扭,选择最小剌激强度(0.1V),然后逐渐增大刺激强度,记录阈 刺激和最大刺激值。或按“实验”、“神经肌肉”、“刺激强度对骨骼肌收缩的影响”。 ④测量每一刺激强度对应的肌肉收缩张力;测量最大刺激时肌肉的收缩期和舒张期的时间,比 较两者之间的差异(图2-1) 收缩期! 舒张期 图2-1骨骼肌单收缩曲线 (2)刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响 ①选择连续单刺激,波宽0.1^0.3ms,最大刺激强度,刺激间隔时间大于肌肉收缩时程,记录肌 肉的单收缩张力曲线 ②选择双刺激(其余刺激参数不变),改变刺激波间隔,使刺激间隔时间小于肌肉单收缩时 程,长于收缩期时间,记录两个收缩的复合曲线。 ③选择连续刺激,其余刺激参数不变,由低到高调整刺激频率,记录肌肉不完全强直收缩和完 全强直收缩的张力曲线(图2-2)。或按“实验”、“神经肌肉”、“刺激频率对骨骼肌收缩的影 单收缩不完全强直收缩完全强直收缩 nour
①移动双凹夹，使连接于换能器与跟腱间的连线有着合适的紧张度。 ②刺激参数设置单次方式，波宽0.1~0.3ms。 ③观察记录点击“刺激”按扭，选择最小刺激强度（0.1V），然后逐渐增大刺激强度，记录阈 刺激和最大刺激值。或按“实验”、“神经肌肉”、“刺激强度对骨骼肌收缩的影响”。 ④测量每一刺激强度对应的肌肉收缩张力；测量最大刺激时肌肉的收缩期和舒张期的时间，比 较两者之间的差异（图2-1）。 图2-1 骨骼肌单收缩曲线 (2)刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响 ①选择连续单刺激，波宽0.1~0.3ms，最大刺激强度，刺激间隔时间大于肌肉收缩时程，记录肌 肉的单收缩张力曲线。 ②选择双刺激（其余刺激参数不变），改变刺激波间隔，使刺激间隔时间小于肌肉单收缩时 程，长于收缩期时间，记录两个收缩的复合曲线。 ③选择连续刺激，其余刺激参数不变，由低到高调整刺激频率，记录肌肉不完全强直收缩和完 全强直收缩的张力曲线（图2-2）。或按“实验”、“神经肌肉”、“刺激频率对骨骼肌收缩的影 响”。 1Hz 8Hz 20Hz 单收缩不完全强直收缩完全强直收缩
图2-2不同刺激频率刺激坐骨神经对骨骼肌收缩的影响 五、注意事项 1.每次刺激引起肌肉收缩后须间隔一定的时间(0.5~1分钟),并常用任氏液湿润标本,以确 保肌肉的兴奋性。 2.刺激频率应从低开始逐渐增加,每种频率的刺激持续时间不宜过长 如果肌肉在未给刺激时即出现痉挛,应检査仪器接地是否良好,必要时可在肌槽或铁柱架上 接一地线。 六、要求 1.描记完整的不同频率对肌肉收缩的影响(单收缩曲线、不完全强直收缩曲线和完全强直收缩 曲线) 2.描记完整的不同刺激强度对肌肉收缩的影响(阈下刺激、阈刺激、阈上刺激、最大刺激)。 3.观察不同形式的强直收缩所产生的收缩效应。 七、思考题 1.肌肉收缩过程可以复合而产生强直收缩,此时肌细胞膜上的动作电位是否融合?为什么? 2.在一定的刺激强度范围内,为什么肌肉收缩的幅度会随刺激强度的增加而增大? 3.为什么随着刺激频率增加肌肉的收缩幅度也会增大?试分析强直收缩形成的原理。 4.如果以心肌代替腓肠肌重复以上实验,你推测可得到什么样的结果?为什么?
图2-2 不同刺激频率刺激坐骨神经对骨骼肌收缩的影响 五、注意事项 1．每次刺激引起肌肉收缩后须间隔一定的时间（0.5～1分钟），并常用任氏液湿润标本，以确 保肌肉的兴奋性。 2．刺激频率应从低开始逐渐增加，每种频率的刺激持续时间不宜过长。 3．如果肌肉在未给刺激时即出现痉挛，应检查仪器接地是否良好，必要时可在肌槽或铁柱架上 接一地线。 六、要求 1．描记完整的不同频率对肌肉收缩的影响（单收缩曲线、不完全强直收缩曲线和完全强直收缩 曲线）。 2．描记完整的不同刺激强度对肌肉收缩的影响（阈下刺激、阈刺激、阈上刺激、最大刺激）。 3．观察不同形式的强直收缩所产生的收缩效应。 七、思考题 1．肌肉收缩过程可以复合而产生强直收缩，此时肌细胞膜上的动作电位是否融合？为什么？ 2．在一定的刺激强度范围内，为什么肌肉收缩的幅度会随刺激强度的增加而增大？ 3．为什么随着刺激频率增加肌肉的收缩幅度也会增大？试分析强直收缩形成的原理。 4．如果以心肌代替腓肠肌重复以上实验，你推测可得到什么样的结果？为什么？