電刺激對肌肉收縮強度的影響

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1、實驗名稱：不同強度和頻率的刺激對肌肉收縮的影響人體生理學(xué)實驗一、實驗?zāi)康?.學(xué)習(xí)神經(jīng)—肌肉實驗的電刺激方法及肌肉收縮的記錄方法。2.觀察刺激強度與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系。3.觀察不同頻率的閾上刺激引起肌肉收縮形式的改變及關(guān)系。二、實驗原理肌肉、神經(jīng)和腺體組織稱為可興奮組織，它們有較大興奮性。不同組織、細胞的興奮表現(xiàn)各不相同，神經(jīng)組織的興奮性表現(xiàn)為動作電位，肌肉的興奮性主要表現(xiàn)為收縮活動。因此觀察肌肉是否收縮可以判斷它是否產(chǎn)生了興奮。一個刺激是否能使組織發(fā)生興奮，不僅與刺激形式有關(guān)，還與刺激時間、刺激強度有關(guān)。三、實驗材料與設(shè)備蛙、任氏液、常用手

2、術(shù)器械、粗剪刀、蛙板、蛙釘、棉線、大頭針、鋅銅弓、張力換能器、雙凹夾、三角支架、保護電極、一維位移微調(diào)器、RM6240C型多道生理信號采集處理系統(tǒng)。四、實驗方法與步驟1.實驗系統(tǒng)連接和參數(shù)設(shè)置換能器的輸出端與生物信號采集處理系統(tǒng)的輸入通道相連接。啟動RM624C型系統(tǒng)軟件，進入系統(tǒng)軟件窗口，設(shè)置儀器參數(shù)。2.蛙坐骨神經(jīng)腓腸肌的標(biāo)本制備（1）毀腦脊髓（2）剝?nèi)ネ芤粋?cè)下肢自大腿根部起的所有皮膚，然后將標(biāo)本固定于蛙板上。（3）從大腿背內(nèi)側(cè)的股二頭肌與半膜肌之間分離出坐骨神經(jīng)，并用蘸有任氏液的鋅銅弓測試坐骨神經(jīng)與腓腸肌連接的完整性，除去大腿上其他肌

3、肉組織。（4）分離腓腸肌的跟腱，穿線結(jié)扎并連同扎線將跟腱剪下，一直將腓腸肌分離至膝關(guān)節(jié)。（5）將腓腸肌跟腱的扎線固定在張力換能器的懸臂梁上，腓腸肌平放在蛙板上，拉線繞過滑輪，調(diào)節(jié)換能器、三角架的位置，使拉線處于適宜的拉伸狀態(tài)并垂直于水平面。（6）將分離的坐骨神經(jīng)放在刺激電極上，保證神經(jīng)與刺激電極的良好接觸。五．觀察項目1.刺激強度對骨骼肌收縮的影響刺激強度從0.1V逐漸增大，強度增量0.05V，連續(xù)記錄肌肉收縮曲線。記錄閾刺激和最大刺激值，測量每一刺激強度所對應(yīng)的肌肉收縮張力，測量最大刺激時肌肉的收縮期和舒張期時間。2.刺激頻率對骨骼肌收縮

4、的影響刺激頻率按1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、……、30Hz逐漸增加，連續(xù)記錄不同頻率時的肌肉收縮形態(tài)和張力變化。觀察測量各刺激頻率所對應(yīng)的肌肉收縮最大張力。六、實驗數(shù)據(jù)（1）刺激強度對骨骼肌收縮的影響表1刺激強度與腓腸肌收縮幅度實驗項目收縮幅度（g）0.020刺激強度（V）0.0700.1200.170.2000.220.2880.270.2900.320.3000.370.3020.420.3020.450.3020.520.3020.570.302在本實驗中可觀察得出，當(dāng)電刺激從0.02V增大到0.12V時，蛙腓腸肌沒有出現(xiàn)明顯變化

5、，當(dāng)?shù)搅?.17V的刺激強度時，肌肉出現(xiàn)明顯的收縮，逐漸增大刺激強度，可以觀察到肌肉的抽搐程度加大，直到強度為0.37V時，肌肉收縮程度達到最大值，再增加刺激強度收縮幅度沒有出現(xiàn)明顯變化。由該曲線圖可知，當(dāng)刺激強度未達到閾刺激強度時，肌肉不收縮，當(dāng)刺激強度達到并超過閾刺激時，在一定強度范圍內(nèi)，隨著對坐骨神經(jīng)刺激強度的增加，腓腸肌的收縮幅度也逐漸增大。本實驗中，測出閾刺激為0.17V，使肌肉剛好到達最大收縮幅度的刺激強度為0.37V。（2）刺激頻率對骨骼肌收縮的影響表2刺激頻率與收縮形態(tài)、收縮最大張力頻率（HZ）收縮形態(tài)收縮最大張力頻率（HZ

6、）收縮形態(tài)收縮最大張力1單收縮0.2216不完全強直收縮0.3752單收縮0.2317不完全強直收縮0.3753單收縮0.1818不完全強直收縮0.3754單收縮0.1719不完全強直收縮0.385單收縮0.1720強直收縮0.3816單收縮0.1821強直收縮0.3817單收縮0.2022強直收縮0.3838單收縮0.2423強直收縮0.3849單收縮0.2524強直收縮0.38510不完全強直收縮0.25125強直收縮0.38511不完全強直收縮0.25126強直收縮0.40112不完全強直收縮0.25127強直收縮0.40213不完全

7、強直收縮0.25128強直收縮0.40214不完全強直收縮0.37529強直收縮0.40315不完全強直收縮0.37530強直收縮0.405由觀察可知，當(dāng)刺激頻率較小，即在1Hz~10Hz之間時，肌肉表現(xiàn)為一個個的較明顯的單刺激。當(dāng)刺激頻率到11Hz—19Hz時，此時再逐漸增加其頻率，腓腸肌表現(xiàn)為不太完全強直收縮，當(dāng)一次收縮還未完成時就開始另一次收縮。當(dāng)刺激頻率達到20Hz以上時，腓腸肌變?yōu)閺娭笔湛s，肌肉一直處于緊繃狀態(tài)。思考題：坐骨神經(jīng)—腓腸肌標(biāo)本在受到電刺激時是否表現(xiàn)“全或無”的特性，為什么？答：坐骨神經(jīng)—腓腸肌標(biāo)本在受到電刺激時表現(xiàn)“

8、全或無”的特性。當(dāng)腓腸肌受到大于或等于閾刺激的電刺激時，會在腓腸肌的某一細胞的神經(jīng)纖維上產(chǎn)生神經(jīng)沖動和動作電位，動作電位沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)，使臨近部位細胞產(chǎn)生興奮，從而引起腓腸肌的