刺激强度对骨骼肌收缩的影响

[目的与原理]

神经、肌肉组织具有兴奋性，能接受刺激而发生反应。

但刺激要引起组织兴奋，其强度和作用时间必须达到一定的阈值（称强度阈值及时间阈值）。兴奋性不同的组织其阈值大小亦不相同，兴奋性高的阈值小，因此，阈值常作为衡量组织兴奋性高低的客观指标。

不同种类的组织兴奋性高低不同，同一组织的不同单位其兴奋性也不同，例如腓肠肌是由许多肌纤维组成的，个个肌纤维的兴奋性高低并不相同。

当用刺激时间一定的单个刺激直接（或通过神经间接）刺激腓肠肌时，如刺激强度太弱，不能引起肌肉收缩（强度未达到阈值的刺激为阈下刺激）；只有当刺激增强到一定强度时，才能引起肌肉发生最微弱的收缩，这种刚能引起最小反应的最小刺激强度称阈强度（或强度阈值），强度达到阈值的刺激即称阈刺激，此时只是少数兴奋性较高的肌纤维产生了收缩。

以后随着刺激强度的增加，越来越多的肌纤维被兴奋，肌肉的收缩也相应地逐步增大（强度超过阈值的刺激称为阈上刺激）；当刺激强度增大到某一个强度时，整块骨胳肌中所有的肌纤维均产生了兴奋，肌肉出现最大的收缩反应，此时如再继续增大刺激强度，肌肉的收缩却不再增大。

这种能使肌肉发生最大收缩反应的最低刺激强度称为顶强度（或最适强度）。

具有顶强度的刺激称为最大刺激，最大刺激引起的肌肉收缩称最大收缩。可见，在一定范围内，骨胳肌收缩的大小取决于刺激的强度，这是刺激与组织反应之间的一个普遍规律。

[实验对象]

蟾蜍或蛙。

[ 试剂与器材]

任氏液、计算机、 生物 信息采集处理系统（或二道生理记录仪、电子刺激器）、张力换能器、肌动器、铁支台、双凹夹、蛙类手术器械等。

[实验步骤]

1、按实验72的方法制备坐骨神经-腓肠肌标本，在任氏液中浸泡10～20min （本实验也可只用腓肠肌标本，但为练习标本制作，仍然制成坐骨神经-腓肠肌标本）。

2、熟悉计算机实验教学系统的结构、功能及其基本操作方法。

3、将坐骨神经-腓肠肌标本固定在肌动器上，并将神经搭在其刺激电极上，把刺激的输出线与肌动器刺激电极的接线柱连接，或在接线柱上再接上两根细漆包线（其两端漆皮要去掉），直接插入腓肠肌的两端作刺激电极用。

4、将张力换能器用双凹夹固定于铁支台上，其换能器的输出线插入计算机的信号输入插口。

5、将腓肠肌跟腱结扎线的一端与换能器的簧片相连，不能拉得太紧。

6、打开计算机等待自动进入智能型 生物 信息采集处理系统主页界面，在空白处双击后进入主界面，于顶级菜单“实验项目”处单击，打开子菜单后点击“肌肉神经实验，再选择“刺激强度与反应的关系”项单击，出现对话框填入合适的数据后点“OK”进入实验的监视。实验方式可选程控

7、观察生物信号的显示：窗口可见弱刺激开始时肌肉无收缩反应，随着刺激强度的加大刚能记录出收缩反应时为阈强度，以后收缩高度逐渐加高直到连续三、四个收缩的高度不再随着刺激强度的加大而加高为止，收缩高度不发生改变的最小刺激强度为顶强度（最适强度），此刺激就是最大刺激。

可根据结果调节填入对话框的数据（主要是起始刺激强度、刺激强度增量的设置），以描绘出满意的图形。

[方法评估]

此方法比较简单为检测骨骼肌兴奋收缩特性与刺激强度的关系的常用方法。

[应用意义]

此为骨骼肌生理特性的验证性实验之一，主要应用于观察刺激强度对骨骼肌收缩的影响以及测量骨骼肌兴奋性的高低。

[注意事项]

1、每次连续刺激时间不宜太长，且每两次刺激之间应让标本休息0.5-1min，以防肌肉疲劳影响实验结果。

2、随时用任氏液湿润标本，以保持其良好的兴奋性。