骨骼肌單收縮刺激強(qiáng)與反應(yīng)

骨骼肌收縮實(shí)驗(yàn)

（1）本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分肌肉標(biāo)本收縮的描記及單收縮的分析刺激的強(qiáng)度對(duì)骨骼肌收縮的影響實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握刺激器的使用；熟習(xí)張力傳感器的使用。

本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分實(shí)驗(yàn)的背景知識(shí)與實(shí)驗(yàn)原理

1.肌肉標(biāo)本收縮現(xiàn)象的描記

利用刺激器可誘發(fā)蛙的離體神經(jīng)肌肉標(biāo)本發(fā)生興奮收縮現(xiàn)象，可利用適當(dāng)?shù)膮?shù)和圖形，客觀、詳細(xì)、準(zhǔn)確地描述肌收縮的生理現(xiàn)象與隨時(shí)間變化的過程。

本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分骨骼肌受到一次短促的閾上刺激時(shí)，先是產(chǎn)生一次動(dòng)作電位，緊接著出現(xiàn)一次機(jī)械收縮，稱為單收縮。收縮的全過程可分為潛伏期、收縮期和舒張期。在一次單收縮中，肌峰電位的時(shí)程（相當(dāng)于絕對(duì)不應(yīng)期）僅1～2毫秒，而收縮過程可達(dá)幾十甚至上百毫秒（蛙的腓腸肌可達(dá)100毫秒以上）。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分2.張力換能器

換能器是一種能將機(jī)械能、化學(xué)能、光能等非電量形式的能量轉(zhuǎn)換為電能的器件或裝置，并線性相關(guān)。利用理化性質(zhì)和理化效應(yīng)制成的換能器種類繁多，原理各異。

本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分張力換能器是一種能把非電量的生理參數(shù)如力、位移等轉(zhuǎn)換為電阻變化的間接型傳感器，屬于電阻應(yīng)變式傳感器。通常由彈性元件、電阻應(yīng)變片和其他附件組成。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分張力換能器本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分彈性元件采用金屬?gòu)椥詰伊?，可根?jù)機(jī)械力的大小選用不同厚度的彈性金屬。彈性懸梁的厚度不同，張力換能器的量程亦不同。兩組應(yīng)變片R1、R4及R2、R3分別貼于梁的兩面。兩組應(yīng)變片中間接一只調(diào)零電位器，并用5～6V直流電源供電，組成差動(dòng)式的惠斯登橋式電路（非平衡式電橋），如圖所示。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分圖.JZ100型張力換能器結(jié)構(gòu)示意圖本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分惠斯登橋式電路本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分圖.張力換能器應(yīng)變片粘貼示意圖輸出電壓值與應(yīng)變片所受力的大小成正比，即力的變化轉(zhuǎn)換成電橋輸出電壓的變化。此電信號(hào)經(jīng)過記錄儀器的放大處理，就能描記出肌肉收縮變化的過程。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)測(cè)量方向?qū)Q能器用“雙凹夾”固定在合適的支架上。但由于雙凹夾在支架上移位不方便，很難在小范圍內(nèi)做出精細(xì)的移位；移位不當(dāng)，可能引起標(biāo)本的損傷和換能器的損壞。

故現(xiàn)多采用“一維微調(diào)固定器”，由上下位置調(diào)節(jié)鈕控制，可在小范圍內(nèi)（上下）精細(xì)的移位。這不僅方便了實(shí)驗(yàn)操作，也有利于前負(fù)荷的控制。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

測(cè)量的方向，即力與位移的方向，要與張力換能器彈性懸梁的前端上下移動(dòng)的方向保持一致（即與橫梁成90度）。使能量轉(zhuǎn)換和線性關(guān)系良好，符合張力換能器設(shè)計(jì)與使用上的要求。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分張力換能器在使用中要注意：（1）記錄肌肉收縮類實(shí)驗(yàn)指標(biāo)時(shí)，張力換能器金屬?gòu)椥詰伊和饴兜那岸讼蛳乱莆唬ㄏ吕?，收縮曲線為正立的，即肌收縮時(shí)，基線上移，舒張時(shí)下移，較為符合一般描記觀察的習(xí)慣。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

一般張力換能器的調(diào)零電位器設(shè)計(jì)為暗調(diào)節(jié)，為了方便使用，其暗調(diào)節(jié)孔朝上，故張力換能器有暗調(diào)節(jié)孔的一面為上。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

（2）在使用時(shí)，不能用手牽拉彈性梁和超量加載。張力換能器的彈性梁屈服極限為規(guī)定量程的2～3倍，如50g量程的張力換能器，在施加了150g力后，彈性懸臂梁將不能恢復(fù)其形變，換能器被損壞。

（3）防止水進(jìn)入換能器內(nèi)部。張力換能器內(nèi)部沒有經(jīng)過防水處理，水滴入或滲入換能器內(nèi)部會(huì)造成電路短路，損壞換能器。（4）換能器與記錄儀或生理信號(hào)采集處理系統(tǒng)配合使用時(shí)，為了精確測(cè)量，需要調(diào)零和定標(biāo)（自動(dòng)平衡類產(chǎn)品不需換能器調(diào)零）。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分3.影響骨骼肌收縮效能的因素

肌細(xì)胞最本質(zhì)的功能是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功，產(chǎn)生張力和縮短。肌肉收縮效能（performancecontraction）表現(xiàn)為收縮時(shí)產(chǎn)生的張力和/或縮短程度（shortening），以及產(chǎn)生張力或縮短的速度（velocity）。橫紋肌的收縮效能由收縮前或收縮時(shí)承受的負(fù)荷、自身的收縮能力和總和效應(yīng)等因素決定的。（所謂總和指骨骼肌收縮的疊加效應(yīng)）本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

通過收縮的總和，骨骼肌可快速調(diào)節(jié)其收縮強(qiáng)度，而心肌則不會(huì)發(fā)生總和。由于在體的骨骼肌的收縮是受神經(jīng)控制的，故收縮的總和是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下完成的。它有兩種形式，即運(yùn)動(dòng)單位數(shù)量的總和與頻率效應(yīng)的總和。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分4.刺激強(qiáng)度與骨骼肌收縮反應(yīng)

利用電脈沖刺激離體的神經(jīng)肌肉標(biāo)本，可觀察到收縮總和的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)證明刺激增加，參與收縮的運(yùn)動(dòng)單位增加，收縮的強(qiáng)度亦增加。刺激支配腓腸肌的坐骨神經(jīng)或直接刺激腓腸肌時(shí)，不同的刺激強(qiáng)度會(huì)引起肌肉的不同反應(yīng)。當(dāng)全部肌纖維同時(shí)收縮時(shí)，則出現(xiàn)最大的收縮反應(yīng)。這時(shí)，即使再增大刺激強(qiáng)度，肌肉收縮的力量也不再隨之加大?？梢砸鸺∪獍l(fā)生最大收縮反應(yīng)的最小刺激強(qiáng)度為最適刺激強(qiáng)度。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分實(shí)驗(yàn)操作一、制備標(biāo)本二、實(shí)驗(yàn)裝置三、實(shí)驗(yàn)觀察與記錄

1.單收縮的分析記錄2.刺激強(qiáng)度與收縮反應(yīng)本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分一、剝制坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分二、連接裝置和儀器設(shè)備本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分肌動(dòng)器雙凹夾本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分生理信號(hào)采集系統(tǒng)刺激輸出換能器腓腸肌肌槽（板）刺激與骨骼肌收縮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分換能器正面（貼標(biāo)簽面或有平衡暗調(diào)節(jié)孔的一面）向上。一維微調(diào)器實(shí)驗(yàn)裝置圖本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分一維微調(diào)器，可將夾持的換能器上下輕微移位。張力換能器結(jié)扎跟腱的線與換能器的懸梁端相連，并保持垂直。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

此線的延展性應(yīng)小，盡量短些（15cm以內(nèi)），并適當(dāng)繃緊。松緊程度視零點(diǎn)偏移而定，即不可偏離太大，且注意記錄前調(diào)零（快速歸零）。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

張力傳感器與輸入通道Ⅰ相聯(lián)，輸入信號(hào)類別選“張力”；調(diào)快掃描（走紙）速度；打開刺激菜單，采用閾上刺激參數(shù)作單刺激，對(duì)骨骼肌單收縮進(jìn)行記錄。放大器的放大倍數(shù)（靈敏度）應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止波形出現(xiàn)“削頂”。若記錄曲線的基線嚴(yán)重偏離，應(yīng)對(duì)記錄系統(tǒng)“調(diào)零”（傳感器）。

1.單收縮的分析記錄三、實(shí)驗(yàn)觀察與記錄本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

2.刺激強(qiáng)度與反應(yīng)的關(guān)系

打開儀器系統(tǒng)的電源開關(guān)后，啟動(dòng)儀器的計(jì)算機(jī)軟件界面，選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“刺激強(qiáng)度對(duì)骨骼肌收縮的影響”。調(diào)節(jié)延時(shí)至最小，波寬1ms，選擇“強(qiáng)度遞增單刺激方式”進(jìn)行刺激。放大倍數(shù)一般設(shè)為10～20倍或靈敏度30g/div，濾波頻率為100Hz，掃描速度為1.0s/div。放大倍數(shù)、濾波頻率及掃描速度可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情況，在實(shí)驗(yàn)?zāi)K默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

極慢掃描速度下，大致相等時(shí)間間隔后，給以強(qiáng)度逐漸增加的單刺激（實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街械摹皬?qiáng)度遞增刺激”

）。直到確定出最適刺激強(qiáng)度后，停止刺激。每一單刺激的方波，波寬不變，調(diào)節(jié)其電壓幅度來改變刺激的強(qiáng)度。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分①啟動(dòng)刺激，觀察到出現(xiàn)肌肉的最小收縮。測(cè)量收縮幅度并記下刺激強(qiáng)度，此時(shí)的刺激強(qiáng)度為閾強(qiáng)度。②按相同間隔逐漸增加刺激強(qiáng)度，觀察刺激強(qiáng)度與肌肉收縮反應(yīng)的關(guān)系。③當(dāng)刺激強(qiáng)度達(dá)到某一數(shù)值后，肌肉收縮幅度不再隨刺激增加而升高。記錄此時(shí)的收縮曲線和刺激強(qiáng)度。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分起始刺激強(qiáng)度需要進(jìn)行調(diào)節(jié)步幅需要進(jìn)行調(diào)節(jié)本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

強(qiáng)度遞增刺激（單刺激）方式：儀器系統(tǒng)以程控方式設(shè)置的一種刺激方式，可在點(diǎn)擊“開始刺激”后，按基本設(shè)置參數(shù)自動(dòng)以強(qiáng)度遞增方式發(fā)出刺激脈沖。即自動(dòng)的每刺激一次，強(qiáng)度遞增一次。刺激前，需確定初始刺激強(qiáng)度、組間延時(shí)，以及各組（次）刺激之間的強(qiáng)度增量。參數(shù)確定后，用鼠標(biāo)單擊刺激命令，系統(tǒng)即從初始刺激開始，按強(qiáng)度遞增方式發(fā)出一組組刺激，各組刺激之間的周期由組間延時(shí)參數(shù)確定。本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分由“默認(rèn)”改為“偏下”√本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分腓腸肌刺激強(qiáng)度與骨骼肌收縮反應(yīng)的關(guān)系閾刺激最適刺激1-1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的紀(jì)錄與分析本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分

①選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，在彈出的刺激器參數(shù)設(shè)置菜單中，首先將“強(qiáng)度遞增刺激”模式改為“單刺激”，刺激波寬設(shè)為1ms，并將默認(rèn)的刺激幅度適當(dāng)調(diào)高。②點(diǎn)“開始采集”快捷鍵，查看顯示屏上是否出現(xiàn)掃描線，進(jìn)一步“調(diào)零”和調(diào)節(jié)“掃描速度”。③在連線掃描的基礎(chǔ)上，點(diǎn)“刺激”鍵，給予標(biāo)本單刺激，觀察標(biāo)本有無反應(yīng)，顯示屏上是否有收縮波出現(xiàn)。如果標(biāo)本沒有收縮反應(yīng)，在確定標(biāo)本活性正常的情況下，這時(shí)應(yīng)一邊增強(qiáng)刺激方波的電壓（刺激強(qiáng)度），一邊再刺激觀察，同時(shí)要注意，儀器有無正常的刺激輸出，刺激電極是否與標(biāo)本接觸良好。如果有收縮反應(yīng)，卻記錄不出收縮波形，則應(yīng)檢查換能器、采集系統(tǒng)、信號(hào)輸入連線等，并調(diào)節(jié)儀器靈敏度等參數(shù)，直到顯示出收縮波形。④在確定儀器、標(biāo)本、裝置等均無問題，能記錄到肌收縮波形的前提下，實(shí)驗(yàn)條件不變，進(jìn)一步改變（減?。┐碳る妷?，測(cè)出刺激的“閾值”。⑤將刺激參數(shù)調(diào)回“強(qiáng)度遞增單刺激”的模式（組內(nèi)刺激脈沖數(shù)為1），以稍低于“閾值”的刺激電壓，作為起始刺激強(qiáng)度，再視標(biāo)本活性的高低，調(diào)整好刺激遞增的電壓值（步幅），可調(diào)小一些，反之，可將“步幅”調(diào)大一些。實(shí)驗(yàn)觀察記錄前，按以下步驟進(jìn)行預(yù)試：本文檔共48頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期二\22點(diǎn)57分注意事項(xiàng)1