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骨骼肌收缩特性和收缩形式的观测一实验目的1 学习电刺激方法及肌肉收缩的记录方法2观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系3 观察骨骼肌单收缩过程4 观察肌肉收缩的总和以及强直收缩现象二实验原理1刺激腓肠肌时，不同的刺激强度会引起肌肉的不同反应。
能引起肌肉发生反应的最小刺激强度，为阈刺激。
随着刺激强度的增大，肌肉的收缩张力也相应增大，能引起肌肉产生最大收缩反应的最小刺激称为最适刺激强度。
2 当同等强度的连续阈上刺激作用于标本时，则出现多个收缩反应的叠加。
当新刺激落在前一次收缩的舒张期,即发生不完全强直收缩；当新刺激落在前一次收缩的收缩期, 即发生完全强直收缩。
三实验步骤1 制备蛙的坐骨神经——腓肠肌标本2 把标本通过张力传感器与生理信号采集系统相连3 观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系，确定阈值4 观察骨骼肌单收缩的时程、总和的过程以及强直收缩现象四实验结果及分析本次实验所用的量程恒为10mv ，波宽恒为1ms1阈值的确定频率：1Hz当初始刺激强度设为20mv时，没有引起肌肉收缩，此刺激为阈下刺激，如图1所示。
因此，20mv的基础上，每次逐渐增加0.5mv的强度去刺激肌肉，当刺激强度达到22.5mv 时，肌肉开始收缩，如图2所示，22.5mv为在此条件下引起该肌肉发生收缩反应的最小刺激强度，即阈值。
阈值并不是一个固定的参数，不同的细胞或同一细胞处于不同的功能状态，引起兴奋所需的阈值可能也有很大的不同。
阈值可作为衡量细胞或组织兴奋性的指标。
阈值越低则表明组织越易被兴奋，即兴奋性越高；反之，阈值越高，意味着兴奋性越低。
图1阈下刺激对骨骼肌收缩产生的影响图2 阈刺激对骨骼肌收缩产生的影响2 观察肌肉单收缩时程及最适刺激强度的确定（频率：1Hz ）1）肌肉组织对于一个阈上强度的刺激，发生一次迅速的收缩反应，即单收缩。
单收缩的过程可分为三个时期：潜伏期、收缩期和舒张期。
分析80mv 的刺激引起的单收缩曲线，如图4，可见，该肌肉的潜伏期约35ms ，收缩期约占50ms ，舒张期约占65ms ，整个单收缩历时约0.115s 。
实验五骨骼肌兴奋时的电活动与收缩的关系神经－肌接头兴奋的传递与阻滞一．实验目的1．进一步了解离体组织实验；2．了解神经肌肉突触传递；3．了解肌肉兴奋收缩耦联机制；4．加深对运动终板电位发生机制的了解。
二．实验原理1．刺激神经可引起一次动作电位，动作电位可在神经纤维中传导，即出现局部电流。
在神经－肌接头处，神经末梢处在动作电位造成的局部膜去极化的影响下，引起特有的电压门控性Ca+通道的开放，促使轴浆中的囊泡膜与轴突膜融合，并使其中的Ach分子释放，而Ach分子可与终板膜表面的分子通道结合引起该通道的开放，出现Na+的那流和少量K+的外流，这就促使终板膜处原有的静息电位减小，向零值靠近，也就是出现一次较缓慢的膜去极化，这就是终板电位。
2．终板电位不表现“全或无”的特性，其大小与接头前膜释放的Ach是成比例的；无不应期；可表现总和现象。
3．氯化琥珀酰胆碱的单体结构和Ach的单体结构很相似，因而可以阻断接头传递而使肌肉失去收缩能力。
4．以膜的电变化为特征的兴奋过程和以肌纤维机械变化为基础的收缩过程通过兴奋－收缩耦联联系起来。
该过程包括电兴奋经横管系统传向肌细胞深处，三连管处的信息传递及肌浆网中的Ca2＋释放入胞浆与Ca2＋由胞浆向肌浆网的再聚集。
5．用甘油处理过的肌肉，肌细胞的横管系统被选择性地破坏，如果再给肌肉以外佳刺激，虽然仍可以完好地在肌细胞膜上引起动作电位，但不能引起细胞收缩。
主要原因即为电兴奋无法传向肌细胞深处，无法引起肌浆网中Ca2+地释放。
三．动物，试剂与器材1．实验动物：蟾蜍2．实验试剂：任氏液、甘油、琥珀酰胆碱、普鲁卡因3．实验器材：常用手术器械、蜡盘、蛙钉、棉线、滤纸、棉花、刺激电极、肌槽，张力/生物前置放大器等四．方法与步骤1．双毁髓，制备神经肌肉标本。
2．将刺激电极搭在坐骨神经上，结扎跟腱，将腓肠肌连接在张力感受器上。
用任氏液润湿棉花，做成两个棉电极，连于生物放大器。
3．在正常情况下给予刺激，观测波形。
实验2.8 人体肌电测试及信号分析一、实验目的1、观察并记录松弛状态下肌肉的电活动与骨骼肌收缩的肌紧张之间的关系。
2、记录右手和左手的最大握力，并比较男性和女性的不同。
3、听EMG“声”，研究听到的声音强度与运动单位的补充之间的关系。
4、记录握紧拳头时肌肉产生的力、肌电图，以及引发疲劳时的积分肌电图。
二、实验原理骨骼肌的收缩是在中枢神经系统控制下完成的，每个肌细胞都受到来自运动神经元轴突分支的支配，只有当支配肌肉的神经纤维发生兴奋时，动作电位经神经——肌接头传递给肌肉，才能引起肌肉的兴奋和收缩。
一个单独的运动神经元能够支配几个肌纤维，但每个肌纤维只被一个运动神经元支配。
一个单独的运动神经元和它所控制的肌纤维组成的兴奋收缩耦连单位被称作一个运动单位。
当一个运动单位受到刺激，肌肉纤维产生并传导它们自己的电冲动，最终导致纤维收缩。
尽管由每个纤维产生并传导的电冲动十分微弱（小于100微伏），众多纤维同时传导，将在皮肤上诱导产生出足够大的以至于能够被一对表面电极探测到的电压差。
采用金属电极监测、放大和记录由下层骨骼肌收缩产生的皮肤表面电压的改变，这样得到的记录被称为肌动电流图（EMG）。
三、实验设备BIOPAC生理实验系统，信号采集部件，导联线，电极，酒精等。
四、实验方法和步骤1、安装设备，选择肌电测试课程。
2、L01-EMG-1课程校准。
3、肌电信号记录。
选定优势手，点击record键准备测量，等待2秒后开始用力握拳，每次持续用力2秒后，点击suspend，停顿大于2秒后继续。
等幅加力，第4次时达最大力量。
记录EMG图和积分EMG曲线。
4、换另一前臂重新进行步骤2、3。
5、听EMG信号。
6、L02-EMG-1课程校准。
7、按提示每次增加一定力量，持续约2秒；点击suspend后，停顿大于2秒后继续，共测量4次。
第5次尽最大力量握住测力器，坚持住直到屏幕上显示握力降到最大握力的50%为止。
8、对另一只手重复步骤7。
实验设计：神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩同步观察一、实验目的通过同步记录神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩，学习多信号记录技术。
观察神经—肌接头兴奋传递和骨骼肌兴奋的电变化与收缩之间的时间关系及其各自的特点。
观察滴加高钾试剂后对于神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩的影响。
观察接触高钾环境后神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩的变化。
二、摘要兴奋的运动通过局部电流将神经冲动传导至神经—肌接头，使接头前膜释放神经递质乙酰胆碱（Ach），Ach与接头后膜M受体结合使后膜去极化，后膜去极化至阈电位水平便爆发动作电位，进而引起肌肉的收缩。
上述过程中，骨骼肌兴奋的电变化（AP）与收缩（长度与张力变化）是两种不同性质的生理过程，但又密切相关。
当肌膜产生动作电位后，根据局部电流的原理，AP可沿肌膜迅速传播，并经由横管进入肌细胞内到达三联体部位。
AP形成的刺激使终池膜上的钙通道开放，储存在终池内的钙离子顺浓度差以异化扩散的方式经钙通道进入肌浆到达肌丝区域，使钙离子与细肌丝的肌钙蛋白结合，引发肌丝滑动过程，结果是肌细胞的收缩。
三、关键字神经干、肌膜动作电位骨骼肌收缩任氏液3﹪KCl四、引言本实验是为了研究证明神经—肌接头兴奋传递和骨骼肌兴奋的电变化和收缩之间的时间关系是依次进行的，并知道神经干、肌膜AP的绝对不应期的大小及其影响着神经干、肌膜AP的电变化，以及骨骼肌变化的收缩形式包括单收缩、不完全强直收缩、完全强直收缩，其与神经干、肌膜AP的电变化有关。
同时，本实验也为了研究3﹪KCl溶液对离体坐骨神经干、肌膜的兴奋性，腓肠肌收缩的影响。
用任氏液清洗用3﹪KCl溶液处理过的标本，观察神经干、肌膜动作电位和骨骼肌收缩情况。
五、材料和方法1.实验对象：蟾蜍2.实验仪器：蟾蜍手术器械（手术剪两把、探针一根、玻璃分针2把、蛙钉2枚，蛙板一个、滴管一个、棉线若干）、BB—3G屏蔽盒、针形引导电极、张力换能器、生物信号采集处理系统3.实验药品和试剂：任氏液、3﹪KCl试剂4.实验方法4.1离体蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本制备4.1.1 捣毁蟾蜍脑脊髓：取蟾蜍一只，用自来水冲洗干净。
实验三刺激和骨骼肌收缩反应的关系一、实验目的1、学习肌肉实验的电刺激方法及肌肉收缩的记录方法2、观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系3、观察骨骼肌单收缩的过程4、分析骨骼肌单收缩的3个时期5、了解骨骼肌收缩的总和现象，观察不同频率的阈上刺激引起肌肉收缩形式的改变二、实验原理腓肠肌由许多肌纤维组成，当刺激支配腓肠肌的坐骨神经时，不同的刺激强度会引起肌肉的不同反应。
当刺激强度过小时，不引起肌肉发生收缩反应，此时的刺激为阈下刺激。
当全部肌纤维同时收缩时，即出现最大的收缩反应，即使再增大刺激强度，肌肉收缩的力量也不再随之加大。
可以引起肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度为最适刺激强度。
肌组织对于一个阈上强度的刺激发生一次迅速的收缩反应，称为单收缩。
单收缩分为3个时期：潜伏期、收缩期和舒张期。
两个同等强度的阈上刺激，相继作用于神经-肌肉标本，如果刺激间隔大于单收缩的时程，肌肉则出现两个分离的单收缩；如果刺激间隔小于单收缩的时程，则出现两个收缩反应的重叠，称为收缩的总和。
当同等强度的连续阈上刺激作用于标本时，则出现多个收缩反应的叠加，称为强直收缩。
当后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，称为不完全强直收缩。
后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，各自的收缩完全融合，肌肉处于持续的收缩状态，此为完全强直收缩。
三、动物与器材蟾蜍、常用手术器械、计算机采集系统、张力传感器、双针型刺激电极、支架、试管夹、培养皿、任氏液、棉线。
四、方法与步骤1、制备蟾蜍神经—肌肉标本取蛙一只，用自来水冲洗干净。
左手握住蛙，用食指压住其头部前端使头前俯，右手持粗剪刀在颅骨后方剪断脊柱。
然后左手握蛙后肢，用拇指压住骶骨．使其头与前肢自然下垂，右手持粗剪刀，沿脊往两侧剪除蛙的一切内脏及头部，注意不要伤及坐骨神经干。
向下剥掉全部后肢的皮肤。
然后将标本放在盛有任氏液的培养皿中：注意用力要均匀，手不可接触标本。
分离坐骨神经，剪断跟腱，游离腓肠肌至膝关节，对跟腱进行结扎，制成蟾蜍神经—肌肉标本。
实验二骨骼肌兴奋时的电活动与收缩的关系一实验目的：1．观察不同刺激强度和刺激频率对骨骼肌收缩的影响。
2. 了解阈刺激、阈上刺激、最大阈刺激的概念和意义。
3. 了解单收缩、不完全强直收缩，完全强直收缩的概念和意义二实验原理：骨骼肌受到刺激时先发生兴奋，随后才发生收缩反应。
同时记录骨骼肌的电变化和收缩过程，即可观察到二者之间的关系。
三实验材料：计算机、模拟实验软件。
四实验步骤：1制作标本（观看视频）：毁脑脊髓、下肢标本制备、腓肠肌标本制备、连接仪器。
2打开计算机软件中的模拟实验。
3打开电源，调节波间隔，按压“启动”按钮，刺激器根据设置的参数发出双刺激脉冲刺激坐骨神经，仿真记录仪上显示腓肠肌收缩曲线、肌膜动作电位.4将图表截下来并画出数据表格进行分析。
五结果图1 肌电与肌缩的时相关系表1收缩力与波间隔、时间的数据波间隔（ms）收缩力（g）200 12.0~13.3190 12.6~14.7180 14.0~15.3170 14.0 ~16.6160 14.0~17.3150 14.0~18.3140 14.0~18.6130 14.0~20.0120 14.0~20.6110 14.3~21.6100 22.390 23.080 24.070 25.060 25.650 28.040 30.630 34.320 38.610 40.35 40.62 12.0六实验分析与讨论：由图1和表1可看出：1波间隔在200~100之间，收缩力有两个峰，且收缩力之差随着波间隔的减小而减小。
此时后一收缩发生在前一收缩的舒张期，发生不完全强直收缩。
2波间隔在100后出现单峰，并随着波间隔减小而增大。
后一个收缩与前一个收缩完全融合，肌肉处于强直收缩阶段。
3波间隔降至2时，收缩力会突然下降，腓肠肌对刺激不再产生兴奋，是绝对不应期，这是因为肌肉初长度随收缩力的增大而增大，但当初长度达到某一数值时，再增加初长度肌肉的收缩力反而减小。
生理科学实验报告
年级：2011级研究生
组别；第 2 组
姓名：陈景福毕继宏周高生肖红云邹海鹏
广东医学院
2012年
骨骼肌兴奋时的电活动和肌肉收缩的综合观察
陈景福周高生毕继宏肖红云（广东医学院生理科学教研室，广东湛江 524000）摘要：肌肉收缩的形式，不仅与刺激本身有关，而旦还与刺激频率有关。
当刺激频率较小，使刺激间隔大于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为一连串的单收缩；增大刺激频率，使刺激间隔大于一次肌肉收缩的收缩时间、小于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉产生不完全强直收缩；继续增加刺激频率，使刺激间隔小于一次肌肉收缩的收缩时间，则肌肉产生完全强直收缩。
目的:1.观察不同刺激强度时骨骼肌的收缩反应。
从而了解阈下刺激、阈刺激、阈上刺激、最适刺激，加深理解和掌握刺激与反应的关系。
2.观察不同刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响，了解实验情况下产生强直收缩
的方法，并理解刺激频率与骨骼肌收缩反应之间的关系。
方法:将蛙类坐骨神经-腓肠肌标本实验装置固定，腓肠肌上的结扎线连接于张力换能器应变片，换能器输出接MedLab系统的输入通道，刺激电极接MedLab系统输出端，观察记录神经肌肉电活动。
结果:随着刺激强度和刺激频率的增加，坐骨神经电活动增强。
结论:骨骼肌的兴奋和收缩受骨骼肌电活动的影响。
关键词：肌电肌张力动作电位刺激强度刺激频率骨骼肌收缩
中图分类号：文献标识码：文章编号：
DOI：
1.引言：肌组织具有兴奋性，收到刺激后会产生动作电位，表现为骨骼肌收缩。
刚
能引起收缩反应的最小刺激强度为阈强度，该刺激为阈刺激。
就单个骨骼肌细胞而言，它对刺激的反应具有“全或无”的性质，而蛙类腓肠肌内含有许多骨骼肌细胞，它们兴奋性不同，因而所需的刺激阈强度也不同。
肌肉的兴奋表现为肌细胞膜动作电位的产生与传导，而肌肉收缩则表现为肌细胞的机械张力及长度的变化。
本实验探讨的便是神经电位活动变化对骨骼肌兴奋、收缩间的关系。
2.实验材料
2.1 材料
青蛙；Medlad生物信号采集处理系统，肌张力换能器，神经-肌肉活动记录装置，动作电位引导输入线，刺激输出电极，锌铜弓；铁支架，双凹夹；蛙类手术器械，培养皿，烧杯，滴管；丝线，棉球；林格液，20%高渗林格液。
2.2 方法
2.2.1骨神经-腓长肌标本的制备：
2.2.2.标本、仪器的连接：将标本的股骨固定在标本盒的股骨固定孔内。
腓肠肌跟腱结扎线固定在张力换能器的弹黄片上。
坐骨神经干置于刺激电极、接地电极和记录电极上，棉花引导电极放置在腓肠肌上，接触良好。
生物信号采集处理系统的第1通道与神经干动作电位引导电极连结；第2通道与腓肠肌动作电位引导电极连结；第3通道与换能器连结。
系统的刺激输出与标本盒上的刺激电极相连。
调节机械换能器高低,使肌肉的长度约为原长度的1.2倍，稳定后开始实验。
打开计算机生物信号采集处理系统，电刺激可采用单刺激或连续刺激(频率30Hz),
刺激波宽0.05ms，根据需要选取刺激强度。
各通道的增益视信号的大小而定。
2.2.
3.观察腓肠肌的单收缩：用一个阈上刺激刺激坐骨神经，观察神经动作电位、腓肠肌动作电位和腓肠肌收缩曲线之间的关系。
2.2.4.改变单个阈上刺激强度，观察上述各项记录指标。
2.2.5.固定阈上刺激的强度，改变刺激频率，观察肌肉的单收缩、不完全强直和完全强直收缩时的上述各项记录指标。
2.2.6.观察兴奋收缩耦联现象：用0.5/s～1/s的连续刺激刺激坐骨神经,将吸有甘油的棉片盖在腓肠肌上,每隔30s刺激坐骨神经一次。
观察经过几分钟后，只出现动作电位而不出现腓肠肌收缩。
3. 实验结果
3.1 随着坐骨神经刺激强度、刺激频率的增加，腓肠肌收缩反应增强；腓肠肌肌兴奋性增加，其收缩性增强。
3.1.1 刺激强度与收缩反应的影响
时间（s）
时间（s）
图1：刺激强度与收缩反应关系图
CH1：骨骼肌动作电位曲线；CH2：骨骼肌收缩曲线刚达到阈值的刺激称阈刺激。
随着刺激强度的增加，肌肉收缩反应也相应逐步增大，这时的刺激强度超过阈值，称为阈上刺激。
当刺激强度增大至某一数值时，肌肉出现最大收缩反应。
如再继续增加刺激强度，肌肉的收缩反应不再增大。
这种能引起肌肉发生最大收缩反应的刺激称为最大刺激。
若刺激强度小于阈值，肌肉不会出现收缩反应，此刺激称阈下刺激。
总结：在一定范围内，骨骼肌收缩反应的大小决定于刺激的强度。
3.1.2 刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响
时间（s）
时间（s）
图2：不同刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响图
CH1：骨骼肌动作电位曲线；CH2：骨骼肌收缩曲线肌肉兴奋的外在表现是收缩。
收缩有两种形式：等长收缩和等张收缩。
肌肉只接受一次刺激产生一次等张或等长收缩，称为单收缩。
单收缩的全过程可分为潜伏期、收缩期和舒张期。
若给肌肉两个相继的有效刺激，且使两个刺激的间隔时间小于该肌肉收缩的总时程，则引起肌肉的收缩可以融合在一起，产生单收缩的复合称为强直收缩。
若给肌肉一串有效刺激，并使两个相继刺激的间隔小于单收缩的总时程，而大于收缩期，肌肉则呈现锯齿状的收缩波形，称为不完全强直收缩。
再增大刺激频率，使两个相继刺激的间隔时间小于单收缩的收缩期，肌肉将处于完全持续的收缩状态，看不出舒张的痕迹，称为完全强直收缩。
3.1.3 骨骼肌兴奋时电活动与收缩反应的关系
时间（s）
时间（s）
图2：不同刺激频率对骨骼肌收缩形式的影响图
CH1：骨骼肌动作电位曲线；CH2：骨骼肌收缩曲线当骨骼肌受到一次短促刺激时，可发生一次动作电位，随后出现一次收缩和舒张，这种形式的收缩称为单收缩。
在一次单收缩中，先有骨骼肌产生动作电位，随后才出现骨骼肌收缩和舒张，动作电位先于骨骼肌的收缩和舒张。
4.实验分析与讨论
肌组织具有兴奋性，受到刺激后会产生动作电位，发生反应，表现为骨骼肌收缩引起组织发生反应的刺激应是适宜的有效刺激。
骨骼肌对刺激的反应具有“全或无”的性质。
青蛙腓肠肌含有许多骨骼肌细胞，他们兴奋性不同，因而所需的阈刺激强度也不同。
如果刺激强度低于全部骨骼肌的阈值，则没有产生动作电位，骨骼肌无收缩反应；当刺激强度增加到能引起少数骨骼肌细胞兴奋时，可产生较小的复合动作电位；继续增加刺激强度，兴奋的骨骼肌细胞增多；当刺激强度增加到使全部骨骼肌细胞兴奋时，复合动作电位幅度达到最大，骨骼肌收缩幅度也达到最大；再增加刺激强度是，复合动作电位的幅度和骨骼肌收缩的幅度都不会再增加。
整块骨骼肌的反应不表现“全或无”，而是呈现在一定范围内其收缩力与刺激强度成正比关系，即随着刺激强度的不断增加，骨骼肌的收缩反应相应加大，直至出现最大反应。
刚达到阈值的刺激称阈刺激。
随着刺激强度的增加，肌肉收缩反应也相应逐步增大，这时的刺激强度超过阈值，称为阈上刺激。
当刺激强度增大至某一数值时，肌肉出现最大收缩反应。
如再继续增加刺激强度，肌肉的收缩反应不再增大。
这种能引起肌肉发生最大收缩反应的刺激称为最大刺激。
若刺激强度小于阈值，肌
肉不会出现收缩反应，此刺激称阈下刺激。
故在一定范围内，骨骼肌收缩反应的大小决定于刺激的强度。
肌肉兴奋的外在表现是收缩。
收缩有两种形式：等长收缩和等张收缩。
肌肉只接受一次刺激产生一次等张或等长收缩，称为单收缩。
单收缩的全过程可分为潜伏期、收缩期和舒张期。
若给肌肉两个相继的有效刺激，且使两个刺激的间隔时间小于该肌肉收缩的总时程，则引起肌肉的收缩可以融合在一起，产生单收缩的复合称为强直收缩。
若给肌肉一串有效刺激，并使两个相继刺激的间隔小于单收缩的总时程，而大于收缩期，肌肉则呈现锯齿状的收缩波形，称为不完全强直收缩。
再增大刺激频率，使两个相继刺激的间隔时间小于单收缩的收缩期，肌肉将处于完全持续的收缩状态，看不出舒张的痕迹，称为完全强直收缩。
当骨骼肌受到一次短促刺激时，可发生一次动作电位，随后出现一次收缩和舒张，这种形式的收缩称为单收缩。
在一次单收缩中，先有骨骼肌产生动作电位，随后才出现骨骼肌收缩和舒张，动作电位先于骨骼肌的收缩和舒张。
因此，肌肉收缩的形式，不仅与刺激本身有关，而旦还与刺激频率有关。
当刺激频率较小，使刺激间隔大于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为一连串的单收缩；增大刺激频率，使刺激间隔大于一次肌肉收缩的收缩时间、小于一次肌肉收缩舒张的持续时间，则肌肉产生不完全强直收缩；继续增加刺激频率，使刺激间隔小于一次肌肉收缩的收缩时间，则肌肉产生完全强直收缩。
参考文献
1. 李著华,孙红,机能实验学,第一版,高等教育出版社.2010.1.
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5.。
