刺激坐骨神经引起骨骼肌收缩的全过程

第三章神经和肌肉生理一、名词解释1. 不完全强直收缩(incomeplete tetenus)2. 完全强直收缩(complete tetenus)3. 钠-钾泵（Na+-K+ pump）4. 绝对不应期(absolute refractory period)5. 兴奋（excitation）6. 兴奋性（excitability）7. 阈值（threshold）8. 静息电位（resting potential）9. 动作电位（action potential）10. 阈电位（threshold potential）11. 局部兴奋（local excitation）12. 终板电位（end-plate potential）13. 兴奋-收缩耦联（excitation-contraction coupling）14. 前负荷（preload）15. 后负荷（afterload）16. “全或无”现象（“all or none” phenomenon）17. 等长收缩（isometric contraction）18. 等张收缩（isotonic contraction）二、填空题1．细胞膜的跨膜物质转运的形式可分为 ________、________ 、________ 、________ 和_________ 等5种。

2．细胞膜上的通道主要可分为________ 门控通道、________ 门控通道和________ 门控通道。

此外，某些组织的相邻细胞之间还有________ 通道。

3．细胞内的第二信使物质有________ 、________ 、_______ 、________ 和________ 等。

4．可兴奋组织包括________ 、________ 和 ________。

它们安静时在膜两侧存在________ 电位，受刺激时产生 ________电位。

5．局部兴奋的特点是________ 、________ 和________ 。

生理学问答题 40 题1.试述钠泵的本质、作用和生理意义。

（1）钠泵是镶嵌在膜的脂质双分子层中的一种特殊蛋白质分子，它本身具有ATP 酶的活性，其本质是 Na+-K+依赖式 ATP 酶的蛋白质。

作用是能分解 ATP 使之释放能量，在消耗代谢能的情况下逆着浓度差把细胞内的Na+移出膜外，同时把细胞外的 K+移入膜内，因而形成和保持膜内高 K+和膜外高 Na+ 的不均衡离子分布。

（2）其生理意义主要是：①钠泵活动造成的细胞内高 K+是许多代谢反应进行的必要条件。

②钠泵活动能维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定。

③建立起一种势能贮备，即 Na+、K+ 在细胞内外的浓度势能。

其是细胞生物电活动产生的前提条件；也可供细胞的其它耗能过程利用，是其它许多物质继发性主动转运的动力。

④钠泵活动对维持细胞内 pH 值和Ca++浓度的稳定有重要意义。

⑤影响静息电位的数值。

2. 什么是静息电位和动作电位？它们是怎样形成的？（1）静息电位是指细胞处于安静状态时存在于细胞膜内外两侧的电位差。

动作电位动作电位是膜受到一个适静息电位动作电位当的刺激后在原有的静息电位基础上迅速发生的膜电位的一过性波动。

（2）静息电位的形成原因是在安静状态下，细胞内外离子的分布不均匀，其中细胞外液中的 Na+、静息电位的形成原因 Cl-浓度比细胞内液要高；细胞内液中 K+、磷酸盐离子比细胞外液多。

此外，安静时细胞膜主要对 K+ 有通透性，而对其它离子的通透性极低。

故 K+能以易化扩散的形式，顺浓度梯度移向膜外，而磷酸盐离子不能随之移出细胞，且其它离子也不易由细胞外流入细胞内。

于是随着 K+的移出，就会出现膜内变负而膜外变正的状态，即静息电位。

可见，静息电位主要是由 K+外流形成的,接近于 K+外流的平衡电位。

动作电位动作电位包括峰电位和后电位，后电位又分为负后电位和正后电位。

①峰电位的形成原因：动作电位细胞受刺激时,膜对 Na+通透性突然增大,由于细胞膜外高Na+,且膜内静息电位时原已维持着的负电位也对 Na+内流起吸引作用→Na+迅速内流→先是造成膜内负电位的迅速消失,但由于膜外 Na+的较高浓度势能, Na+继续内移,出现超射。

实验三骨骼肌单收缩的分析一．目的与要求：1．学习神经－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．学会分析单收缩过程的三个时期――潜伏期、缩短期和舒张期4．了解骨骼肌收缩的总和现象5．观察不同频率的阈上刺激引起肌肉收缩形式的改变二．基本原理1．受坐骨神经支配的腓肠肌由许多肌纤维组成，当用不同的刺激强度刺激坐骨神经时，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，称阈下刺激。

逐渐增大刺激强度，可引起少数肌纤维发生收缩反应，引起收缩反应的最小有效强度。

随刺激强度增大，参加收缩反应的肌纤维数量增多，收缩力加大，此时刺激为阈上刺激。

待全部肌纤维均参加了收缩反应，即出现最大收缩反应，即使再增加刺激强度，肌肉收缩力量也不再加大。

可以引起肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度称为最适刺激。

2．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，称为单收缩。

单收缩过程可分为潜伏期、缩短期和舒张期。

3．两个同强度的阈上刺激相继作用于神经－肌肉标本，若刺激间隔大于单收缩的时程，则肌肉出现两个分离的单收缩；若刺激间隔小于收缩的时程，则出现两个两个收缩反应的重合，称为收缩的总和。

当同强度的连续阈上刺激作用于标本时，出现多个收缩反应的融合，称为强直收缩。

不完全强直收缩――后一收缩发生在前一收缩的舒张期；完全强直收缩――后一收缩发生在前一收缩的收缩期，各自的收缩完全融合后，肌肉处于持续的收缩状态。

三．动物、器材与试剂1．动物：蟾蜍2．器材：常用手术器械（手术剪、手术镊、眼科剪、眼科镊、毁髓针、玻璃分针）、大剪刀、棉线、烧杯、滴管、蛙钉、蜡盘、铁架台、滑轮、刺激电极、张力转换器3．试剂：任氏液四．方法、步骤与结果1．双毁髓：方法同上次实验2．将整只蟾蜍背面向上，四肢用蛙钉固定于蜡盘中，剥去一后肢皮肤，用玻璃分针分离坐骨神经上至大腿根部，下至膝关节，剪断沿途支配大腿肌肉的分支，并用玻璃分针尽可能出去坐骨神经表面筋膜；用棉线绑紧腓肠肌肌腱，自后方剪断该肌腱，分离腓肠肌，制得在体的坐骨神经－腓肠肌标本。

实验1 蛙坐骨神经––––腓肠肌标本制备、分析探讨刺激频率对肌肉收缩的影响【课程名称】【实验名称】【实验性质】【器材】蟾蜍或蛙；任氏液；二道生理记录仪、双脉冲刺激器、肌槽、常规手术器械、玻璃分针、毁髓针、锌铜弓、解剖盘、烧杯、滴灌、任氏液等。

【实验目的】1.学习坐骨神经–腓肠肌标本的制备方法。

2.分析探讨刺激频率对肌肉收缩的影响。

【实验原理】刺激坐骨神经能引起腓肠肌产生收缩。

在其他条件不变情况下，不断增大刺激频率可引起肌肉收缩形式发生改变。

若刺激频率较小，两次刺激间隔时间大于一次肌肉收缩和舒张所持续的时间（即单收缩）时，肌肉收缩表现为一连串的单收缩；若增大刺激频率，使两次刺激间隔时间大于一次肌肉收缩的收缩期时间，而小于单收缩时，肌肉呈现不完全强直收缩；若继续增加刺激频率，使两次刺激间隔时间小于一次肌肉收缩的收缩期时间，肌肉则表现出完全强直收缩。

【实验步骤】1、双毁髓：左手握蟾蜍，背部向上。

用食指按压其头部前端，拇指压住躯干的背部，使头向前俯；右手持毁髓针，由两眼之间中线向后方划触，触及两耳后腺之间的凹陷处即是枕骨大孔的位置。

将毁髓针由凹陷处垂直刺入枕骨大孔，然后针尖向前刺入颅腔，在颅腔内搅动，以毁脑组织。

再将毁髓针退至枕骨大孔，针尖转向后方，与脊柱平行刺入椎管，以捣毁脊髓。

脊髓彻底捣毁时，可看到蟾蜍后肢突然蹬直，然后瘫软，此时的动物为双毁髓动物。

2、剥制后肢标本：左手持手术镊提起两前肢之间背部的皮肤，右手持手术剪横向剪断皮肤，然后往后肢方向撕剥皮肤。

剪开腹壁肌肉，用手术镊提起内脏，翻向头部，在看清支配后肢的脊神经发出部位后，于其前方剪断脊柱。

3、分离两后肢：将去皮的后肢腹面向上置于解剖盘上，右手持金冠剪纵向剪开脊柱，再剪开耻骨联合，使两后肢完全分离。

4、分离坐骨神经：将一侧后肢的脊柱端腹面向上，用玻璃分针沿脊神经向后分离坐骨神经，股部沿腓肠肌正前方的股二头肌和半膜肌之间的裂缝，找出坐骨神经，剪断盖在上方的梨状肌，完全暴露坐骨神经，剪去支配腓肠肌之外的分支，再剪去脊柱及肌肉，只保留坐骨神经发出部位的一小块脊柱骨。

一、组织兴奋性观察实验(实验一)1.为什么要将制备好的坐骨神经-腓肠肌标本先放在任氏液中浸泡一段时间？答：为了稀释细胞外液中的K+浓度，减小标本兴奋性。

2. 说明骨骼肌产生强直收缩的发生机制(从细胞分子水平)答：强直收缩本质上是骨骼肌前后收缩的叠加。

骨骼肌发生强直收缩是因为兴奋-收缩耦联时进入细胞的Ca2+多于被重新回收的Ca2+ ，导致肌浆中一直处于高浓度Ca2+状态，从而引起强直收缩。

而无论是神经纤维AP或骨骼肌细胞AP都是量子式的，不可能叠加。

终板电位虽可叠加，但它出现在骨骼肌AP前，故不影响骨骼肌收缩的叠加。

3.简述电刺激坐骨神经引起腓肠肌兴奋的机制这是综合题，考你对神经兴奋致骨骼肌收缩的整个过程的认识。

过程如下：电刺激坐骨神经使神经纤维产生动作电位→动作电位在神经纤维上的传导→神经肌接头的化学传递→终板电位的产生→肌细胞动作电位的产生→肌细胞动作电位在肌细胞膜表面及横管内的传导→兴奋-收缩耦联→肌丝滑行过程。

二、家兔动脉血压的神经体液调节(实验27)1. 血压波动一级波、二级波的产生原因答：一级波因心脏收缩和舒张导致的血压波动引起；二级波因呼吸致胸内压变化，从而压迫胸腔内大动脉致血压波动。

2. 夹闭家兔颈总动脉(双侧)血压会怎样变化，原因？答：夹闭颈总动脉血压将升高，这是减压反射减弱的结果。

夹闭双侧颈总动脉导致颈动脉窦处血压下降，压力感受器发放冲动减少，致使减压反射减弱，使血压上升3. 刺激减压神经向中端或离中端血压分别将怎样变化，为什么？答：刺激减压神经向中端血压将下降，而刺激离中端血压不会变化。

减压神经是主动脉弓压力感受器的传神经，刺激向中端相当于压力感受器传入增加，发生减压反射；刺激离中端兴奋将不能传入中枢，故不起作用。

4. 刺激迷走神经离中端致血压下降原因答：作用于心脏，产生负性变时、变力、变传导作用，心输出量减少，血压下降。

但迷走神经对血管没有直接作用。

5. 静脉注射NA或Adr对家兔血压的影响将怎样？原因？答：i.v. NA血压升高，i.v. Adr血压先升高后下降。

实验报告实验人员：孙芳 班次：7年制2班 组别：2 日期：2014/9/24 指导老师：沈建新 小组成员：XXX ，YYY ，ZZ试验号和题目：一、刺激强度、刺激频率对骨骼肌收缩的影响实验目的：1、了解并熟悉计算机生物机能实验系统的组成和基本使用方法2、制备具有生理活性的坐骨神经-腓肠肌标本3、观察记录刺激强度、刺激频率对骨骼肌收缩的影响实验对象：蛙实验药品与器材：任氏液；生物信号采集系统，蛙类手术器械，蛙捣毁针，保护电极，张力换能器，万能支架、连接导线等。

实验方法：1、 坐骨神经-腓肠肌标本的制备：1) 洗干净实验动物 2) 双毁髓：：找到枕骨大孔处将刺蛙针刺入1-2mm ，分别捣损脑组织和脊髓。

3)剥制后肢，分离一侧后肢 4) 分离坐骨神经，穿线备用 5) 游离腓肠肌，肌腱结扎备用 6) 标本检验。

2、 连接实验装置： 将换能器的输出线接至BL-420F 生理记录装置的1通道，保护电极接至电脉冲输出通道。

然后把制备好的坐骨神经-腓肠肌标本棉线的另一端接在张力换能器上，将坐骨神经通过保护电极接至电脉冲刺激输出通道，而腓肠肌肌腱端的棉线与张力换能器簧片相连，保持适度松紧并与桌面垂直。

3、 2、实验记录：开机后进入实验 先用单刺激，找出阈强度、最适刺激强度；然后固定最适刺激强度，用连续单刺激，找出出现完全强直收缩时的最小刺激频率。

实验结果：1、 刺激强度与肌肉的收缩关系实验图1 刺激强度与骨骼肌收缩的关系（蛙坐骨神经-腓肠肌标本）A.肌肉收缩强度（右侧为标尺）；B.刺激标记（单位为V ）图片中，在低于0.090V 的电压刺激时，肌肉不发生收缩，说明在较低的电位刺激时，并不能引起肌肉发生收缩反应。

而随着刺激强度的增大,用0.095V 电压刺激的时候，蛙的腓肠肌收缩一次，表明神经接受刺激，兴奋沿神经传导至腓肠肌，引起腓肠肌肌膜电位发生变化，同时兴奋收缩，这说明蛙坐骨神经-腓肠肌标本的阈电位为0.090-0.095V 之间接近0.095V 。

刺激参数对骨骼肌收缩的影响实验专业：生物科学班级：周三下午班学号：姓名：张优刺激参数对骨骼肌收缩的影响实验一．实验内容1.刺激频率对骨骼肌收缩的影响。

2.肌肉兴奋-收缩时相关系（包括单刺激和频率递增刺激两种模式下肌肉兴奋与收缩时相关系）。

二．实验原理1.刺激频率与骨骼肌收缩反应：运动神经元发放冲动的频率会影响骨骼肌的收缩形式和收缩强度。

由于肌锋电位时程仅1～2ms，而收缩过程可达几十甚至几百ms，因而骨骼肌有可能在机械收缩过程中接受新的刺激并发生新的兴奋和收缩。

新的收缩过程可以与上次尚未结束的收缩过程发生总和。

2.当骨骼肌受到频率较高的连续刺激时，可出现以这种总和过程为基础的强直收缩。

如果刺激频率相对较低，总和过程发生于前一次收缩过程的舒张期，会出现不完全强直收缩；如提高刺激频率，使总和过程发生在前一次收缩过程的收缩期，就会出现完全性强直收缩。

通常所说的强直收缩是指完全性强直收缩。

3.骨骼肌电兴奋与收缩的时相关系原理：骨骼肌兴奋在前，收缩在后。

即在神经冲动的作用下，骨骼肌首先产生动作电位，然后发生收缩。

在一次单收缩中，动作电位时程仅数毫秒，而收缩过程可达几十甚至几百毫秒。

收缩的时程比兴奋的时程大很多。

三．实验装置1.材料：青蛙一只生理学实验报告32.试剂：任氏液3.器材：张力换能器（双凹夹和肌动器）、支架、玻璃针、镊子、手术剪、普通剪刀、神经剪刀、绳子、蜡盘、培养皿、胶头滴管、铜锌弓、生理信号采集系统、电脑、电极线、引导肌电电极。

刺激频率对骨骼肌收缩的影响实验装置图 肌肉兴奋-收缩时相关系实验装置图四．实验操作（一）剥制坐骨神经-腓肠肌标本1.处死青蛙：将探针在枕骨大孔处垂直插入，先是左右摆动探针以横断脑和脊髓的联系，再将探针向前方插入颅腔，旋转并摆动探针以捣毁青蛙的脑组织。

将探针转向后方并插入脊椎管内。

2.除去青蛙上肢：将动物腹位放在蜡盘上。

在两前肢的下方将皮肤做环周切开。

用带齿镊或手撕去前肢以下的全部皮肤。

RM6240多道生理信号采集系统实验报告━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━实验题目：刺激强度对骨骼肌收缩的影响实验目的：1、观察不同刺激强度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。

实验原理：刺激施加到坐骨神经干上，引起神经干兴奋，动作电位传导至神经纤维末稍接头前膜，激活接头前膜电压门控式Ca2+通道，Ca2+进入接头前膜内带动囊泡向接头前膜靠近，囊泡膜与接头前膜融合，然后释放出神经递质乙酰胆碱，乙酰胆碱与接头后膜上的受体结合，激活接头后膜的化学门控式通道的活性，Na+内流，K+外流，其中以Na+内流为主，使终板膜去极化，产生终板电位。

终板电位经总和达到阈电位水平时爆发动作电位，动作电位将传遍整个细胞膜，当动作电位传到横管，通过三联管结构，影响到纵管膜对Ca2+的通透性，钙通道开放，Ca2+从纵管向肌浆释放，肌浆中Ca2+浓度迅速上升，Ca2+与肌钙蛋白结合，启动肌丝滑行过程。

实验器材：蟾蜍，粗剪刀，玻璃分针，探针，木锤，镊子，培养皿，任氏液，娃板，保护电极，肌槽，张力转换器（100g），锌铜弓，微机生物信号处理系统。

实验方法：（1）毁脑脊髓。

（2）剥去一侧下肢自大腿根部起的全部皮肤，然后将标本俯卧位固定于蛙板上。

（3）在大腿背内侧的股二头肌与半膜肌之间，纵向分离坐骨神经至腘窝处，并在神经下穿线备用。

然后分离腓肠肌的跟腱，穿线结扎，并连同扎线将跟腱剪下，一直将腓肠肌分离至膝关节。

在膝关节旁钉一大头针，折弯压住膝关节，至此在体标本制备完成。

（4）将腓肠肌跟腱的扎线固定在张力换能器悬臂梁上，不宜太紧，此连线应与桌面垂直，调节微距调节器，将前负荷调至2~5g。

（5）把穿好线的坐骨神经轻轻提起，放在刺激电极上，应保证神经与刺激电极接触良好。