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刺激强度和刺激频率与骨骼肌收缩的关系【实验目的】观察不同刺激强度和刺激频率对骨骼肌收缩的影响。
【实验原理】骨骼肌受运动神经纤维的支配。
由一根运动神经纤维及其所支配的骨骼肌纤维组成的功能单位称为运动单位（图1）。
坐骨神经所支配的腓肠肌是由很多运动单位构成，而且所含神经纤维和骨骼肌纤维兴奋性高低不同。
足够的刺激时间保持不变时，刺激坐骨神经，若刺激强度过小，不能引起神经纤维兴奋，从而引起它们所支配的骨骼肌纤维收缩。
随着刺激强度的增加，可引起少数兴奋性较高的神经纤维兴奋，从而引起它们所支配的骨骼肌纤维收缩，该刺激强度为阈强度，具有阈强度的刺激叫阈刺激。
此后，随着刺激强度的继续增加，有更多的运动单位兴奋，肌肉收缩幅度、产生的张力也不断增加，此时的刺激均称为阈上刺激。
但当刺激强度增大到某一值时，所有的运动单位都被兴奋，肌肉收缩的幅度达到最大，产生最大张力，此后，再增加刺激强度，骨骼肌收缩的幅度不会继续增加。
因此，引起神经、肌肉最大反应的最小刺激强度为最适刺激强度，该刺激叫最大刺激(或最适刺激)。
肌肉受到一次短促的刺激，产生的一次机械性收缩和舒张过程称为单收缩。
若给予肌肉连续的有效刺激，且刺激间隔时间大于单收缩的总时程，则肌肉将发生一连串彼此分开的单收缩；若增大刺激频率，使后一刺激落在前一收缩的舒张期内，将记录到锯齿状的收缩曲线，称为不完全强直收缩；若刺激频率继续增大，使后一刺激落在前一收缩的收缩期内，肌肉收缩曲线叠加融合，形成持续收缩状态，其收缩幅度较单收缩大得多，图1 运动单位示意图称为完全强直收缩。
【实验对象】蛙【实验器材和药品】铁架台、粗剪刀、手术剪、手术镊、眼科镊、玻璃分针、蛙钉、蛙板、探针、细线、纱布、任氏液，电刺激器，生物机能实验系统，张力换能器。
【实验步骤与观察项目】1.破坏脑和脊髓取蛙一只，用自来水冲洗干净，左手握蛙，以食指按压头部前端呈前俯位(图2)，右手持探针从枕骨大孔处垂直刺入，再向前刺入颅腔,左右搅动彻底捣毁脑组织．然后将探针原路退回，向后刺入椎管彻底捣毁脊髓。
一、实验目的1. 了解骨骼肌的兴奋收缩原理。
2. 掌握骨骼肌兴奋收缩的实验方法。
3. 观察不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响。
二、实验原理骨骼肌的收缩是由神经冲动引起的。
当神经冲动到达骨骼肌时，会引起肌肉细胞膜的去极化，从而触发肌肉收缩。
刺激强度和频率是影响骨骼肌收缩的两个重要因素。
三、实验材料1. 实验动物：蟾蜍2. 实验器材：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、锌铜弓、微机生物信号处理系统3. 实验试剂：生理盐水、1%的乙酰胆碱溶液、1%的肾上腺素溶液四、实验方法1. 准备蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本，将标本置于肌槽中，用任氏液维持生理状态。
2. 将标本与保护电极连接，用微机生物信号处理系统记录肌肉收缩曲线。
3. 分别给予不同刺激强度和频率的刺激，观察肌肉收缩的变化。
4. 分别给予阈下刺激、阈刺激和最大刺激，观察肌肉收缩曲线的变化。
5. 分别给予不同频率的刺激，观察肌肉收缩曲线的变化。
五、实验结果1. 刺激强度对骨骼肌收缩的影响- 阈下刺激：肌肉不发生收缩。
- 阈刺激：肌肉发生单收缩。
- 最大刺激：肌肉发生最大收缩。
- 随着刺激强度的增加，肌肉收缩幅度逐渐增大，直至达到最大收缩。
2. 刺激频率对骨骼肌收缩的影响- 低频率刺激：肌肉发生单收缩。
- 中等频率刺激：肌肉发生不完全强直收缩。
- 高频率刺激：肌肉发生完全强直收缩。
3. 阈刺激下，肌肉收缩曲线的变化趋势- 潜伏期：刺激后肌肉收缩前的短暂时间。
- 收缩期：肌肉收缩的时间。
- 舒张期：肌肉收缩后的短暂时间。
六、实验结论1. 骨骼肌的兴奋收缩是由神经冲动引起的。
2. 刺激强度和频率是影响骨骼肌收缩的两个重要因素。
3. 随着刺激强度的增加，肌肉收缩幅度逐渐增大，直至达到最大收缩。
4. 随着刺激频率的增加，肌肉收缩形式由单收缩转变为不完全强直收缩，最终变为完全强直收缩。
七、实验讨论本次实验验证了骨骼肌的兴奋收缩原理，并通过实验观察了不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响。
实验2 不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响【关键词】不完全强直收缩完全强直收缩坐骨神经腓肠肌标本【实验目的】观察在刺激时间、强度变化率恒定的条件下，不同强度和频率的电刺激对肌肉收缩的影响。
学习微机生物信号采集处理系统和换能器的使用。
【实验原理】利用蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本，研究不同频率的电刺激对肌肉收缩的影响，刺激神经会引起肌肉收缩。
肌肉、神经和腺体组织称为可兴奋组织，它们有较大的兴奋性。
不同组织、细胞的兴奋表现各不相同，神经组织的兴奋表现为动作电位，肌肉的兴奋主要表现为肌肉收缩活动。
因此，观察肌肉是否收缩可以判断它是否产生了兴奋。
一个刺激是否可以能使组织发生兴奋，不仅与刺激形式有关，还与刺激时间、刺激强度、强度—时间变化率三要素有关，用方形电脉冲刺激组织，则组织兴奋只与刺激强度、刺激时间有关。
用方形电脉冲刺激组织，在一定的刺激时间（波宽）下，刚能引起组织发生兴奋的刺激称为阈刺激，所达到的刺激强度为阈强度，能引起组织发生最大兴奋的最小刺激，称为最大刺激，相应的刺激强度叫最大刺激强度；界于阈刺激和最大刺激间的刺激称为阈上刺激，相应的强度称为阈上刺激强度。
刺激神经使神经细胞产生兴奋，兴奋沿神经纤维传导，通过神经肌接头的化学传递，使肌肉终板膜上产生终板电位，终板电位可以引起肌肉产生兴奋（即动作电位），传遍整个肌纤维，再通过兴奋—收缩偶联使肌纤维中粗、细肌丝产生相对滑动，宏观上表现为肌肉收缩。
肌肉收缩的形式，不仅与刺激本身有关，而且还与刺激频率有关。
当刺激频率较小，刺激的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，使刺激的间隔大于一次肌肉收缩的刺激时间、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，使刺激的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。
【实验方法】蟾蜍腓肠肌收缩随刺激强度的变化而变化，在一定范围内随刺激强度增大而增大，到最大刺激后不再增大；随刺激频率的变化而产生单收缩，不完全强直收缩和强直收缩。
不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响【摘要】目的：分析探讨刺激强度和刺激频率与骨骼肌收缩张力的关系。
方法：制备蟾蜍腓肠肌坐骨神经标本，保持刺激时间恒定的条件下，逐步增加或减小对蟾蜍坐骨神经的刺激强度和改变电脉冲刺激频率，观察记录腓肠肌收缩张力。
结果：刺激波宽0.1ms的单刺激，阈刺激强度为0.25±0.09V最大刺激强度为0.39±0.24V阈强度刺激时的肌肉收缩力1.56±1.50g显著低于最大刺激强度刺激时的肌肉收缩力19.09±14.50g，两者有显性差异（p<0.01)；刺激波宽0.1ms，最大刺激强度时，单收缩的刺激频率为4.22±1.09Hz，不完全强直收缩的刺激频率为4.22±1.09至24.89±6.25Hz 、完全强直收缩的刺激频率为35.44±10.86Hz，不完全强直最大收缩力88.55±38.18g和完全强直最大收缩力111.41±36.24g 显著高于单收缩的最大收缩力为20.45±16.24g（p<0.01）。
结论:刺激波宽一定时，骨骼肌收缩张力在一定范围内随刺激强度的增加而增加；刺激波宽一定，刺激强度为最大刺激时，骨骼肌收缩张力在一定范围内随刺激频率的增加而增加；刺激波宽一定，刺激强度为最大刺激时，骨骼肌在一次兴奋之后，在一定时间内处于不应期，对刺激无反应；当过了不应期后，肌肉组织才能对刺激做出反应而产生动作电位。
【关键词】强度频率收缩张力坐骨神经肌肉、神经和腺体组织称为可兴奋组织，它们有较大的兴奋性。
不同组织、细胞的兴奋表现各不相同，神经组织的兴奋表现为动作电位，肌肉组织的兴奋主要表现为收缩活动。
因此，观察肌肉是否收缩可以判断它是否产生了兴奋。
一个刺激是否能使组织发生兴奋，不仅与刺激形式有关，还与刺激时间、刺激强度、强度-时间变化率三要素有关，用方形电脉冲刺激组织，则组织兴奋只与刺激强度、刺激时间有关[1]。
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。
不同强度和频率的刺激对肌肉收缩的影响浙江中医药大学第二临床医学院一.实验目的(1)观察在刺激时间、强度变化率恒定的条件下，不同强度和频率的电刺激对肌肉收缩的影响。
(2)学习微机生物信号采集处理系统和换能器的使用。
二.材料蟾蜍；任氏液；微调固定器，张力换能器，微机生物信号采集处理系统。
三.方法3.1实验系统连接和参数设置:张力换能器的输出端与生物信号采集处理系统的输入第1通道相连，刺激输出接标本盒刺激电极。
启动RM6240系统软件，在系统软件窗口设置仪器参数。
点击“实验”菜单，选择“刺激强度(或频率)对骨骼肌收缩的影响”项。
参数:通道模式为张力，采样频率400H z~1kHz，扫描速度1s/div，灵敏度10~30g，时间常数为直流，滤波频率1 00Hz。
在“选择”下拉菜单中选择“强度/频率”项，显示刺激参数。
3.2离体蟾蜍腓肠肌实验法:将离体坐骨神经腓肠肌标本的股骨插入标本盒的固定孔中，旋转固定螺钉固定标本，腓肠肌的跟腱结扎线系于张力换能器的悬臂梁上，此连线应与桌面垂直。
坐骨神经放在刺激电极上，保持神经与电极接触良好。
调节一维微调器，将前负荷调至2~5g。
2.4实验观察2.4.1刺激强度对骨骼肌收缩的影响(1)刺激方式:单次，刺激波宽:0.1ms。
(2)开始记录，按“刺激”按钮，刺激强度从0.1V逐渐增大，强度增量0.01~ 0.05V，连续记录肌肉收缩曲线。
刺激强度增加至肌肉出现最大收缩反应(肌肉收缩曲线不再增高)。
(3)测量每一次刺激强度所对应的肌肉收缩张力，确定阈强度和最大刺激强度。
测量最大刺激时，肌肉的收缩期和舒张期时间。
2.4.2刺激频率对骨骼肌收缩的影响(1)刺激方式:最大刺激强度，波宽:0.1ms。
RM6240采用连续单刺激(或频率递增)。
(2)刺激频率按1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、5Hz、……、30Hz逐渐增加(或刺激间隔逐渐减小)，连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察不同频率时的肌肉收缩形态和张力变化。
生理学实验报告实验一不同刺激频率对骨骼肌收缩的影响一、实验目的1.观察不同刺激强度对肌肉收缩的影响。
2.理解阈刺激、阈上刺激和最大刺激的概念，理解收缩张力对刺激强度曲线形成的机理。
3.观察不同刺激频率对肌肉收缩的影响，理解强直收缩的机理。
二、实验原理肌肉受到一次阈上刺激而产生的一次收缩为单收缩，其过程可分为三个时相，即潜伏期、缩短期与舒张期。
肌肉受到连续的阈上刺激时，如果刺激间隔小于单收缩的时程，相邻两单收缩的时相会出现融合，表现为强直收缩现象。
如果表现为每次收缩的开始发生在上次收缩的舒张期，称不完全强直收缩，如果表现为每次收缩的开始发生在上次收缩的缩短期，称完全强直收缩。
三．实验器材蟾蜍，蛙板，常用手术器械一套，BL -420 生物机能实验系统，铁支架，肌槽，张力换能器，任氏液等。
四．实验步骤腓肠肌的单收缩与强直收缩记录：1. 制备蟾蜍的坐骨神经-腓肠肌标本。
2. 将坐骨神经-腓肠肌标本的股骨部分插入肌槽的固定孔内，拧紧固定螺丝，将坐骨神经放在电极上，将跟腱上的结扎线与张力换能器相连。
3. 用BL - 420 生物机能实验系统记录单收缩和强直收缩，步骤如下：（1）将张力换能器在肌槽的上方与肌槽平行地圈定于铁支架上，将标本上的结扎线缚于张力换能器悬梁臂上，将换能器输出插头连于BL - 420 生物机能实验系统。
（2）将BL - 420 生物机能实验系统的输出电极连于肌槽电极上。
选择采样频率、显示方式、显示通道、时间常数、高频滤波，记录时选择刺激标记。
（3）选择单刺激方式，合适的刺激强度、刺激时间、扫描速度、纵向放缩和刺激标记，记录单收缩曲线。
（4）选择连续刺激方式，参考单刺激的刺激强度、刺激时间、纵向放缩、刺激标记，调节刺激时间间隔和扫描速度，分别记录不完全强直收缩曲线和完全强直收缩曲线。
（5）将记录曲线保存。
五. 实验结果及分析：在一定范围内，随着刺激强度的增加，骨骼肌的收缩强度也随着增加。
当刺激的频率很慢时，肌肉的每一次收缩是独立的，彼此分开的，即单收缩。
1. 了解骨骼肌的结构和功能。
2. 掌握骨骼肌收缩的基本原理。
3. 观察不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响。
4. 掌握实验操作技能，提高实验观察和分析能力。
二、实验原理骨骼肌是人体最重要的肌肉组织之一，由肌纤维组成。
肌纤维在受到刺激后会发生收缩，产生力量。
骨骼肌收缩的基本原理是：当肌纤维受到刺激时，肌纤维内的肌浆网释放钙离子，钙离子与肌钙蛋白结合，导致肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用，使肌纤维缩短，从而产生收缩。
三、实验器材1. 骨骼肌标本（如腓肠肌）2. 电刺激器3. 记录仪4. 计时器5. 计算器6. 刺激强度和频率调节装置7. 刺激强度和频率数据记录表四、实验步骤1. 将骨骼肌标本固定在支架上，确保标本的稳定性。
2. 将电刺激器连接到骨骼肌标本上，调整刺激强度和频率。
3. 记录不同刺激强度和频率下骨骼肌的收缩幅度和收缩时间。
4. 分别改变刺激强度和频率，重复实验步骤，记录数据。
5. 分析数据，绘制刺激强度和频率与骨骼肌收缩幅度和收缩时间的关系曲线。
1. 刺激强度与骨骼肌收缩幅度呈正相关，即刺激强度越大，收缩幅度越大。
2. 刺激频率与骨骼肌收缩幅度呈正相关，但超过一定频率后，收缩幅度逐渐减小。
3. 刺激频率与收缩时间呈负相关，即刺激频率越高，收缩时间越短。
六、实验结论1. 骨骼肌收缩的基本原理是肌浆网释放钙离子，导致肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用。
2. 刺激强度和频率对骨骼肌收缩有显著影响，刺激强度越大、频率越高，收缩幅度越大，收缩时间越短。
七、实验反思1. 实验过程中要注意调节刺激强度和频率，确保实验结果的准确性。
2. 在实验操作过程中，要熟练掌握实验技能，提高实验效率。
3. 通过本次实验，加深了对骨骼肌收缩原理的理解，为今后生理学学习奠定了基础。
八、实验报告本次实验通过观察不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩的影响，验证了骨骼肌收缩的基本原理。
实验结果表明，刺激强度和频率对骨骼肌收缩有显著影响，刺激强度越大、频率越高，收缩幅度越大，收缩时间越短。
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。
随着刺激强度的不断增加，有较多的神经纤维兴奋，肌肉的收缩反应也相应逐步增大。
实验1：不同频率的刺激对肌肉收缩的影响高春燕(浙江中医药大学2009中医学七年制专业2班，20091150206 )关键词：刺激；强度；频率；腓肠肌1实验目的：本实验在保持足够的刺激时间（脉冲波宽）和刺激强度（脉冲振幅）不变的条件下，通过不同频率电脉冲刺激蟾蜍离体坐骨神经，观察腓肠肌收缩活动的改变。
2 实验材料：（1）实验对象：蟾蜍（2）实验工具：蛙板、锌铜弓，探针，粗剪刀、尖镊子、玻璃分针、瓷碗、培养皿（3）实验试剂：任氏液（4）实验仪器：铁支架、微调固定器、刺激输出线、肌动槽、张力换能器、RM6240微机生物信号采集系统。
3 实验方法：（1）离体蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本制备（2）实验系统连接和参数设置：1）实验菜单中选择“刺激频率对骨骼肌收缩的影响”2）选择菜单中选择“强度/频率显示刺激参数”（3）肌动槽——坐骨神经-腓肠肌-张力换能器——RM6240前负荷调至4g。
波宽0.1ms.，频率递增刺激；组间隔4s.，强度2V，记录，打标，开始刺激。
(4)实验观察：刺激频率按1HZ,2HZ,3HZ,4HZ,5HZ…30HZ,31HZ，32HZ,33HZ逐渐增加，连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察肌肉收缩形态和张力的改变_(5)统计方法：结果以x±s表示，统计采用student t test 方法4实验结果：（1）表格肌肉最大张力原始数据表/7组刺激强度（ZV）---------------------------------------------------单收缩完全强直收缩5.7 176.72 29.990.16 7.844.95 15.860.29 13.520.55 4.20.27 5.02表1—2 通过统计处理的表动物数/n 肌肉张力（g）单收缩7 2.6629±8.8334完全强直收缩7 13.3471±8.9444P《=0.01，得结果两样本差别有极显著意义（2）刺激频率与肌肉收缩张力曲线刺激频率按1Hz、2Hz、3Hz、4Hz、····、30Hz逐渐增加，连续记录不同频率时的肌肉收缩曲线（附页）分析：当刺激频率较小，刺激的间隔大于一次肌肉舒张的持续时间，则肌肉收缩表现为一连串的单收缩，即图中第一个收缩曲线；增大刺激频率，使刺激的间隔大于一次肌肉收缩的收缩时间、小于一次肌肉收缩的时续时间，即当后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，则肌肉产生不完全强直收缩，如图所示；继续增加刺激频率，使刺激的间隔小于一次肌肉收缩的收缩时间，即后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，各自的收缩则完全融合，肌肉出现持续的收缩状态，则产生完全强直收缩，如图所示。
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不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩影响
药物的局麻作用及肌松作用
姓名： 学号： 班级：
一、实验目的
1. 观察电刺激强度的变化对骨路肌收缩张力的影响，理解阈刺激、阈上刺激和最大刺激的
概念。
2. 观察不同刺激频率对骨骼肌收缩的影响，了解单收缩、强直收缩的产生机制及其意义。
3. 观察普鲁卡因的传导麻醉作用，分析药物作用机制。
4. 观察琥珀胆碱的肌松作用，掌握除极化型肌松药的特点及作用机制。
二、实验材料
1. 实验动物：蟾蜍
2. 器材：蛙类手术器械1套，培养皿，铁支架，肌动器，张力换能器，锌铜弓，滴管，丝
线，生物信号采集处理系统。
3. 药品：任氏液，普鲁卡因溶液，琥珀胆碱溶液
三、实验方法和步骤
1、 标本制备 制备离体坐骨神经-腓肠肌标本
1) 破坏脑和脊髓：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。
2) 剪除躯干上部及内脏：沿骶骨两侧剪开腹壁，剪除全部躯干及内脏组织，在骶髂关
节水平前1~1.5cm处剪断脊柱。
3) 剥皮，将标本放在盛有任氏液的培养皿中。
4) 清洗：将手及用过的剪子，镊子等全部手术器械洗净。
5) 分离双后肢：沿脊柱和骨盆的正中线将脊柱分为两半，从耻骨联合中央剪开两侧大
腿，将分离的另一半后肢浸入盛有任氏液的培养皿中备用。
6) 制备离体坐骨神经-腓肠肌标本
I. 分离坐骨神经：用玻璃针沿脊柱侧游离坐骨神经腹腔部；沿坐骨神经沟，用
玻璃针剥离坐骨神经大腿部，分离至腘窝。
II. 分离腓肠肌：结扎腓肠肌跟腱，剪短跟腱，减去周围组织，保留腓肠肌起始
点与骨的联系。
III. 游离坐骨神经腓肠肌标本
2、 标本安放 将标本的股骨固定在肌动器上，坐骨神经轻放在肌动器电极上，用任氏液保
持局部湿润；腓肠肌跟腱用线扎紧并与张力换能器相连
3、 仪器实验
1） 观察不同刺激强度对骨骼肌收缩的影响
I. 选择“刺激强度与反应的关系”，系统进入信号记录状态，刺激模式可采用自
动幅度调节。
II. 给予神经一个最小的单刺激，逐渐增加刺激强度，找出刚能引起肌肉出现微
小收缩的刺激强度（阈强度）。不断增加刺激强度，观察肌肉收缩强度与刺
激强度的关系，找出刚能引起肌肉出现最大收缩的最小的刺激强度（最大刺
激强度）。
2） 观察不同刺激频率对骨骼肌收缩的影响
I. 选择“刺激频率与反应的关系”，系统进入信号记录状态，刺激模式可采用自
动幅度调节。
II. 选用最大刺激强度的连续刺激，频率按1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、12Hz、16Hz
逐渐增加，分别记录不同频率时的肌肉收缩曲线，观察不同频率刺激时的肌
肉收缩变化，从而引导出单收缩、不完全强直收缩和完全强直收缩。
4、 药物观察
1) 观察普鲁卡因的传导麻醉作用
I. 用含有普鲁卡因棉条包裹坐骨神经。
II. 刺激参数：强度（1V）；频率（1Hz）；串长（4）；刺激神经1次／分。
III. 观察麻醉起效时间，10分钟后记录结果。
2) 观察琥珀胆碱的肌松作用
I. 用含有0.5%琥珀胆碱棉条包裹坐骨神经。
II. 刺激参数：强度（1V）；频率（1Hz）；串长（4）；刺激神经1次／分。
III. 观察麻醉起效时间，10分钟后记录结果。
四、 实验结果
1、刺激强度与反应的关系 单刺激递增：
阈强度：350mV 最大刺激强度：750mV
2、刺激频率与反应的关系 不完全强直和完全强直收缩：
3、药物的局麻作用 普鲁卡因传导阻滞：
4、药物的肌松作用
I. 琥珀胆碱除极化：
II. 解除琥珀胆碱作用：
五、实验讨论
1、 不同刺激强度和频率对骨骼肌收缩影响
肌肉组织是可兴奋组织，受到刺激后会产生动作电位，表现为肌肉收缩。腓肠肌的
收缩是由支配它的坐骨神经兴奋引起的，坐骨神经末梢和腓肠肌靠近处形成神经-肌肉
接头。当刺激坐骨神经-腓肠肌标本时，动作电位传导到坐骨神经末梢，接头前膜去极
化，电压门控Ca2+通道开放，Ca2+进入运动神经末梢，突触囊泡出胞乙酰胆碱（Ach）释
放。Ach激活N2型Ach受体，终板膜对Na2+，K2+等通透性增高，终板膜去极化，局部
电流刺激并激活邻旁肌膜电压门控Na2+通道，骨骼肌肌膜爆发动作电位。动作电位传递
至T管膜，肌膜去极化，L型Ca2+通道构象改变，“拔塞”作用，ryanodine受体（RYR）
激活，连结肌浆网（JSR）内Ca2+顺浓度梯度释放入胞质，触发肌丝滑行，腓肠肌肌肉纤
维收缩。
单个骨骼肌纤维对刺激的反应具有“全或无”的性质，蟾蜍腓肠肌内含有数目众多的
肌纤维，它们的兴奋性不同，因此不同的刺激强度可引发不同的肌张肌收缩程度。当刺
激恰能引起其中兴奋性较高的神经纤维产生兴奋时，部分肌纤维开始发生收缩，此时的
刺激强度为阈强度（约350mV），图像出现第一次波峰；当刺激强度增加到某一值时，
腓肠肌中所有的纤维均兴奋，此时肌肉产生最大的收缩，此时的刺激强度为最大刺激强
度（约750mV），此后的图像波峰趋于极值。此后，若再继续增强刺激强度，肌肉收缩
反应不再继续增大。
当刺激强度保持在1000mV时，腓肠肌肌在受到一次刺激后，可以产生一次等张收
缩，收缩过程可分为收缩期和舒张期。随着刺激频率的增高，各次刺激引起的收缩过程
发生融合而叠加起来，体现为频率总和，指提高骨骼肌收缩频率而产生的叠加效应。这
时肌肉强直收缩产生的张力大于单收缩，这可能与连续刺激肌肉时，从肌质网重复释放
的Ca2+浓度，使横桥得以有较长的时间持续活动有关。在刺激处于3~6s时，诱发骨骼
肌收缩的动作电位频率很低，每次动作电位之后出现一次完整的收缩和舒张过程，这种
收缩形式称为单收缩。在刺激处于11~13s时，后一次收缩过程叠加在前一次收缩过程
的舒张期，所产生的收缩总和为不完全强直收缩。在刺激处于19~21s时，后一次收缩
过程叠加在前一次收缩过程的收缩期，所产生的收缩总和为完全强直收缩，此时波形的
最高张力处于水平，即等张收缩极限。
2、 药物的局麻及肌松作用
1) 普鲁卡因的局麻作用
局部麻药普鲁卡因的作用是阻断神经细胞膜上的电压门控Na2+通道，抑制动
作电位去极化上升的速度，延长动作电位的不应期，使神经细胞丧失兴奋性及传导
性，使传导阻滞，产生局麻作用。当药物作用于坐骨神经时，电极产生的神经冲动
几乎完全被阻滞，发生除极化的肌纤维不断减少，产生的总张力很低，因此每次脉
冲发出时只能观察到微弱的张力变化。
2) 琥珀胆碱的肌松作用
琥珀胆碱为非竞争性肌松药，当作用于神经-骨骼肌接头时，与N2受体结合产
生与Ach相似的去极化作用，使后膜持续去极化，在神经-肌街头处产生一无兴奋
性的区域。当药物作用于坐骨神经时，大量神经-肌街头处于非除极化状态，不能
产生兴奋-收缩耦联，产生的总张力不断降低，骨骼肌松弛。当药物被移除后，琥
珀胆碱可被胆碱脂酶分解，因此肌松作用逐渐消失，骨骼肌恢复张力。
六、实验反思
本次实验中，安放标本时，由于误把股骨剪的过短，只得将膝关节捆扎与螺母，最终
并未影响最终结果。但起初腓肠肌悬挂过于紧绷，使得肌肉前负荷过大，当使用仪器对坐
骨神经施加电脉冲时，无论如何增加刺激强度和频率，都未见肌肉有收缩迹象。后来经反
思后，松开过紧的拉绳，使腓肠肌恢复合适的初长度，重新设置刺激强度和频率后效果仍
良好。在此期间，经常滴加任氏液，保持坐骨神经和腓肠肌活性。
在药物麻醉实验过程中，当使用普鲁卡因麻醉剂后，肌肉处于无收缩状态，当移除药
物后，无论如何滴加任氏液冲洗，肌肉都没有恢复能收缩的状态。使实验中途失败，只得
解剖另一份坐骨神经-腓肠肌标本。因此推测在使用局麻药物时，也应当注意不能使麻药过
量避免肌肉失活。
