刺激强度对肌肉收缩的影响

[实验目的]
　　学习神经-肌肉实验的电刺激方法和记录肌肉收缩的方法。
观察刺激强度与肌肉收缩之间的关系；掌握阈刺激、阈下刺激、阈上刺激、最大（最适）刺激等概念。
[实验原理]
　　对于单根神经纤维或肌纤维来说，对刺激的反应具有“全或无”的特性。神经-肌肉标本是由许多兴奋性不同的神经纤维（细胞）-肌纤维（细胞）组成，在保持足够的刺激时间（脉冲波宽）不变时，刺激强度过小，不能引起任何反应；随着刺激强度增加到某一定值，可引起少数兴奋性较高的运动单位兴奋，引起少数肌纤维收缩，表现出较小的张力变化。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，会有较多的运动单位兴奋，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临界值时，所有的运动单位都被兴奋，引起肌肉最大幅度的收缩，产生的张力也最大，此后再增加刺激强度，不会再引起反应的继续增加。可引起神经、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。
[实验对象]
　　蟾蜍或蛙
[实验药品]
　　任氏液、
[仪器与器材]
　　肌槽、张力换能器（50～100 g）、LMB-2B二导生理纪录仪、刺激器或计算机生物信号采集处理系统；普通剪刀、手术剪、眼科镊（或尖头无齿镊）、金属探针（解剖针）、玻璃分针、蛙板（或玻璃板）、蛙钉、细线、培养皿、滴管、双凹夹。
[实验方法与步骤]
　　1.坐骨神经腓肠肌标本的制备：方法有两种，其一制做成离体的坐骨神经-腓肠肌标本，见实验5.1（标本的制备）。
　　其二制做成在体的坐骨神经-腓肠肌标本:
　　（1）另取一只蟾蜍,洗净,按操作程序破坏脑和脊髓。
　　（2）剥离一侧下肢自大腿根部起的全部皮肤，然后将蟾蜍腹位固定于蛙板上。
　　（3）于股二头肌与半膜肌的肌肉缝内将坐骨神经游离，并在神经下穿线备用，然后分离腓肠肌的跟腱穿线结扎，连同结扎线将跟腱剪下，一直将腓肠肌分离到膝关节。
　　（4）在膝关节旁钉蛙钉，以固定住膝关节。至此在体标本制备完毕。
　　2.仪器及标本的连结 ，有两种连结方式(图5.2-1)：

　　（1）对于离体标本：将肌槽、张力换能器均用双凹夹固定于支架上；标本的股骨残端插入肌槽的小孔内并固定之；腓肠肌跟腱上的连线连于张力换能器的应变片上（暂不要将线拉紧）。夹住脊椎骨碎片将坐骨神经轻轻平搭在肌槽的刺激电极上。
　　（2）对于在体标本：可将腓肠肌跟腱上的连线连于张力换能器的应变片上（暂不要将线拉紧）；将穿有线的坐骨神经轻轻提起,放在保护电极上,并保证神经与电极接触良好。
调整换能器的高低，使肌肉处于自然拉长的状态（不宜过紧，但也不要太松）。然后可进行实验项目。
若是使用二导生理记录仪进行记录，则将张力换能器的输出插头插入二导生理记录仪的FD-2的输入插孔；刺激器的输出导线与（肌槽的）电极相连。
　　若是使用计算机生物信号采集处理系统进行实验，则将张力换能器的输出插头插入该系统的一个信号输入通道插座（如CH1）；电极的插头插入该系统的刺激输出插孔。打开计算机, 启动生物信号采集处理系统，进入“刺激强度对骨骼肌收缩的影响” 实验菜单。
　　3.使用单脉冲刺激方式,波宽调至并固定在1 ms，刺激强度从零开始逐渐增大；首先找到能引起肌肉收缩的最小强度，该强度即是阈强度。描记速度要求每刺激一次神经，都应在记录纸或屏幕上记录（或显示）一次收缩曲线（应为一短线）。