3.刺激与骨骼肌反应的关系
刺激强度刺激频率与骨骼肌收缩的关系课件
在实际应用中的进一步推广
运动训练中的应用
通过公道设置电刺激参数，可以帮助运动员进行肌肉训练，提高肌肉力量和爆发力。这有助于运动员在比赛中取得更 好的成绩。
康复医学中的应用
对于因疾病或损伤导致肌肉萎缩或功能降落的患者，电刺激可以作为一种有效的康复手段。通过电刺激，可以帮助患 者恢复肌肉功能，提高生活质量。
高频率刺激时，随着刺激强度的增加，肌肉收缩幅度 逐渐减小。
刺激强度与频率的交互作用
当刺激强度和频率同时变化时 ，它们之间的交互作用会对骨 骼肌收缩产生复杂的影响；
在某些情况下，刺激强度和频 率的组合可能产生协同效应， 增强肌肉收缩幅度；
在其他情况下，刺激强度和频 率的组合可能产生拮抗效应， 减弱肌肉收缩幅度。
实验结果表明，随着刺激强度的增加，骨骼肌的收缩幅度和力量 逐渐增大。当刺激强度到达一定阈值时，骨骼肌收缩到达最大值 。
刺激频率与骨骼肌收缩的关系
实验结果显示，随着刺激频率的增加，骨骼肌的收缩频率逐渐加 快。当刺激频率到达一定阈值时，骨骼肌收缩到达最大频率。
实验结论
• 通过实验研究，我们得出以下结论：刺激强度和频率对骨骼肌收缩具有显著影响。随着刺激强度的增加，骨骼肌的收缩幅 度和力量逐渐增大；随着刺激频率的增加，骨骼肌的收缩频率逐渐加快。在实际应用中，应根据需要选择合适的刺激强度 和频率，以到达最佳的肌肉锻炼效果。
02
刺激频率与骨骼肌收缩
低频率刺激与骨骼肌收缩
低频率刺激通常指低于10Hz的刺激，能够引起骨骼肌产生 持续的收缩反应。
低频率刺激可以引起骨骼肌的持续收缩，这种收缩通常是 持久的，可以持续数秒甚至更长时间。这种收缩情势对于 增强肌肉力量和耐力非常有益，因此在训练中经常被使用 。
刺激强度刺激频率与肌肉收缩反应的关系
刺激强度的变化可以引起坐骨神经中被 兴奋神经纤维数量的变化，通过运动单 位控制相应数量的肌纤维收缩，产生不 同的张力变化。
一条神经纤维 或骨骼肌纤维
•达到阈值→神经纤维兴奋， 肌纤维兴奋并收缩 •超过阈值→收缩力不增加
“全或无” (all-or-none) 一根坐骨神经 一块骨骼肌
实验 结果？
实验次数
刺激强度/mV 收缩幅度/mm
【注意事项】
1.经常用任氏液浸润标本，保持生理活性。 2.肌槽两电极之间不要残留液体，防止电极
间短路。 3.每次刺激后须让肌肉休息30s以上 ，连续
刺激不可超过5秒，以免标本疲劳。 4.找准最适刺激强度，以防刺激过强而损伤
神经. 5.换能器与标本连线的张力保持不变。 6.如果肌肉在未给刺激时即出现挛缩，需检
换能器的输出端与生物信号采集处理系统的 输入通道相连。
启动生物信号采集系统软件，选择好通道和 采样参数设置，启动记录按钮，开始记录。
3. 实验观察
（1）刺激强度对骨骼肌收缩的影响 使用单刺激或自动强度调节方式，波宽为1ms，
刺激强度从零开始逐渐增大，找出刚能引起 肌肉出现最微小收缩的刺激强度（阈强度）。
• 在生理条件下，支配骨骼肌的传出神 经总是发出连续的冲动，所以骨骼肌 的收缩都是强直收缩；
• 静息状态下，中枢神经也经常发放低 频率神经冲动至骨骼肌，产生一定程 度的强直收缩，称为肌紧张(muscle tone)。
【动物和器材】
蟾蜍或蛙； 任氏液； 常规手术器械； 微机生物信号采集处理系统 毁髓针、锌铜弓、解剖盘、玻璃分针、
继续增加刺激强度，观察肌肉收缩反应是否 也相应增大。
刺激强度、刺激频率和肌肉收缩反应的关系
毁髓针、锌铜弓、解剖盘、玻璃分针、 培养皿、烧杯、滴管、蛙板、蛙钉等。
【方法和步骤】
1. 蟾蜍在体坐骨神经-腓肠肌标本制备 2. 实验装置连接 3. 实验观察 1）刺激强度对骨骼肌收缩的影响 2）刺激频率对骨骼肌收缩的影响
1. 蟾蜍在体坐骨神经-腓肠肌标本制备
双毁髓，剥去一侧下肢自大腿跟部起的 全部皮肤，将标本俯卧位固定于蛙板上。 分离坐骨神经：在大腿内侧的股二头肌 与半膜肌之间，纵向分离坐骨神经至膝 关节处，并在神经下穿线备用。 游离腓肠肌：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。
刺激强度、刺激频率 与骨骼肌收缩的关系
Effect of Stimulation with Different Intensities and Frequencies on Muscular Contraction
【目的要求】
掌握蟾蜍在体坐骨神经-腓肠肌标本的 制备方法； 学习神经-肌肉实验的电刺激方法； 观察不同强度和不同频率的刺激对肌 肉收缩的影响。
【思考与讨论】
1）实验中观察到的阈刺激是神经纤维的阈刺激， 还是肌肉的阈刺激？ 2）为什么肌肉收缩的幅度会随刺激强度而变化？ 3）单收缩的潜伏期是指什么？其中包括哪些时间 因素和生理过程。 4）分析不完全/完全强直收缩的条件与机制？ 5）为什么刺激频率增高肌肉收缩的幅度也增大？ 6）如果刺激直接施加在肌肉上会出现什么现象？ 7）肌肉收缩由于刺激频率加快而融合，那么引起 肌肉收缩的动作电位会不会融合呢？为什么？ 8）电刺激坐骨神经-腓肠肌标本的神经后，经过哪 些生理学过程引起腓肠肌收缩？
探索性问题
1．试设计实验，刺激腓肠肌与刺激支 配腓肠肌的坐骨神经不应期有何不同？ 2．连续电刺激神经，坐骨神经腓肠肌 标本会出现疲劳现象吗？为什么？
实验五--刺激强度和频率与骨骼肌收缩反应的关系
实验五--刺激强度和频率与骨骼肌收缩反应的关系目的：
探究刺激强度和频率对骨骼肌收缩反应的影响，以深入了解神经肌肉系统的基本原理。
实验材料：
1.电生理放大器
2.电刺激器
3.信号发生器
4.肌电图仪
5.双极电极
6.测量尺
实验步骤：
1.实验前，先按照实验要求将双极电极插入被试者的二头肌中。
2.调整信号发生器输出的频率，依次让被试者感受到25Hz、50Hz、75Hz、100Hz、
125Hz五种频率的刺激，并根据被试者的感受（如肌肉抽搐、酸痛等）记录下刺激频率和
强度的数据。
3.在记录完五种频率的数据后，将被试者休息片刻，重新记录五种不同强度（0.1mA，0.2mA，0.3mA，0.4mA，0.5mA）下的肌肉收缩反应。
4.将记录的数据整理成表格和图表，并分析刺激强度和频率与肌肉收缩反应之间的关系。
实验结果：
1.实验结果表明，刺激强度和频率对肌肉收缩反应都有显著影响。
2.刺激强度越大，肌肉收缩反应越明显，但是在达到一定强度后肌肉收缩的反应并不
能继续增加。
4.同时，在进行实验时可以发现，不同被试者之间对刺激的强度和频率反应有所不同，这是因为不同的肌肉组织和神经系统结构在接收和处理刺激时有所不同所致。
实验反思：
在实验中可以发现不同的被试者对刺激的强度和频率反应有所不同，这要求我们在进行相关研究时，必须考虑到不同人群的差异性以及人体对刺激的适应性和抗拒性的不同反应，才能更好的利用实验结果为相关科学研究的开展提供有力的支持和指导。
刺激强度、刺激频率与骨骼肌收缩的关系
（2）刺激频率对骨骼肌收缩的影响
用最大刺激强度的连续刺激，选择经 典方式逐渐增加刺激频率，分别记录 不同频率时的肌肉收缩曲线，观察不 同频率时的肌肉收缩变化。
实验结果？
实验次数
刺激强度/mV 收缩幅度/mm
【注意事项】
1．经常用任氏液浸润标本，保持生理活性。 2． 肌槽两电极之间不要残留液体，防止电
1）刺激强度对骨骼肌收缩的影响 2）刺激频率对骨骼肌收缩的影响
1. 蟾蜍在体坐骨神经-腓肠肌标本制备
双毁髓，剥去一侧下肢自大腿跟部起的 全部皮肤，将标本俯卧位固定于蛙板上。
分离坐骨神经：在大腿内侧的股二头肌 与半膜肌之间，纵向分离坐骨神经至膝 关节处，并在神经下穿线备用。
游离腓肠肌：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。
动作电位时
程(相当于绝 对不应期)仅
1～2毫秒
收缩过 程可达 几十～几百 毫秒
骨骼肌可在机械收缩过程中接 受新刺激发生新的兴奋和收缩
两个阈上刺激，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；
较高频率连续刺激作用于标本时，出现 多个收缩反应的融合，新收缩过程与上 次尚未结束的收缩过程发生总和，称为 强直收缩tetanus （复合收缩）。
刺激强度、刺激频率 与骨骼肌收缩的关系
Effect of Stimulation with Different Intensities and Frequencies on Muscular
Contraction
【目的要求】
掌握蟾蜍在体坐骨神经-腓肠肌标本的 制备方法；
学习神经—肌肉实验的电刺激方法； 观察不同强度和频率的刺激对肌肉收
刺激强度和频率与骨骼肌收缩反应的关系
真验三刺激强度战频次取骨骼肌中断反应的闭系之阳早格格创做一、真验脚段1、教会记录中断的要领；2、瞅察刺激强度取中断反应的闭系；3、瞅察刺激频次取中断反应的闭系.两、真验动物取器材1、真验动物：蟾蜍.2、真验器材：时常使用脚术器械、蛙板、培植皿、滴管、纱布、细棉线、任氏液、肌槽.三、真验步调1、刺激强度取骨骼肌中断反应的闭系（1）真验→肌肉神经→刺激强度取反应的闭系；（2）正在整背荷时，安排佳弛力换能器的整面；（3）将肌肉标本取标本盒连交（4）启初记录→启初刺激.刺激器以强度自动递加办法爆收刺激（从整启初，每收一次刺激，强度自动递加）.（5）阈强度；最适刺激强度，肌肉中断为最大中断.（6）一朝出现最大中断，停止记录，停止刺激.2、单中断分解（1）安排刺激模式为单刺激（2）安排刺激参数：扫描速度（3）以最适刺激强度举止刺激（4）丈量单中断的各时程3、刺激频次取骨骼肌中断反应的闭系（1）真验→肌肉神经→刺激强度取反应的闭系→典型真验；（2）安排佳弛力换能器的整面，树坐最相宜的刺激强度；（3）启初记录→启初刺激.系统自动按1、2、4、8、16、32Hz的频次间歇收支刺激脉冲.（4）单中断没有真足强直中断真足强直中断（5）一朝出现真足强直中断，停止记录，停止刺激四、注意事项：1、悬线紧紧应符合；2、牢固标本时勿益伤标本.五、真验截止正在真验历程中，可瞅察到，刚刚启初刺激时，肌肉没有爆收单中断，当弛力继承删大至时，出现中断，此即为阈强度.今后，中断幅度随刺激强度删大而删大，当减少到0.16时，幅度没有再变更，此即为最适刺激强度.论断：1、随刺激频次的删大，骨骼肌分别举止单中断、没有真足强直中断、强直中断，后两者是新的中断历程取上次尚已中断的中断历程爆收概括的截止.2、单中断、没有真足强直中断、强直中断三者中强直中断的中断幅度最大，没有真足强直中断其次，单中断再次，不妨标明三种中断所能收出的力量为强直中断>没有真足强直中断>单中断.由图中，咱们不妨得到以下截止：单中断的潜伏期为15.00ms.单中断的中断期为97.50ms.单中断的舒弛期为152.50ms.真验中，咱们不妨瞅测到，当刺激频次很小的时间，肌肉爆收一连串互没有贯串的中断;当刺激频次正在HZ到16.0 HZ 之间时，所描记的肌肉中断直线呈锯齿形，咱们称之为没有齐强直中断；当继承删大到时，锯齿消得，此即为强直中断，当爆收强直中断时，应停止刺激，预防肌肉过分疲倦.六、分解计划1．刺激强度取骨骼肌中断的闭系当刺激肌肉时，肌肉先是爆收一次动做电位，紧交着爆收一次中断，咱们正在真验中瞅察到的阈强度本质上第一个纤维爆收镇静，中断时的刺激强度，当强度继承删大时，又会有新的肌纤维爆收中断反应，直至减少挨某一个值（本真验为）时，所有肌纤维皆爆收了中断，此即为最适刺激强度.2.单中断的各时程单中断可分为3个时程：①潜伏期是指从爆收刺激挨刚刚启初爆收弛力变更之间的时期；②中断期是指从中断启初到中断效力达到最下面的时期；③舒弛期是指从中断效力最下面恢复到本去静息火仄的时期.3.刺激频次取骨骼肌中断的闭系刺激频次矮时，肌肉爆收一连串互没有贯串的单中断，那是果为每个新刺激到去时，前一次刺激引起的单中断已经中断.于是，每个刺激皆引起一次独力的中断.爆收没有真足强直中断时，屡屡新的中断皆爆收正在前次中断的舒弛期中，肌肉则正在自己尚处于一定程度的支缩或者弛力存留的情况下举止新的中断，即爆收了中断总战.咱们便瞅察到了锯齿形肌肉中断直线图.当刺激频次删大到一定的较下程度时，出现真足强直中断，那是果为连绝刺激时，厥后的每个刺激皆大概经常降正在前一次中断的缩近期中断之前，制成相继爆收的肌肉中断有大概正在前一次中断的缩近期中断之前或者其顶面启初，于是各次中断的弛力或者少度变更爆收混合而叠加起去.仄常体内骨骼肌的中断皆是强直中断.。
实验三 刺激和骨骼肌收缩反应的关系实验报告
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。
电刺激与骨骼肌收缩反应的关系实验报告
电刺激与骨骼肌收缩反应的关系实验目的1、学习牛蛙坐骨神经-腓肠肌标本的制备方法。
2、观察不同刺激强度时骨骼肌收缩时频率的变化，明确阙下刺激，阙刺激，阙上刺激及最适刺激的概念。
3、观察电刺激频率的变化实验原理活的肌肉组织具有兴奋性，能接受刺激发生反应,表现为骨骼肌收缩。
刚能引起肌肉产生收缩反应的最小刺激强度称阈强度，所给予刺激称为阈刺激，此强度以下刺激称为阈下刺激，此强度以上刺激称为阈上刺激。
能使肌肉发生最大反应的最小刺激称为最大刺激。
就单条骨骼肌纤维而言，它对刺激的反应具有“全”或“无"性质。
但牛蛙的腓肠肌是由许多肌纤维组成的，由于每条肌纤维兴奋性的高低不同，其收缩力在一定范围内与刺激强度成正比。
即兴奋性高的纤维首先发生兴奋，随刺激强度的增大，兴奋性较低的纤维也发生兴奋，肌肉的收缩逐渐增强,当整个肌肉的肌纤维均兴奋时，便出现最大收缩反应。
刺激频率不同，肌肉收缩形式也不同。
多个同等强度阈上刺激，相继作用于神经-肌肉标本，如刺激间隔时间大于肌肉收缩收缩期和舒张期之和，可引起肌肉产生分隔的单收缩;逐渐增加刺激频率，使刺激间隔时间大于收缩期，而小于收缩期与舒张期之和时,则后一刺激引起肌肉收缩落在前一-收缩过程的舒张期内,表现出收缩曲线呈锯齿状融合,称为不完全强直收缩，如刺激间隔时间小于收缩期，则后刺激引起肌肉收缩落在前一收缩过程的收缩期内，表现出收缩曲线完全融合,肌肉处于持续的收缩状态,称为完全强直收缩。
实验对象牛蛙实验器材任氏液、蛙类手术器械（剪刀、镊子、金属探针、锌铜弓、玻璃分针、蛙心夹）、张力转换器、刺激电极、BL-420生物信号记录分析系统、铁支架、肌槽等。
实验步骤1. 坐骨神经-腓肠肌标本的制备(1)破坏牛蛙脑和脊髓俯式捣毁法:取一只牛蛙，用自来水冲洗干净。
左手握住牛蛙,将其腹面朝向手心，前肢夹在食指和中指之间，后肢夹在无名指和小指之间固定，并用拇指压住背部使其挺直，食指压住其头部前端使头前俯。
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强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象。
( 并非动作电位的叠加，动作电位始终是分离的)
强直收缩的收缩幅度和收缩力比单收缩大。
小结
实验报告书写要求
名称 目的 原理 材料和方法 结果 讨论 结论
结果
单收缩 舒张期复合收缩 收缩期复合收缩 不完全强直收缩 完全强直收缩
讨论
为什么在一定范围内骨骼肌的收缩张力会 随刺激强度的大小而变化？ AP是肌肉收缩的前奏，为什么AP互不融 合，而肌肉收缩却随着刺激频率的增加逐 渐复合，以至出现完全强直收缩呢？ 正常机体内肌肉的收缩是哪种形式？有何 生理意义？
前言
刺激频率： 收缩形式
单收缩 复合收缩 强直收缩
前言
单收缩：低频刺激，独立收缩
前言
复合收缩：高频刺激，叠加收缩 舒张期复合收缩 收缩期复合收缩
前言
强直收缩：？ 不完全强直收缩 完全强直收缩
正常人体的肌肉收缩形式几乎都是完全强直收缩
前言
实验对象---蟾蜍骼肌收缩的“非全或无” “分级性”特征 2.复合收缩与强直收缩形成的条件
材料与方法
观察复合收缩： 用最适刺激强度，给予不同时间间隔的 两个单刺激，分别观察舒张期和收缩期 的复合收缩 观察强直收缩： 用最适刺激强度，给予不同频率的串刺 激，分别观察不完全强直收缩和完全强 直收缩
材料与方法
标本制备过程：注意保持标本的兴奋性 刺激过程： 注意标本兴奋性的维持 股骨固定牢；腓肠肌与张力换能器间的 连接线有一定的紧张度（最适初长度） 每次刺激后都要让肌肉休息一定时间
材料与方法
动物：蟾蜍 药品与试剂：任氏液 装置和器材： 蛙类手术器械； BL-420生物信息采集和分析系统
材料与方法
蛙坐骨神经-腓肠肌标本的制备 标本的安放与实验装置的连接
材料与方法
记录收缩曲线 输入张力信号，启动实验 观察刺激强度与收缩反应的关系 从小到大依次给予单个电刺激，观察 阈刺激、阈收缩、最适刺激、最大收 缩。
节次：机能实验学 第3次课 内容：刺激强度和频率与骨骼肌收缩反应 的关系 学时：4学时 主讲： 时间：2013年5月 地点：西安交通大学医学院机能实验中心
刺激强度和频率与 骨骼肌收缩反应的关系
前言
肌肉收缩是肌细胞兴奋的外在表现。
刺激强度： 阈刺激和阈收缩 阈上刺激和阈上收缩？ 最适刺激和最大收缩