生理實驗周二下午班王哲迪1211400524A:陳雨嬌陳俊宇郭旭王哲迪實驗三、人體無損測試：細胞生理（一）單收縮分析尺神經刺激強度與拇收肌收縮的關系*尺神經刺激頻率與拇收肌收縮的關系121140052王哲迪實驗目的運動單位；動作電位與雙相動作電位之間的差異。單收縮分析，收縮強度疊加原理強直收縮/不完全強直收縮（離體/在體）場電位刺激，神經纖維分類（粗直徑纖維先興奮）實驗原理1、運動單位：一個脊髓前角運動神經元及其軸突分支所支配的全部肌纖維，稱為一個運動單位。2、動作電位：動作電位是指可興奮細胞受到刺激時在靜息電位的基礎上產生的可擴布的電位變化過程?！叭驘o”的特性：只有閾刺激或閾上刺激才能引起動作電位。動作電位過程中膜電位的去極化是由鈉通道開放所致，因此刺激引起膜去極化，只是使膜電位從靜息電位達到閾電位水平，而與動作電位的最終水平無關。因此，閾刺激與任何強度的閾上刺激引起的動作電位水平是相同的，這就被稱之為“全或無”。因為動作電位具有“全或無”的特性，因此動作電位不可能產生任何意義上的疊加或總和。在細胞膜上任意一點產生動作電位，那整個細胞膜都會經歷一次完全相同的動作電位，其形狀與幅度均不發(fā)生變化。雙相動作電位：在神經干上放置一對記錄電極a、b，靜息時記錄不到電位差。當在神經干一段進行刺激時，表現為負電位變化的動作電位由此極端向另一端傳導。當其傳導到a電極時，a、b之間出現電位差，a負b正。此時可記錄到上相波。當動作電位傳至兩電極之間是時，a、b又處于等電位狀態(tài)。動作電位進一步傳導當到達b電極時，a、b之間又出現電位差，a正b負，此時可記錄到下相波。然后記錄又回到零位。如此獲得的呈雙相變化的記錄就稱為雙相動作電位。3、神經纖維的分類 Edanger和Gasser根據神經纖維興奮傳導速度的差異，將哺乳類動物的周圍神經纖維分為A、B、C三類，其中A類纖維又分為α、β、γ、δ四個亞類。后來有人在研究感覺神經時，又根據纖維的直徑和來源將神經纖維分為I(包括Ia和Ib)、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類，它們分別相當于Aα，Aβ，Aδ，C類后根纖維，但又不完全等同。目前，前一種分類法多用于傳出纖維，后一種分類法則常用于傳入纖維。哺乳動物周圍神經纖維的分類纖維分類功能直徑傳導速度等價分類A（有髓鞘）

α本體感覺、軀體運動；13-2270-120Ⅰa、Ⅰb

β觸－壓覺；8-1330-70Ⅱ

γ支配梭內肌（引起收縮）；4-815-30

δ痛覺、溫度覺、觸－壓覺；1-412-30ⅢB（有髓鞘）自主神經節(jié)前纖維；1-33-15

C（無髓鞘）

后根痛覺、溫度覺、觸－壓覺；0.4-1.20.6-2.0Ⅳ

交感交感神經節(jié)后纖維；0.3-1.30.7-2.3

4、尺神經尺神經是脊神經臂叢的分支，發(fā)自臂叢內側束，沿肱動脈內側下行，至三角肌止點以下轉至臂后面，繼而行至尺神經溝內，再向下穿尺側腕屈肌至前臂掌面內側，于尺側腕屈肌和指深屈肌之間、尺動脈內側繼續(xù)下降到達腕部。尺神經在前臂的肌支支配尺側腕屈?。ㄏ虺邆惹螅?、第3、4指深屈?。ǖ?、5手指末節(jié)指骨屈曲）、掌短?。ㄊ殖邆冉说钠つw肌肉）、小指展?。ㄐ≈竿庹梗?、小指對掌?。ㄐ≈笇φ疲?、小指屈?。ㄐ≈盖⒌?、4蚓狀?。ǖ?、5指掌指關節(jié)屈曲及近端指間關節(jié)伸直）、骨間?。ㄕ浦戈P節(jié)屈曲及近端指間關節(jié)伸直）、拇收?。粗刚撇績仁眨┘澳炊糖∩顐阮^（拇指第1指節(jié)屈曲）。通過改變對于豌豆骨下方區(qū)域內尺神經的刺激的強度和頻率，再通過手指脈搏儀和chart軟件便可以記錄下來拇收肌的收縮狀態(tài)，以此獲得刺激的閾值和最適強度。5、強直收縮與不強直收縮肌組織對于一個閾上強度的刺激，發(fā)生一次迅速的收縮反應，稱為單收縮。單收縮的過程可分為3個時期：潛伏期、收縮期和舒張期。

兩個相同強度的閾上刺激，相繼作用與神經－肌肉標本，如果刺激間隔大于單收縮的時程，肌肉則出現兩個分離的單收縮；如果刺激間隔小于單收縮的時程而大于不應期，則出現兩個收縮反應的重疊，稱為收縮的總和。當同等強度的連續(xù)閾上刺激作用與標本時，則出現多個收縮反應的疊加，此為強直收縮。當后一收縮發(fā)生在前一收縮的舒張期時，稱為不完全強直收縮；后一收縮發(fā)生在前一收縮的收縮期時，各自的收縮則完全融合，肌肉出現持續(xù)的收縮狀態(tài)，此為完全強直收縮。動物與器材實驗動物：學生自我測試有心臟疾病或心臟起搏器的還有嚴重心理疾病的同學不能測試。實驗設備：條形電極和指壓感受器。方法與步驟Chart模擬掃描，參數設置：采樣頻率為2k/s波寬在0.05到0.1ms之間選取，本組選取的為0.0743ms頻率先設置為1hz首先將刺激強度調到適宜強度（在4mA到8mA之間比較合適），用條形電極刺激豌豆骨下方的尺神經區(qū)域，觀察拇指的收縮，若不收縮則移動條形電極直至找到合適的刺激區(qū)域。2、刺激強度與收縮的關系將刺激強度調至一個較小的值，比如2mA，然后開始逐漸加大，對找到的刺激區(qū)域進行刺激，觀察chart軟件輸出的波形，當圖上出現一個小的波的時候對應的刺激強度即為閾值。繼續(xù)加大刺激強度，待拇收肌收縮剛剛達到最大時，此時的刺激強度即為最適強度（即使得拇收肌收縮達到最大的最小刺激強度）。繼續(xù)加大刺激強度，觀察波峰是否繼續(xù)升高。得到連續(xù)5個波：①閾下②閾值③閾間④最適⑤閾上*3、刺激頻率與收縮的關系改變刺激頻率，觀察chart軟件輸出的圖像的變化。得到連續(xù)5個波：單/多分離/疊加/不完全/完全由于支點位移很難得到平滑的完全強直收縮，應該在離體動物上做此實驗單收縮分析：閾刺激，最適刺激，閾上刺激5、注意實驗數據處理，獨立分析實驗數據結果與分析單收縮的分析

當肌肉受到一個單電震刺激時，產生一次收縮，稱為單收縮。如下面三幅圖所示。用powerlab記錄尺神經受到的單一刺激，用肌動描記法所記錄的收縮曲線，大致可分為三個時期。整個單收縮歷時約85

ms。從刺激開始到收縮開始這一段無明顯外部表現的時間，稱為潛伏期。約占20毫秒。自肌肉開始收縮至收縮達到高峰，是長度縮短或張力增高的時間，稱為縮短期，約占35毫秒。自收縮高峰開始，曲線較緩慢地下降至基線，為長度或張力恢復過程的時間，稱為舒張期。約占30毫秒。2、刺激強度與收縮的關系在實驗過程中，可觀察到，剛開始刺激時，肌肉不發(fā)生單收縮，當電流增大至0.46mA時，出現收縮，此即為閾強度。此后，收縮幅度隨刺激強度增大而增大，當增加到0.86mA時，幅度不再變化，此即為最適刺激強度。①閾下刺激（0.36mA）②閾值（0.46mA）③閾間刺激（0.56mA）④最適刺激（0.86mA）⑤閾上刺激（0.9mA）3、刺激尺神經為什么只有運動纖維興奮？（物理證明）動作電位的傳導是通過局部電流實現的，軸突粗時，電阻明顯下降，因而形成的局部電流強度較大，與鄰近部位的電位差較大，可以較快地使周圍部位達到閡值，所以傳導速度快。此外，不同直徑的神經纖維上鈉通道的數量不同，越粗的神經纖維上鈉通道的數量越多，所以形成的鈉離子內向電流越強，故動作電位形成的速度也較快。傳導速度（米/秒）＝6×神經直徑（微米）［直徑＝軸索＋髓鞘］因為神經纖維的直徑最大，傳導速度最快，所以刺激尺神經運動纖維先興奮。二）可興奮細胞的電學特征

1、主動電學特征

神經或肌肉發(fā)生興奮時，興奮部位發(fā)生電位變化，這種可擴抪性的電位變化即為動作電位。K+和Na+通過膜結構中電壓門控性K+通道和Na+通道的易化擴散，使形成神經和骨骼肌細胞靜息電位和動作電位的直接原因。

2、被動電學特征

細胞膜脂質雙層構成的絕緣層把含有電解質的細胞內液和細胞外液分隔開，其形式類似于一個平板電容器，因此細胞膜具有電容的特性（其值約為1F/cm2）?？缒さ募毎ǖ朗请娮?，胞內的電阻不可忽略，胞外的電阻可忽略。電容的作用可用離子運動來解釋。當正電荷被注入軸突時，鉀離子在內部向膜作徑向移動，同時還側向擴抪。離子的聚集使膜電容再充電。這樣的離子移動需要時間并且構成電容電流，這種電容電流不通過膜但改變膜上的電荷分布。隨著電容的充電，由此產生的電位變化引起膜的電流，主要由鉀和氯離子攜帶。最后隨著分布電容完全充電，以及一個恒定的離子電流穿過膜，膜電位達到其穩(wěn)態(tài)分布。電路兩端電位可達到的最大值和達到最大值所需的時間取決于電路中電阻（R）和電容（C）的物理特性；可用時間常數（）來反映電容充電的速率或電位變化的時間側面，即

=

RC（以電位達到最大值的63%所需要的時間表示）。

就可興奮細胞而言，根據膜的等效電路，時間常數為：

=

RmCm。Rm和Cm的大小與細胞的大小有關，細胞大則Rm小、Cm大。因此，的生理學意義在于：小，可興奮細胞在受到刺激時容易被興奮，反之則不容易被興奮。

由于膜的電學特性相當于并聯(lián)阻容耦合電路，如果向神經纖維某一點軸漿注入電流，則該點會有跨膜電流和跨膜電位產生；同時，電流也會沿軸漿向兩側流動（軸向電流），并在兩側各點產生跨膜電流和電位，這種由膜的被動電學特性決定的膜電位稱為電緊張電位（electrotonic

potential）。由于軸向電阻的存在及沿途不斷有電流跨膜流出，故不論是軸向電流還是跨膜電流，以及各點的膜電位都因距原點距離的增加而逐漸衰減。就膜電位而言，在電流注入點最大，兩側各點上則作為距離的指數函數衰減。

膜電位隨距離增加而衰減的特點可用空間常數（）來表示：

=Rm/(Ro+Ri)（以膜電位衰減到原點最大值37%時的距離表示）。與Rm和Ri有關，Ri小和/或Rm大，就大。因此，

的生理學意義在于：大，可興奮細胞電信號的傳導速度就快，反之則較小。

神經干受到有效刺激興奮以后，產生的動作電位以脈沖的形式按一定的速度向遠處擴抪傳導。

神經沖動的傳導速度(v)是指動作電位在單位時間(t)內傳導的距離(s)，可根據神經干上動作電位從一點傳導到另一點所需要的時間來計算：v

=s/t(m/s)。

不同類型的神經纖維其傳導興奮的速度是各不相同的，其傳導速度取決于纖維直徑、內阻、有無髓鞘等因素?？偟膩碚f，粗神經纖維的跨膜電阻R