生理学实验报告1-3

实验一 坐骨神经-腓肠肌标本制备及刺激对骨骼肌收缩的影响

实验二 神经干动作电位、传导速度及不应期的测定

实验三 期前收缩与代偿间歇与蛙心起搏点的确定

实验一 坐骨神经-腓肠肌标本制备及刺激对骨骼肌收缩的影响

图一  不同刺激频率下骨骼肌的收缩强度与收缩形式

图二 肌肉收缩的力随刺激强度的变化

实验二 神经干动作电位、传导速度及不应期的测定

时间	9/25	组别	6	指导老师		评分
实验题目：神经干动作电位、传导速度及不应期的测定
实验目的、实验原理及对象： 实验目的： 1.学习神经干动作电位的记录方法。学习分析、判断和测量动作电位。 2.加深对兴奋性和阈强度概念的了解。 3.了解测定神经干兴奋传导速度的基本方法。 4.了解神经干兴奋后兴奋性的改变，学习测定不应期的方法。 5.初步掌握电生理仪器的使用。  实验原理： 具有兴奋性的组织和细胞，可对适宜刺激表现出兴奋或出现动作电位。刺激要引起组织细胞产生兴奋，必须使以下三个参数达到某一临界值:刺激的强度、刺激的时间以及刺激强度对时间的变化率（即强度对时间的微分）。神经纤维受足够强度的刺激后，其膜电位发生变化产生动作电位,是神经纤维兴奋的标志。在刺激时间不变的情况下，刚能引起兴奋的刺激强度称为阈刺激或阈强度，简称阈值。强度小于阈值的刺激称为阈下刺激，不能引起兴奋和动作电位。阈强度一般可作为衡量细胞兴奋性的指标，阈强度增大表示细胞的兴奋性降低；反之,则表示兴奋性升高。      单根神经的动作电位是“全或元”的。由于神经干由粗细不等、兴奋性不同的纤维组成，其动作电位是复合动作电位，动作电位幅度在一定范围内随刺激强度的增大而增大。当所有神经纤维全部产生兴奋后，动作电位幅度不再继续增加。动作电位可沿细胞膜作不衰减的传导。因此，在神经干的一端给予刺激，在另一端可记录到神经干的复合动作电位。值得注意的是，此实验记录到的复合动作电位，并不是神经纤维细胞内外的电位差，而是由于神经纤维细胞产生的动作电位在传导时，引起膜电位的变化，导致两个记录电极之间产生的电位差。记录的方法不同，记录到的动作电位也有双相和单相之分。      神经纤维的功能是传导兴奋，神经纤维的传导速度因其直径大小、有无髓鞘而不同，可用电生理的方法进行测量。传导速度可由测定神经冲动传导时所经过的距离和耗费的时间来计算。单独测量从刺激伪迹到动作单位出现的时间不能准确地计算出传导速度，因为这段时间包含着刺激神经纤维产生动作单位所需的时间以及动作电位传导到记录电极的时间，所以可采用再次移动记录电极的两次测量的方法来计算。      神经干在受到刺激产生兴奋后，兴奋性发生一系列有次序的改变，其按时间顺序分为绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期，然后恢复正常。本实验采用双脉冲刺激测定兴奋性的变化。首先给予一个适宜的阈上刺激，在神经发生兴奋后，按不同时间间隔给予第二个阈上刺激,通过调节两个刺激之间的时间间隔，可测得坐骨神经的绝对不应期和相对不应期。将两刺激间隔由最小逐渐增大时，开始只有第一个刺激产生动作电位,第二个刺激不产生动作电位，当两刺激间隔增加达到一定值时，此时第二个刺激刚好能引起一极小的动作电位，这时两刺激间隔时间即为绝对不应期。继续增大两个刺激的时间间隔，这时由第二个刺激产生的动作电位逐渐增大，当两刺激间隔达到某一值时，由第二个刺激产生的动作电位的幅度刚好与由第一个刺激产生的动作电位相同，这时两刺激间隔时间即为相对不应期。继续增大刺激间隔，此时由两刺激脉冲产生的动作电位将始终保持完全一致。  实验对象：牛蛙
实验材料、实验步骤： 实验器材和药品：BL-4201生物机能实验系统，离体神经标本屏蔽盒，动作电位引 导输入线，电刺激输出线，蛙类手术器材一套，滤纸，棉花，滴管，林格液。 实验步骤： 1、制备坐骨神经胫、腓神经标本：按坐骨神经-腓肠肌标本制作法游离坐骨神经至过腘窝处。坐骨神经在腘窝上方分为胫神经和腓神经两支在腓肠肌[两侧找到胫神经和腓神经，游离至足踝，穿线结扎，然后夹住与坐骨神经相连的脊椎骨轻轻把胫、腓神经拉出来。做成坐骨神经-胫、腓神经标本。将制备好的神经标本浸泡在林格液中数分钟待其兴奋性稳定后开始实验。 2、按图1-1所示用导线连接实验仪器。在BL-4201生物机能实验系统刺激输出端口上连接一对刺激电极,刺激电极的正极连接神经干标本盒的 S1 [与刺激电极相连] ，负极连接S2，地线接地。两对引导电极的正极分别连接在R1和R3上 [与记录电极相连] ，负极分别连接在R2和R4上，引导电极的另一端分别连接在BL-420I生物机能实验系统的1、2通道。   图1-1 神经干动作电位引导实验装置与连接示意图 3、装置标本：将标本盒内所有电极用浸有林格液的棉球擦拭，从林格液中取出坐骨神经一腓神经标本，用滤纸吸去过多液体，置于标本盒内各电极上，粗的一端（中枢端）放在刺激电极,细的一端（外周端）放在记录电极上。打开计算机，启动BL-4201生物机能实验系统。 4、使用BL-4201生物机能实验系统：对于神经干动作电位的引导，在“实验项目”菜单中的“肌肉神经实验”菜单项,以弹出“肌肉神经实验”子菜单。在“肌肉神经实验”子菜单中选择“神经干动作电位的引导”实验模块。根据信号窗口中显示的动作电位波形，再适当调节实验参数以获得最佳的实验效果。 记录神经干的双向动作电位 实验模块 -肌肉神经实验 -神经干动作电位的引导，中间下方点击“开始实验”-记录到双向动作电位后点击红色停止符号 神经干阈强度测定 ①选择“输入信号”菜单中的“1通道”菜单项,以弹出“1通道”子菜单。②在“1通道”子菜单中选择“动作电位”信号。③基本参数：设置：增益：100;低通滤波:10 kHz;交流（AC）：0.01s输人。④在“设置刺激器参数”对话框中调节实验参数，可参考以下:模式：粗电压，方式：单刺激，延时：5 ms，波宽：0.05 ms,刺激强度调至最小。⑤单击工具条上的“开始”命令按钮启动波形。⑥单击刺激器调节区上的“启动刺激”命令按钮,从而触发产生动作电位，从小到大逐渐增加刺激强度，观察波形的变化。 传导速度的计算 选择“神经干兴奋传导速度的测定”实验模块，记录R1和R2两电极引导的最大动 作电位测量此时动作电位的潜伏期（从刺激伪迹起始点到动作电位的起始点间的时间)用t1表示。记录R3和R4两电极引导的最大动作电位，测量此时动作电位的潜伏期，用t2表示。（t2-t1)为动作电位由R1传导至R3所需的时间，用A表示(单位：ms)。并测量R1和R3之间神经标本的实际距离（单位:mm)。根据公式计算:神经传导速度（m/s)）=距离（mm）/时间(ms)，即V=d/Δt。 神经干不应期的测定 选择“神经干不应期的测定”实验模块，记下第二个动作电位开始变小的数值（标志 着进人相对不应期)，以及第二个动作电位消失的数值（标志着进入绝对不应期）
实验结果：   图2-1 神经干的双向动作电位 由图2-1可知，给予神经干一0.5V的电刺激，其先产生一刺激伪迹，经历极短潜伏期（本图看不出来）后产生动作电位，其在细胞兴奋点和未兴奋点的外膜电极接触点之间产生约6.4mV的电位差；随着兴奋的传播（中枢端向外周端），原先兴奋点变为未兴奋点，原先未兴奋点变为兴奋点，故产生一方向相反的电位差，且其值小于原先动作电位产生的电位差。 图3-1  神经干动作电位随刺激强度的变化 由图3-1显示：当刺激强度增加到0.210V时候，出现动作电位双向峰，说明其阈强度为0.210V；继续增大刺激强度，当刺激强度为0.670V时候，其形状和幅值不再增加，说明0.670为其最适刺激强度。     图4-1 神经干传导速度的测量 图4-1及测量数据可得，两电极之间的距离为1.5cm，传播用时为0.75ms，故电传导速度为20m/s      图5-1 刺激间隔对产生的刺激的影响（14.50ms）  图5-2 刺激间隔对产生的刺激的影响（6.50ms）  图5-3 刺激间隔对产生的刺激的影响（1.50ms） 由上述图可知，当刺激间隔较大（14.50ms）时，前一次动作电位不会对后一次产生影响，两次动作电位基本相同；当刺激间隔为6.50ms时，后一次产生的动作电位幅度较前一次减小，表示后一次动作电位产生于前一次动作电位的相对不应期；当刺激间隔减小到1.50ms，此时第二次动作电位已经无法产生，表示后一次刺激落在第一次刺激的绝对不应期内。
实验讨论：由于记录神经干的双相动作电位实验所采用的是在神经干外面两处放置电极，因此所测得的结果并不是真正的动作电位的值，而是所测两点的细胞膜外的电位差。本实验所得的负向的电位差的值小于正向的电位差，可能是由于两刺激点之间距离过近，导致当后一个电极处产生动作电位时，前一处电极处还未恢复成静息状态，使两点间的电位差小于前一个电极处产生动作电位时两点的电位差。且神经干是由许多粗细不同、兴奋性各异的神经纤维组成的复合体，不同纤维产生的动作电位在传导速度和波形上略有差异。当它们叠加在一起形成复合动作电位时，其波形本身就可能不是完全对称的。此外，神经干的直径可能不均匀，导致动作电位在传导过程中波形发生扩散和变化，也会影响记录到的对称性。单根神经的动作电位是“全或元”的。由于神经干由粗细不等、兴奋性不同的纤维组成，其动作电位是复合动作电位，此时的阈刺激表示能让神经干中一部分神经元开始产生兴奋的最小刺激强度；动作电位幅度在一定范围内随刺激强度的增大而增大，说明此时越来越多的神经元被激活产生动作电位；当所有神经纤维全部产生兴奋后，动作电位幅度不再继续增加，此产生最大强度的最小刺激即为神经干的最适刺激。动作电位可沿细胞膜作不衰减的传导。因此，在神经干的一端给予刺激，在另一端可记录到神经干的复合动作电位。Δt亦可用两个动作电位之间的峰值间的时间间距更准确，因为动作电位的起始点有时难以确定。（附：理论上神经干的绝对不应期为1.0ms，相对不应期为10.6ms）当刺激频率是14.5ms每次时，第二次动作电位水平与第一次相同，说明细胞已经经历了上一次一个完整的动作电位周期，膜电位水平已经恢复到静息水平；当刺激频率为6.5ms时细胞第二次动作电位幅度刚好开始变小，此时进入相对不应期，第二次刺激时第一次动作电位正处于去极化后期或后超极化时期，钠离子通道少量开启，阈电位仍然较高，细胞产生动作电位的能力下降，动作电位的幅度减小；当刺激频率为1.5ms时细胞第二次刺激刚好不能产生动作电位，说明此时已进入绝对不应期，此时为第一次动作电位的去极化或复极化早期这是由大量钠离子通道激活后迅速失活关闭的特性导致的，此时膜阈电位为无限大。
实验结论： 1、对神经干予以适度刺激（本实验为0.5V），可引发双相动作电位。 2、本次实验所得神经干动作电位的阈刺激为0.21V，最适刺激为0.67V。 3、 神经干动作电位的传导速度为20m/s。4、神经干相对不应期约为6.5ms（略小，应当刨去潜伏期），绝对不应期为1.5ms（同上）。
其它：实验思考题： 1、刺激伪迹是指在施加电刺激的几乎同时，生物信号采集系统的记录电极上出现的一个快速的电位变化。它的幅值与电刺激强度成正比，但并非神经或肌肉本身产生的电活动（不是动作电位），而是由输入电流刺激神经后神经细胞膜本身的被动电学特性引起的。刺激器正极发出的刺激电流，经标本表面的导电介质绝大部分从负极回流入地，部分从地电极回流入地，尚有小部分电流弥散至两引导电极并在两引导电极间产生一电位差信号。该电位差信号称刺激伪迹。刺激伪迹产生的速度与电流速度相同，因此可以作为刺激的标志。其意义主要在于可以精确地指示出刺激开始的时间，为后续测量动作电位的潜伏期（从刺激到反应开始的时间）和传导速度提供了时间基准；还可以以其刺激强度作为指示后续电刺激幅度一个量化指标；还可以表明刺激和记录系统工作正常。区分刺激伪迹和动作电位的方法是：前者通常在电刺激的瞬间产生，而动作电位往往会有一延迟期，且刺激伪迹由于是由膜被动电学特性产生的，其并不遵循“全或无”的原则，而是随刺激强度的增大而增大；且刺激伪迹常为一非常尖锐的峰，而动作电位则相对缓和。 2、由于记录神经干的双相动作电位实验所采用的是在神经干外面两处放置电极，因此所测得的结果并不是真正的动作电位的值，而是所测两点的细胞膜外的电位差。当第一个电极处产生兴奋时其膜电位为内正外负，而第二处电极处仍为内负外正的静息态，故两处产生了电位差，可被仪器记录；随着兴奋的传播（中枢端向外周端），原先兴奋点变为未兴奋点，原先未兴奋点变为兴奋点，故产生一方向相反的电位差。在两支电极之间对神经干进行物理或化学的破坏（如夹伤神经、放置KCl结晶）等，此时兴奋无法传递到第二个电极处，故只能记录到单相的电位差。 3、可能是由于两刺激点之间距离过近，导致当后一个电极处产生动作电位时，前一处电极处还未恢复成静息状态，使两点间的电位差小于前一个电极处产生动作电位时两点的电位差。且神经干是由许多粗细不同、兴奋性各异的神经纤维组成的复合体，不同纤维产生的动作电位在传导速度和波形上略有差异。当它们叠加在一起形成复合动作电位时，其波形本身就可能不是完全对称的。此外，神经干的直径可能不均匀，导致动作电位在传导过程中波形发生扩散和变化，也会影响记录到的对称性。 4、单根神经的动作电位是“全或元”的。由于神经干由粗细不等、兴奋性不同的纤维组成，其动作电位是复合动作电位，此时的阈刺激表示能让神经干中一部分神经元开始产生兴奋的最小刺激强度；动作电位幅度在一定范围内随刺激强度的增大而增大，说明此时越来越多的神经元被激活产生动作电位；当所有神经纤维全部产生兴奋后，动作电位幅度不再继续增加，此产生最大强度的最小刺激即为神经干的最适刺激。动作电位可沿细胞膜作不衰减的传导。因此，在神经干的一端给予刺激，在另一端可记录到神经干的复合动作电位。 5、绝对不应期是指可兴奋组织（如神经纤维）在产生一次兴奋（动作电位）后的一小段时间内，无论施加多强的刺激，都无法再次产生兴奋的时期，而刺激伪迹到产生动作电位之间为潜伏期，显然不属于不应期的范畴之内，因而应该取第一个动作电位至第二个刺激伪迹之间的时间。

图1-1 神经干动作电位引导实验装置与连接示意图

图2-1 神经干的双向动作电位

图3-1  神经干动作电位随刺激强度的变化

图4-1 神经干传导速度的测量

图5-1 刺激间隔对产生的刺激的影响（14.50ms）

图5-2 刺激间隔对产生的刺激的影响（6.50ms）

图5-3 刺激间隔对产生的刺激的影响（1.50ms）

实验三 期前收缩与代偿间歇与蛙心起搏点的确定

时间	2025/10/09	组别	六	指导老师		评分
实验题目：期前收缩与代偿间歇与蛙心起搏点的确定
实验目的、实验原理及对象： 实验目的：了解在体观察器官生理特点的方法，并确定蛙心起搏点及传导途径。理解内环境稳态的重要性。观察心脏在一次心动周期中，其兴奋性发生的变化。学习在体蟾蜍（或蛙）心搏曲线的记录方法。观察期前收缩和代偿间歇的表现，并理解其生理意义。 实验原理： ①蛙心起搏点的确定：哺乳动物心脏的特殊传导系统具有自动节律性，但各部分的自律性高低不同。正常情况下，窦房结(S-A node)的自律性最高，它自动产生的兴奋向外扩布，依次激动心房肌、房室交界房室束、心室内传导组织和心室肌，引起整个心脏兴奋和收缩。由于窦房结是主导整个心脏兴奋和搏动的正常部位，故称为正常起搏点(normal pacemaker);其他部位自律组织受窦房结的“抢先占领(preoccupation）或超速驱动阻抑（overdrive suppression)”控制，并不表现出它们自身的自动节律性，只是起着兴奋传导作用，故称为潜在起搏点。一旦窦房结的兴奋不能下传，则潜在起搏点可以自动发生兴奋，使心房或心室依从节律性最高部位的兴奋节律而搏动。两栖类动物心脏的正常起搏点是静脉窦，在正常情况下，其心房和心室在静脉窦冲动作用下依序搏动，只有当正常起搏点的冲动受阻时，超速驱动阻抑解除，心脏的自律性次之的部位才可能显示其自律性。本实验利用结扎阻断传导通路的方法来确定蛙心起搏点和传导途径，并用改变蛙心不同部位局部温度的方法来观察温度对心脏自律性的影响。 ②蛙心肌的期前收缩和代偿间歇：心肌在经历一次兴奋后，其兴奋性会发生一系列周期性的变化。心脏的兴奋性的变化分为以下几个时期:绝对不应期（absolute refractory period）、有效不应期（effective refractory period）、相对不应期（relative refractory period）和超常期（supranormal period )。心肌兴奋后的兴奋性变化特点是其有效不应期很长（约百毫秒)，约相当于心动周期的整个收缩期加上舒张早期。在此期中，任何强大的刺激均不能使之产生动作电位，不能发生兴奋和收缩。此后为相对不应期，可对强刺激产生动作电位。最后为超常期。后两期均发生在心肌的舒张期内。因此，如果在心脏的有效不应期之后，给予心室一次人为的或起自窦房结以外的阈上刺激，便可以在正常节律性兴奋到达心室之前，引起一次扩布性的兴奋和收缩，由于该兴奋和收缩发生在正常节律性兴奋之前，故称为“期前收缩”【premature systole,亦称“早搏”(premature beat)】。期前兴奋也是一次心脏兴奋，因而有自己的有效不应期，当紧接在期前收缩后的-次正常的节律性兴奋到达时，心肌常常正好处于期前收缩的有效不应期，因而下能引起心室的兴奋和收缩，此时心室停留在舒张状态。直至下一次正常节律性兴奋到达时，才恢复正常的节律性收缩。这种期前收缩后出现的一次时间较长的舒张间歇期，称为代偿间歇。 实验对象：牛蛙
实验材料、实验步骤：实验器材及药品：蛙类手术器械一套；蛙心夹，滴管，线，小离心管，蛙板，刺蛙针；林格液；BL-4201生物机能实验系统，张力换能器，刺激电极；铁支柱，双凹活动夹，小烧杯，滴管。实验步骤：蛙心的期前收缩与代偿间歇（一）暴露心脏 用刺蛙针捣毁蟾蜍的脑脊髓。将其仰卧固定在蛙板上，从剑突下方将胸部皮肤剪出一块呈顶端向下的等边三角形。用镊子夹住胸骨下端的剑突，剪掉胸骨及部分胸壁，打开心包，暴露心脏。在心脏舒张期用蛙心夹夹住心尖约1mm。 （二）连接BL-4201生物机能实验系统 将换能器的输入端与BL-4201生物机能实验系统的前面板CH1接口相连。刺激电极的插口与计算机BL-4201生物机能实验系统的前面板刺激接口相连。 （三）标本连接 将蛙心夹上的连线连至换能器，刺激电极在检查刺激强度后（以刺激腹肌引起收缩为度）固定于铁支柱（或胶泥）上，使心室无论收缩或舒张均与刺激电极的两个电极接触(图5-13）。 （四）调节仪器参数 选择“实验模块菜单中的“循环实验”菜单项，以弹出“循环实验”子菜单。在“循环实验”子菜单中选择“期前收缩-代偿间歇”实验模块，点击“开始实验”。（基本刺激参数可参考默认的设置，根据信号窗口中显示的波形，再适当调节实验参数以获得最佳的实验效果。在“参数调节区”对话框中可调节实验参数，延时：0.05 ms;波宽：1.00ms，采用单个脉冲刺激，电压幅度2~6V。单击刺激器调节区上的“启动刺激”命令按钮，从小到大改变刺激强度，观察心肌收缩情况） 蛙心起搏点的确定 1.暴露心脏 取蟾蜍或蛙-只，用刺蛙针破坏脑和脊髓后，将动物仰卧固定在蛙板 上。用剪刀剪开胸骨表面皮肤并沿中线剪开胸骨，可见心脏包在心包中，仔细剪开心包，暴露出心脏。 2.观察正常心搏频率参照图5-11识别静脉窦、心房和心室。观察它们的搏动次 序,并计数它们在单位时间内的搏动次数。 3.结扎窦房沟，观察心搏的变化找到静脉窦和心房交界的半月形白线(窦房沟)。然后将预先穿入的线沿着半月形白线的近心尖侧进行结扎（图5-12A），以阻断静脉窦和心房之间的传导。观察心房的搏动是否停止，静脉窦是否照常在搏动，待心房与心室恢复搏动后，静脉窦、心房和心室搏动的频率有何变化,并观察它们的搏动是否一致。 4.结扎房室沟，观察心搏的变化在房室交界房室沟处用事先备用的丝线将其结扎（图5-12B)，以阻断房-室间的兴奋传导，观察心室是否停止搏动，静脉窦和心房搏动又有何变化。 5.调整结扎顺序 松开结扎（或可取另一只蟾蜍或蛙），先结扎房室沟,后结扎窦房沟,观察蛙心各部分的活动。 6.松开结扎线，观察恢复后心搏的变化把结扎线松开，使心房、心室恢复搏动， 并分别计算各部位的心搏次数，观察其搏动节律是否一致。
实验结果： 期前收缩与代偿间歇 图1-1 正常蛙心搏曲线 如图1-1所示，在不给予刺激时，蛙心正常成周期搏动，心率约61次/min，心动周期约0.983s，其中心房收缩期约为0.259s，心室收缩期约为0.310s，全心舒张期约为0.568s。      图1-2 在心脏舒张期的早、中、晚期对心室给予刺激时心肌张力的变化 由图1-2可见，在心脏舒张期的早、中、晚期对心室给予刺激，均可以产生期前收缩，且产生一段代偿间歇（在此期间为期前收缩的有效不应期内，窦性心律传来的刺激无法使心肌产生兴奋），且期前收缩产生的最大肌张力比窦性心律引起的收缩肌张力要大但收缩幅度要小于窦性心律引起的收缩，且几次期前收缩产生的最大肌张力一致。 图1-3 在心脏舒张中期给予高频刺激心肌张力的变化 由图1-3可见，在心脏舒张中期给予一频率为8Hz的刺激，心脏发生不完全强直收缩，肌张力在一定水平波动但不稳定，且在刺激结束之后仍维持一段时间的不完全强直收缩（约2.2s）。 蛙心起搏点的测定 表2-1 蛙心各部位处理后搏动次数的变化
实验讨论： 1.两栖类动物的心脏起搏顺序是静脉窦→心房（两个）→心室（一个），血流方向也为静脉窦→心房→心室，本次实验测得心率约为0.983s/次，心房收缩期：心室收缩期：全心舒张期约为5:6:8，而查阅资料所得结果为心率1.44s每次，且全心舒张期要短于心室舒张期，其可能原因为因蛙心夹的存在以及蛙心活性下降等缘故导致心室泵血功能下降，心室肌衰竭，心搏加快以代偿心输出量减小及心室收缩射血能力下降。 2.心肌细胞存在较长的不应期，从其收缩期到其舒张早期皆为其有效不应期，此时钠离子通道已经失活，外来的电刺激无法使之开放而产生动作电位从而产生兴奋-收缩耦联而产生收缩；在心室舒张期的早中晚期对其施加电刺激，处于其相对不应期或已达其静息期内，给予电刺激可以产生兴奋，且由于此时胞质内的钙离子浓度仍然较高（钠钙转运体和钙泵等转运钙离子的转运体还未能将兴奋时涌入胞质内的钙离子完全排出胞质），故此时再产生一次期前兴奋胞质钙离子浓度所能达到的值更高，产生的肌张力更大。由于期前兴奋也有自己的不应期，故在其不应期内产生的窦性节律刺激无法使其产生兴奋，需下一个窦性节律的刺激传来时才能离开其不应期范围内使其产生兴奋，故而产生一段没有心搏的空档期，称为代偿间歇。 3.蛙心发生不完全强直收缩的核心原因是心肌细胞有效不应期长与刺激频率相互作用的结果。心肌细胞的有效不应期几乎覆盖整个收缩期，这意味着在一次收缩结束前，新的动作电位难以产生。但当外界刺激频率逐渐升高时，如果后一次刺激恰好落在前次收缩的舒张期内（而非收缩期），心肌会在部分舒张后再次收缩，形成收缩波叠加但未完全融合的锯齿状曲线，即不完全强直收缩。 4.蛙心自律性从高到低依次为静脉窦（25-30次/分钟）→心房（15-20次/分钟）→心室（5-10次/分钟），本实验所测得数值均偏高，可能是阻断不充分以及蛙心率本身就高于正常所致。自律性高者会对自律性低者产生超速驱动（通过闰盘之间的缝隙连接实现离子快速流动），使自律性低者无法体现其自律性，只能按照自律性高者节律进行搏动，成为潜在起搏点。且由于超速驱动过程中自律性低者产生电兴奋的频率高于固有频率，为排出动作电位期间进入细胞的钠离子，钠泵活动增强，而当超速驱动被阻断之后，钠泵活动短时间内无法降低，仍保持在较高水平，故此时细胞发生超极化，细胞膜最大复极电位增大，不易发生自动去极化，造成自律性低者自律性降低，暂时停搏。这称为超速驱动抑制。这就是实验中结扎窦房沟和房室沟后下游细胞短暂停搏的原因。当钠泵活动恢复正常后下游细胞恢复自律性，按着其自身自律性产生搏动，在本实验中表现为搏动次数下降。
实验结论：在心脏的收缩期（有效不应期）进行刺激无法产生兴奋，在舒张期的中晚期（相对不应期、超常期）进行刺激可以产生兴奋但兴奋幅度小于正常兴奋，产生期前收缩，期前收缩的张力可以叠加到正常收缩上，且产生期前收缩后会有一段代偿间歇（即期前收缩的有效不应期），在此期间内窦性心律传来的刺激无法使下游产生兴奋。蛙心自律性从高到低依次为静脉窦（60次/分钟）→心房（49次/分钟）→心室（37次/分钟）。
其它：思考题： 1.在正常窦性心律中，心脏由窦房结主导节律。当心房或心室中存在异位起搏点如病理因素或自律性异常）时，这些点位可能在窦房结的正常冲动到达前提前发放电冲动。如果该冲动落在心肌细胞的有效不应期之后（即舒张中晚期），即可引发一次提前的收缩，称为期前收缩。异位冲动的起源可分为房性、房室交接处性和室性，其中室性最常见。心肌细胞存在较长的不应期，从其收缩期到其舒张早期皆为其有效不应期，此时钠离子通道已经失活，外来的电刺激无法使之开放而产生动作电位从而产生兴奋-收缩耦联而产生收缩；在心室舒张期的早中晚期对其施加电刺激，处于其相对不应期或已达其静息期内，给予电刺激可以产生兴奋，即产生期前收缩。由于期前兴奋也有自己的不应期，故在其不应期内产生的窦性节律刺激无法使其产生兴奋，需下一个窦性节律的刺激传来时才能离开其不应期范围内使其产生兴奋，故而产生一段没有心搏的空档期，称为代偿间歇。 2.心肌有效不应期显著长于骨骼肌（覆盖整个收缩期和舒张早期），这一特性是维持心脏泵血功能的核心保障。这一机制可以：防止强直收缩，长不应期确保心肌在一次收缩后无法立即响应新刺激，避免连续收缩（强直收缩），从而保证舒张期充盈。若心肌发生强直收缩，心室无法充分充盈血液，泵血功能将衰竭；维持节律性泵血，通过强制收缩-舒张交替，确保血液有序流动。心电图中的ST段（对应动作电位平台期）即反映不应期对复极过程的延展；抗心律失常，长不应期限制异常电冲动（如期前收缩）的扩散，降低折返激动风险，防止恶性心律失常（如心室颤动）；确保电-机械耦联，不应期与动作电位时程同步，使电兴奋有效转化为机械收缩，避免无效电活动。 3.心率过速时（如＞100次/分）：心动周期缩短，但有效不应期相对固定（或轻度缩短）。期前收缩后，下一次窦性冲动更容易落入其有效不应期内，从而易出现代偿间歇。心率过缓时（如＜60次/分）：心动周期显著延长，下一次窦性冲动可能在期前收缩的不应期​​结束后才到达。此时，窦性冲动可正常引起收缩，不产生代偿间歇，称为插入性期前收缩。 4.此即超速驱动抑制现象。自律性高者会对自律性低者产生超速驱动（通过闰盘之间的缝隙连接实现离子快速流动），使自律性低者无法体现其自律性，只能按照自律性高者节律进行搏动，成为潜在起搏点。且由于超速驱动过程中自律性低者产生电兴奋的频率高于固有频率，为排出动作电位期间进入细胞的钠离子，钠泵活动增强，而当超速驱动被阻断之后，钠泵活动短时间内无法降低，仍保持在较高水平，故此时细胞发生超极化，细胞膜最大复极电位增大，不易发生自动去极化，造成自律性低者自律性降低，暂时停搏。这称为超速驱动抑制。尽管自律性被抑制，但心肌细胞的兴奋性（膜通道）和收缩性（胞质钙浓度与粗肌丝数量）仍存在。在有效不应期之后（即舒张期），对外界刺激（机械或电刺激）可产生反应。此时予以刺激，膜电位恢复至阈值水平，心肌细胞钠通道复活，可引发动作电位。

图5-13在体蛙心收缩测定连接装置(BL-4201生物机能实验系统)

图5-11 蛙心剖面图

图5-12 结扎位置

图1-1 正常蛙心搏动曲线

图1-2 在心脏舒张期的早、中、晚期对心室给予刺激时心肌张力的变化

图1-3 在心脏舒张中期给予高频刺激心肌张力的变化

搏动次数（次/分钟）
蛙心部位	结扎前	第一次结扎（窦房沟）后	第二次结扎（房室沟）后
静脉窦	60	58	58
心房	60	50	38
心室	60	49	37

表2-1 蛙心各部位处理后搏动次数的变化