骨骼肌是可兴奋组织,受到刺激后可产生兴奋(即产生动作单位),这种特性称为兴奋性。肌肉受到刺激产生兴奋后,立即产生收缩反应,这种特性称为收缩性。肌肉的兴奋性和收缩性是紧密联系而又不同的两种基本生理过程。
(一)骨骼肌的兴奋性
要引起骨骼肌兴奋必须给予适当的刺激。刺激应满足以下条件。
(1)刺激强度。要使肌肉产生兴奋,刺激必须达到一定强度。引起肌肉兴奋的最小刺激强度称为阈刺激。大于阈刺激强度的刺激称为阈上刺激;低于阈刺激强度的刺激称为阈下刺激。阈刺激可以作为评定组织兴奋性高低的指标。阈刺激小表示组织的兴奋性高,阈刺激大则表示兴奋性低。
用阈下刺激刺激单个肌纤维,不能引起肌纤维收缩。而用阈刺激或阈上刺激刺激肌纤维可以引起肌纤维收缩。由于一块肌肉是由许多肌纤维组成的,而且每条肌纤维的兴奋性是不同的,因此,给予肌肉较小的刺激强度,只能引起那些兴奋性较高的肌纤维兴奋。这时参加收缩的肌纤维数量较少,肌肉收缩力量也较小。如果逐渐加大刺激强度,兴奋并参加收缩的肌纤维逐渐增多,肌肉产生的力量也越来越大。当刺激强度适宜时,整块肌肉中兴奋并参与收缩的肌纤维数目达到最大(一般情况下,不能使整块肌肉中所有的肌纤维都发生收缩),肌肉将产生最大的收缩力量。
(2)刺激的作用时间。无论刺激强度多大,要使可兴奋组织兴奋,刺激必须持续足够时间。在一定范围内,刺激强度越小,需要刺激的作用时间就越长。相反,刺激强度越大,需要刺激的作用时间就越短。
(3)刺激强度变化率。要使可兴奋组织兴奋,刺激必须有足够的变化率。如果用恒定的电流刺激组织,只有通电和断电的瞬间可以引起组织兴奋。而在继续通电的过程中,由于电流强度没有发生变化,组织不产生兴奋。所谓刺激强度变化率是指刺激电流由无到有或由小到大的变化速率。同样电流强度,变化速率越大越容易引起组织兴奋。
(二)骨骼肌的收缩性(https://www.xing528.com)
整块骨骼肌或单个肌细胞受到一次刺激时,先产生一次动作电位,紧接着出现一次机械收缩,称为单收缩(single twitch)。
在一次单收缩过程中,从施加刺激开始到肌肉开始收缩需要一定的时间。在这段时间内,肌肉无明显的缩短,这一段时间称为潜伏期。从肌肉收缩产生张力到张力最大所经历时间为收缩期。从张力最大到张力恢复到最低水平所经历时间为舒张期(见图2-8)。

图2-8 骨骼肌单收缩示意图
如果给肌肉以连续电脉冲刺激,则肌肉的收缩情况将随刺激的频率而有所不同。如图2-9所示,若刺激的频率过低,每一新的刺激到来时,由前一个刺激引起的收缩和舒张过程已结束,于是产生一连串各自分开的单收缩。如果增加刺激频率,则各刺激所引起的单收缩可以相互融合,若后一刺激均在前次收缩的舒张期结束之前刺激肌肉,则形成不完全强直收缩(incomplete tetanus)。如果刺激频率继续增加,后一次刺激就会落在前次收缩的收缩期内,形成新的收缩,于是各次收缩的张力变化或长度缩短完全融合或叠加,肌肉处于更强的持续收缩状态,称为完全强直收缩(complete tetanus)。

图2-9 骨骼肌强直收缩示意图
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