[討論] 生理"神經刺激與肌肉收縮"實驗共筆

[btoaew (用心~)]

生理實驗共筆p8倒數第三點
這部分由小弟我審稿
相信有不少同學對於以下這段綠色文字有疑問
小弟在此提出與助教請教的結果以及和幾位同學討論出的看法
PO出來讓大家指教  有任何看法和見解都歡迎討論

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加長電刺激的duration會使threshold降低；反之，縮短電刺激的duration會使threshold
上升。因為duration延長
        ->acetylcholine釋放的時間增加，有更多的acetylcholine被釋放出
        ->更多chaanel有機會開啟，且開啟時間增加
        ->效果比原本更強，所以以更低的電壓刺激即可造成肌肉收縮
        ->threshold降低
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這個推論已請教助教  是沒有問題的
只是當時在做這份共筆時  在文字述敘上沒有表達清楚
紅色那一行的推論  似乎有點天外飛來一筆  造成同學們的疑惑

在此詳細說明：  (小弟我畫圖很爛  大家看得懂就好)

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                     /            \
                    /       O      \  神經末梢
                   /    O       O   \
                   \         O      /
         -H--H--    ----------------   --H--H--
     -H-/       \____m__m__m__m__m____/        \--H---
    /     P                                 P         \        肌肉
----                       C                           --------


說明一下   O是突觸小泡  裝著acetylcholine
           m是鈣離子通道  會受acetylcholine刺激而開啟  肌肉細胞外的鈣離子湧入
                          造成C處的去極化
           H是鈉離子通道  C處去極化造成的膜電位變化夠大  傳至P處
                          若能夠開啟足夠的鈉離子通道  則去極化能往兩頭傳
                          傳至triad處能引發整個肌細胞去極化(收縮)

以上是郭鐘金老大在教E-C coupling講的東西  (我應該沒記錯吧!?)

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因為duration延長
        ->acetylcholine釋放的時間增加，有更多的acetylcholine被釋放出
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在此先假設兩種刺激為 (0.3V 0.1ms) 和 (0.2V 0.2ms)
          且這相同時間內在這兩種電壓下所釋出的突觸小泡的量相差不到一倍
          即0.3V 0.1ms所放出的小泡量不到0.2V 0.1ms的小泡量 (此為假設 有待查証)
刺激的時間增長  神經末梢受刺激而放出突觸小泡的時間增長  放出的量也增多



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        ->更多chaanel有機會開啟，且開啟時間增加
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因為突觸後的肌肉細胞部分是有多少刺激來  就產生多少反應
所以刺激(acetylcholine)來得多  來得時間長
產生的反應(鈣離子通道開啟)就比較多  時間也比較長



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        ->效果比原本更強，所以以更低的電壓刺激即可造成肌肉收縮
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這裡跳過太多東西  抱歉

接續前面  鈣離子通道開啟  胞外的鈣離子湧進細胞內C處  造成膜電位的改變(去極化)
在此我們可以把膜電位的改變  看成C處鈣離子濃度的改變
當膜電位變化夠大  即C處鈣離子濃度夠高時  可以往外影響到P處之膜電位
造成鈉離子通道大量開啟  去極化往兩旁傳去  直到傳至triad處
有protein拉開sacroplasma reticulum  使得其內的鈣離子大量湧出  造成肌細胞的收縮

以上這段說明中  最重要最關鍵的就是C處的鈣離子濃度
其為真正決定肌肉收縮與否的關鍵  (因為有E-C coupling的過程)

前面有假設兩種刺激  0.3V 0.1ms   和  0.2V 0.2ms
若這兩種刺激  能使C處的鈣離子濃度恰達到能讓P處鈉離子通道大量開啟
使得去極化能往兩旁傳遞  就都能使肌肉收縮
也就是這兩種刺激對於肌肉收縮的效果是相同的

另外  實驗中所提到的threshold  是我們用電極調整電壓後  去電坐骨神經
找到恰使腓腸肌收縮的電壓稱之 (不考慮duration 只考慮電壓)

所以在這兩種刺激的實驗條件下
我們得到的threshold分別為0.3V以及0.2V
所以threshold會不同!!



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        ->threshold降低
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承上說明  當0.3V 0.1ms的刺激  和0.2V 0.2ms的刺激
對於肌細胞C處的鈣離子濃度變化效果是相同時  都能造成肌肉去極化、收縮
因為threshold只考慮刺激電壓  不考慮duration
故可得到
加長電刺激的duration會使threshold降低的結論




以上  歡迎指教討論



感謝柯雅惠助教、正直蔚、繼正、小馬的討論

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推 hclin1026:那神經末稍好像一隻兔子
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