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引起兴奋的刺激条件

电刺激的三种波形的刺激强度对时间变化率
电刺激的三种波形的刺激强度对时间变化率
纵座标表示刺激强度(mV),横座标表示时间(s)

具有兴奋性的组织或细胞,并不是对任何程度的刺激都能表现兴奋或产生动作电位。可引起组织兴奋,即引起组织产生动作电位的刺激,需在三个方面达到某一临界值。这三个方面是:刺激强度、刺激的持续时间、刺激强度对时间的变化率(图)。不仅如此,这三方面的临界值参数可以互相影响,即任何一个变化时,其它的也跟着变化。为说明刺激的各参数间的相互关系,可将其中某个参数固定于某一数值,再观察其余两个的相互影响。

在实验中固定使用方波电刺激(刺激强度的变化率最高,组织不易发生适应)时,即固定了刺激强度对时间的变化率。此时以刺激强度为纵坐标,刺激的持续时间为横坐标,作图记录每一刺激持续时间下能引起组织兴奋的最小刺激强度,即得到强度-时间曲线(Strength-duration curve)。该曲线可以说明刺激强度和刺激持续时间的相互关系,以及何种刺激才能引起组织兴奋并由此判定组织兴奋性的高低。

实验证明:在强度对时间变化率保持不变的情况下,在一定范围内,引起组织兴奋所需的最小刺激强度,与该刺激的持续时间成反变的关系。

时间强度曲线
时间-强度曲线

曲线左下方的任何一点代表:这一刺激强度和刺激持续时间的组合不能引起组织兴奋,而曲线上及其右上方的任何一点代表:此种刺激强度和刺激持续时间组合,可引起组织兴奋(图)。

1.基强度(rheobase):强度-时间曲线的延长时,与横坐标不会相交,即不论刺激作用时间怎么延长,引起组织兴奋的刺激强度均不能低于某一个刺激强度,这一刺激强度称为基强度。

2.时值(chronaxie):用两倍于基强度的强度刺激组织时,所需要的最短作用时间称为时值,时值也可以作为兴奋性高低的指标(以时间来度量)。

3.阈强度(threshold intensity,常用阈值 threshold表示):在实验室中,比较组织的兴奋性时,一般使用方波刺激、而且刺激的作用时间常固定于某一适当数值。 固定上述两个参数时,引起组织兴奋的最低刺激强度称为阈强度,简称阈值。阈强度可作为衡量组织兴奋性高低的指标。组织的兴奋性∝1/阈强度, 阈强度越低,表示该组织的兴奋性越高,阈强度越高,组织的兴奋性越低。

4.阈下刺激(subthreshold stimulus):强度低于阈值的刺激称为阈下刺激。

5.阈上刺激(suprathreshold stimulus): 强度高于阈值的刺激称为阈上刺激。


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