解剖自主实验修改

解剖生理学自主实验

《影响神经冲动传导速度的因素》实验方案

学院:生命科学学院__________________________班级:2012级免费师范(2)班_______________________

组别: 2012级免费师范(2)班2组____________________组长:解星晨__________________________ _

成员:甘国东、杨基伟、刘露

时间: 2014年11月11日 ____

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影响神经冲动传导速度的因素

一、目的要求

1、观察蟾蜍或牛蛙坐骨神经干复合动作电位的基本波形,并了解其产生的基本原理。

2、学习测定蟾蜍或牛蛙离体神经干神经冲动传导速度的方法和原理

3、观察自来水、温度(37℃)、3%KCl、5%NaCl、2%普鲁卡因对蟾蜍或牛蛙离体坐骨神经冲动传导速度的影响。

二、基本原理

神经干在受到有效刺激后可以产生复合动作电位,标志着神经发生了兴奋。如果在离体神经干的一端施加刺激,从另一端引导传来的兴奋,可以记录到双相动作电位。如果在引导的两个电极之间将神经干麻醉或损坏,阻断兴奋的传导,这时记录到的动作电位就是单相动作电位。单个神经细胞的动作电位是以“全或无”方式发生的,而神经干复合动作电位的幅值在一定的刺激强度下是随刺激强度的增加而增大的。

如果在原理刺激点的不同距离处分别引导离体神经干动作电位,两引导点之间的距离为m,在两引导点分别引导出的动作电位的时差为s,即可按照公式v=m/s来计算兴奋的传导速度。

神经兴奋的发生和传导有赖于细胞膜上Na+内流。其客观指标是神经兴奋时产生的动作电位。普鲁卡因等局麻醉药可阻滞Na离子内流,从而抵制神经冲动的发生与传导速度的减慢。

神经纤维的静息电位接近K离子的平衡电位,故细胞外液K离子浓度升高可使细胞膜内外浓度差减小,K离子平衡电位减小,膜发生去极化。在此基础上,由于Na离子通道受到抑制,神经干传导速度降低;当细胞外夜Na离子内流减弱,也可以使神经干传导速度减慢。

三、材料、器材与药品

1、材料:蟾蜍或牛蛙坐骨神经

2、器材:剪刀、镊子、毁髓针、玻璃分针、粗棉线、恒温箱、PC机、BL-420F生物信号采集处理系统、神经屏蔽盒、毫米刻度尺。

3、药品:Ringer’s液、3%KCl、5%NaCl、2%普鲁卡因

四、实验步骤

1、蟾蜍或牛蛙坐骨神经干的的标本制备

取蟾蜍或牛蛙1只,双毁髓后在尚难部用粗剪将脊柱剪短,撕下皮肤和内脏。将带有部分脊柱、后肢的标本用任氏液洗净,置于蛙解剖盘上。在神经出脊柱处,用粗棉线结扎一侧坐骨神经,并于结扎点与脊柱之间将神经剪断。然后轻轻提起结扎线,沿坐骨神经的走向,用组织剪

将包绕坐骨神经的肌肉一同剪至膝关节,并在此将坐骨神经和肌肉剪断。如果蟾蜍

或牛蛙较小,应该继续沿膝关节向下用上述方法把胫、腓神经及其周围组织与其他组织分离,至裸关节处剪断。将带有部分肌肉的坐骨神经放在盛有少量任氏液的培养皿中,一手用镊子夹住包绕神经的肌肉,另一只手提起结扎线轻轻一拉,神经与肌肉就可分离开来。然后用眼科剪剪掉较长的时间分支,用粗棉线结扎神经的外周端。如此,一条坐骨神经标本就制作完毕。

2、实验装置的连接

将神经屏蔽盒与信号采集处理系统连接,屏蔽盒的地线良好接触。仪器的操作和实验参数的设置

(1)仪器的设定。

“采集窗口”要把通道2和通道4均设置上。引导电极使用两对,同时引导两对引导电极下的动作电位图形,两对引导电极之间的间隔距离尽量大一些。近刺激端的一对(R3和R4)输入生理信号采集系统的通道2,原理刺激端的一对(R5和R6)输入生理信号采集系统的通道4。

(2)测定两对引导电极的动作电位时差。

用鼠标点击“开始”,然后再点击“刺激”,这时,显示窗口的通道2就显示第一对引导电极引导出的动作电位图形,而通道4则显示第二对引导电极引导出的动作电位图形。调整好实验显示窗口动作电位的图形。由于第二队对引导电极距离刺激点更远,所以通道4中动作电位图形出现的比较靠后。用数遍点击“快捷工具栏”中的“观察”,拖动鼠标分别测出通道2和通道4两个动作电位的起始点,即测出两个动作电位的时间差(ms)。

(3)测量两对引导电极神经干的长度。

使用毫米刻度尺准确量出量对引导电极的距离,即为神经干的长度。

(4)按照公式V=S/t,计算出蟾蜍神经干的兴奋传导速度(m/s)。

3、实验处理:

①将坐骨神经干取下放在室温任氏液中3-5min,将神经干放到神经屏蔽盒中,按实验装置连接中的(2)、(3)、(4)测出传到速度。

②将坐骨神经干取下放在室温的自来水中2-3min,按照同样的方法测量坐骨神经传导速度。

③将坐骨神经取下放在装有37℃任氏液(10ml)的培养皿中,保持恒温3-5min,然后按上述方法测定此时的坐骨神经传导速度。

④将坐骨神经干取下放在室温任氏液中2-3min,再滴加5%NaCl 溶液2-3滴,然后再处理2-3min,按照同样的方法测量坐骨神经传导速度。

⑤将坐骨神经干取下放在室温任氏液中2-3min,再滴加3%KCl

溶液2-3滴,然后再处理2-3min,按照同样的方法测量坐骨神经传导速度。

⑥将坐骨神经干取下放在室温任氏液中2-3min,再滴加2%普鲁卡因溶液3-4滴,然后再处理2-3min,按照同样的方法测量坐骨神经传导速度。

⑦剪切图片打印实验数据并收拾实验桌面。

五、预期实验结果及分析

1、温度(37℃)蟾蜍或牛蛙离体坐骨神经冲动传导速度的测定

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2、蟾蜍或牛蛙离体坐骨神经冲动传导速度的测定

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3、3%KCl蟾蜍或牛蛙离体坐骨神经冲动传导速度的测定

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4、2%普鲁卡因对蟾蜍或牛蛙离体坐骨神经冲动传导速度的测定

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分析

1 在温度上升到37℃时,有利于神经冲动的传导。由于温度较高可增加Na+的电导,从而加快去极化的进程。温度每上升10℃(即温度从25℃上升到37℃)传导速度约增加5﹪(即增加0.1 m/s左右),几乎呈线性关系。蟾蜍或牛蛙坐骨神经对低温、高温的耐受性是有限的,在环境温度为O℃、100℃的条件下肯定侧不出动作电位,传导性为零。但具体原因是否由温度影响还要作进一步的考证。

2 高渗氯化钠溶液使动作电位传导速度降低。其作用机理是由于钠离子在膜内外存在巨大的浓度梯度,细胞外钠离子迅速向膜内扩散,使膜两侧电位差急剧减小为零,进而出现膜极化状态的倒转,即反转为膜外电位为负、膜内电位为正。在内正外负的电位差使钠离子通道受到抑制,神经传导速度降低。

3 3%KCl使动作电位幅值减小、传导速度降低。其机理是细胞外钾离子浓度升高,那么从细胞内向细胞外扩散的钾离子就减少,膜内外两侧形成的电势差也就减小,因而静息电位也减小,其与阈值差距也就减小了,所以动作电位幅度也减小了。(2)膜外钾离子浓度升高后静息电位变

小以致接近阈电位水平,细胞膜处于去极化阻滞状态,当静息电位过小时,钠离子通道失活,故动作电位的传导速度减慢。

4 普鲁卡因能够抑制离体蟾蜍坐骨神经冲动传导。其依靠浓度梯度以弥散方式穿透神经细胞膜,在内侧阻断钠离子通道,使神经细胞兴奋阈值升高,丧失兴奋性和传导

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性,信息传递被阻断。

六、注意事项

1、神经干不能太干也不能太湿,剥离完整后在任氏液体中稳定15分钟左右。

2、神经干放置在引导电极上时,尽量拉直,勿使下垂或斜向放置,以免影响神经干长度测量测准确性。

3、神经干要尽可能长,两个引导电极之间的距离越远,测量的传导速度就越准确。

4、尽量减少动作电位的刺激伪迹,这样更加容易确定动作电位离开基线的起始点。

5、每次测完之后要用室温任试液冲洗几次。

七、思考题

1、测定神经干冲动传导速度时,为何要求两对引导电极间距离越远越好?

2、为什么远离刺激电极的引导电极引导出的动作电位幅值比靠近刺激电极的引导电极引导出的动作电位较小?

3、加入5%NaCl、3%KCl会使冲动传导速度发生变化?其原因是什么?

4、加入2%普鲁卡因会抑制神经冲动传导速度?为什么?

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