蟾蜍坐骨神经干动作电位的研究.doc

专业： 临床医学姓名： 学号： 日期： 2013.3.14地点： 教C实验报告课程名称：生理科学实验 指导老师：陆源 成绩：实验名称蟾蜍坐骨神经干动作电位的研究同组学生：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）本人Email： 蟾蜍坐骨神经干动作电位的研究（浙江大学医学院 级临床医学七年制生理科学实验 班 组，浙江 杭州 310058）摘 要 目的：测定蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（compound action potential ，CAP） ，探讨蟾蜍坐骨神经干动作电位的特性、双相动作电位形成机制及神经损伤、药物对神经兴奋传导的影响。方法：制备坐骨神经干，测定中枢端引导的BAP，引导电极间距离与动作电位振幅和时程的关系，测定末梢端引导的双相动作电位，测定末梢端引导的双相动作电位，兴奋传导速度的测定，测定单相动作电位，观察刺激强度（U）与动作电位振幅的关系，测定KCl处理前后AP振幅，测定procaine处理前后BAP振幅。结果：中枢引导时，在刺激电压1.0V，波宽0.1ms的方波刺激下，第一、二对引导电极引导出的动作电位之间，正相与负相振幅大小均有显著性差异（P0.05），正相与负相时程长度之间均有显著性差异（P0.05）；末梢引导时，在刺激电压1.0V，波宽0.1ms的方波刺激下，第一对引导电极引导出的动作电位的正相振幅与负相振幅大小间有显著性差异（P0.05），正相时程与负相时程长度间有显著性差异（P0.05）；末梢引导时，用刺激电压1.0V，波宽0.1ms的方波刺激，当引导电极距离为10/20/30mm时，动作电位的正相振幅与负相振幅大小间均有显著性差异（P0.05）；引导电极距离10mm时动作电位的正相振幅/负相振幅与引导电极距离20mm时相比均有显著性差异（P0.05）；引导电极距离10mm时动作电位的正相振幅与引导电极距离30mm时相比有显著性差异（P0.05）。夹伤神经后，测定得的末梢单相动作电位振幅与时程相较双相动作电位均有显著性差异。经3mol KCl处理2分钟后，正相动作电位振幅与负相动作电位振幅与处理前均有显著性差异（P0.05）。经4%procaine处理5分钟后，正相动作电位振幅与负相动作电位振幅与处理前均有显著性差异（PAn与DpAn。BAP是由不对称正相波和负相波叠加而成。关键词 坐骨神经干；双相动作电位；刺激伪迹；单相动作电位；时程1 材料和方法1.1实验动物（laboratory animal) 蟾蜍（中华蟾蜍指名亚种，Zhuoshan Toad），性别、体重。1.2药品(drug) 任氏液、4% 普鲁卡因、3 mol/L 氯化钾1.3器材( Experimental apparatus) RM6240 生物信号处理系统(RM6240 multichannel physiological recording and processing system )（成都仪器厂）、神经标本盒（ nerve chamber )。1.4制备坐骨神经干（ preparation of sciatic nerve trunk ）蟾蜍毁脑脊髓，去上肢和内脏，下肢剥皮浸于任氏液中。蟾蜍下肢背面向上置于蛙板上，剪去尾椎；标本腹面向上，用玻璃分针分离脊柱两侧神经丛，用线在近脊柱处结扎，剪断神经；将神经干从腹面移向背面。标本背面向上固定，从大腿至跟腱分离坐骨神经。坐骨神经标本置任氏液中备用。1.5仪器连接和参数 (Apparatus junction and parameter) 神经干标本盒两对引导电极分别接微机生物信号处理系统1、2通道。 刺激器输出接刺激电极。1、2通道时间常数0.02s、滤波频率3 KHz、灵敏度5 mV，采样频率：100 KHz，扫描速度：0.2ms/div。单刺激方式，电压1.0 V，波宽0.1 ms，延迟1 ms，同步触发。 2 观察2.1测定中枢端引导的BAP 用1.0 V 电压，波宽0.1ms 方波刺激神经干末梢端，测定中枢端BAP正、负相振幅(amplitude)和时程(duration） (表1数据）2.2引导电极间距离与动作电位振幅和时程的关系 用1.0 V 电压，波宽0.1 ms 的单个方波激刺激神经干中枢端，测定第1对引导电极间距为10、20、30 mm 时的 BAP 正相振幅和时程。（表2、3）2.3测定末梢端引导的双相动作电位 用1.0 V电压，波宽0.1ms 的单个方波激刺激神经干中枢端，测定末梢端 BAP 正、负相振幅和时程。（表4数据）2.4兴奋传导速度的测定 利用前一实验结果测定第1和第2对引导电极引导CAP起点的时间差t ，根据 S R1- R2- / t 计算出AP的传导速度。（表6）2.5测定单相动作电位（monophasic action potential，MAP） 用镊子夹伤对1对引导电极间的神经干，然后用1.0V电压，波宽0.1ms的单个方波激刺激神经干中枢端，测定末梢端MAP振幅和时程。（表4数据）2.6观察刺激强度（U）与动作电位振幅的关系 刺激波宽0.1ms，刺激电压从0.1V开始， 按步长0.01V增加，刺激电压每增加一次刺激神经干一次，并记录刺激电压和MAP振幅。（表5数据）2.7测定 KCl 处理前后 AP振幅 刺激电压1.0 V，刺激波宽0.1 ms，记录 3 mol/L KCl 处理前，处理后2min时 BAP的振幅。（表7数据）2.8测定 procaine 处理前后BAP 振幅 刺激电压1.0 V，刺激波宽0.1 ms，记录4 procain 处理前，处理后5min时 BAP 的振幅。（表8数据）3. 实验结果3.0 实验所用蟾蜍体重记录表0. 中华蟾蜍指名亚种动物编号性别体重（g）1雄1222雄673雌1164雌985雄966雌1177雌1408雌879雄8410雌84x101.10s22.12816205xs101.1022.133.1中枢端引导的BAP 刺激电压1.0 V刺激波宽0.1 ms的条件下：中枢引导时，在刺激电压1.0V，波宽0.1ms的方波刺激下，第一对引导电极正相的振幅和时程分别与负相的振幅和时程大小有显著性差异（P0.05），第二对引导电极正相的振幅和时程分别与负相的振幅和时程大小有显著性差异（P0.05）。第一、二对引导电极引导出的动作电位之间，正相与负相振幅大小均有显著性差异（P0.05），正相与负相时程长度之间均有显著性差异（P0.05）。见表1 表1. 蟾蜍坐骨神经干中枢引导的复合动作电位sampleA1chp(mV)A1chn( mV)D1chp(ms )D1chn(ms )A2chp(mV)A2chn( mV)D2chp(ms )D2chn(ms )16.423.981.132.672.541.491.572.6124.752.671.443.432.391.491.912.8934.012.431.222.43.222.391.732.444.22.641.282.514.511.432.042.6154.142.431.193.412.831.661.523.7365.582.111.553.913.052.081.533.4172.361.5271.212.771.050.941.53.3383.310.59812.122.221.821.532.2592.691.2091.422.621.7951.1241.732.59101.4530.6721.191.792.451.61.632.88x3.89 2.03 1.26 2.76 2.61 1.60 1.67 2.87 s1.50 1.04 0.16 0.65 0.92 0.42 0.18 0.48 xs3.891.502.031.041.260.162.760.652.610.921.600.421.670.182.870.483.2引导电极间距离与动作电位振幅和时程的关系末梢引导时，用刺激电压1.0V，波宽0.1ms的方波刺激，当引导电极距离为10/20/30mm时，动作电位的正相振幅和时程分别与负相振幅和时程大小均有显著性差异（P0.05）；引导电极距离10mm时动作电位的正相振幅/负相振幅与引导电极距离20mm时相比均有显著性差异（P0.05）；引导电极距离10mm时动作电位的正相振幅与引导电极距离30mm时相比有显著性差异（P0.05）。（表2、3）表2. 引导电极间距离对坐骨神经干动作电位振幅的影响(mV)sampleA10pA10nA20pA20nA30pA30n17.584.258.935.478.983.5324.562.5264.216.122.5435.692.998.886.849.598.4547.633.9712.036.712.557.0156.42.3611.335.9212.096.8965.452.277.694.827.853.7676.143.227.053.227.112.5588.380.9313.395.714.246.64910.064.0310.584.2910.963.85102.921.056.563.857.564.59x6.48 2.76 9.24 5.10 9.71 4.98 s2.03 1.17 2.50 1.22 2.67 2.09 xs6.482.032.761.179.242.505.101.229.712.674.982.09表3. 引导电极间距离对坐骨神经干动作电位时程的影响(ms)D10pD10nD20pD20nD30pD30n1.123.151.313.191.493.891.32.061.422.311.592.891.532.881.943.12.323.911.473.431.713.41.864.151.433.211.683.71.723.721.442.51.742.811.923.771.283.51.623.991.914.71.172.31.32.531.732.241.393.331.813.42.793.361.422.541.843.242.033.17x1.36 2.89 1.64 3.17 1.94 3.58 s0.13 0.51 0.22 0.51 0.38 0.69 xs1.360.132.890.511.640.223.170.511.940.383.580.693.3测定末梢端引导的双相动作电位用1.0 V电压，波宽0.1ms 的单个方波激刺激神经干中枢端，测定末梢端 BAP 正、负相振幅和时程。（表4数据）通过单相与双相动作电位的比较，我们发现单相的时程大于双相（p0.01）而振幅则取决于正向波和负向波的相位差。这进一步证实了BAP是由不对称正相波和负相波叠加而成。表4. 蟾蜍坐骨神经干双相和单相复合动作电位sampleAbp(mV)Abn(mV )Dbp(ms )Dbn(ms )Am(mV)Dm(ms)18.334.691.052.939.122.2825.112.861.21.95.633.5436.313.241.562.946.252.5547.824.081.522.757.062.3156.692.641.263.047.952.465.452.271.442.54.082.3376.143.221.283.55.452.6488.380.931.172.39.363910.644.291.53.9610.433.42102.921.051.422.542.612.41x6.78 2.93 1.34 2.84 6.79 2.69 s2.14 1.27 0.17 0.59 2.47 0.47 xs6.782.142.931.271.340.172.840.596.792.472.690.473.4兴奋传导速度的测定AP的传导速度为23.716.61（表6）表6. 蟾蜍坐骨神经干阈刺激、最大刺激和传导速度sampleUth(V)Umax(V)V(m/s )10.220.927.0320.290.8921.7430.320.823.5340.42128.1750.250.8629.8560.230.6719.0570.220.917.8680.30.7335.7190.280.5813.07 100.480.9621.05x0.30 0.83 23.71 S0.09 0.13 6.61 xs0.300.090.830.1323.716.613.5测定单相动作电位用镊子夹伤对1对引导电极间的神经干，然后用1.0V电压，波宽0.1ms的单个方波激刺激神经干中枢端，测定末梢端MAP振幅和时程。夹伤神经后，测定得的末梢单相动作电位振幅与时程相较双相动作电位均有显著性差异(P0.05)。（表4数据）表4. 蟾蜍坐骨神经干双相和单相复合动作电位sampleAbp(mV)Abn(mV )Dbp(ms )Dbn(ms )Am(mV)Dm(ms)18.334.691.052.939.122.2825.112.861.21.95.633.5436.313.241.562.946.252.5547.824.081.522.757.062.3156.692.641.263.047.952.465.452.271.442.54.082.3376.143.221.283.55.452.6488.380.931.172.39.363910.644.291.53.9610.433.42102.921.051.422.542.612.41x6.78 2.93 1.34 2.84 6.79 2.69 s2.14 1.27 0.17 0.59 2.47 0.47 xs6.782.142.931.271.340.172.840.596.792.472.690.473.6观察刺激强度（U）与动作电位振幅的关系刺激波宽0.1ms，刺激电压从0.1V开始， 按步长0.01V增加，刺激电压每增加一次刺激神经干一次，并记录刺激电压和MAP振幅。（表5、图5）可见在一定范围内动作电位振幅随刺激电压的增大而增大，到达一定值后不再增大。阈刺激为0.3V，最大刺激为1.35V。表5. 刺激强度与动作电位振幅的关系UA000.0500.100.1500.200.2500.30.170.350.530.41.580.452.480.53.330.554.050.64.570.655.130.75.370.755.620.85.940.856.180.96.420.956.6716.841.056.921.17.051.157.111.27.211.257.241.37.251.357.341.47.361.457.38图5. 刺激强度与动作电位振幅的关系3.7测定 KCl 处理前后 AP振幅刺激电压1.0 V，刺激波宽0.1 ms，记录 3 mol/L KCl 处理前，处理后2min时 BAP的振幅。（表7数据）正相振幅及负相振幅处理前处理后有显著差距。（p0.05）表7. 3mol KCl 对坐骨神经干动作电位振幅和时程的影响sampleAKp(mV)AKn(mV )control2mincontrol2min13.995.1130.29341.8323.251.0140.58662.373.191.575083.243.372.250.476x2.86 3.73 1.96 0.34 S0.95 0.92 0.86 0.26 xs2.860.953.730.921.960.860.340.263.8 测定 procaine 处理前后BAP 振幅刺激电压1.0 V，刺激波宽0.1 ms，记录4 procain 处理前，处理后5min时 BAP 的振幅。（表8数据）正相振幅及负相振幅处理前处理后有显著差距。（p0.05）表8.4% procaine 对坐骨神经干动作电位振幅和时程的影响sampleApp(mV)Apn(mV )control5mincontrol5min18.49.045.093.44311.7213.0974.6746.386.742.171.18565.317.172.562.3972.414.181.290.9498.499.054.050.476105.345.622.041.099x6.86 7.84 3.46 2.03 s2.98 2.90 2.03 1.54 xs6.862.987.842.903.462.032.031.544讨论4.1刺激伪迹是给与神经细胞刺激时由于刺激的机械作用引起的膜电势的变化。由于膜上离子通道的开放需要时间，因此刺激伪迹的起点到动作电位的起点显示了离子通道从接受刺激到开始开放的时间。一般第一个出现的波为伪迹,因为干扰因素不可能完全排除,所以伪迹也不能完全去除，而且第一个波较小,对整体波形影响不大,故可识别为伪迹。14.2蛙类坐骨神经干以A类纤维为主，传导速度大约3040m/s。24.3神经纤维只有在其