生理学实验报告

1、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位特性 药学1102班 邵柏豪 3110104208 组员：吴晨皓 朱园润 实验时间2013年5月7日 医学院教学楼【实验目的】应用微机生物信号采集处理系统记录蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（compound action potention，CAP） ，观察刺激、神经损伤、药物对神经兴奋性、兴奋传导的影响并探讨其机制。【实验原理】动作电位：是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。动作电位由峰电位（迅速去极化上升支和迅速复极化下降支的总称）和后电位（缓慢的电位变化，包括负后电位和正后电位）组成。峰电位是动作电位的主要组成成分，因此通常意义的动作

2、电位主要指峰电位。动作电位的幅度约为90130mV，动作电位超过零电位水平约35mV，这一段称为超射。神经纤维的动作电位一般历时约0.52.0ms，可沿膜传播，又称神经冲动，即兴奋和神经冲动是动作电位意义相同。动作电位产生过程中是由钠通道激活导致钠离子内流，因此钠通道的状态必定影响细胞对于新的刺激的反应性。当钠通道由激活状态进人失活状态后，无论给予其多么强大的刺激，均不能引起其再次开放，即引起新的动作电位，这就是绝对不应期。电压门控的钾通道只有一道门、两种功能状态。安静时，是关闭状态，门是关闭的；激活时是开放状态，此时门是开放的。并且，钠离子通道的开闭，受到细胞内外钾离子浓度差的调整。当细胞内

3、钾离子浓度高于细胞外钾离子浓度，钠离子通道开启。若细胞内浓度小于等于细胞外浓度，则关闭，直接导致动作电位不能正常产生。【实验材料】实验动物 蟾蜍（中华蟾蜍指名亚种，Zhuoshan Toad）药品 任氏液、3 mol 氯化钾器材 RM6240微机生物信号处理系统（成都仪器厂）、神经干标本盒。【实验方法和步骤】 坐骨神经干制备 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 仪器连接和参数

4、 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。 仪器参数：1、2通道时间常数0.02s、滤波频率3KHz、灵敏度5mV，采样频率：100KHz，扫描速度：0.2ms/div。单刺激激方式，刺激幅度1.0V，刺激波宽0.1ms，延迟2ms，同步触发。 动作电位引导 神经干标本置于标本盒的电极上，神经与电极接触良好，调节刺激电压，记录动作电位。观察观察中枢端CAP 用1.0V电压，波宽0.1ms的单个方波激刺激神经干末梢端，观察中枢端CAP正、负向振幅(amplitude，A)和时程(duration，D)。测定双相动作电位（biphasic action potential,

5、BAP） 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BAP正、负相振幅和时程。测定阈值 用0.1V的电压刺激坐骨神经，同时观察电脑上显示的波形，逐渐增大电压，直到电脑上出现一条水平稳定的直线，记录此时的电压值，即为阈值。测定最大刺激电压 用0.5V的电压刺激坐骨神经，同时观察电脑上显示的波形，同时观察左上角的Vm参数，同时逐渐增大刺激电压，观察Vm参数数值的变化。当Vm数值的变化到达一个最大值，或在一个较大值之间来回波动，此时的电压值就是该坐骨神经的最大刺激电压。传导速度测定 用1.0V电压，波宽0.1ms的单个方波激刺激神经干中枢端，测定第1和第2对引导电极引导C

6、AP起点的时间差t ，根据 S R1- R2- / t 计算出AP的传导速度。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。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0.05V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。测定KCl处理前后MAP振幅 刺激电压1.0V，刺激波宽0.1ms，记录 3 mol/L KCl 处理前，处理后5min时MAP的振幅。【实

7、验数据记录和处理】 在处理实验数据时，剔除了明显存在误差，或者蟾蜍坐骨神经兴奋性明显不同于正常蟾蜍，所测得实验数据。（第3组和第4组）表1 蟾蜍坐骨神经干的阈刺激、最大刺激和传导速度sampleUth(V)Umax(V)V(m/s )10.26139.2220.220.8560.0150.290.7647.6260.2250.7533.3370.21.244.4480.1450.537.7490.190.7166.67100.190.5342.55x0.22 0.79 46.45 s0.04 0.23 11.42 x±s0.22±0.040.79±0.2346.4

8、5±11.42我们组测得的是第10组数据：对应的阈值是0.19V，对应的最大刺激电压为0.53V，对应的动作电位传导速度位42.55m/s。均落在了平均值之中。（但是这里没有排除几组因为不同蟾蜍坐骨神经的兴奋性差异而导致对整个实验数据产生的影响）在刺激电压低于0.22±0.04 V时，测不到动作电位；刺激电压从0.22±0.04 V增加至0.79±0.23 V，动作电位振幅呈曲线增长，刺激电压高于0.79±0.23V动作电位振幅不再增长。A（mV)图1 刺激强度与动作电位振幅的关系U(V)0.51.01.5246表2 蟾蜍坐骨神经干双相动作电位

9、与单相动作电位sampleAp1(mv)Ap2(mV )Dp1(ms )Dp2(ms )Am(mV)Dm(ms)18.3453.373.917.363.7428.025.020.842.019.341.5512.457.780.751.5612.881.2365.363.960.872.056.81.4479.425.250.761.4211.371.27810.175.180.871.9811.111.02910.824.980.792.349.211.19107.223.660.912.4210.21.22x8.98 5.10 1.15 2.21 9.78 1.58 s2.22 1.23

10、0.90 0.77 2.05 0.89 x±s8.98±2.225.10±1.231.15±0.902.21±0.779.78±2.051.58±0.89我们组测得是第10组实验数据，同样也都落在平均值之中。（但是这里没有排除几组因为不同蟾蜍坐骨神经的兴奋性差异而导致对整个实验数据产生的影响）刺激电压1.0V，波宽0.1ms时，动作电位正相振幅（8.98±2.22 mV）显著大于负相振幅（5.10±1.23 mV）， 两者有显著性差异（ p<0.01）；动作电位正相时程（1.15±0.90

11、V）显著短于负相时程（2.21±0.77V），两者有显著性差异（p<0.01），见表2。刺激电压1.0V时，单相动作电位振幅9.78±2.05V大于双相动作电位正相振（8.98±2.22V）（p<0.05）；单相动作时程（1.58±0.89V）显著长于双相动作电位正相（1.15±0.90）（p<0.01），见表2。表3 3mol/L KCl 对蟾蜍坐骨神经干动作电位的作用sampleKCl处理前Ac1(mv)KCl处理后At1(mv)18.261.03210.060.32512.880.9366.80.38711.370.24

12、810.211.1399.210.961010.22.63x9.87 0.95 s1.85 0.76 x±s9.87±1.850.95±0.76我们组测得是第10组实验数据，同样也都落在平均值之中。（但是这里没有排除几组因为不同蟾蜍坐骨神经的兴奋性差异而导致对整个实验数据产生的影响）刺激电压1.0V，3mol KCl处理前，动作电位振幅为9.87±1.85V ，处理后5min，动作电位振幅为0.95±0.76V ，与处理前比有显著性差异（p<0.05） ，见表3。这一现象说明了钾离子对于控制钠离子通道，存在着重要的作用。【讨论、心得】1. 刺激电压从Uth增加至Umax，神经干动作电位振幅随刺激电压增加而增高。神经干动作电位不具有“全或无”性质。坐骨神经干为不同类型的神经纤维组成，各个类型纤维的兴奋性水平不同 1，在一个有限的范围内神经干动作电位的大小与刺激的强度成比例 2 。2. 刺激蟾蜍坐骨神经干中枢端，可在其末梢端引导出动作电位，反之也然，由此可以证明离体蟾蜍坐骨神经具有双向传导兴奋的能力。3. 在两引导电极间夹伤神经，神经冲动传导被阻断，双相动作电位负相波消失，形成一相正波，于此可见，双相动作电位是神经冲动先后通过两个引导电极形成的，冲动通过第1个电极，形成动作电位的正相波，冲动通过第2个电极，形成动作电