神經(jīng)干動作電位、傳導(dǎo)速度和不應(yīng)期的測定

1、實驗三 神經(jīng)干動作電位、傳導(dǎo)速度和不應(yīng)期的測定,Via 哈爾濱醫(yī)科大學(xué) 葉燦,一 、RP和AP,二、閾值,三、動作電位傳導(dǎo),四、神經(jīng)細胞興奮性,五、實驗理論,六、制作坐骨神經(jīng)-腓腸神經(jīng)標(biāo)本,七、連接實驗裝置,八、觀察神經(jīng)干AP,九、測定神經(jīng)干AP傳導(dǎo)速度,十、觀察神經(jīng)干興奮性變化,（一）靜息電位 RP1.概念：細胞在未受刺激時(靜息狀態(tài)下),存在于細胞膜內(nèi)外的電位差。,一 、三種電位,（一）靜息電位 RP,2.產(chǎn)生機制,安靜

2、時細胞膜對Na的少量通透性,Em（RP）,1.概念：在靜息電位的基礎(chǔ)上，細胞受到一個適當(dāng)?shù)拇碳ず螅淠る娢凰l(fā)生的一次可擴布、迅速的、短暫的波動。,一 、三種電位,（二）動作電位 AP,（二）動作電位 AP,2.幾個概念,極化 去極化反極化 超射復(fù)極化超極化 低射,3.幾個時相,局部電位：點火峰電位：升支、降支后電位：負后電位 正后電位,（二）動作電位 AP,4.產(chǎn)生機制,AP

3、上升支,AP下降支,（二）動作電位 AP,4.產(chǎn)生機制,（二）動作電位 AP,5.三大特點,（1）“全或無” ：幅度不隨刺激強度增加而增大 二.閾值（2）可傳播性:不減衰傳導(dǎo)(幅度波形不變) 三.AP傳導(dǎo)（3）有不應(yīng)期:因而鋒電位之間不發(fā)生融合或疊加 四.細胞興奮性,一 、三種電位,（三）局部電位,1.概念：閾下刺激引起的低于閾電位的去極化稱局部電位。,2.特點：(1)

4、不具有“全或無”現(xiàn)象。其幅值可隨刺激強度的增加而增大。(2)其幅值隨著傳播距離的增加而減小。(3)具有總和效應(yīng)：時間性和空間性總和。。,二、閾值,1.概念：閾值 :刺激的持續(xù)時間固定,引起 細胞或組織發(fā)生反應(yīng)(產(chǎn)生AP)的 最小刺激強度,2.局部電位——引火，比如EPP 閾值——燃點 動作電位——火,3.達到閾值：全或無 未達閾值：隨刺激增大而增強,三、動作電位傳導(dǎo)

5、,1.無髓鞘神經(jīng)纖維：局部電流,三、動作電位傳導(dǎo),2.有髓鞘神經(jīng)纖維：局部電流發(fā)生在郎飛結(jié)間的 跳躍式傳導(dǎo),三、動作電位傳導(dǎo),四、神經(jīng)細胞興奮性,1.四個時相絕對不應(yīng)期相對不應(yīng)期超常期低常期,,3.Q：在超常期和低常期鈉離子通道都已經(jīng)完全復(fù)活， 為什么超常期的興奮性更高？,A:因為細胞的興奮性除了和離子通道活性有關(guān)外，還和當(dāng)時的膜電位有關(guān)。超常期膜電

6、位略高于靜息電位，有一定的去極化基礎(chǔ)。而低常期膜電位低于靜息電位，是超極化抑制狀態(tài)。,2.Q：在相對不應(yīng)期給一個閾上刺激，動作電位會呈現(xiàn)“全或無”特征嗎？,A：不會。因為在相對不應(yīng)期，鈉離子通道未全部復(fù)活，所以得到的動作電位幅度略小。,五、實驗理論,1.神經(jīng)干,1.神經(jīng)干 即"神經(jīng)纖維束“ 即不同神經(jīng)纖維由神經(jīng)纖維束被膜包裹的白色組織 又可被稱為"人體內(nèi)的導(dǎo)線"。 基本上神經(jīng)干都是混合

7、神經(jīng)纖維束，包含了傳入神經(jīng)纖維、傳出神經(jīng)纖維以及混合纖維。 因此神經(jīng)干[主要神經(jīng)纖維束]當(dāng)?shù)竭_不同組織器官的時候就會分出與組織器官相對應(yīng)的纖維，就像樹干分支，由此被稱為“神經(jīng)干。,2.神經(jīng)干動作電位特點,單根神經(jīng)纖維的動作電位具有“全或無”現(xiàn)象， 而神經(jīng)干是由許多粗細不等的有髓和無髓神經(jīng)纖維組成， 故神經(jīng)干動作電位與單根神經(jīng)纖維的動作電位不同， 它是一種由許多神經(jīng)纖維動作電位合成的綜合性電位變化，是一種復(fù)合

8、動作電位。,不完全符合“全或無”原則,2.神經(jīng)干動作電位特點不完全符合“全或無”原則,本實驗采用的是細胞外記錄動作電位的方法， 與細胞內(nèi)記錄也不同。 所以，神經(jīng)干動作電位的幅度在一定范圍內(nèi)可隨刺激強度的增加而增大。,3.雙向電位,將兩個引導(dǎo)電極置于正常完整的神經(jīng)干表面， 當(dāng)神經(jīng)干一端受刺激興奮后， 興奮波（動作電位）會向未興奮處傳導(dǎo)， 先后通過兩個引導(dǎo)電極時，便可記錄到兩個方向相反的電位

9、偏轉(zhuǎn)波形， 此稱為雙相動作電位（biphasic action potential）。,,3.雙向電位,3.雙向電位,3.雙向電位,4.單相電位,神經(jīng)干動作電位的傳導(dǎo)，要求神經(jīng)在結(jié)構(gòu)和功能上是完整的， 如果將兩個引導(dǎo)電極之間的神經(jīng)組織損傷（或麻醉、低溫處理等），即破壞了神經(jīng)結(jié)構(gòu)上的連續(xù)性或功能上的完整性，可以阻滯動作電位的傳導(dǎo)， 興奮波只能通過第一個引導(dǎo)電極，不能傳導(dǎo)至第二個引導(dǎo)電極。 這樣就

10、只能記錄到一個方向的電位偏轉(zhuǎn)波形，此稱為單相動作電位（monophasic action potential）。,,,,,,,,,,,興奮區(qū),,,檢流計,損傷區(qū),細胞外引導(dǎo)電極,,如將兩個引導(dǎo)電極之間的神經(jīng)麻醉或損傷，動作電位只能通過第一個電極引導(dǎo)出來，它只有一個方向的電位偏轉(zhuǎn)，稱為單相動作電位。,4.單相電位,5.刺激偽跡,刺激偽跡是刺激電流通過導(dǎo)電介質(zhì)擴散至兩引導(dǎo)電極而形成的電位差信號。 由于膜上離子通道的開放需要時間，因

11、此刺激偽跡的起點到動作電位起點有一段距離。,,,,,6.動作電位記錄方法,細胞內(nèi)記錄(跨膜電位),細胞外記錄（兩點電位差）,6.動作電位的記錄方法,,細胞內(nèi)記錄（單向動作電位）,細胞外記錄（雙向動作電位）,,六、制作坐骨神經(jīng)-腓腸神經(jīng)標(biāo)本,1.坐骨神經(jīng)的走行,蟾蜍蛙類手術(shù)器械、任氏液、蛙板、培養(yǎng)皿,2.材料,六、制作坐骨神經(jīng)-腓腸神經(jīng)標(biāo)本,3. 制備過程,1.1 毀腦脊髓 1.2 剪除軀干上部及內(nèi)臟 1.3 剝皮（之后洗

12、凈雙手和用過的全部手術(shù)器械）1.4 完成坐骨神經(jīng)標(biāo)本 1.4.1 分離兩腿 1.4.2 游離坐骨神經(jīng) 1.4.3 完成坐骨神經(jīng)標(biāo)本,六、制作坐骨神經(jīng)-腓腸神經(jīng)標(biāo)本,3. 制備過程,向上分離坐骨神經(jīng) 至脊柱根部， 向下分離內(nèi)側(cè)的脛神經(jīng)和外側(cè)的腓神經(jīng)至踝關(guān)節(jié)。 結(jié)扎坐骨神經(jīng)干的脊柱端及脛、腓神經(jīng)的足端，游離神經(jīng)干。 提起兩端結(jié)扎線，將神經(jīng)干標(biāo)本放入任氏液中備用。,六、制作坐骨神經(jīng)-腓腸神經(jīng)標(biāo)本,3. 制備過程,標(biāo)本腹

13、面向上，用玻璃分針分離脊柱兩側(cè)神經(jīng)叢，用線在近脊柱處結(jié)扎，剪斷神經(jīng)；,六、制作坐骨神經(jīng)-腓腸神經(jīng)標(biāo)本,3. 制備過程,標(biāo)本腹面向上，用玻璃分針分離脊柱兩側(cè)神經(jīng)叢，用線在近脊柱處結(jié)扎，剪斷神經(jīng)；,3. 制備過程,六、制作坐骨神經(jīng)-腓腸神經(jīng)標(biāo)本,將神經(jīng)干從腹面移向背面。標(biāo)本背面向上固定，從大腿至跟腱分離坐骨神經(jīng)。,3. 制備過程,六、制作坐骨神經(jīng)-腓腸神經(jīng)標(biāo)本,將神經(jīng)干從腹面移向背面。標(biāo)本背面向上固定，從大腿至跟腱分離坐骨神經(jīng)。,4.注意事

14、項,六、制作坐骨神經(jīng)-腓腸神經(jīng)標(biāo)本,(1)分離神經(jīng)時，一定要用玻璃分針，不能隨便用刀、剪進行操作。(2)不能過分牽拉神經(jīng)，以免造成損傷。(3) 標(biāo)本制備過程中應(yīng)適當(dāng)?shù)赜萌问弦簼駶櫂?biāo)本。,(4)在制備坐骨神經(jīng)-腓/脛神經(jīng)標(biāo)本時，盡可能使其長些，最好達10厘米以上；(5)神經(jīng)干應(yīng)平直地置于電極之上，兩端不可與屏蔽盒接觸，也不可把神經(jīng)干兩端纏繞于電極之上，兩端任其自然懸空,七、連接實驗裝置,神經(jīng)屏蔽盒、動作電位引導(dǎo)線、刺激輸出線、生物信

15、號采集處理儀等。,S+ S- E R1 - R1+ R2- R2+,刺激電極,s+ s_,引導(dǎo)電極,r1 r1’r2 r2’,接地電極,七、連接實驗裝置,,,坐骨神經(jīng)干放置于神經(jīng)標(biāo)本屏蔽盒內(nèi)神經(jīng)標(biāo)本屏蔽盒 與RM6240系統(tǒng)連接,RM6240C微機生物信號處理系統(tǒng),神經(jīng)干標(biāo)本盒。,S+ S- E R1 - R1+ R2-

16、R2+,神經(jīng)干標(biāo)本盒兩對引導(dǎo)電極分別接微機生物信號處理系統(tǒng)1、2通道,七、連接實驗裝置,八、觀察神經(jīng)干AP,1.測量坐骨神經(jīng)干的閾強度、最適刺激強度：調(diào)整刺激強度從0v遞增，求得閾強度、最適刺激強度。,2.在最適刺激強度下，觀察動作電位形狀，測量其時程及幅度。,,,九、測定神經(jīng)干AP傳導(dǎo)速度,點擊“刺激”按鈕在兩個通道分別記錄一個完整的動作電位記錄波形。退出記錄狀態(tài)，進入分析狀態(tài)。用鼠標(biāo)測量兩個動作電位峰頂?shù)臅r間差傳導(dǎo)速度即為

17、2/時間差,,,,,,,－,+,,,,,S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Δt,,刺激器,輸入通道,R1- Rr1+ R2- R2+,九、測定神經(jīng)干AP傳導(dǎo)速度,十、觀察神經(jīng)干興奮性變化,點擊“刺激”按鈕，出現(xiàn)兩個動作電位。相對不應(yīng)期：縮短刺激間隔，到AP2幅度剛剛變小， 第二次刺激落在了神經(jīng)干某一些神經(jīng) 細胞的不應(yīng)期內(nèi)