生理设计性实验

生理设计性实验

不同浓度的钾离子对神经干动作电位传导速度的影响

【实验目的】

测定并观察不同浓度的钾离子对神经干动作电位传导速度的影响

【实验原理】

1.兴奋在神经干上的传导有一定的速度，且可以受到细胞外液中钾离子的影

响，而动作电位去极化的速度是影响动作电位传导速度的重要因素且受膜电位的影响。

2.细胞的静息电位约等于细胞外液钾离子的平衡电位，所以钾离子浓度的变化

可影响静息电位。

3.用不同浓度的钾离子处理神经干并测出其传导速度，使之与正常情况下作比

较可得出不同浓度钾离子对传导速度的影响。

【器材与药品】

药品：

NaCl, KCl（0.002mol/l 、0.001mol/l 、0.0015mol/l 、0.0025 mol/l、

0.003mol/l ），任氏液。

器材：

蛙类手术器械一套。生物信号采集处理系统，神经标本屏蔽盒，滤纸片，丝线，培养皿

【实验对象】

蟾蜍

【方法步骤】

1.试剂配制

对照组：

S: 任氏液

实验组：

A: 0.001mol/l KCl + 任氏液

B: 0.0015mol/l KCl + 任氏液

C: 0.0025mol/l KCl + 任氏液

D: 0.003mol/l KCl + 任氏液

2.蟾蜍神经干标本制备及处理

㈠取10只体重大小相近的健康蟾蜍，用水冲洗干净备用。

a.破坏脑脊髓

b.去除躯干上部及内脏

c.剥皮、清洁器具、分离两腿

d. 坐骨神经腓神经标本的制备

㈡将20个坐骨神经腓神经标本随机平均分为a~e共5组，每组内随机从1~4编号。将每组坐骨神经标本分别放入试剂S、A、B、C、D中。

3.仪器标本连接

1.将神经干屏蔽盒上的两对记录电极的引导线输入至计算机上的1通道和2

通道

2.打开电源→启动BL-420生物机能实验系统→弹出BL- 420菜单条→单击实

验项目→肌肉神经系统实验→神经干兴奋传导速度测定。

4.速度测定及数据处理

1. 测量S组中四条神经干的动作电位传导速度并求平均值，即为S组的原

始速度v0，并记录。

2.将S放回标准任氏液中，重复此方法依次测出A~D组的速度v1-4，记录

数据。

3.比较v0-4大小关系与其钾离子浓度高低之间的联系。

【预计结果】

1.实验数据表明标准任氏液中的S组前后速度基本不变，而降低钾离子浓度处

理后的A、B组速度加快，并且浓度越低速度越快。

2.高浓度钾离子任氏液处理后的C、D组速度减慢，且浓度越高速度越慢。

3.钾离子浓度高达一定值时则不再传播动作电位。

【结果分析】

(1) 神经干上神经纤维的静息电位接近K离子的平衡电位，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。

实验说明在一定范围内低浓度的钾离子会增加神经干动作电位的传导速

度，而一定范围内高浓度的钾离子会降低神经干动作电位的传导速度，过

高浓度的钾离子则会使神经干丧失传播动作电位的能力。

（2）一般认为高浓度钾离子溶液的作用机制有俩方面：一方面，高渗透压导致神经脱水，神经纤维脱水后，直径变小，电阻变大，从而导致其传导动作电位的机能下降，甚至出现神经传导阻滞。另一方面，由于胞外钾离子浓度大，增导致静息电位变小，使得静息电位到阈电位的电位差增大，从而达到阈电位的时间将增长，传导速度变慢；反之，胞外钾离子浓度减小，小静息电位到阈电位的电位差减少，从而达到阈电位的时间将减少，即速度加快

【注意事项】

1.实验蟾蜍坐骨神经腓神经干标本制作应足够长。

2.分离过程中避免污染神经干，保持神经干的兴奋性。

3.动作电位传导速度测量应尽量减少误差。

【参考文献】

1．朱大年主编。生理学。第7版。北京：人民卫生出版社，2010：25,95-96。

2. 刘永年主编。医学机能学实验教程。北京大学医学出版社，2008：47-55

3. 金春华主编。机能实验学。北京：科学出版社，2006：123-124。