1、 设计小组：2011 级五年（3）班第 3 小组小组成员：屈国新 刘沛东 李政奇 刘楚颖 石艳萍不同浓度的钾离子对神经干动作电位传导速度的影响宋珍珍 孙淑媛实验基本原理和目的：根据文献报道： 生物体的正常活动必须在适宜的理化环境里才能维持，一旦适宜的理化环境被干扰或破坏掉，生物体的生命活动就会受到影响。当细胞所处的理化环境改变，细胞接受刺激产生兴奋，而神经干又是由许多神经纤维组成，神经纤维接受刺激产生兴奋后，产生动作电位，并将以一定的速度沿神经传导。神经传导的速度可用电生理的方法精确测量，传导的快慢受多种因素的影响，本实验主要讨论不同钾离子浓度对实验的影响。钾离子对神经干的影响有以下几个方面：
2、1)在一定范围内，高浓度钾离子溶液对神经干动作电位的传导速度有减慢作用；而低浓度的钾离子浓液却有利于传导。一般认为高浓度钾离子溶液的作用机制有两方面：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。 （2）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。(3)同时，由于神经细胞处于高渗状态下，细胞内外渗透压差异变小，水份从细胞外向细胞内转移，以至细胞内外离子
3、浓度发生变化，细胞外钠离子浓度变小，细胞内钠浓度变大，细胞内外钠离子浓度差别减少，当神经细胞受刺激，产生冲动时，钠离子内流减少，而导致神经干动作电位幅值减小。相反，低浓度的钾离子浓液导致神经细胞处于低渗透状态下，水分从细胞外流入细胞内，以至细胞内外钠离子浓度发生变化，细胞外钠离子浓度变大，细胞内钠浓度变小，细胞内外钠离子浓度差别减少，当神经细胞受刺激，产生冲动时，钠离子内流增大，而导致神经干动作电位幅值增大；但低浓度的钾离子浓液对神经纤维半径影响不大。测定神经纤维兴奋传导速度的基本原理：在其他条件不变的情况下，兴奋在神经上的传导的距离与动作电位出现的潜伏期成正比。因此，根据兴奋传导的距离及此距
4、离所需要的时间可计算出兴奋在神经上传导的速度。改变溶液所处的钾离子的浓度，分别测出不同钾离子浓度下兴奋在神经上传导的速度。改变溶液所处的钾离子的浓度，分别测出不同钾离子浓度下兴奋在神经上传导的速度。通过此实验了解神经兴奋传导速度测定的基本原理及方法。实验对象：蟾蜍实验器材和药品：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，小滴瓶。任氏液，1mmol/L ，2.5mmol/L,20mmol/L,120mmol/L 氯化钾溶液。实验步骤与观察项目:一、蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本的制备标本制备方法同实验五，并将标本放在神经标本屏蔽盒的电极上。二、仪器的链接与调试连接与调试同实验
5、六。三、观察项目1.找到神经干的最适刺激强度，单击“开始” ，此时在屏幕上可见到两个动作电位的图形。2.向标本滴加任氏液，观察正常的动作电位。3.向标本滴加 2.5mmol/L KCL 溶液，观察此时动作电位。然后滴加任氏液，使动作电位恢复到正常水平。4.向标本滴加 1mmol/L KCl 溶液，观察此时的动作电位。然后滴加任氏液使动作电位恢复到正常水平。5.向标本滴加 1.5mmol/L KCL 溶液，观察此时的动作电位。然后滴加任氏液使动作电位恢复正常水平。6.向标本滴加 20mmol/L KCL 溶液，观察此时的动作电位。然后滴加任氏液使动作电位恢复正常水平。7.向标本滴加 120mmo
6、l/L KCL 溶液，观察此时的动作电位。然后滴加任氏液使动作电位恢复正常水平。8.单击窗口“测量” ，建立光标，依据实验六所示的方法测量不同条件下的动作电位传导的速度。技术线路：制备标本记录正常动作电位滴加 2.5mmol/L KCL 溶液，记录此时动作电位滴加任氏液，恢复正常动作电位滴加 1mmol/L KCL 溶液，观察此时动作电位滴加任氏液，恢复正常动作电位滴加 1.5mmol/L KCL 溶液，观察此时动作电位滴加任氏液，恢复正常动作电位滴加 20mmol/L KCL 溶液，观察此时动作电位滴加任氏液，恢复正常动作电位滴加 120mmol/L KCL 溶液，观察此时动作电位滴加任氏液
7、，恢复正常动作电位测量不同条件下的动作电位传导速度。预期结果：（1）.向标本中滴加 2.5mmol/L KCL 溶液后，产生的动作电位基本与正常动作电位相同，且传导速度与其相差不大。（2）.向标本中滴加 1mmol/L，1.5mmol/L KCL 溶液后，产生的动作电位幅度增大，且传导速度加快。（3）.向标本中滴加 20mmol/L KCL 溶液后，产生的动作电位幅值减小，且传导速度减慢。（4）.向标本中滴加 120mmol/L KCL 溶液后，几乎不产生动作电位，传导速度几乎为零。实验分析：（1）.向标本滴加 1mmol/L 和 1.5mmol/L KCL 溶液，由于蟾蜍细胞外液钾离子浓度减
8、小，是的静息电位增大，细胞去极化速度加快，兴奋部位与未兴奋部位之间的电位差增大，局部电流传导速度增大，故动作电位与传导速度增大。（2）.向标本滴加 2.5mmol/L KCL 溶液，由于其钾离子浓度与蟾蜍细胞外液相差不大故产生的动作电位及传导速度几乎与正常时相同。（3）.向标本滴加 20mmol/L KCL 溶液，由于蟾蜍细胞外液钾离子浓度过高，细胞去极化速度减慢，且未兴奋细胞静息电位数值减小，兴奋部位与未兴奋部位之间的极化速度减慢，局部电流传导速度减慢，故动作电位减小。（4）.向标本滴加 120mmol/L KCL 溶液，由于其细胞外液钾离子浓度与细胞内液相差不大，细胞受到外界刺激时，内流的
9、钠离子不足以使细胞去极化而是使膜内外电位差产生明显改变，几乎不产生动作电位，则传导速度为零。实验结论：低浓度钾离子可使神经干动作电位传导速度增大，而高浓度钾离子可使神经干动作电位传导速度减慢。参考文献：(1).祁金顺 尚改萍 李文朝 王黎敏 李俊峰. 高渗盐液对蟾蜍坐骨神经干 C 纤维动作电位的影响，中国应用生理学杂志，1995，11(1)：44-46(2)缪利英 彭炜瑛 元晓冬 . Medlab 在神经干动作电位及传导速度测定实验中的应用，杭州医学高等专科学校学报，2002，23(3)：68-70(3)生理实验指导 郑州大学基础医学院生理教研室(4)生理学 第七版 主编 朱大年(5)Http：/
