ZL-620B虚实结合版生物信号采集系统采用一体化设计原则,同时集成了可移动实验平台、医学信号采集系统、呼吸系统、测温系统、照明系统以及虚拟仿真实验系统等。帮助科研工作者获取更客观的实验数据,研究人员、老师和学生可以通过该虚实结合版生物信号采集系统观察到各种生物机体内或离体器官中探测到的生物电信号以及张力、压力、温度等生物非电信号的波形,从而对生物肌体在不同的生理或药理实验条件下所发生的机能变化加以记录与分析。
【实验目的】
通过本实验的观察,加深理解神经-肌肉接头兴奋的传递过程。
【实验原理】
神经-肌肉接头处是由接头前膜、接头后膜和它们之间的接头间隙三部分组成。运动神经纤维到达骨骼肌细胞时,其末梢失去髓鞘,嵌入肌细胞膜。当动作电位到达神经末梢时,接头前膜的电压门控Ca2+离子通道打开,可引起大量Ca2+由胞外进入。接头前膜将乙酰胆碱分子释放到接头间隙。乙酰胆碱通过接头间隙到达接头后膜(终板膜)时,立即与接头后膜上乙酰胆碱受体(N受体)通道蛋白质结合,使通道开放,允许Na+、K+等通过,但以N a+内流为主,因而引起终板膜静息电位减小,即产生终板膜的去较化,称为终板电位。一次终析电位一般都大于相邻肌膜阈电位的3~4倍,所以它很*引起邻近肌细胞膜爆发动作电位,也就是引起骨骼肌细胞的兴奋。本实验既要引导神经的动作电位,又要记录肌肉的收缩,从而证明神经冲动通过肌接头的化学传递引起肌肉的收缩。
【实验对象】
蟾蜍。
【实验器材】
蛙类解剖手术器材、蛙钉、林格液、箭毒、腓肠肌固定屏蔽盒、微调固定器、张力换能器和ZL-620生物信号采集处理系统等。
【方法和步骤】
1. 制备蟾蜍离体坐骨神经腓肠肌标本(标本两端均扎线),浸入林格液备用(制备方法见“实验一”)。
2. 实验装置
(1) 将离体坐骨神经腓肠肌标本固定在屏蔽盒中。
(2) 腓肠肌的跟腱结扎线固定在张力换能器的簧片上。
(3) 坐骨神经放在刺激、接地、引导电极上,保持神经与电极接触良好。刺激电极与引导电极间的接地电极接地,引导电极引导神经干动作电位。
(4) 打开计算机,启动ZL-620生理信号采集处理系统。点击ZL-620菜单“实验/常用生理学实验”,选择“神经-肌接头兴奋的传递和阻滞”。设置ZL-620放大器、采样和刺激器参数(表2-6-1),刺激模式也可采用单刺激、串刺激。
表2-6-1 ZL-620放大器、采样和刺激器参数表
采样参数 | 刺激器参数 | ||||
显示方式 | 示波器或记录仪 | 刺激模式 | 自动幅度调节 | ||
采样间隔 | 20us | 主周期 | 5s | ||
X轴显示压缩比 | 20~100:1 | 波宽 | 0.1ms | ||
通道 | 通道2 | 通道3 | 通道4 | 幅度 | 0.5V |
DC/AC | AC | DC | 记录刺激标记 | 间隔 | 50ms |
处理名称 | 动作电位 | 张力 | 刺激标记 | 脉冲数 | 1 |
放大倍数 | 200~1000 | 50~100 | 5~50 | 延时 | 1ms |
Y轴压缩比 | 4:1 | 4:1 | 64:1 | 周期数 | 连续 |
3. 实验观察
(1) 观察腓肠肌的收缩活动:用2~5S的主周期刺激坐骨神经,观察腓肠肌的单收缩曲线、神经干动作电位波形和刺激标记以及三者之间的时间关系,计算从动作电位起点到肌肉收缩起点的时差。
(2) N受体阻断剂的作用:在腓肠肌的两端给予肌内注射箭毒各0.1ml(1mg)。并用浸泡有箭毒的薄层棉花盖于腓肠肌上,每隔60s刺激坐骨神经一次,观察多少分钟后只出现神经干动作电位,而不出现腓肠肌收缩,为什么?
【实验结果】
将观察到的结果打印输出或描画上报告上。
【思考题】
N受体阻断剂起作用后,有无办法又使腓肠肌收缩?