坐骨神经神经冲动传导速度的测定
大鼠坐骨神经传导速度测定的方法学考察
姚鸿萍＊，封卫毅#，魏友霞，董海燕（西安交通大学医学院第一附属医院药学部，西安市 710061）
中图分类号 R965.2
文献标识码 A
文章编号 1001-040（8 2011）01-0018-03
摘 要 目的：比较 3 种测定大鼠外周运动神经传导速度（MNCV）方法的结果。方法：采用在体直接测定、在体间接测定、离体直 接测定考察正常大鼠坐骨神经 MNCV 值，并将研究结果在链脲佐菌素引起的糖尿病模型大鼠以及用降糖药格列奇特进行治疗的 模型大鼠上进行验证。结果：在体间接测定和离体直接测定正常大鼠坐骨神经 MNCV 值均与在体直接测定值有显著性相关关系 （r＝0.832 8、0.978 1，P＜0.01）；在体直接测定和在体间接测定模型大鼠坐骨神经 MNCV 值有相关关系（r＝0.879 7，P＜0.05）。结 论：3 种方法测得的大鼠 MNCV 值间均具有一致性，均能反映 MNCV 的变化情况。 关键词 神经传导速度；在体直接测定；在体间接测定；离体直接测定；大鼠；糖尿病模型
S1
S1：坐骨切迹处刺激电极
S（2 R1）：踝关节处刺激或记录电极
E
R2：足趾第一骨间肌肉处记录电极
S（2 R1） E
E：参考电极
R2
图 1 大鼠 MNCV 测定部位图 Fig 1 The determination site of MNCV in rats
用波宽 0.1 ms 的单脉冲方波刺激，逐渐增大刺激强度，可 以从记录电极上开始记录到双相的复合动作电位，逐渐减小 刺激强度，所记录的复合动作电位逐渐消失，反复调整刺激强 度，以复合动作电位出现或消失时的刺激强度为刺激阈值，记 录刺激阈值。以 1.5 倍阈值作为刺激强度进行测定，并记录测 定的肌电图或神经电位图，每 2 个刺激之间间隔 5 s 以上。将 双相复合动作电位的峰值至峰谷之间的电位值作为波幅值。 严格控制室温（20±0.5）℃，保持大鼠体温 37 ℃。计算机记录 刺激开始到动作电位出现的时间作为兴奋信号的传导时间， 重复测定 7～10 次，计算平均值。将大鼠后足以自然肢体状态 与脊柱成 45°夹角向斜后方拉直，沿坐骨神经经过部位和方 向，在大鼠体表准确测定刺激电极至记录电极之间的距离。 代入公式：MNCV（m·s－1）＝刺激电极与记录电极间的距离/传 导时间，计算测定部位的 MNCV。 2.2.2 在体间接测定：将直接测定方法中的刺激电极和记录 电极均作为刺激电极，于大鼠足趾第一骨间肌肉处用双针电 极记录，参考电极放置方法、刺激参数、记录方法及其他条件 同在体直接测定（见图 1）。计算机分别记录兴奋传导潜伏 期。重复测定 7～10 次，计算平均值。分别准确测定大鼠体表 2 刺激电极到记录电极之间的距离。代入公式：MNCV（m· s－1）＝2 刺激电极与记录电极之间距离差/2 刺激电极与记录电 极之间潜伏期之差，计算 MNCV。 2.2.3 离体直接测定：进行 MNCV 在体直接测定之后，标记电 极放置部位。剪开坐骨结节处和踝关节坐骨神经经过部位的 皮肤，小心分离坐骨神经，将电极对分别置于在体测定时所标 记部位的坐骨神经干上，闭合手术部位皮肤。以坐骨结节部 位电极对为刺激电极，远端电极为负极；踝关节部位电极作为 记录电极；参考电极置于刺激电极与记录电极之间、与记录电 极相距 1 cm 处的皮下（见图 1）。刺激参数、记录方法及其他实 验条件控制与在体直接测定相同，计算机记录神经冲动传导 时间。重复测定 7～10 次，计算平均值。然后分离坐骨神经， 测定刺激电极到记录电极之间的坐骨神经长度。代入公式： MNCV（m·s－1）＝刺激电极与记录电极间的坐骨神经长度/神 经传导时间，计算刺激电极与记录电极间的 MNCV。
【实验报告】骨骼肌的单收缩与复合收缩及神经干动作电位、神经冲动传导速度、神经干不应期的测定
实验二：骨骼肌的单收缩与复合收缩及神经干动作电位、神经冲动传导速度、神经干不应期的测定实验人：同组人：【实验目的】✧了解肌肉收缩过程的时相变化✧观察刺激强度和频率对骨骼肌收缩形式的影响✧掌握离体神经干动作电位的细胞外记录法及其基本波形的判断和测量。
✧掌握神经干动作电位传导速度及其不应期的测定方法。
【实验原理】✧骨骼肌的单收缩与复合收缩肌肉兴奋的外在表现是收缩。
当其受到一个阈上强度的刺激时，爆发一次动作电位，迅速发生一次收缩反应，叫单收缩。
单收缩曲线分为潜伏期、收缩期、舒张期三个时期。
在一定范围内，肌肉收缩的幅度随刺激强度的增加而增大。
当相继受到两个以上同等强度的阈上刺激时，因频率不同，下一次刺激可能落在前一刺激所引起的单收缩的不同时期内，造成：✓几个分离的单收缩：频率低于单收缩频率，间隔大于单收缩时间✓收缩的总和（强直收缩）：不完全强直收缩：后一收缩发生在前一收缩的舒张期完全强直收缩：后一收缩发生在前一收缩的收缩期内，各收缩不能分开，肌肉维持稳定的收缩状态。
✧神经干动作电位、神经冲动传导速度、神经干不应期的测定⏹神经干是由许多神经纤维组成的，神经兴奋的标志是动作电位。
在一定范围内神经干动作电位的幅度随刺激强度的增加而增大，这是由于各神经纤维兴奋性的不同，虽然每条纤维动作电位产生都遵守“全或无”的方式，但神经干动作电位记录到的是多个兴奋阈值、传导速度和振幅各不相同的动作电位的总和，为一个复合动作电位，所以不存在阈强度，也不表现为“全或无”的特征。
根据引导方法的不同（双极引导或单极引导），可分别得到双相、单相动作电位。
⏹动作电位在神经纤维上的传导有一定的速度。
不同类型的神经纤维其传导速度各不相同，主要取决于神经纤维的直径、有无髓鞘、环境温度等因素。
蛙类坐骨神经干传导是速度约为35-40 m/S, 神经纤维在一次兴奋过程中，其兴奋性可发生周期性变化，包括绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。
⏹为了测定神经一次兴奋之后兴奋性的变化，可先给神经施加一个条件性刺激，引起神经兴奋，然后再用一个检验性刺激在前一兴奋过程的不同时相给予刺激，检查神经对检验性刺激反应的兴奋阈值，以及所引起的动作电位的幅度变化，来判断神经组织兴奋性的变化。
牛蛙坐骨神经干复合动作电位及其传导速度、不应期测定
牛蛙坐骨神经干复合动作电位及其传导速度、不应期测定【实验原理】：（1）动作电位：用电刺激神经，在刺激电极的负极下神经纤维膜内产生去极化，当去极化达到阈电位，膜上产生一次可传导的快速电位反转，即动作电位。
（2）神经干由许多神经纤维组成。
其动作电位是以膜外记录方式记录到的复合动作电位。
经干引导所获得复合动作电位（compound action potential (CAP）与单神经纤维引导的动作电位的性质有所不同。
（3）双向动作电位：如果两个引导电极置于兴奋性正常的神经干表面，兴奋波先后通过两个电极处，便引导出两个方向相反的电位波形，称双相动作电位。
（4）单向动作电位：如果两个引导电极之间的神经纤维完全损伤，兴奋波只通过第一个引导电极，不能传至第二个引导电极，则只能引导出一个方向的电位偏向波形，称单向动作电位。
神经干受刺激后，以膜外记录方式可记录到一个双相动作电位，在两个引导电极间损伤神经其动作电位变为单相。
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，形成动作电位的负相波。
（5）刺激伪迹(Stimulus artifact)：刺激伪迹是刺激电流通过导电介质扩散至两引导电极而形成的电位差信号。
（6）动作电位传导速度的测定：（7）不应期：神经组织在接受一次刺激产生兴奋后，其兴奋性将会发生规律性的变化，依次经过绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期，然后回到正常水平。
采用两次脉冲，通过调节两次脉冲间隔，可测得坐骨神经的绝对不应期和相对不应期。
【注意事项】：①神经尽可能分离得长一些。
②标本制备时要注意保持标本的湿润。
③标本制备时尽量避免使用尖锐的器械，以免损伤神经。
④使用电刺激时，刺激强度不宜太大，否则可能导致神经的损伤。
⑤注意接地，防止干扰。
1、末梢引导：条件为刺激电压1.2V ，刺激波宽0.1ms 。
实验3神经干动作电位及神经冲动传导速度的测定-精选文档
1.观察坐骨神经干单相、双相动作电位 的基本波形，并了解其产生的基本原理。 2.学习用电生理学的方法测定蟾蜍坐骨 神经的神经冲动传导速度。
动作电位的传导 (Conduction of AP)
实 验 原 理
－＋ －＋ －＋ －＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋＋＋＋ －－－－ ＋－ ＋－ ＋－ ＋－ － － － － － － － －
局部电流
＋－ ＋－ ＋－ ＋－ － － － － － － － － －－－－ －＋ －＋ －＋ －＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ －－－－－－－－－－－－－－－
－－－－－－－－－－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ 动作电位以局部电流的形式传导， 且神经纤维的动作电位是以“全”或“无”的方式发生的。
动作电位传导速度的测定
Measurement of Conduction Velocity of AP
+
S
Δt AC ———
传导速度测定 υ=
S Δt
刺激伪迹
刺激伪迹是刺激电流通过导电介质扩散至两引导电极而形成 的电位差信号。由于膜上离子通道的开放需要时间，因此刺 激伪迹的起点到动作电位起点有一段距离。
•
•
综合分析与描述
刺激电极
引导电极
实 验 步 骤
1.保持频率为某一数值（16Hz）时观察神经干动作电位的幅度 在一定范围内随刺激强度变化而变化的现象。 2.给予神经干最大强度刺激（1.5V），观察形成的双相动作电位 波形。分别测量两个动作电位起始点的时间，求出它们的时 间差值。两对引导电极之间的距离S=10cm。 3.用镊子依次将第二对引导电极、第一对引导电极以及刺激电 极处的神经干标本夹伤，荧屏上呈现电位变化。读出不同电刺激 强度时单相动作电位幅度和电位持续时间数值。
4神经干动作电位的引导及神经兴奋传导速度的测定
4神经干动作电位的引导及神经兴奋传导速度的测定西安交通大学医学院教案, 引导蟾蜍坐骨神经动作电位，并观察其基本波形（包括双相和单相动作电位）。
, 学习和掌握神经干动作电位传导速度测定的原理和方法。
, 学习和掌握蟾蜍坐骨神经-腓神经标本制备方法。
, 复习讲解神经干动作电位和神经纤维动作电位的区别、神经干动作电位形成的过程及神经干兴奋传导速度的测定原理等。
, 制备坐骨神经—腓神经标本。
, 引导单、双相动作电位及测定兴奋传导速度。
, 神经干双相动作电位的形成机制。
, 兴奋传导速度的测定原理。
【】1. 引导蟾蜍坐骨神经动作电位，并观察其基本波形（包括双相和单相动作电位）。
2. 学习和掌握神经干动作电位传导速度测定的原理和方法。
3. 学习和掌握蟾蜍坐骨神经-腓神经标本制备方法。
【】动作电位是神经细胞兴奋的客观标志，当神经纤维或神经干受到有效刺激时，必然会产生可传导的动作电位，也称为神经冲动。
由于神经干动作电位是许多单根神经纤维动作电位的复合，所以它的特征不同于单根神经纤维的动作电位。
本实验采用离体细胞外记录法，记录神经干兴奋时两个记录电极之间的电位变化。
动作电位可沿神经纤维进行双向传导，其传导速度取决于纤维直径、内阻、有无髓鞘等因素。
通过测定动作电位传导的距离和时间，可算出动作电位在神经纤维上的传导速度。
【】1. 动物蛙或蟾蜍。
2. 试剂和药品任氏液3. 装置和器材计算机、蛙类手术器械、神经屏蔽盒、直尺、圆规、培养皿。
【】1. 神经干动作电位的引导1）制备坐骨神经-腓神经标本制备方法与制备坐骨神经-腓肠肌标本基本相同，只是当把坐骨神经游离至膝关节后，在腓肠肌一侧继续分离腓神经至足趾，用线结扎，并在结扎线远端剪断。
将制备好的坐骨神经-腓神经标本浸入盛有任氏液的培养皿内备用。
2）将神经标本置于神经屏蔽盒的电极上。
将神经的近中枢端置于刺激电极一侧，外周端置于记录电极侧。
3）进入BL-410生物信号采集、处理系统，单击菜单栏中实验项目，在肌肉、神经实验中选择神经干动作电位的引导。
实验一神经干动作电位的引导,兴奋传导速度及不应期的测定
神经干动作电位、传导速度及不应期的测定【目的和原理】神经纤维的兴奋表现为动作电位的产生和传导，神经纤维上传导的动作电位通常称为神经冲动。
在神经细胞外表面，已兴奋部位带“负电”，未兴奋部位带“正电”，用引导电极引导出此电位差，输入到示波器，则可记录到动作电位的波形。
本实验用细胞外记录法，可引导出坐骨神经的复合动作电位。
神经纤维兴奋的标志是产生一个可以传导的动作电位，它依局部电流或跳跃传导的方式沿神经纤维传导。
其传导速度取决于神经纤维的直径、内阻、有无髓鞘等因素，可用电生理学方法来记录和测量。
神经纤维在一次兴奋过程中，其兴奋性可发生周期性变化，包括绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。
本实验主要目的是学习电生理仪器的使用方法，掌握离体神经干动作电位的细胞外记录法及其基本波形的判断和测量。
掌握神经干动作电位传导速度及其不应期的测定方法，通过调整条件刺激和测试刺激之间的时间间隔，来测定坐骨神经干的绝对不应期。
【实验对象】蟾蜍或蛙。
【实验器材和药品】蛙类手术器械一套、电子刺激器、示波器（或计算机实时分析系统）、神经屏蔽盒、任氏液。
【实验步骤】1．制备坐骨神经——胫、腓神经标本操作方法详见3．8。
2．连接装置（见图8-1-1）。
3．准备仪器：（1）刺激器：调节刺激器各项参数：刺激方式连续刺激，频率16Hz，刺激强度0.5v，波宽0.1ms。
调节延迟使动作电位的图像位于示波器荧光屏的中央。
（2）示波器：灵敏度：1～2mv/cm，扫描速度：1～2ms/cm，引导电极输入到示波器的“AC”端，双边输入，刺激器的“同步输出”接示波器“外触发输入”，触发选择设置为“同步触发”。
4．观察项目：图8-1-1 神经干动作电位引导装置图（1）测量单、双相动作电位的潜伏期、时程和振幅，填入下表：（2）测算动作电位的传导速度：V=S/△t （米/秒）式中：S为R1到R3的神经干长度，以米为单位。
t为上、下线动作电位起点的时间差，以秒为单位。
蟾蜍坐骨神经干动作电位传导速度和兴奋性不应期的测定实验报告
神经干双向动作电位的引导传导速度及不应期的测定组员：陈良鹏肖瑶伍思静袁果曼罗冰清实验目的：观察蟾蜍坐骨神经动作电位的基本波形，掌握坐骨神经制备方法与引导动作电位的方法，理解与刺激和最大刺激强度的概念测定潜伏期时程和波幅，学会通过潜伏期法和潜峰法测定神经冲动的传导速度，通过测定神经干不应期理解兴奋性在兴奋过程中的变化过程。
实验对象：蟾蜍实验药品和器材:蛙类手术器械，BL-410生物信号记录分析系统，神经屏蔽盒，任氏液等。
实验原理：1、神经动作电位是神经兴奋的客观标志。
当神经受到有效刺激时，处于兴奋部位的膜外电位负于静息电位；当动作电位通过后，兴奋处的膜外电位又恢复到静息时水平。
神经干兴奋过程所发生的膜电位变化称神经复合动作电位。
如果将两个引导电极置于神经干表面时（双极引导），动作电位将先后通过两个引导电极处，可记录到两个相反的电位偏转波形，称为双向动作电位。
2、神经纤维兴奋的标志是产生一个可传播的动作电位。
测定神经干上的神经冲动的传导速度，可以了解神经的兴奋状态。
在示波器上测量动作电位传导一定距离所耗费的时间，便可计算出兴奋的传导速度。
3、神经与肌肉等可兴奋组织兴奋性在一次兴奋过程中可发生系列变化，即绝对不应期相对不应期超常期和低常期，组织的兴奋性才逐渐恢复。
为了测定神经干在兴奋过程中的兴奋性变化，可先给一个条件刺激以引起神经兴奋，然后再用另一检验性刺激，检查神经对检验性刺激反应的兴奋阈值以及所引起的动作电位（AP)幅度，即可观察到神经组织兴奋性的变化过程。
在本次实验中，主要观察的是不应期的变化，而非整个兴奋性的周期性变化。
实验对象：蟾蜍实验步骤及方法:1.坐骨神经—腓神经标本的制备。
2.将标本放入神经屏蔽盒，（注意刺激电极端为神经干的中枢端）。
3.仪器连接。
4.BL-410的操作。
实验内容：1、刺激坐骨神经时诱发产生的动作电位由在最适刺激强度时动作电位原图上进行区间测量可知，潜伏期为0.32ms，时程t1为 1.92ms ，波幅为11.08mV。
实验报告：蟾蜍坐骨神经干动作电位引导及传导速度测定
一、蟾蜍坐骨神经干动作电位引导及传导速度测定实验目的：加强理解兴奋传导的概念，掌握测定神经干动作电位传导速度的方法。
熟悉仪器设备的操作。
实验原理：通过测出示波器上动作电位传导的距离和传导所需的时间，计算传导速度。
1.潜伏期法：测量第一个通道动作电位潜伏期的时间t，输入刺激电极到第一个引导电极间的距离s，v=s/t。
2.潜峰法：测量两个通道的动作电位波峰间的时间差和两对引导电极间的距离，v=(s2-s1)/(t2-t1)。
实验步骤：1.制备坐骨神经-腓神经标本，放入神经屏蔽盒。
2.连接仪器，引导动作电位波形。
3.剪裁编辑图形，计算传导速度。
实验结果：1.图形2.计算S=10mm, t=0.33ms, v=10mm/0.33ms=33m/s分析讨论：1. 当刺激端和记录端离得较远时，引导的复合动作电位波形会发生什么改变，为什么？2.用什么方法可使复合动作电位传导速度的测量更准确？实验结论：神经干动作电位的传导速度为33m/s.二、兴奋性不应期的测定实验目的：了解测定不应期的方法和原理，并加深对兴奋性在兴奋过程中的变化过程的理解。
实验原理：神经纤维受到适宜刺激后，产生兴奋，即动作电位。
一次兴奋产生后，必须经绝对不应期、相对不应期、超常期等变化后，兴奋性才能恢复。
本实验通过生物电放大器引导并记录神经干复合动作电位，验证和测量动作电位的不应期。
先给一个条件刺激，再用另一个检验刺激在兴奋的不同时期给予刺激，检查兴奋未阈值及所引起动作电位的幅度。
实验步骤：1．制备坐骨神经-腓神经标本，并浸在任氏液中约5分钟，待其兴奋性稳定后实验。
2.连接仪器，设置实验参数，观察并测量神经干的不应期。
实验结果：（见图）分析讨论：1.为什么要先引导神经纤维的单向复合动作电位，然后再测量其兴奋性的不应期？2.神经干不应期与单根神经纤维的不应期有何不同？实验结论：兴奋性的不应期包括绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期。
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坐骨神经神经冲动传导速度的测定
XXX,YYY,ZZZ
(版权所有，仅限个人)
一、实验目的：
1．学习、巩固蟾蜍坐骨神经干标本的制备方法。
2．进一步学习电刺激器、计算机处理系统的使用方法。
3．了解神经干动作电位传导速度测定的基本原理和方法以及电路原理。
二、实验原理：
（1）神经冲动传导速度：
神经纤维的生理特性之一是具有高度的传导性。
不同类型的神经纤维传导速度不同，其传导速度主要受神经纤维的直径、内阻及有无髓鞘的影响。
如测得神经冲动在神经干上传导的距离与时间，可根据速度（v）＝距离（s）／时间（t）求出神经冲动传导速度。
两栖类的坐骨神经是混合神经，包含多种粗细不等的神经纤维，其直径约为3-29μm。
坐骨神经中以A类纤维为主，传导速度约为35-40m/s。
三、实验器材与试剂：
（一）实验动物及器材：
蟾蜍、常用蛙类手术器械（如：毁髓针、剪刀、解剖刀等）、蛙板、玻璃划针、固定针、培养皿、滴管、棉花、粗棉线、刺激电极、神经屏蔽盒、数据采集系统等。
（二）实验试剂：任氏液。
四、实验方法与步骤：
1、制备神经干标本：
按照实验一中的操作方法将蟾蜍毁髓处死、去除躯干上部和内脏、剥皮、均分两后肢。
然后将两后肢放入任氏液中浸泡。
约30~40s后，取出一侧后肢，固定在蛙板上。
制备坐骨神经神经干要求将白色的坐骨神经完全、单独地分离出来，不留任何肌肉或骨。
2、神经冲动传导速度的测定：
测得神经冲动在神经干上传导的距离与时间，可根据速度（v）＝距离（s）／时间（t）求出神经冲动传导速度。
两栖类的坐骨神经是混合神经，包含多种粗细不等的神经纤维，其直径约为3-29μm。
坐骨神经中以A类纤维为主，传导速度约为35-40m/s。
【图一】两电极之间的距离：2.05cm，穿导时：50.00us，传导速度：410m/s
【图二】两电极之间的距离：2.05cm，穿导时：50.00us，传导速度：410m/s
【图三】两电极之间的距离：2.05cm，穿导时：50.00us，传导速度：410m/s
【图四】两电极之间的距离：2.05cm，穿导时：50.00us，传导速度：410m/s
分析：
图一至图四可知：
（1）神经干的传导速度约为410m/s。
（2）神经干的传导速度与刺激强度无关。
资料显示：两栖类的坐骨神经中以A类纤维为主，坐骨神经传导速度约为35-40m/s，而实验测得的速度为理论值的10倍。
原因之一可能是过多的任氏液导电所
致。
原因之二可能是实验中所用的神经干直径约为0.8mm，远较资料中的
材料粗从而使阻抗下降，传导速度上升。
五、注意事项：
1.坐骨神经的后端有分支，要取一直延伸到脚踝的主干。
主干采得越长越好。
2.一定要将神经干粗端放于刺激电极一侧。
（实验中没注意这点。
）
3.如果发现动作电位图形倒置，将引导电极位置交换即可。
4.标本应平直地放在电极上与电极密切接触。
5.制备的神经干要不断用任氏液润湿，绝不可让其发干，以致神经机能受损。
但要用滤
纸吸去过多的任氏液，以防短路。
六、思考题：
1、为什么实验要求两对引导电极之间的距离愈远愈好？
答：距离远可以减少互相干扰（如短路）的机会，从而使两个刺激的时间间隔准确，在测定神经冲动传导速度时，利于提高实验精度。
七、实验小结：
通过本次实验，我组同学巩固了蟾蜍坐骨神经干标本的制备方法，实验中还了解了神经干动作电位传导速度测定的基本原理和方法以及电路原理；对蟾蜍神经干的传导速度进行了测定，分析了实验值与文献值差异的原因。
基本上达到了本次实验的目的和要求。