肉毒碱对神经肌肉接头处处兴奋传递的影响实验设计书
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生理实验设计实验课题:筒箭毒对神经—肌肉接头处得兴奋传递得影响实验成员:星期五下午第四实验室第二组筒箭毒对神经—肌肉接头处兴奋传递得影响实验假设筒箭毒能与乙酰胆碱竞争神经肌接头处得nm受体,使肌肉松弛。
实验原理与目得神经肌肉接头处得兴奋传递过程有三个重要得环节:一就是钙离子促进神经轴突中得囊泡膜与接头前膜发生融合而破裂;二就是囊泡中得乙酰胆碱释放到神经肌肉接头间隙;三就是乙酰胆碱与接头后膜上得受体结合,引发终板电位。
乙酰胆碱(Acetylcholine,ACh)就是一种重要得神经递质,就是连接每个运动神经元与骨骼肌之间得信使。
如果ACh得传递受阻,肌肉就不能收缩。
箭毒就是美印第安人在猎箭头部涂抹得一种毒药,它能够占用并阻塞ACh 受体得位置,能竞争性阻断ACh得去极化作用致使神经递质不能影响肌肉、能与ACh 竞争神经肌接头处得nm胆碱能受体,但不激动受体,因而使骨骼肌松弛、抗胆碱酯酶药可拮抗其肌肉松弛作用,新斯得明就是胆碱酯酶抑制剂,可通过抑制胆碱酯酶增减乙酰胆碱在肌接头间隙得浓度。
故筒箭毒过量可用适量新斯得明解救。
筒箭毒与乙酰胆碱竞争性结合乙酰胆碱受体,注射新斯得明后使突触间隙内得乙酰胆碱浓度升高而使竞争性增强,故乙酰胆碱与受体接触增多,从而使肌无力症状减弱。
本实验得目得就是探索筒箭毒对神经--肌接头处兴奋传递得影响极其相关机制;观察筒箭毒得肌松作用,分析其作用点;了解新斯得明对抗筒箭毒得作用。
实验对象大白鼠,体重250g以上实验器材与药品Powerlab一套(主机,刺激器,张力换能器),手术器械一套,小动物人工呼吸机,气管插管,棉线,大头针,铁架台,注射器0.001g%筒箭毒碱,0。
005g%新斯得明,25%乌拉坦,1。
5%普鲁卡因,生理盐水实验方法1、大鼠称重,麻醉;25%乌拉坦腹腔注射0。
5ml/100g麻醉。
然后仰卧固定于鼠手术床上,分离气管及颈外静脉,分别插入气管插管与静脉插管,准备好人工呼吸机。
肉毒杆菌毒素与抑制神经肌肉传递的探究肉毒杆菌毒素(botulinum toxin,简称BoNT)是一种极为致命的神经性毒素,能导致肉毒症的发生。
但是,BoNT在医学上也有广泛的应用,如治疗面部皱纹、手术后肌肉痉挛、头痛等疾病。
这是由于BoNT具有抑制神经肌肉传递的特性。
本文将详细探讨BoNT如何抑制神经肌肉传递。
一、BoNT如何影响神经肌肉传递在正常的神经肌肉传递中,神经元通过释放神经递质ACh使得肌肉收缩。
ACh通过结合肌肉上的ACh受体产生作用,使得肌肉细胞内的离子通道打开,进一步导致肌肉细胞兴奋和收缩。
而BoNT会干扰神经元释放ACh的过程,使得ACh无法正常释放,从而导致肌肉不再能够收缩。
具体而言,BoNT会作用于神经细胞释放ACh的前体物质和细胞膜上的蛋白,阻碍ACh的合成和释放。
另一方面,BoNT还可以结合ACh受体,导致ACh受体在肌肉细胞表面的数量减少,从而影响ACh的作用。
二、BoNT对人体的影响BoNT在医学上的应用主要是利用其阻碍神经肌肉传递的特性,从而镇静或麻痹某些肌肉,达到治疗效果。
例如,对于面部皱纹的治疗,BoNT可以作用于面部肌肉,使得肌肉放松,从而减少皱纹的出现。
对于手术后肌肉痉挛的治疗,BoNT同样能够使得肌肉放松,缓解肌肉痉挛和疼痛。
然而,BoNT也有潜在的风险和副作用。
由于BoNT导致肌肉麻痹,因此在应用过程中需要十分小心,尤其是在重复应用时。
另外,过量的应用也可能导致不良反应,如呼吸系统衰竭、心肺系统衰竭等。
三、BoNT的进一步研究对于BoNT的研究已经进行了多年,目的是进一步探究其作用机制、治疗效果和潜在风险。
研究者们试图从多个角度探索BoNT,例如从分子水平探究其作用机理、从临床实践中咨询其治疗效果、从动物实验中研究其安全性和毒理性等。
同时,研究者们还寻找其他治疗方法,以降低BoNT治疗的风险和副作用。
例如,利用小分子化合物阻碍神经肌肉传递的过程,但是这些小分子化合物的应用仍在探究之中。
A型肉毒毒素对神经和肌肉影响的效价研究目的:探讨新鲜和储存的A型肉毒毒素(BTXA)对神经及肌肉的影响,以期指导临床治疗。
方法:将27只新西兰白兔随机分成9组,选择耳前肌为注射部位。
第1组为对照组,余8组为注射组。
各注射组接受BTXA的注射,大体观察各组实验动物右耳下垂的情况;并均于注射后第5天(早期)和第12周(晚期)取注射的肌肉神经行电镜观察。
结果:大体观察结果:随储存时间的延长,兔耳下垂的时间越短。
肌肉电镜观察结果:在注射后早期(第5天),新鲜及储存的BTXA对肌肉的影响无显著性差异;在注射后晚期(第12周),新鲜及储存1~2周的BTXA比较,两者造成的肌肉萎缩程度无显著性差异,但储存3周的BTXA造成的肌肉变性程度比储存1~2周的BTXA轻。
神经电镜观察结果:BTXA注射后神经改变与上述肌肉改变同。
结论:储存1~2周的BTXA与新鲜BTXA比较,两者效价基本相同,但储存3周的BTXA效价下降显著。
并且,新鲜BTXA及储存1~2周的BTXA对神经肌肉的影响时间较储存3周的BTXA 更持久。
因此本实验建议临床上储存BTXA的时间不超过2周。
Abstract:ObjectiveThe aim of the study was to compare the effects of fresh and stored botulinum toxin A on muscle and nerve, by means of which the clinical treatment can be instructed.Methods27 New Zealand white rabbits were divided into 9 groups, and anterior auricular muscle was used for injections. Group 1 was used as the control group and the rest 8 groups were used as the injection groups. Each group received the injection of BTXA inspite of the control group. Each rabbit had weekly visual evaluation of the maximum erect static position of the right auricle. Muscles and motor nerves were harvested at 5 days (early period) and 12 weeks (late period) respectively after BTXA injection. Alterations in muscle and nerve ultrastructure were evaluated with electron microscopy.ResultsThe visual evaluation results showed that there was an overall quicker trend to return to baseline the longer the BTXA was stored.Degeneration findings in muscle after botulinum toxin injection revealed no significant difference between freshly reconstituted and stored toxin in the early period (the fifth day). When stored (for 1 and 2 weeks) toxin was used, atrophic changes in the muscle were the same as the fresh toxin at 12 weeks. Muscles of the group which was injected BTXA stored for 3 weeds had less severe degenerative findings than group which was injected with BTXA stored for 1 and 2 weeks muscles. On nerve evaluation, the changes on nerve ultrastructure shows similar degeneration as the muscle.ConclusionIt seems that stored BTXA for 1 weeks and stored BTXA for 2 weeks has the same initial potency, but the duration of action significantly decreased when BTXA was stored for 3 weeks or more. Stored (for 1 and 2 weeks) and fresh BTXA are more durable than the stored BTXA for 3 weeks. Hence, we command that the time for the storage of BTXA should better be shorter than 2 weeks.Key words: botulinum toxin A;ultrastructure;degeneration;visual studyA型肉毒毒素(botulinum toxin A,BTXA)是由专性厌氧性细菌肉毒梭菌产生的一种神经毒素[1]。
肉毒杆菌毒素对情绪的影响研究综述一提起肉毒素,最先想到的就是面部整形与医疗美容。
用于治疗面部皱纹的肉毒素注射是最常见的医疗美容手段之一,由于其见效快、损伤小及操作便捷等优势受到广泛使用。
虽然肉毒素的使用目前在临床上已相对成熟且安全,但使用不当会产生并发症和副作用。
其中最为常见的是,肉毒素注射到错误的肌肉群或从注射部位扩散,从而导致肌肉瘫痪。
肉毒素的作用不仅仅体现在身体肌肉上,有研究指出,肉毒素的使用会影响人们的情绪加工及情绪体验。
具体而言,在注射肉毒素之后,被试对与情绪表达相关的语句的加工有所改变。
在汉斯出版社《社会科学前沿》期刊中,有论文将从面部表情对情绪感受的影响、肉毒素的作用机制及肉毒素对情绪的感知的影响几个方面进行探讨并讨论其应用价值。
已有大量研究发现操控人们的面部表情可以改变其情绪体验,如面部反馈假说,改观点指出人为表现的面部表情对情绪体验具有反馈效果。
反馈指人们的面部表情不仅能够反映出其内在情绪体验还能影响其内在情绪体验,这种影响包含调节与唤起两种。
调节指面部表情能够调节由情境所诱发的情绪体验的强度,如悲伤的时候皱眉会感到更悲伤,悲伤的时候微笑则能够减弱悲伤的情绪体验。
唤起指在无外界情绪刺激的影响时,做出悲伤的面部表情真的会让人感到悲伤,做出微笑的面部表情真的会让人感到开心。
在一项功能性神经影像学研究中,有学者要求实验被试在皱眉肌接受肉毒素注射之前和两周后,在fMRI扫描仪中执行面部表情模仿任务。
被试需要模仿给定的悲伤或愤怒表情。
当人们处于悲伤、愤怒及恐惧等情绪状态时,往往都会皱起眉头,而接受肉毒素注射的皱眉肌被“冻结”后就无法皱眉了。
换言之,这种实验操作使被试无法顺利做出愤怒的表情。
对于健康人群而言,准确的表达并理解情绪很重要,肉毒素的注射可能影响他们的情绪加工能力。
但是对于抑郁症患者而言,与健康人群相比他们使用与负性情绪相关的眉间肌更为频繁,通过注射肉毒素使其无法做出皱眉的表情能否减弱其负性的情绪体验从而改善他们的抑郁症状呢?有学者研究开启了应用肉毒素来辅助治疗抑郁症的大门。
《生理学》课程实训手册前言《生理学》作为医学专业的核心课程,其实验实训环节对于培养学生的实践操作能力、理论联系实际的能力以及科学探索精神至关重要。
本实训手册旨在为学生提供一套全面、系统的生理学实验指导,通过详细的案例和操作步骤,帮助学生掌握生理学实验的基本技能和方法,加深对生理学理论知识的理解。
第一章实训准备一、实验室规则与安全须知1.实验室规则:进入实验室前需阅读并遵守实验室规则,包括着装要求、器材使用规定、实验废弃物处理等。
2.安全须知:强调实验过程中的安全防护措施,如佩戴防护眼镜、使用实验器材时避免直接接触危险物质等。
二、实验器材与试剂准备1.常用器材:介绍生理学实验中常用的器材,如显微镜、离心机、分光光度计、电子天平、手术器械等。
2.试剂准备:列出实验中所需的试剂及其配制方法,如任氏液、生理盐水等。
第二章实验项目与案例实验一:神经-肌肉接头兴奋的传递一、实验目的观察并理解神经-肌肉接头兴奋的传递过程及其机制。
二、实验原理简述神经-肌肉接头的结构和功能,以及兴奋传递的电化学过程。
三、实验材料蛙类、任氏液、刺激器、肌电图仪、手术器械等。
四、实验步骤1.制备坐骨神经-腓肠肌标本:详细步骤包括蛙的固定、剪除内脏及头胸部、剥皮、分离两腿、游离坐骨神经和腓肠肌等。
2.连接实验装置:将标本固定于实验台上,用刺激器连接坐骨神经,肌电图仪连接腓肠肌记录肌肉收缩电位。
3.给予刺激并记录:调整刺激参数,给予坐骨神经不同强度的电刺激,观察并记录腓肠肌的收缩反应及肌电图变化。
五、实验结果与分析分析不同刺激强度下腓肠肌收缩反应的差异及其原因,讨论神经-肌肉接头兴奋的传递机制。
实验二:家兔动脉血压的调节一、实验目的观察并理解神经和体液因素对动脉血压的调节作用。
二、实验原理简述心血管系统的神经调节和体液调节机制,特别是交感神经和副交感神经对血压的影响。
三、实验材料家兔、动脉插管装置、压力换能器、生物信号采集系统、手术器械等。
实验设计——肉毒杆菌毒素对神经-肌肉接头的影响肉毒杆菌毒素对神经—肌肉接头处兴奋传递的影响————实验设计实验原理:神经-肌肉接头是由接头前膜、接头后膜和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+通道打开,可引起大量Ca2+由细胞外进入接头前膜,使接头前膜将ACh释放到接头间隙。
ACh通过接头间隙到达接头后膜(终板膜)是,立即与终板膜上ACh受体(氮气受体)结合,使通道开放,允许Na+和K+等通过(以Na+为主),因而引起终板膜静息电位减小,使终板膜去极化。
一次终板电位一般都比相邻肌细胞膜阈电位大3~4倍,所以很容易引起邻近肌细胞膜爆发动作电位,引起骨骼肌细胞的兴奋。
肉毒杆菌毒素通过与胆碱能神经元的突触前膜结合,再进行细胞内吞,形成一个包裹毒素分子的酸性小泡。
此酸性小泡滞留在运动神经元的突触前膜的末端。
含有神经递质ACh的突触小泡在突触前膜上锚定、融合,以及ACh向突触间隙释放均需要一组SNARE蛋白的介导。
而肉毒杆菌毒素能特异性切割SNARE蛋白,阻止转运小泡中ACh的释放,阻断神经传递,从而引起肌肉麻痹。
实验目的:1、了解家兔的解剖结构。
2、探究肉毒杆菌毒素对神经—肌肉接头处兴奋传递的影响。
实验对象:家兔实验仪器和试剂:气管套管、换能器、动物人工呼吸机、生物信号采集处理系统、兔手术台;200g/L氨基甲酸乙酯溶液(取20g氨基甲酸乙酯与烧杯中溶解,转入100mL 容量瓶加蒸馏水至刻度线,倒入细口瓶待用),液体石蜡,10%肉杆菌毒素溶液(取1g肉毒杆菌毒素加入9mL水溶解,倒入细口瓶待用),生理盐水,乙酰胆碱溶液。
实验方法:1、手术准备(1)兔称重后,氨基甲酸乙酯5mL/kg耳缘静脉注射麻醉。
切开气管插入气管套管。
仰卧固定家兔,胫骨前肌位于胫骨内侧,皮肤切口从另一条腿膝关节向下至踝关节上(注意不要切断皮下组织的几支血管),切断横兔后肢外侧面解剖韧带(在踝关节上)然后用镊子挑起外侧最上一根肌腱,穿一线结扎,在结扎线远端的3mm处剪断肌腱,向上分离以暴漏部分胫骨前肌,立即涂以液体石蜡,加以保护。
生理学实验设计——肉毒杆菌毒素对神经-肌肉接头的影响肉毒杆菌毒素对神经—肌肉接头处兴奋传递的影响————实验设计实验原理:神经-肌肉接头是由接头前膜、接头后膜和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+通道打开,可引起大量Ca2+由细胞外进入接头前膜,使接头前膜将ACh释放到接头间隙。
ACh通过接头间隙到达接头后膜(终板膜)是,立即与终板膜上ACh受体(胆碱受体)结合,使通道开放,允许Na+和K+等通过(以Na+为主),因而引起终板膜静息电位减小,使终板膜去极化。
一次终板电位一般都比相邻肌细胞膜阈电位大3~4倍,所以很容易引起邻近肌细胞膜爆发动作电位,引起骨骼肌细胞的兴奋。
含有神经递质ACh的突触小泡在突触前膜上锚定、融合,以及ACh向突触间隙释放均需要一组SNARE蛋白的介导。
而肉毒杆菌毒素能特异性切割SNARE蛋白,阻止转运小泡中ACh的释放,阻断神经传递,从而引起肌肉麻痹。
实验目的:探究肉毒杆菌毒素对神经—肌肉接头处兴奋传递的影响。
实验对象:牛蛙实验仪器和试剂:蛙手术器械一套(包括普通剪刀、直剪、眼科剪、眼科镊子、脊髓探针和玻璃分针等)、蛙板、滴管、细线、平皿、腓肠肌固定屏蔽盒、BL-420生物功能实验系统、1%肉杆菌毒素溶液(取0.1g肉毒杆菌毒素加入9.9mL任氏液溶解,倒入细口瓶待用)、乙酰胆碱溶液(任氏液配制)、任氏液。
实验方法:1、坐骨神经-腓肠肌标本的制备(1)破坏脑和脊髓:用左手握蛙,食指压其头部前端,拇指按压背部,使头稍微下俯,无名指和小指夹住蛙身。
右手持探针从头部沿正中线向尾端触划,当触到凹陷处即枕骨大孔所在位置时,将探针垂直刺入,再将探针向前方插入颅腔,左右搅动,以彻底捣毁脑。
然后将探针退到枕骨大孔,但不拔出而是将其尖转向后插入脊髓管中,插进椎管时可感到一格一格前进的感觉,同时后肢失去紧张性,多数情况下蛙出现尿失禁。
肉毒碱对神经肌肉接头处处兴奋传递的影响实验设计书【实验原理与目的】神经肌肉接头处的兴奋传递过程有三个重要的环节:一是钙离子促进神经轴突中的囊泡膜与接头前膜发生融合而破裂;二是囊泡中的乙酰胆碱释放到神经肌肉接头间隙;三是乙酰胆碱与接头后膜上的受体结合,引发终板电位。
乙酰胆碱(Acetylcholine,ACh)是一种重要的神经递质,是连接每个运动神经元和骨骼肌之间的信使。
如果ACh的传递受阻,肌肉就不能收缩。
箭毒是美印第安人在猎箭头部涂抹的一种毒药,它能够占用并阻塞ACh 受体的位置,能竞争性阻断ACh 的去极化作用致使神经递质不能影响肌肉。
能与ACh 竞争神经肌接头处的nm胆碱能受体,但不激动受体,因而使骨骼肌松弛。
抗胆碱酯酶药可拮抗其肌肉松弛作用,新斯的明是胆碱酯酶抑制剂,可通过抑制胆碱酯酶增减乙酰胆碱在肌接头间隙的浓度。
故筒箭毒过量可用适量新斯的明解救。
筒箭毒与乙酰胆碱竞争性结合乙酰胆碱受体,注射新斯的明后使突触间隙的乙酰胆碱浓度升高而使竞争性增强,故乙酰胆碱与受体接触增多,从而使肌无力症状减弱。
本实验的目的是探索筒箭毒对神经--肌接头处兴奋传递的影响极其相关机制;观察筒箭毒的肌松作用,分析其作用点;了解新斯的明对抗筒箭毒的作用。
【实验对象】大白鼠,体重250g以上。
【实验器材和药品】Powerlab 一套(主机,刺激器,力换能器),手术器械一套,小动物人工呼吸机,气管插管,棉线,大头针,铁架台,注射器0.001g%筒箭毒碱,0.005g%新斯的明,25%乌拉坦,1.5%普鲁卡因,生理盐水【实验方法】1.大鼠称重,麻醉;25%乌拉坦腹腔注射0.5ml/100g麻醉。
然后仰卧固定于鼠手术床上,分离气管及颈外静脉,分别插入气管插管和静脉插管,准备好人工呼吸机。
数分钟后翻正反射消失,即可进行实验;2.分离坐骨神经;在髋关节后,坐骨结节凹陷处切开皮肤,钝性分离肌肉,暴露一段坐骨神经,用浸有1.5%普鲁卡因的棉线围绕坐骨神经打一个结,在坐骨神经干上做传导阻滞麻醉,排除下行干扰;3.分离腓神经;在外侧剪开皮肤,钝性分离肌肉组织,分离腓神经,神经穿线备用;4.分离胫前肌;将大鼠两前肢固定在手术台(仰卧),从后置踝关节正前方向剪开小腿皮肤,剪断踝关节前部韧带,分离胫前肌肌腱,沿胫骨分离胫前肌(注意不要损伤血管),在踝部的胫前肌肌腱处扎线,与结扎线远端切断肌腱;5.安装并设定powerlab记录肌力的chart设定文件;调定刺激器有关参数;6.连接仪器;手术操作完成后,将胫前肌与powerlab的力换能器向连接,腓神经处安放刺激电极。
最适负荷设定为10g左右。
稳定一段时间后,于给药前记录一段正常的肌肉收缩曲线;7.缓慢静脉注射0.001%筒箭毒碱0.1ml/100g,从仪器上观察肌肉收缩曲线的变化情况;8.待肌肉收缩曲线再次稳定或完全消失后,停止刺激,同时缓慢静脉注射0.005%新斯的明0.15ml/100g,观察肌肉收缩曲线的变化情况。
【预期结果】注射筒箭毒后肌肉收缩曲线幅度变小甚至消失,即肌肉处于肌无力状态,注射新斯的明后肌肉收缩曲线又基本恢复正常,即肌肉恢复正常收缩状态;【结果分析】从神经传来的兴奋,通过神经-肌肉接头传递给肌纤维膜,是以化学递质乙酰胆碱为中介进行的,其全过程可分为:(1)接头前过程.(2)神经递质在间隙的扩散.(3)接头后过程。
如果是筒箭毒作用于突触前膜,即不能释放乙酰胆碱,那么无论是否有新斯的明,后膜中均无乙酰胆碱,所以在注射新斯的明后仍然是肌无力状态,即不会出现预期结果;如果是筒箭毒作用于突触间隙,即与突触前膜释放的乙酰胆碱结合,抑制其发挥作用,那么无论是否有新斯的明,后膜中均无可发挥作用的乙酰胆碱,所以在注射新斯的明后仍然是肌无力状态,即不会出现预期结果;而如果是筒箭毒作用于突触后膜,即与乙酰胆碱竞争性结合乙酰胆碱受体,注射新斯的明后使突触间隙的乙酰胆碱浓度升高而使其竞争性增强,使乙酰胆碱与受体接触增多,从而使肌无力症状减弱,使肌肉收缩曲线幅度增强,即会出现预期结果;综上所述,假设成立。
【注意事项】1.在静脉注射筒箭毒和新斯的明时推射速度不宜过快,以免引起动物呼吸麻痹而导致其死亡,影响实验结果;当其呼吸停止时立即进行人工呼吸;2.分离神经时只能用玻璃分针,不可用金属器械或手触摸;3.分离神经时切勿伤及神经干及其分支,避免过度牵拉和其他不良刺激。
【实验流程图】【后注】翻正反射 righting reflex 亦称复位反射。
一般指动物体处于异常体位时所产生的恢复正常体位的反射。
这在高等脊椎动物的猫中表现得最为明显,而且也进行了很多研究工作。
动物首先是头部恢复正常位置,这是由于迷路感受而引起的,反射中枢在中脑。
这时躯干如果依然处于不正位置时,就发生颈肌扭曲,于是其肌梭的刺激就发出使躯干部恢复正位的第二反射(中枢分布在中脑或胸部脊髓中)。
此外,一般也与体肌肌梭感受引起反射(中枢在中脑),或与视觉性反射有关,也受皮肤的接触刺激影响。
在去大脑僵直时,这些反射全都消失。
在各种无脊椎动物中,已知许多的翻正运动是单纯的反射行为,例如在海星的翻身中,由于失去了对管足的接触刺激,便发出全管足的试探运动,这样便偶然地使最初与底面接触的腕成为先导腕,从而逐渐地完成反转。
这时与重力感觉无关,但食道神经环对各独立腕的反应具有协调的作用。
与此相反,水母类、蜗虫类、卷贝类等的平衡胞,昆虫类等的足肌牵感受器被认为是与发出翻正反应有关。
翻正反射可用于检验麻醉程度,若翻正反射消失则证明麻醉成功。
【参考文献】[1]朱大年主编.生理学(第七版).人民卫生2008.1:39-41[2]项辉等主编.生理学实验指南.科学 2008.3:177-178[3]唐四元主编.生理学.人民卫生.2006.7:28-30[4]樊小力等.生理学.人民卫生2002.7:26-28[5]克敏主编.实验生理科学教程.科学 2007.6:145-147[6]高兴亚等主编.实验生理科学教程机能实验学(第三版).科学2010.9:178-180[7]以方等主编.医学实验动物学教程.医科大学 2000.12:221-224 【相关材料】1 神经肌肉接头处的结构在神经末梢中含有大量直径约50nm的囊泡,称为接头小泡,一个囊泡约含有1万个乙酰胆碱分子。
骨骼肌的神经-肌肉接头是由接头前膜、接头间隙、接头后膜(运动终板)三部分组成。
接头前膜是运动神经末梢嵌入肌细胞膜的部位,因此,接头前膜是神经轴突的细胞膜;接头后膜,又称终板膜,是与接头前膜相对应的肌细胞膜。
它较一般的细胞膜厚,并有规律地向细胞凹陷,形成很多皱褶,增加与接头前膜的接触,有利于兴奋的传递。
在接头后膜上有与ACh特异结合的N2型乙酰胆碱受体,它们集中分布与皱褶开口处,是化学门控通道的一部分,属于阳离子通道耦联受体。
在终板膜表面还分布有胆碱酯酶,它可将ACh分解为胆碱和乙酸;接头前膜与后膜之间并不直接接触,而是被充满了细胞外液的接头间隙隔开,间隔约50nm,其含成分不明的基质。
2 神经肌肉接头处的兴奋传递过程从神经传来的兴奋,通过神经-肌肉接头传递给肌纤维膜,是以化学递质乙酰胆碱为中介进行的,其全过程可分为:(1)接头前过程.(2)神经递质在间隙的扩散.(3)接头后过程。
2.1接头前过程2.1.1乙酰胆碱的合成与贮存这是神经-肌肉接头的兴奋传递的前提。
乙酰胆碱在神经末梢中由胆碱和乙酰辅酶A在胆碱乙酰化酶的作用下合成的。
乙酰辅酶A主要来自神经末梢的线粒体,胆碱则是靠膜上的特殊载体转运到神经末梢的,其中50%是释放入接头间隙中的乙酰胆碱水解产物,被再摄取回来重复利用的。
合成与摄取回来的乙酰胆碱,均以囊泡形式包装贮存,以备释放。
2.1.2乙酰胆碱的释放 Ca2+流是诱发乙酰胆碱释放的必要环节。
当动作电位到达神经末梢时,接头前膜的去极化使电压门控Ca2+通道开放,大量Ca2+由胞外进入到突触前末梢,这些Ca2+不仅是一种电荷携带者,可抵消神经末梢的负电位,而且本身就是一种信使物质,可以触发囊泡中的乙酰胆碱以胞吐的形式释放到接头间隙中。
一次动作电位引起的Ca2+流,可导致200-300个囊泡几乎同步地完全释放出乙酰胆碱分子。
由于每个囊泡中所含的乙酰胆碱分子数相等,约5000-10000个,故这种以囊泡为单位的倾囊释放,被称为量子释放。
如果降低细胞外Ca2+浓度或用Mg2+阻断Ca2+流,动作电位到达时并不能引起乙酰胆碱释放,说明Ca2+在前膜的兴奋和乙酰胆碱递质释放过程中起偶联和触发作用。
这里Ca2+的进入量也决定囊泡释放的数量。
2.2乙酰胆碱在接头间隙的扩散乙酰胆碱在接头间隙后,经扩散与终板膜上的胆碱能受体特异性结合,触发接头后过程。
2.3接头后过程2.3.1乙酰胆碱受体及终板电位在终板膜上的N型乙酰胆碱受体,是集受体与通道为一体的一个蛋白大分子结构。
当乙酰胆碱分子与受体结合后,使受体-通道分子构象改变,通道开放,允许Na+、K+甚至少量的Ca2+通过。
由于这几种离子在细胞外分布特点,故主要是使Na+流,少量K+外流,结果是终板膜原有静息电位负值减少,向零电位靠近即出现终板膜的去极化,终板膜这种去极化电位为终板电位。
一次动作电位所引起到200~300个囊泡释放的乙酰胆碱,足以在终板膜上产生约60mV、持续1~2ms的终板电位。
而每一个囊泡释放的乙酰胆碱所引起的终板膜0.1~1mV的去极化电位,称微终板电位。
2.3.2乙酰胆碱从接头间隙的清除乙酰胆碱发挥作用后可通过3方式清除,即扩散、酶降解和再摄取。
由于多个囊泡几乎是同步释放乙酰胆碱至接头间隙,乙酰胆碱的浓度突然升高,乙酰胆碱与受体结合可引起大量化学门控通道打开,出现很快Na+、K+跨膜移动,故终板电位升高很快。
但接头间隙中的乙酰胆碱很快被突触后膜上的胆碱酯酶水解,乙酰胆碱浓度降低,递质门控通道关闭,终板电位下降,保证下次到来的神经冲动效应,被水解的产物被动地再摄取到轴突末梢,可作为再合成乙酰胆碱的原料。
2.3.3终板电位的特征及肌膜动作电位的引起终板电位属于局部电位,具有局部电位的特征,即没有“全或无”现象,其电位的大小与乙酰胆碱释放量成正相关;呈电紧性扩布,约在距终板膜2nm处基本消失;无不应期,有总和现象等。
一般记录到终板电位就是众多微终电位的总和。
由于在终板膜以外的肌膜上有电压门控Na+、K+通道的分布,当终板电位扩布到邻近的肌膜上,引起邻近肌膜去极化达阈电位水平时,便爆发肌膜上的动作电位,表现为肌细胞的兴奋。
正常情况下,一次动作电位传至运动神经末梢所释放的乙酰胆碱所引起的终板电位刺激邻近肌细胞膜,其刺激强度大约超过引起肌细胞动作电位所需阈值地3-4倍,故有很高的安全系数,即运动神经每一次神经冲动到达末梢,都能可靠地使肌细胞兴奋而诱发一次收缩。