Внутриклеточное отведение потенциалов действия от мышечного волокна

СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ ЛЯГУШКИ

 

Возбуждение это сложный физико-химический процесс, в результате которого происходит кратковременное изменение электрического потенциала мембраны, которое называется потенциалом действия. Для внутриклеточных отведений потенциалов действия используют стеклянные микроэлектроды с диаметром кончика меньше микрона.

Для работы необходимы: установка для микроэлектродных исследований, микроманипулятор, влажная камера, набор препаровальных инструментов, заранее заготовленные и заполненные ЗМ раствором КСl стеклянные микроэлектроды для внутриклеточных отведений.

Объект исследования – лягушка.

Проведение работы. Готовят нервно-мышечный препарат, помещают его во влажную камеру, фиксируя мышцу в растянутом состоянии. Закрепление микроэлектрода на катодном повторителе и введение электрода в одиночное волокно осуществляют так же, как описано в работе 8. Вводят микроэлектрод внутрь волокна, ориентируясь на возникновение скачка потенциала. После того как электрод будет введен в волокно, переводят осциллограф в ждущий режим работы (до этого момента осциллограф должен работать в непрерывном режиме при внутреннем запуске развертки). Все это необходимо для того, чтобы иметь возможность следить за появлением скачка потенциала при проколе микроэлектродом мембраны мышечного волокна. Подают импульс синхронизации от стимулятора на вход «внешнего запуска» осциллографа. Помещают двигательный нерв на стимулирующие электроды и подключают их к выходу стимулятора. Нанося на нерв вначале одиночные, а затем ритмические стимулы, подбирают их амплитуду и наблюдают на экране осциллографа возникающие потенциалы. Меняя частоту стимуляции, следят за характером наступающих при этом изменений.

Результаты работы и их оформление. Запишите в протоколе опыта наблюдаемые на экране осциллографа изменения. По калибровочным отметкам измерьте амплитуду и длительность полученных потенциалов. Сравните наблюдаемые явления с записями, представленными на рис. 87, А.

 

 

Р а б о т а  10

ВНЕКЛЕТОЧНОЕ ОТВЕДЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛА

ДЕЙСТВИЯ ОТ НЕЙРОНОВ КОРЫ

БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ КРЫСЫ

 

Потенциалы действия можно зарегистрировать при внеклеточном отведении, когда отводящий электрод располагают вблизи от одиночной клетки или группы клеток. Для внекле-

 

Рис. 87. Внутриклеточные и внеклеточные отведения потенциалов

мышечных и нервных клеток:

 

А – внутриклеточное отведение потенциалов от одиночного мышечного волокна поперечно-полосатой мышцы (по А. И. Шаповалову): 1 – артефакт раздражения; 2 – потенциал концевой пластинки; 3 – потенциал действия мышечного волокна (частота стимуляции увеличивается от верхней к нижней записи); Б – внутриклеточное отведение потенциалов от пирамидного нейрона V слоя коры головного мозга кошки: 1 – момент стимуляции седалищного нерва; 2 – деполяризация мембраны клетки; 3 – гиперполяризация мембраны клетки; 4 – возбуждающий постсинаптический потенциал; 5 – потенциал действия; 6 – следовой деполяризационный потенциал; В – тормозной постсинаптический потенциал нервной клетки; Г, Д – внеклеточные отведения ритмических разрядов нейронов коры

больших полушарий головного мозга кошки

 

 

точного отведения можно использовать как металлические, так и стеклянные микроэлектроды диаметром около 5 мкм. Для усиления потенциалов применяют усилитель переменного тока, при этом отводящие электроды могут быть подключены непосредственно к входу усилителя (без катодного повторителя).

Для работы необходимы: установка для микроэлектродных исследований, осциллограф, стереотаксический прибор с микроманипулятором, установка для искусственного дыхания, набор хирургических инструментов и материалов, микроэлектроды для внеклеточных отведений, 2%-ный раствор новокаина, миорелаксин.

Объект исследования – крыса.

Проведение работы. Перед началом эксперимента крысе внутримышечно вводят миорелаксин в дозе 5–7 мг/кг и немедленно переводят ее на искусственное дыхание. Обездвиженное животное фиксируют в стереотаксисе. Для обезболивания в мягкие ткани над черепом вводят 2%-ный раствор новокаина, затем удаляют мягкие ткани и надкостницу и производят трепанацию черепа в области сенсомоторной коры. Вскрывают твердую мозговую оболочку так, чтобы обнажить поверхность коры больших полушарий. С помощью микроманипулятора кремальерой грубого перемещения по вертикали подводят электрод к поверхности коры и начинают медленно погружать его в мозг, пользуясь кремальерой микрометрического механизма.

При этом катодный осциллограф должен работать в режиме внутреннего запуска. В период поиска разряжающихся нейронов следует пользоваться медленной разверткой, а когда нейрон (или группа нейронов) будет найден, включать быструю развертку. Если в процессе однократного прохождения электродом коры на глубину 1–1,5 мм «работающий» нейрон не будет найден, всю процедуру следует повторить.

Результаты работы и их оформление. Зарисуйте схему установки и опишите принцип ее действия. Проанализируйте качественные и количественные характеристики потенциала действия. Зарисуйте полученные кривые.

 

Р а б о т а  11