实验1 蟾蜍坐骨神经干复合动作电位特性
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（浙江大学08级*************************）
【目的】探讨神经干双相动作电位的形成机制及影响因素。 1 材料
蟾蜍；任氏液；BB-3G 标本屏蔽盒，微机生物信号采集处理系统。 2 方法
2．1 系统连接和参数设置 RM6240多道生理信号采集处理系统与标本盒连接，1、2通道时间常数0.02s 、滤波频率3KHz 、灵敏度5mV ，采样频率100KHz ，扫描速度0.2ms/div。单刺激激模式，刺激波宽0.1ms ，延迟1ms ，同步触发。
2．2 制备蟾蜍坐骨神经干标本 蟾蜍毁脑脊髓和下肢标本制备，下肢标本仰卧置于蛙板上，分离脊柱两侧的坐骨神经，紧靠脊柱根部结扎，近中枢端剪断神经干，将神经干从骶部剪口处穿出。循股二头肌和半膜肌之间的坐骨神经沟，纵向分离坐骨神经直至腘窝胫腓神经分叉处，将腓浅神经、胫神经与腓肠肌和胫骨前肌分离。置剪刀于神经与组织之间，剪切直至跟腱并剪断跟腱和神经。剥离附着在神经干的组织，坐骨神经干标本浸入任氏液中。 2．3 实验观察
2．3．1 中枢端引导动作电位 神经干末梢端置于刺激电极处，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测定第1和第2对引导电极引导的双相动作电位正相波和负相波的振幅和时程。
2．3．2 改变引导电极距离 用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干中枢端，记录引导电极距离10mm 、20mm 、30mm 时的动作电位。分别测定上述三个引导电极距离的动作电位正相波和负相波的振幅和时程。
2．3．3 末梢端引导动作电位和测定动作电位传导速度 引导电极距离10mm ，神经干中枢端置于刺激电极处，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测定第1对引导电极引导的双相动作电位正相波和负相波的振幅和时程。分别测量两个动作电位起始点的时间差和标本盒中两对引导电极之间的距离S （应测r 1- r2 的间距），计算动作电位传导速度。 2．3．4 单相动作电位引导 用镊子在第1对引导电极之间贴近后一电极处神经夹伤，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测量单相动作电位的振幅和动作电位持续时间。测量单相动作电位的上升时间和下降时间。
2．3．5 按0.02V 步长，刺激强度从0V 开始逐步增加至动作电位不再增大止。测量动作电位振幅与刺激电压对应数据。
2．3．6 换一神经干，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，若第2对引导电极引出一双相动作电位，用一小块浸有3mol KCl溶液的滤纸片贴附在第2对引导电极后一电极处处的神经干上。记录KCl 处理前及处理后3min 第2对引导电极引导的动作电位振幅和时程。
2．3．7 用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，用一小块浸有40g/L 普鲁卡因溶液的滤纸片贴附在第1对引导电极后一电极处的神经干上。记录处理前及处理后5min 第1对引导电极引导的动作电位振幅和时程。
2．3 统计方法 结果以⎺x ±s 表示，统计采用Student t test方法。 3 结果
3．1 蟾蜍坐骨神经干的阈强度、最大刺激强度、传导速度
引导电极距离10mm ，神经干中枢端置于刺激电极处，用波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测得蟾蜍坐骨神经干的阈强度（U th ）为0.28±0.09（V ），最大刺激强度（U max ）为0.60±0.16（V ），传达速度（V ）为22.91±8.04（m/s）。可以发现，除了第6组的V 是个位数，显著小于其他组的结果，如将其删去，V=24.58±6.75，具体数据见表1。
表 1 蟾蜍坐骨神经干的阈强度、最大刺激强度、传导速度
Table 1 The threshold and maximal stimulus intensity and conduction velocity of sciatic nerve
1 2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
0.21 0.48 0.26 0.31 0.34 0.21 0.3 0.19 0.22 0.28 0.09 0.28±0.09
0.52 0.57 0.80 0.60 0.76 0.81 0.48 0.37 0.48 0.60 0.16 0.60±0.16
12.99 23.24 23.26 26.70 32.26 9.62 34.48 23.26 20.41 22.91 8.04 22.91±8.04
3．2 刺激强度与动作电位振幅
由于没有记录本组所有按0.02V 步长，刺激强度从0V 开始逐步增加至动作电位不再增大止
的数据，所以利用实验老师提供的原有数据进行绘制。结果为，刺激电压升高到0.3V 时出现AP ，电位振幅为0.17mV 。刺激电压升高到1.0V 时出现电位振幅为不在明显增加，为6.84mV 。刺激强度与动作电位振幅的关系图见图1。
图 2 蟾蜍坐骨神经干动作电位振幅与刺激强度的关系
Figure 1. The relationship between stimulus intensity and action potential amplitude of sciatic nerve
3．3 神经干中枢引导的双相动作电位正相、负相振幅及持续时间
引导电极距离10mm ，神经干中枢端置于刺激电极处，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，第1对引导电极测得正相振幅A 1chp =3.42±1.75（mV ），显著大于负相振幅A 1chn =2.12±0.99（mV ）（P
第2对引导电极测得正相振幅A 2chp =3.16±1.69（mV ），并不显著大于负相振幅A 2chn =1.84±1.28（mV ）（P
表 2 蟾蜍坐骨神经干中枢引导的双相动作电位正相、负相振幅及持续时间
Table 2 The amplitude and duration of center-conducted biphasic action potential of sciatic nerve
sample 1
A 1chp (mV) 5.76
A 1chn ( mV) 3.26
D 1chp (ms ) 1.16
D 1chn (ms ) 2.62
A 2chp (mV) 6.60
A 2chn ( mV) 2.13
D 2chp (ms ) 1.74
D 2chn (ms ) 3.18
2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
1.72 4.13 1.358 5.62 2.76 3.24 1.36 4.79 3.42 1.75 3.42±1.75
1.42 2.92 0.89 3.18 1.61 2.06 0.76 2.96 2.12 0.99 2.12±0.99▲
*
1.04 1.23 3.40 1.15 1.18 1.18 1.44 1.46 1.47 0.74 1.47±0.74
2.00 2.23 3.99 3.06 3.00 2.76 2.17 3.13 2.77 0.61 2.77±0.61
*
1.99 3.55 2.14 3.49 1.97 2.34 1.40 4.97 3.16 1.69 3.16±1.69□
0.892 2.05 4.39 1.99 2.98 1.221 0.28 0.611 1.84 1.28 1.84±1.28^ #
1.63 1.89 1.478 1.56 1.35 1.51 2.3 2.82 1.81 0.47 1.81±0.47
2.36 2.71 5.32 2.72 1.21 3.1 2.52 3.43 2.95 1.10 2.95±1.10■
注：▲P
3．4 引导电极间距离对坐骨神经干动作电位振幅、时程的影响
用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干中枢端，记录引导电极距离10mm 、20mm 、30mm 时的动作电位。分别测定上述三个引导电极距离的动作电位正相波和负相波的振幅和时程。结果发现，A 10p 显著大于A 10n ，A 20p 显著大于A 20n ，A 30p 显著大于A 30n ；A 20p 显著大于A 10p ，A 30p 也显著大于A 10p ；A 20n 显著大于A 10n ，A 30却显著小于A 20。
另外，D 10p 显著小于D 10n ，D 20p 显著小于D 20n ，D 30p 显著小于D 30n ；D 20p 显著大于D 10p ，D 30p 也显著大于D 10p ；D 20n 显著大于D 10n ，D 30也显著大于D 20。具体数据见表3、表4。
表 3 不同的引导电极间距离下双相动作电位的振幅(mV)
Table 3 The amplitude of biphasic action potential at different interelectrode distances sample 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
A 10p 9.60 7.38 10.45 4.65 9.67 9.72 7.50 7.38 10.97 8.59 2.01
A 10n 4.36 5.47 7.13 2.64 4.86 5.28 3.37 3.40 5.86 4.71 1.42
A 20p 12.38 9.31 12.60 6.05 13.78 11.31 9.65 8.38 14.63 10.90 2.77 10.90±2.77■
A 20n 8.35 5.39 8.16 3.53 8.33 5.40 4.49 3.15 8.60 6.16 2.22 6.16±2.22▲
A 30p 12.02 9.83 12.85 6.00 13.95 11.63 9.89 8.52 14.85 11.06 2.79 11.06±2.79^
A 30n 10.50 3.31 4.74 1.72 6.06 4.96 3.81 1.00 6.47 4.73 2.83 4.73±2.83● ○
8.59±2.01* 4.71±1.42#
注：*p
A 30p , ○P=0.014, vs A20n .
表 4 不同的引导电极间距离下双相动作电位的时程(ms)
Table 3 The duration of biphasic action potential at different interelectrode distances sample 1 2 3 4 5 6 7 8 9 `x S `x±s
D 10p 0.89 1.15 1.29 3.35 1.20 1.02 1.21 1.31 1.28 1.41 0.74
D 10n 2.49 2.58 2.05 4.04 2.91 2.57 2.43 2.28 2.41 2.64 0.57
D 20p 1.23 1.40 1.28 3.53 1.38 1.17 1.30 1.73 1.38 1.60 0.74 1.60±0.74# ●
D 20n 2.62 2.81 2.19 4.29 2.69 3.02 3.61 3.51 3.34 3.12 0.63 3.12±0.63■
D 30p 1.36 1.46 1.35 3.53 1.56 1.45 1.58 1.98 1.49 1.75 0.69 1.75±0.69○
D 30n 2.82 3.84 2.87 4.55 3.13 3.23 3.52 3.30 3.48 3.42 0.53 3.42±0.53▲
1.41±0.74* 2.64±0.57^
注：*p
D 10p ; ○P=0.001, vs D20p .
3．5 神经干末梢引导的双相动作电位与单相动作电位的振幅及持续时间
引导电极距离10mm ，神经干中枢端置于刺激电极处，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测得双相动作电位正相振幅A bp =8.91±2.33（mV ）显著大于负相振幅Abn=5.47±2.30（mV ）；正相持续时间D bp =1.32±0.45（mV ）显著小于负向持续时间D bn =2.68±0.58。 用镊子在第1对引导电极之间贴近后一电极处神经夹伤，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测量单相动作电位的振幅A m =9.95±3.07（mV ）与A bp 无显著性差异，持续时间D m =2.27±0.57（ms ）显著大于D bp 。
然而，观察可发现sample 1中A m 显著地比A bp 小，与总体趋势不符，删掉这个数据，A m 变显著地大于A bp （P=0.003）。
表 5 蟾蜍坐骨神经干末梢引导的相动作电位与单相动作电位的振幅及持续时间
Table 5 The amplitude and duration of ending-conducted biphasic and monophasic action potential of
sciatic nerve
sample 1 2 3 4 5 6
A bp (mV) 12.02 7.13 10.45 4.51 9.67 9.72
A bn (mV ) 10.5 4.96 7.13 3.37 4.86 5.28
D bp (ms ) 1.36 1.12 1.29 2.49 1.2 1.02
D bn (ms ) 2.82 2.7 2.05 4.05 2.91 2.57
A m (mV) 8.18 8.65 12.75 4.47 12.46 11.75
D m (ms) 1.88 1.99 2.02 3.61 2.12 2.25
7 8 9 x S x±s
7.87 7.65 11.14 8.91 2.33 8.91±2.33
3.52 3.32 6.25 5.47 2.30 5.47±2.30*
1.03 1.29 1.1 1.32 0.45 1.32±0.45
2.24 2.38 2.43 2.68 0.58 2.68±0.58#
9.75 7.45 14.07 9.95 3.07 9.95±3.07■
2.1 1.75 2.73 2.27 0.57 2.27±0.57▲
注：*p=0.003, vs Abp ; #p
3．6 单相动作电位的上升时间和下降时间 此项目试验中未测量，数据暂无。
3．7 KCl 处理前后动作电位振幅及持续时间
换一神经干，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，若第2对引导电极引出一双相动作电位，用一小块浸有3mol KCl溶液的滤纸片贴附在第2对引导电极后一电极处处的神经干上。观察到处理前后正相振幅A Kp 及正相持续时间D Kp 没有显著差异，而处理后的负向振幅A Kn =0.57±0.70（mV ）显著小于处理前的1.56±0.87（mV ）（P=0.007），处理后的负向持续时间D Kn =1.97±1.34（ms ）显著小于处理前的3.08±0.55（ms ）（P=0.013）。
表 6 3mol/L KCl对坐骨神经干动作电位振幅和时程的影响
Table 6 The amplitude and duration of biphasic action potential of sciatic nerve dealt with KCl
sample
1 2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
A Kp (mV) control 4.96 2.20 2.74 3.55 4.14 1.98 1.91 1.83 4.13 3.05 1.17
2min 5.28 2.54 2.75 3.55 2.64 1.78 2.34 1.61 4.45 2.99 1.22
A Kn (mV ) control 2.82 0.88 2.44 2.22 2.05 0.38 1.05 0.59 1.65 1.56 0.87 1.56±0.87
2min 0.00 0.66 1.00 2.22 0.43 0.22 0.45 0.19 0.00 0.57 0.70 0.57±0.70#
D Kp (ms) control 1.51 1.64 1.82 3.50 1.67 1.95 1.50 2.10 1.94 1.96 0.61 1.96±0.61
2min 1.65 1.79 1.69 3.37 1.58 2.52 1.87 2.00 2.99 2.16 0.65 2.16±0.65■
D Kn (ms ) control 3.33 2.15 2.59 4.05 2.94 3.32 3.31 3.36 2.70 3.08 0.55 3.08±0.55
2min 0.00 2.23 1.69 3.85 2.09 2.6 3.54 1.73 0.00 1.97 1.34 1.97±1.34▲
3.05±1.17 2.99±1.22*
注：*p=0.395, vs control of AKp ; #p=0.007, vs control of AKn; ■P=0.083, vs control of Dk p ; ▲P=0.013, vs control of
D Kn .
3．8 普鲁卡因处理前后动作电位振幅及持续时间
用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，用一小块浸有40g/L 普鲁卡因溶液的滤纸片贴附在第1对引导电极后一电极处的神经干上。有实验结果可知，普鲁卡因处理后正相振幅（A pp ）、正相持续时间（D pp ）、负向持续时间（D pn ）都显著大于处理之前，而负向振幅（A pn ）显著小于处理前。
表 7 40g/L普鲁卡因处理前后动作电位振幅及持续时间
Table 7 The amplitude and duration of biphasic action potential of sciatic nerve dealt with procaine
sample
1 2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
A pp (mV) control 7.21 7.23 7.47 3.72 11.19 5.46 5.72 3.45 9.40 6.76 2.51 6.76±2.51
5min 7.30 9.36 10.06 4.10 12.02 6.42 6.08 3.81 10.41 7.73 2.89 7.73±2.89*
4.84 5.17 4.42 2.22 5.91 2.11 2.91 1.95 4.64 3.80 1.50 3.80±1.50
A pn (mV ) control
5min 3.22 3.60 4.69 1.844 5.89 1.575 1.343 0.70 3.05 2.88 1.69 2.88±1.69#
0.75 1.03 1.28 3.36 0.97 1.31 1.12 1.12 1.16 1.34 0.77 1.34±0.77
D pp (ms) control
5min 0.86 1.16 1.44 3.42 1.02 1.38 1.26 1.54 1.27 1.48 0.76 1.48±0.76■
1.81 1.97 2.23 3.86 2.24 2.89 2.33 2.1 1.93 2.37 0.64 2.37±0.64
D pn (ms ) control
5min 1.99 3.61 2.47 3.98 2.44 3.69 2.33 2.89 2.17 2.84 0.74 2.84±0.74▲
注：*p=0.005, vs control of App ; #p=0.003, vs control of Ann; ■P=0.003, vs control of Dpp ; ▲P=0.014, vs control of
D pn .
3．9 双相动作电位正、负波的叠加点
按照理论分析，结合具体实验数据，可得，当最快的动作电位传达到负引导电极时，为正负波的叠加点。由此可得，电极间距离10mm 时，正、负波的叠加点在正相波起始后10(mm)/22.91(mm/ms)=0.436(ms)，同理可得电极间距离20mm 、30mm 时，正、负波的叠加点在正相波起始后0.872(ms)、1.309(ms)。 4 讨论
4．1 神经干动作电位不具有“全或无”性质
结合表1及图1可以发现，当刺激强度低于U th =0.28±0.09（V ）时，无法引发动作电位，当刺激强度介于U th 和U max =0.60±0.16（V ）之间时，随着刺激强度的增加，动作电位的振幅也随之增加，而当刺激强度高于U max 时，再增加刺激强度，动作电位的振幅便再无显著性变化，由此可得，神经干动作电位不具有“全或无”性质。这是因为实验选取的蟾蜍坐骨神
经神经干由许多神经纤维组成，故神经干动作电位与单根神经纤维稍微动作电位不同，神经干动作电位是由许多不同直径和类型的神经纤维电位叠加而成的综合性电位变化，称复合电位[1]。神经干动作电位幅度在一定范围内可随刺激强度变化而变化。将刺激的持续时间和刺激强度对时间的变化率固定，通过测定能使细胞或组织发生动作电位的最小刺激强度，即阈强度，相当于阈强度的刺激称为阈刺激，即U th [2]。当刺激强度上升的一定程度，动作电位的强度不再上升，这个强度的刺激称为最大刺激强度，即U max 。
4．2 两引导电极处兴奋的神经纤维多寡不是引起BAP 正相大于负相的主要因素
从表2与表5中可以发现，在刺激、电极间距离相同的情况下，不论是中枢引导还是末端引导，BAP 的正相振幅都大于负向振幅。由于神经纤维具有绝缘性，同时动作电位在同一个细胞上的传播是不衰减的[2]，同时坐骨神经从从中枢到末梢，其内涵神经纤维的数量会由于分支而减少，所以中枢引导时，两电极处兴奋的神经纤维数量一致，而末端引导时，正极处兴奋的神经纤维不小于负极处，由此可见，两引导电极处兴奋的神经纤维多寡不是引起BAP 正相大于负相的主要因素。
4．3 神经纤维传导速度不同不是引起BAP 正相大于负相的主要因素
从表1中可以看到，由于各种原因，大家制备的神经干的传导速度各有不同，但是不论是从表2还是表3来看（排除个别错误数据），BAP 的正相振幅都大于负向振幅。此外，由于神经干有许多神经纤维组成，不同类型的神经纤维传导速度不同，加上坐骨神经样本会由于神经纤维的分支及取样时的损伤而具有异质性，所以可以认为坐骨神经样本不同部位的神经传导速度是不一样的。在这样的基础下，可以发现，不论是改变引导电极位置（表2及表5），还是改变电极间的间距（表3），BAP 的正相振幅都大于负向振幅。所以可以说明神经纤维传导速度不同不是引起BAP 正相大于负相的主要因素。
既然4.2与4.3的讨论否定了神经纤维多寡与神经纤维传导速度不同这两种原因，那到底是什么原因造成BAP 正相大于负相呢？要说明这一现象，需要通过“迁延效应”来解释。迁延效应即即神经干兴奋后, 有一综合波长（λ），当传导一定距离后, 因各神经纤维传导速度不同，λ将拉长，即λ与传导距离有关。根据迁延效应，当兴奋通过两电极间这段距离时，第一记录点神经纤维同步兴奋数目较多，因而记录到的动作电位第一相峰值较高。由于各纤维兴奋传导速度不同，第二记录点神经纤维同步兴奋数目较少，因此记录到的动作电位的第二相峰值较低但持续时间长[3]。这个理论一可以通过对表3、表4的分析来验证（具体分析
过程见讨论4.4）。在电极间距离增大初期（约2cm ）以双相电位的抵消作用为主，复合动作电位双相峰值增大。随着距离继续增大，抵消作用减弱，表现为迁延效应的现象，第二相峰值开始减小，电位持续时间延长。
4．4 BAP是由不对称正相波和负相波叠加而成
首先，用镊子在第1对引导电极之间贴近后一电极处神经夹伤，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，双相动作电位变成了单相动作电位，这就说明了BAP 是可以拆分成正极引导的正相波和负极引导的负向波的。虽然没有测量单相动作电位的上升时间和下降时间，但是从实验中的观察发现，双相动作电位中不论是正相波还是负相波，波形的上升时间都小于下降时间；单相动作电位波形的上升时间也小于下降时间。这说明正相波和负相波是不对称的。而这种不对称也是由“迁延效应”造成的。
其次，在表5中可以发现，D m 显著大于D bp ，并且当删掉sample 1中的数据时，A m 变显著地大于A bp （P=0.003）。这说明在电极间距10mm 时，正相波与负向波的叠加区域较大，负向波的起始时间点位于正相波的峰值处之前，所以在而这融合后造成了正相波正相振幅和持续时间的减小。
然后再看表3，表4。可以发现随着电极间距离从10mm ，增加到20mm ，再增加到30mm ，动作电位正相、负相的振幅与时程均显著地增大，只有A 30n 显著地小于A 20n 。这说明随着电极间距离的加大，正相波与负向波的叠加区域逐渐减小，两者叠加造成的振幅和时程减小的影响逐渐减轻。这也从另一个角度说明了BAP 是由正相波和负相波叠加而成的。而A 30n 显著地小于A 20n 是这一变化过程中，迁延效应造成的A n 的减小超过了双相动作电位抵消减少产生的A n 的增加，也或者是电极距离从20mm 增加到30mm 时，负向波的峰值已经离开叠加区域，在迁延效应的作用下，A n 显著减小。可以证明是成立的是前一种假设。因为单相动作电位振幅（表5 Am ）显著大于双向动作电位时正相波的振幅（表3 A30p ）（P=0.012，排除表5中错误的sample 1后，P=0.006），所以电极间距离30mm 时，负向波依然抵消了一部分的正相波的峰值。图2是基于本小组数据及全班统计值的示意图。如果条件允许，进一步加大电极间距离的话，应该可以看到正负相波分离，这样就可以更好地验证这个理论。但此次试验坐骨神经的长度有限，难以达到这样的要求。10P 、20P 、30P 的波形从单相波分离出来的点就是正负波的叠加点，如图2所示。同时可见，随着电极间距离的增大，正负波的叠加点逐渐后移。叠加点的具体数值计算可见结果3.9。
图 2 3mol/L BAP是由正相波和负相波叠加而成
Figure 1. BAP is the superposition of positive wave and negative wave
注：10p 、20p 、30p 分别对应电极间距离10mm 、20mm 、30mm 时的双相波形图；m 为电极间距离10mm
时的单相波形图。
4．5 40g/L普鲁卡因处理神经干后发现，BAP 的正相振幅和时程增加，负相振幅减小而时程延长。这是由于后一电极传导阻滞造成的。因为普鲁卡因是一种麻醉药，作用于外周神经，能制止和阻滞神经冲动的产生和传递，使神经组织的膜面稳定，减少钠离于的通渗，使正常的极化与去极化交替受阻，神经冲动传递无由进行。针对本实验，后极所在处神经用普鲁卡因处理后，离子通透性下降，神经不容易兴奋，所以负相波振幅下降。结合上面4.4的讨论可知在电极间距10mm 时，正负波有明显的叠加，使得正相波的波幅和时程变小。在这个条件下，负相波的振幅下降，便会使抵消的作用减轻，从而是正相波的振幅和时程增加。同时离子通透性下降也使后电极处兴奋的神经不易回复静息电位，因而负相波时程增加。
4．6 3mol/L KCl处理神经干后发现，BAP 的正相振幅和时程没有显著变化，负相振幅和时程显著减小。理论分析，当用高浓度KCl 处理神经后，使得外膜电位升高，使细胞膜出现超极化。超极化的后果是造成在相同的刺激下，引起的Na +的内流不易到达阈电位，反而言之，这种情况下的阈刺激变高了，神经更加不容易兴奋，动作电位幅度下降；同时，胞外的高K +也使正常情况下K +外流恢复静息电位的过程受阻，总之，就会导致导致AP 传导阻滞。理论上会造成负相振幅的减少（与结果相符），负相时程增加（结果与之相反）。导致相反结果的原因分析如下：①由于恢复静息电位的过程受阻，负相波会呈现出靠近横坐标轴，但是一直不会到0的状态，但是有些组在测量时没有仔细观察就大致选定了一个点作为归零点，造成比较大的误差；②高浓度的KCl 阻断作用很明显，基本上没有负向波的出现（表6 sample
[4]
1、9），测量数值就以0计算了，自然显著地使结果变小了。负相振幅的减少理论上会造成正相振幅和时程的增加（见讨论4.5），然而实验结果是没有显著变化。这应该也是实验过程中的误差引起的，当删除表6中sample 5、8后，处理后的正相振幅便显著地大于对照了（P=0.048）。当删除表6中sample 3、4后，处理前后D kp p=0.056，进一步删除sample 5后，P=0.040，显著。这其中造成实验误差的原因有以下可能：①KCl 的处理需要时间，这段时间会造成神经干的缺水、失活，减弱了神经干的兴奋性；②各组间高浓度KCl 的处理时间不一致；③对最后波形测量出现地误差。
4．7 坐骨神经传导速度的测定
这次坐骨神经传导速度的测定选取的是两个动作电位起点作为测量点。选取这样的测量点得到的是坐骨神经最快的传导速度。不选取峰值作为测量点是因为“迁延效应”的影响，在改变电极间距离、电极位置后，动作电位的顶峰会发生迁移，比如随着电极间距离的增大，顶峰之间的距离会加大，所以无法准确测量神经的传导速度。
5．参考文献
[1] 陆源, 夏强等. 生理科学实验教程. 浙江:浙江大学出版社. 2004:211.
[2] 姚泰等. 生理学, 第2版. 北京:人民卫生出版社. 2011:41-48.
[3] 梁健, 陈芳, 熊加祥. 分析探讨神经干复合动作电位[J]. 四川生理科学杂. 2008; 30(3): 103-105.
[4] 杨世杰等. 药理学, 第2版. 北京:人民卫生出版社. 2010:179-183.
实验1 蟾蜍坐骨神经干复合动作电位特性
***，***
（浙江大学08级*************************）
【目的】探讨神经干双相动作电位的形成机制及影响因素。 1 材料
蟾蜍；任氏液；BB-3G 标本屏蔽盒，微机生物信号采集处理系统。 2 方法
2．1 系统连接和参数设置 RM6240多道生理信号采集处理系统与标本盒连接，1、2通道时间常数0.02s 、滤波频率3KHz 、灵敏度5mV ，采样频率100KHz ，扫描速度0.2ms/div。单刺激激模式，刺激波宽0.1ms ，延迟1ms ，同步触发。
2．2 制备蟾蜍坐骨神经干标本 蟾蜍毁脑脊髓和下肢标本制备，下肢标本仰卧置于蛙板上，分离脊柱两侧的坐骨神经，紧靠脊柱根部结扎，近中枢端剪断神经干，将神经干从骶部剪口处穿出。循股二头肌和半膜肌之间的坐骨神经沟，纵向分离坐骨神经直至腘窝胫腓神经分叉处，将腓浅神经、胫神经与腓肠肌和胫骨前肌分离。置剪刀于神经与组织之间，剪切直至跟腱并剪断跟腱和神经。剥离附着在神经干的组织，坐骨神经干标本浸入任氏液中。 2．3 实验观察
2．3．1 中枢端引导动作电位 神经干末梢端置于刺激电极处，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测定第1和第2对引导电极引导的双相动作电位正相波和负相波的振幅和时程。
2．3．2 改变引导电极距离 用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干中枢端，记录引导电极距离10mm 、20mm 、30mm 时的动作电位。分别测定上述三个引导电极距离的动作电位正相波和负相波的振幅和时程。
2．3．3 末梢端引导动作电位和测定动作电位传导速度 引导电极距离10mm ，神经干中枢端置于刺激电极处，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测定第1对引导电极引导的双相动作电位正相波和负相波的振幅和时程。分别测量两个动作电位起始点的时间差和标本盒中两对引导电极之间的距离S （应测r 1- r2 的间距），计算动作电位传导速度。 2．3．4 单相动作电位引导 用镊子在第1对引导电极之间贴近后一电极处神经夹伤，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测量单相动作电位的振幅和动作电位持续时间。测量单相动作电位的上升时间和下降时间。
2．3．5 按0.02V 步长，刺激强度从0V 开始逐步增加至动作电位不再增大止。测量动作电位振幅与刺激电压对应数据。
2．3．6 换一神经干，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，若第2对引导电极引出一双相动作电位，用一小块浸有3mol KCl溶液的滤纸片贴附在第2对引导电极后一电极处处的神经干上。记录KCl 处理前及处理后3min 第2对引导电极引导的动作电位振幅和时程。
2．3．7 用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，用一小块浸有40g/L 普鲁卡因溶液的滤纸片贴附在第1对引导电极后一电极处的神经干上。记录处理前及处理后5min 第1对引导电极引导的动作电位振幅和时程。
2．3 统计方法 结果以⎺x ±s 表示，统计采用Student t test方法。 3 结果
3．1 蟾蜍坐骨神经干的阈强度、最大刺激强度、传导速度
引导电极距离10mm ，神经干中枢端置于刺激电极处，用波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测得蟾蜍坐骨神经干的阈强度（U th ）为0.28±0.09（V ），最大刺激强度（U max ）为0.60±0.16（V ），传达速度（V ）为22.91±8.04（m/s）。可以发现，除了第6组的V 是个位数，显著小于其他组的结果，如将其删去，V=24.58±6.75，具体数据见表1。
表 1 蟾蜍坐骨神经干的阈强度、最大刺激强度、传导速度
Table 1 The threshold and maximal stimulus intensity and conduction velocity of sciatic nerve
1 2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
0.21 0.48 0.26 0.31 0.34 0.21 0.3 0.19 0.22 0.28 0.09 0.28±0.09
0.52 0.57 0.80 0.60 0.76 0.81 0.48 0.37 0.48 0.60 0.16 0.60±0.16
12.99 23.24 23.26 26.70 32.26 9.62 34.48 23.26 20.41 22.91 8.04 22.91±8.04
3．2 刺激强度与动作电位振幅
由于没有记录本组所有按0.02V 步长，刺激强度从0V 开始逐步增加至动作电位不再增大止
的数据，所以利用实验老师提供的原有数据进行绘制。结果为，刺激电压升高到0.3V 时出现AP ，电位振幅为0.17mV 。刺激电压升高到1.0V 时出现电位振幅为不在明显增加，为6.84mV 。刺激强度与动作电位振幅的关系图见图1。
图 2 蟾蜍坐骨神经干动作电位振幅与刺激强度的关系
Figure 1. The relationship between stimulus intensity and action potential amplitude of sciatic nerve
3．3 神经干中枢引导的双相动作电位正相、负相振幅及持续时间
引导电极距离10mm ，神经干中枢端置于刺激电极处，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，第1对引导电极测得正相振幅A 1chp =3.42±1.75（mV ），显著大于负相振幅A 1chn =2.12±0.99（mV ）（P
第2对引导电极测得正相振幅A 2chp =3.16±1.69（mV ），并不显著大于负相振幅A 2chn =1.84±1.28（mV ）（P
表 2 蟾蜍坐骨神经干中枢引导的双相动作电位正相、负相振幅及持续时间
Table 2 The amplitude and duration of center-conducted biphasic action potential of sciatic nerve
sample 1
A 1chp (mV) 5.76
A 1chn ( mV) 3.26
D 1chp (ms ) 1.16
D 1chn (ms ) 2.62
A 2chp (mV) 6.60
A 2chn ( mV) 2.13
D 2chp (ms ) 1.74
D 2chn (ms ) 3.18
2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
1.72 4.13 1.358 5.62 2.76 3.24 1.36 4.79 3.42 1.75 3.42±1.75
1.42 2.92 0.89 3.18 1.61 2.06 0.76 2.96 2.12 0.99 2.12±0.99▲
*
1.04 1.23 3.40 1.15 1.18 1.18 1.44 1.46 1.47 0.74 1.47±0.74
2.00 2.23 3.99 3.06 3.00 2.76 2.17 3.13 2.77 0.61 2.77±0.61
*
1.99 3.55 2.14 3.49 1.97 2.34 1.40 4.97 3.16 1.69 3.16±1.69□
0.892 2.05 4.39 1.99 2.98 1.221 0.28 0.611 1.84 1.28 1.84±1.28^ #
1.63 1.89 1.478 1.56 1.35 1.51 2.3 2.82 1.81 0.47 1.81±0.47
2.36 2.71 5.32 2.72 1.21 3.1 2.52 3.43 2.95 1.10 2.95±1.10■
注：▲P
3．4 引导电极间距离对坐骨神经干动作电位振幅、时程的影响
用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干中枢端，记录引导电极距离10mm 、20mm 、30mm 时的动作电位。分别测定上述三个引导电极距离的动作电位正相波和负相波的振幅和时程。结果发现，A 10p 显著大于A 10n ，A 20p 显著大于A 20n ，A 30p 显著大于A 30n ；A 20p 显著大于A 10p ，A 30p 也显著大于A 10p ；A 20n 显著大于A 10n ，A 30却显著小于A 20。
另外，D 10p 显著小于D 10n ，D 20p 显著小于D 20n ，D 30p 显著小于D 30n ；D 20p 显著大于D 10p ，D 30p 也显著大于D 10p ；D 20n 显著大于D 10n ，D 30也显著大于D 20。具体数据见表3、表4。
表 3 不同的引导电极间距离下双相动作电位的振幅(mV)
Table 3 The amplitude of biphasic action potential at different interelectrode distances sample 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
A 10p 9.60 7.38 10.45 4.65 9.67 9.72 7.50 7.38 10.97 8.59 2.01
A 10n 4.36 5.47 7.13 2.64 4.86 5.28 3.37 3.40 5.86 4.71 1.42
A 20p 12.38 9.31 12.60 6.05 13.78 11.31 9.65 8.38 14.63 10.90 2.77 10.90±2.77■
A 20n 8.35 5.39 8.16 3.53 8.33 5.40 4.49 3.15 8.60 6.16 2.22 6.16±2.22▲
A 30p 12.02 9.83 12.85 6.00 13.95 11.63 9.89 8.52 14.85 11.06 2.79 11.06±2.79^
A 30n 10.50 3.31 4.74 1.72 6.06 4.96 3.81 1.00 6.47 4.73 2.83 4.73±2.83● ○
8.59±2.01* 4.71±1.42#
注：*p
A 30p , ○P=0.014, vs A20n .
表 4 不同的引导电极间距离下双相动作电位的时程(ms)
Table 3 The duration of biphasic action potential at different interelectrode distances sample 1 2 3 4 5 6 7 8 9 `x S `x±s
D 10p 0.89 1.15 1.29 3.35 1.20 1.02 1.21 1.31 1.28 1.41 0.74
D 10n 2.49 2.58 2.05 4.04 2.91 2.57 2.43 2.28 2.41 2.64 0.57
D 20p 1.23 1.40 1.28 3.53 1.38 1.17 1.30 1.73 1.38 1.60 0.74 1.60±0.74# ●
D 20n 2.62 2.81 2.19 4.29 2.69 3.02 3.61 3.51 3.34 3.12 0.63 3.12±0.63■
D 30p 1.36 1.46 1.35 3.53 1.56 1.45 1.58 1.98 1.49 1.75 0.69 1.75±0.69○
D 30n 2.82 3.84 2.87 4.55 3.13 3.23 3.52 3.30 3.48 3.42 0.53 3.42±0.53▲
1.41±0.74* 2.64±0.57^
注：*p
D 10p ; ○P=0.001, vs D20p .
3．5 神经干末梢引导的双相动作电位与单相动作电位的振幅及持续时间
引导电极距离10mm ，神经干中枢端置于刺激电极处，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测得双相动作电位正相振幅A bp =8.91±2.33（mV ）显著大于负相振幅Abn=5.47±2.30（mV ）；正相持续时间D bp =1.32±0.45（mV ）显著小于负向持续时间D bn =2.68±0.58。 用镊子在第1对引导电极之间贴近后一电极处神经夹伤，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，测量单相动作电位的振幅A m =9.95±3.07（mV ）与A bp 无显著性差异，持续时间D m =2.27±0.57（ms ）显著大于D bp 。
然而，观察可发现sample 1中A m 显著地比A bp 小，与总体趋势不符，删掉这个数据，A m 变显著地大于A bp （P=0.003）。
表 5 蟾蜍坐骨神经干末梢引导的相动作电位与单相动作电位的振幅及持续时间
Table 5 The amplitude and duration of ending-conducted biphasic and monophasic action potential of
sciatic nerve
sample 1 2 3 4 5 6
A bp (mV) 12.02 7.13 10.45 4.51 9.67 9.72
A bn (mV ) 10.5 4.96 7.13 3.37 4.86 5.28
D bp (ms ) 1.36 1.12 1.29 2.49 1.2 1.02
D bn (ms ) 2.82 2.7 2.05 4.05 2.91 2.57
A m (mV) 8.18 8.65 12.75 4.47 12.46 11.75
D m (ms) 1.88 1.99 2.02 3.61 2.12 2.25
7 8 9 x S x±s
7.87 7.65 11.14 8.91 2.33 8.91±2.33
3.52 3.32 6.25 5.47 2.30 5.47±2.30*
1.03 1.29 1.1 1.32 0.45 1.32±0.45
2.24 2.38 2.43 2.68 0.58 2.68±0.58#
9.75 7.45 14.07 9.95 3.07 9.95±3.07■
2.1 1.75 2.73 2.27 0.57 2.27±0.57▲
注：*p=0.003, vs Abp ; #p
3．6 单相动作电位的上升时间和下降时间 此项目试验中未测量，数据暂无。
3．7 KCl 处理前后动作电位振幅及持续时间
换一神经干，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，若第2对引导电极引出一双相动作电位，用一小块浸有3mol KCl溶液的滤纸片贴附在第2对引导电极后一电极处处的神经干上。观察到处理前后正相振幅A Kp 及正相持续时间D Kp 没有显著差异，而处理后的负向振幅A Kn =0.57±0.70（mV ）显著小于处理前的1.56±0.87（mV ）（P=0.007），处理后的负向持续时间D Kn =1.97±1.34（ms ）显著小于处理前的3.08±0.55（ms ）（P=0.013）。
表 6 3mol/L KCl对坐骨神经干动作电位振幅和时程的影响
Table 6 The amplitude and duration of biphasic action potential of sciatic nerve dealt with KCl
sample
1 2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
A Kp (mV) control 4.96 2.20 2.74 3.55 4.14 1.98 1.91 1.83 4.13 3.05 1.17
2min 5.28 2.54 2.75 3.55 2.64 1.78 2.34 1.61 4.45 2.99 1.22
A Kn (mV ) control 2.82 0.88 2.44 2.22 2.05 0.38 1.05 0.59 1.65 1.56 0.87 1.56±0.87
2min 0.00 0.66 1.00 2.22 0.43 0.22 0.45 0.19 0.00 0.57 0.70 0.57±0.70#
D Kp (ms) control 1.51 1.64 1.82 3.50 1.67 1.95 1.50 2.10 1.94 1.96 0.61 1.96±0.61
2min 1.65 1.79 1.69 3.37 1.58 2.52 1.87 2.00 2.99 2.16 0.65 2.16±0.65■
D Kn (ms ) control 3.33 2.15 2.59 4.05 2.94 3.32 3.31 3.36 2.70 3.08 0.55 3.08±0.55
2min 0.00 2.23 1.69 3.85 2.09 2.6 3.54 1.73 0.00 1.97 1.34 1.97±1.34▲
3.05±1.17 2.99±1.22*
注：*p=0.395, vs control of AKp ; #p=0.007, vs control of AKn; ■P=0.083, vs control of Dk p ; ▲P=0.013, vs control of
D Kn .
3．8 普鲁卡因处理前后动作电位振幅及持续时间
用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，用一小块浸有40g/L 普鲁卡因溶液的滤纸片贴附在第1对引导电极后一电极处的神经干上。有实验结果可知，普鲁卡因处理后正相振幅（A pp ）、正相持续时间（D pp ）、负向持续时间（D pn ）都显著大于处理之前，而负向振幅（A pn ）显著小于处理前。
表 7 40g/L普鲁卡因处理前后动作电位振幅及持续时间
Table 7 The amplitude and duration of biphasic action potential of sciatic nerve dealt with procaine
sample
1 2 3 4 5 6 7 8 9 x S x±s
A pp (mV) control 7.21 7.23 7.47 3.72 11.19 5.46 5.72 3.45 9.40 6.76 2.51 6.76±2.51
5min 7.30 9.36 10.06 4.10 12.02 6.42 6.08 3.81 10.41 7.73 2.89 7.73±2.89*
4.84 5.17 4.42 2.22 5.91 2.11 2.91 1.95 4.64 3.80 1.50 3.80±1.50
A pn (mV ) control
5min 3.22 3.60 4.69 1.844 5.89 1.575 1.343 0.70 3.05 2.88 1.69 2.88±1.69#
0.75 1.03 1.28 3.36 0.97 1.31 1.12 1.12 1.16 1.34 0.77 1.34±0.77
D pp (ms) control
5min 0.86 1.16 1.44 3.42 1.02 1.38 1.26 1.54 1.27 1.48 0.76 1.48±0.76■
1.81 1.97 2.23 3.86 2.24 2.89 2.33 2.1 1.93 2.37 0.64 2.37±0.64
D pn (ms ) control
5min 1.99 3.61 2.47 3.98 2.44 3.69 2.33 2.89 2.17 2.84 0.74 2.84±0.74▲
注：*p=0.005, vs control of App ; #p=0.003, vs control of Ann; ■P=0.003, vs control of Dpp ; ▲P=0.014, vs control of
D pn .
3．9 双相动作电位正、负波的叠加点
按照理论分析，结合具体实验数据，可得，当最快的动作电位传达到负引导电极时，为正负波的叠加点。由此可得，电极间距离10mm 时，正、负波的叠加点在正相波起始后10(mm)/22.91(mm/ms)=0.436(ms)，同理可得电极间距离20mm 、30mm 时，正、负波的叠加点在正相波起始后0.872(ms)、1.309(ms)。 4 讨论
4．1 神经干动作电位不具有“全或无”性质
结合表1及图1可以发现，当刺激强度低于U th =0.28±0.09（V ）时，无法引发动作电位，当刺激强度介于U th 和U max =0.60±0.16（V ）之间时，随着刺激强度的增加，动作电位的振幅也随之增加，而当刺激强度高于U max 时，再增加刺激强度，动作电位的振幅便再无显著性变化，由此可得，神经干动作电位不具有“全或无”性质。这是因为实验选取的蟾蜍坐骨神
经神经干由许多神经纤维组成，故神经干动作电位与单根神经纤维稍微动作电位不同，神经干动作电位是由许多不同直径和类型的神经纤维电位叠加而成的综合性电位变化，称复合电位[1]。神经干动作电位幅度在一定范围内可随刺激强度变化而变化。将刺激的持续时间和刺激强度对时间的变化率固定，通过测定能使细胞或组织发生动作电位的最小刺激强度，即阈强度，相当于阈强度的刺激称为阈刺激，即U th [2]。当刺激强度上升的一定程度，动作电位的强度不再上升，这个强度的刺激称为最大刺激强度，即U max 。
4．2 两引导电极处兴奋的神经纤维多寡不是引起BAP 正相大于负相的主要因素
从表2与表5中可以发现，在刺激、电极间距离相同的情况下，不论是中枢引导还是末端引导，BAP 的正相振幅都大于负向振幅。由于神经纤维具有绝缘性，同时动作电位在同一个细胞上的传播是不衰减的[2]，同时坐骨神经从从中枢到末梢，其内涵神经纤维的数量会由于分支而减少，所以中枢引导时，两电极处兴奋的神经纤维数量一致，而末端引导时，正极处兴奋的神经纤维不小于负极处，由此可见，两引导电极处兴奋的神经纤维多寡不是引起BAP 正相大于负相的主要因素。
4．3 神经纤维传导速度不同不是引起BAP 正相大于负相的主要因素
从表1中可以看到，由于各种原因，大家制备的神经干的传导速度各有不同，但是不论是从表2还是表3来看（排除个别错误数据），BAP 的正相振幅都大于负向振幅。此外，由于神经干有许多神经纤维组成，不同类型的神经纤维传导速度不同，加上坐骨神经样本会由于神经纤维的分支及取样时的损伤而具有异质性，所以可以认为坐骨神经样本不同部位的神经传导速度是不一样的。在这样的基础下，可以发现，不论是改变引导电极位置（表2及表5），还是改变电极间的间距（表3），BAP 的正相振幅都大于负向振幅。所以可以说明神经纤维传导速度不同不是引起BAP 正相大于负相的主要因素。
既然4.2与4.3的讨论否定了神经纤维多寡与神经纤维传导速度不同这两种原因，那到底是什么原因造成BAP 正相大于负相呢？要说明这一现象，需要通过“迁延效应”来解释。迁延效应即即神经干兴奋后, 有一综合波长（λ），当传导一定距离后, 因各神经纤维传导速度不同，λ将拉长，即λ与传导距离有关。根据迁延效应，当兴奋通过两电极间这段距离时，第一记录点神经纤维同步兴奋数目较多，因而记录到的动作电位第一相峰值较高。由于各纤维兴奋传导速度不同，第二记录点神经纤维同步兴奋数目较少，因此记录到的动作电位的第二相峰值较低但持续时间长[3]。这个理论一可以通过对表3、表4的分析来验证（具体分析
过程见讨论4.4）。在电极间距离增大初期（约2cm ）以双相电位的抵消作用为主，复合动作电位双相峰值增大。随着距离继续增大，抵消作用减弱，表现为迁延效应的现象，第二相峰值开始减小，电位持续时间延长。
4．4 BAP是由不对称正相波和负相波叠加而成
首先，用镊子在第1对引导电极之间贴近后一电极处神经夹伤，用刺激电压1.0V ，波宽0.1ms 的方波刺激神经干，双相动作电位变成了单相动作电位，这就说明了BAP 是可以拆分成正极引导的正相波和负极引导的负向波的。虽然没有测量单相动作电位的上升时间和下降时间，但是从实验中的观察发现，双相动作电位中不论是正相波还是负相波，波形的上升时间都小于下降时间；单相动作电位波形的上升时间也小于下降时间。这说明正相波和负相波是不对称的。而这种不对称也是由“迁延效应”造成的。
其次，在表5中可以发现，D m 显著大于D bp ，并且当删掉sample 1中的数据时，A m 变显著地大于A bp （P=0.003）。这说明在电极间距10mm 时，正相波与负向波的叠加区域较大，负向波的起始时间点位于正相波的峰值处之前，所以在而这融合后造成了正相波正相振幅和持续时间的减小。
然后再看表3，表4。可以发现随着电极间距离从10mm ，增加到20mm ，再增加到30mm ，动作电位正相、负相的振幅与时程均显著地增大，只有A 30n 显著地小于A 20n 。这说明随着电极间距离的加大，正相波与负向波的叠加区域逐渐减小，两者叠加造成的振幅和时程减小的影响逐渐减轻。这也从另一个角度说明了BAP 是由正相波和负相波叠加而成的。而A 30n 显著地小于A 20n 是这一变化过程中，迁延效应造成的A n 的减小超过了双相动作电位抵消减少产生的A n 的增加，也或者是电极距离从20mm 增加到30mm 时，负向波的峰值已经离开叠加区域，在迁延效应的作用下，A n 显著减小。可以证明是成立的是前一种假设。因为单相动作电位振幅（表5 Am ）显著大于双向动作电位时正相波的振幅（表3 A30p ）（P=0.012，排除表5中错误的sample 1后，P=0.006），所以电极间距离30mm 时，负向波依然抵消了一部分的正相波的峰值。图2是基于本小组数据及全班统计值的示意图。如果条件允许，进一步加大电极间距离的话，应该可以看到正负相波分离，这样就可以更好地验证这个理论。但此次试验坐骨神经的长度有限，难以达到这样的要求。10P 、20P 、30P 的波形从单相波分离出来的点就是正负波的叠加点，如图2所示。同时可见，随着电极间距离的增大，正负波的叠加点逐渐后移。叠加点的具体数值计算可见结果3.9。
图 2 3mol/L BAP是由正相波和负相波叠加而成
Figure 1. BAP is the superposition of positive wave and negative wave
注：10p 、20p 、30p 分别对应电极间距离10mm 、20mm 、30mm 时的双相波形图；m 为电极间距离10mm
时的单相波形图。
4．5 40g/L普鲁卡因处理神经干后发现，BAP 的正相振幅和时程增加，负相振幅减小而时程延长。这是由于后一电极传导阻滞造成的。因为普鲁卡因是一种麻醉药，作用于外周神经，能制止和阻滞神经冲动的产生和传递，使神经组织的膜面稳定，减少钠离于的通渗，使正常的极化与去极化交替受阻，神经冲动传递无由进行。针对本实验，后极所在处神经用普鲁卡因处理后，离子通透性下降，神经不容易兴奋，所以负相波振幅下降。结合上面4.4的讨论可知在电极间距10mm 时，正负波有明显的叠加，使得正相波的波幅和时程变小。在这个条件下，负相波的振幅下降，便会使抵消的作用减轻，从而是正相波的振幅和时程增加。同时离子通透性下降也使后电极处兴奋的神经不易回复静息电位，因而负相波时程增加。
4．6 3mol/L KCl处理神经干后发现，BAP 的正相振幅和时程没有显著变化，负相振幅和时程显著减小。理论分析，当用高浓度KCl 处理神经后，使得外膜电位升高，使细胞膜出现超极化。超极化的后果是造成在相同的刺激下，引起的Na +的内流不易到达阈电位，反而言之，这种情况下的阈刺激变高了，神经更加不容易兴奋，动作电位幅度下降；同时，胞外的高K +也使正常情况下K +外流恢复静息电位的过程受阻，总之，就会导致导致AP 传导阻滞。理论上会造成负相振幅的减少（与结果相符），负相时程增加（结果与之相反）。导致相反结果的原因分析如下：①由于恢复静息电位的过程受阻，负相波会呈现出靠近横坐标轴，但是一直不会到0的状态，但是有些组在测量时没有仔细观察就大致选定了一个点作为归零点，造成比较大的误差；②高浓度的KCl 阻断作用很明显，基本上没有负向波的出现（表6 sample
[4]
1、9），测量数值就以0计算了，自然显著地使结果变小了。负相振幅的减少理论上会造成正相振幅和时程的增加（见讨论4.5），然而实验结果是没有显著变化。这应该也是实验过程中的误差引起的，当删除表6中sample 5、8后，处理后的正相振幅便显著地大于对照了（P=0.048）。当删除表6中sample 3、4后，处理前后D kp p=0.056，进一步删除sample 5后，P=0.040，显著。这其中造成实验误差的原因有以下可能：①KCl 的处理需要时间，这段时间会造成神经干的缺水、失活，减弱了神经干的兴奋性；②各组间高浓度KCl 的处理时间不一致；③对最后波形测量出现地误差。
4．7 坐骨神经传导速度的测定
这次坐骨神经传导速度的测定选取的是两个动作电位起点作为测量点。选取这样的测量点得到的是坐骨神经最快的传导速度。不选取峰值作为测量点是因为“迁延效应”的影响，在改变电极间距离、电极位置后，动作电位的顶峰会发生迁移，比如随着电极间距离的增大，顶峰之间的距离会加大，所以无法准确测量神经的传导速度。
5．参考文献
[1] 陆源, 夏强等. 生理科学实验教程. 浙江:浙江大学出版社. 2004:211.
[2] 姚泰等. 生理学, 第2版. 北京:人民卫生出版社. 2011:41-48.
[3] 梁健, 陈芳, 熊加祥. 分析探讨神经干复合动作电位[J]. 四川生理科学杂. 2008; 30(3): 103-105.
[4] 杨世杰等. 药理学, 第2版. 北京:人民卫生出版社. 2010:179-183.