ממברנה פוטנציאלים, התגובות Synaptic, המעגלים הנוירונים, Neuromodulation ו היסטולוגיה שרירים שימוש סרטן הנהרות: מעבדה תרגילים סטודנטים

המטרות הכלליות של הניסויים הבאים הן להבין את התכונות של ממברנות מעוררות ואת הבסיס היוני של פוטנציאל הממברנה במנוחה, וללמוד שיטות למדידת פוטנציאל הממברנה וכן להדגים תכונות של העברה סינפטית. בחלק אחד של הניסוי, פוטנציאל הממברנה במנוחה יימדד תוך שינוי אשלגן חוץ-תאי. בחלק אחר של הניסוי, ייחקרו מנגנונים של התמיינות סינפטית על ידי הקלטה, תגובות סינפטיות מגרות ביחידות מוטוריות שונות.

לאחר מכן, מוצג מעגל עצבי שקל לתחזק. הכנה זו יכולה לשמש להוראה כמו גם לחקר היבטים שונים של מעגל תחושה למערכת העצבים המרכזית לנוירון מוטורי לשריר. סדרת ניסויים זו מראה את קלות השימוש במודל הסרטנים כדי לטפל בבעיות הנוגעות לאינטגרציה והעברה סינפטית פוטנציאלית של הממברנה, והבדלים מבניים של סוגי סיבי שריר.

היתרונות העיקריים של שימוש בתכשיר הסרטנים בהוראת מושגים וטכניקות אלקטרופיזיולוגיות הם קלות הדיסקציה, כדאיות התכשיר של תמיסת מלח מינימלית, קלות השגת תגובות סינפטיות וקלות ההבחנה בסידור האנטומי הכללי של השרירים. ניתן ליישם טכניקות אלה גם על תכשירים אחרים ויקדמו את הבנתנו את הפיזיולוגיה והאפנון הסינפטי והבדלים ביוכימיים ומבניים בתכשיר המודגם. כדי להתחיל בניתוח, בחרו סרטן באורך גוף של כשישה עד 10 סנטימטרים והניחו אותו בקרח כתוש למשך חמש דקות כדי להרדים אותו כדי לערוף את ראשו של הסרטן, החזיקו אותו מהחלק האחורי של הראש, והקפידו להרחיק את האצבעות מהישג ידם של הטפרים והפה של הסרטנים באמצעות מספריים גדולים.

הסר במהירות את הראש על ידי ביצוע חתך נקי מאחורי עיני הסרטנים, הסר את הרגליים והטפרים של הסרטנים כדי למנוע פציעה. הסר את הסגנונות על גברים ואת השחיין על גברים ונשים כאחד. השלך את הראש והתוספות.

לאחר מכן, הפרד את הבטן מבית החזה על ידי ביצוע חתך לאורך הממברנה המפרקית, המצטרפת לבטן ולבית החזה. שמור את החלק הבטני של הסרטן והשליך את בית החזה, הפנה את המספריים מעט כלפי מטה לכיוון הצד הגחוני, ובזווית, בצע חתך בקליפה לאורך הגבול הרוחבי התחתון של כל צד של הבטן. היזהר לא לחתוך עמוק מדי לתוך הסרטנים.

עקוב אחר דפוס הקליפה הטבעי של קווי הסרטנים העוברים לאורך כל קטע באמצעות מלקחיים. הסר את החלק הגחוני של הקליפה על ידי משיכתו למעלה ובחזרה. הקפדה לא להרוס את שרירי הבטן.

הסר את שרירי הכופף. בשלב זה ניתן לראות מסה לבנה של רקמה על גבי השרירים המכופפים העמוקים. הסר רקמה זו בזהירות בעזרת מלקחיים.

מערכת העיכול נראית כעת כצינור קטן העובר לאורך קו האמצע של השרירים המכופפים העמוקים. הסר אותו על ידי צביטה עם מלקחיים בחלק העליון ומשיכתו מהבטן. חותכים את החלק התחתון של מערכת העיכול בקצה הזנב.

שוטפים את הדיסקציה במי מלח כדי להבטיח שפסולת צואה לא תפריע להכנה. בעזרת סיכות חיתוך מצמידים את הפינות העליונות והתחתונות של התכשיר לצלחת פטרי מצופה מגן S. שרירי מאריכי הבטן חשופים כעת.

יוצקים תמיסת מלח לתוך צלחת הפטרי כדי לכסות את התכשיר עד לביצוע הקלטות תוך תאיות. העבירו את צלחת הפטרי למיקרוסקופ והשתמשו בשעווה מתחת לכלי כדי למנוע ממנו לזוז. המנגנון המשמש להקלטות תוך-תאיות מוצג באיור זה.

החיבורים וההגדרות המתאימים ניתנים בטקסט הנלווה. הגדר את תוכנת תרשימי המעבדה בהתאם להוראות. בטקסט הנלווה, הנח את חוט האדמה לאמבט המלח.

הנח את קצה המיקרו פיפטה מזכוכית מלאה בשלושה אשלגן כלורי מולארי לתוך אמבט המלח ובדוק את עמידות האלקטרודה. התנגדות האלקטרודה צריכה להיות 20 עד 60 מגה אוהם. השתמש בכפתור הגס במגבר כדי להזיז את הקו בתרשים המעבדה לאפס בתאורה בעוצמה גבוהה.

הסתכל דרך המיקרוסקופ וזהה את שרירי ה-DEM האורכיים. השתמש בבדיקת האלקטרודה כדי להכניס את האלקטרודה התוך תאית לסיב שריר של שריר ה-DEM. בקושי צריך להכניס את האלקטרודה לסיב השריר.

היזהר לא לחדור את כל הדרך דרך התא. מדוד את משרעת פוטנציאל המנוחה. גרור את סמן M אל המעקב מהמיקום בפינה הימנית התחתונה של חלון התרשים.

הנח את הסמן M על קו הבסיס והזז את הסמן לנקודה הנמוכה ביותר באות המוקלט. ההבדל בין הסמן לסמן הפעיל מוצג בצד הימני העליון של המסך. ערך זה הוא המתח של פוטנציאל הממברנה במנוחה.

חלקו את המתח המוקלט בכמות ההגברה, במקרה זה נעשה שימוש בהגברה פי 10. לאחר מכן המר את המתח מוולט למילי-וולט. לאחר רישום פוטנציאל המנוחה של אותו סיב שריר, הסתכל דרך המיקרוסקופ והסר בזהירות את האלקטרודה מסיב השריר.

חזור על הרישום התוך תאי על סיבי שריר אחרים. החלק הבא של ניסוי זה יעקוב אחר ההשפעה של העלאת ריכוז האשלגן החוץ-תאי על הממברנה במנוחה. שישה תמיסות מלח פוטנציאליות של סרטנים ישמשו עם ריכוזי אשלגן של 5.4, 20, 40, 60, 80 ו-100 מילימולר.

בחר שריר שאינו מתעוות לביצוע ההקלטה התוך-תאית הבאה בין ההקלטות. החלף את תמיסת האמבטיה בריכוז הגבוה הבא של תמיסת אשלגן כלורי. הקפידו לכסות את התכשיר לחלוטין בכל פעם.

רשום את השינויים בפוטנציאל הממברנה עבור כל תמיסה. ההשפעה של העלאת ריכוז האשלגן החוץ-תאי, פוטנציאל הממברנה מוצג בתרשים לכידת מסך זה את פוטנציאל הממברנה במנוחה עבור כל ריכוז אשלגן בחלקת לוג למחצה של ריכוז אשלגן חוץ-תאי לעומת פוטנציאל הממברנה. יישר את פוטנציאל המנוחה באשלגן חוץ-תאי של 5.4 מילי-מולרי.

עבור העקומות ההיפותטיות והנצפות, השווה את שיפוע הקו הנצפה לשיפוע הקו ההיפותטי. לאחר סיום ההקלטות האלקטרופיזיולוגיות הללו, השלב הבא הוא לבחון את האנטומיה של סיבי השריר ואת דפוס העצבוב שלהם. מעבירים את התכשיר לכלי העומדת ומוסיפים מתילן כחול.

לאחר חמש דקות, הסר את המתילן הכחול והוסף מי מלח סרטנים טריים. חפש את העצב העיקרי שמעצבן את השרירים בתוך מקטע. שרטט את דפוס העצבנות לשרירי S-E-M-D-E-L 2D EL one ו-DEM במקטע.

לאחר מכן, העבירו את התכשיר מתחת למכסה אדים. הסר את מי המלח והוסף את הקיבוע. הקיבוע המשמש כאן הוא תמיסת פואין.

מטרת מכסה המנוע היא להימנע מאדי הקיבוע. היזהר מאוד לא לקבל את התמיסה הזו על העור או בעיניים שלך. אם העיניים מתחילות לשרוף, שטפו את העיניים מיד בתחנת שטיפת העיניים.

הניחו לתמיסת הבוין להישאר על התכשיר למשך כ -10 דקות, ואז השתמשו בפיפטה כדי להחליף את התמיסה במי מלח. גזרו קטע דק של שריר DEL אחד או DEL שניים. הניחו אותו על מגלשת זכוכית.

הוספת תווית לשקופית. חזור על ההליך עבור שריר ה- SEM. השתמש במיקרוסקופ התרכובת כדי להציג את דפוס רצועות הסרקומר בשני תכשירי הרקמות.

סדרת הניסויים הבאה תבחן כיצד לתעד תגובות סינפטיות בשרירי הבטן של סרטנים. בחר סרטן אחר, ערוף את ראשו. הסר את בית החזה והנספחים וחשוף את שרירי מאריכי הבטן כפי שמוצג בניתוח.

בחלק הראשון של סרטון זה, באמצעות המיקרוסקופ, מצא את העצב הנושא את האקסונים המוטוריים לשרירי המרחיבים. חפש את הקטע עם העצב הנגיש ביותר. העצב לבן וניתן לראותו על ידי שימוש בפיפטה לריסוס מי מלח על התכשיר או על ידי נשיפה קלה על התכשיר.

זה גורם לעצב לנוע ובכך מקל על הזיהוי. הנח את אלקטרודת היניקה המוחזקת על ידי מניפולטור המיקרום ישירות מעל העצב. משוך בעדינות את המזרק כדי למשוך את העצב לתוך האלקטרודה.

אתה יכול לראות את העצב נשאב לתוך האלקטרודה דרך המיקרוסקופ. התאם את ההגדרות בתוכנת תרשימי המעבדה כמפורט במאמר המצורף. מלאו מיקרו אלקטרודה מזכוכית אשלגן כלורי שלוש טוחנות וחברו אותה לשלב הראש ולמעבדת הכוח.

השתמש בכפתור המסלול במגבר כדי להזיז את הקו בתרשים המעבדה לאפס. לפני הכנסת האלקטרודה, יש להפעיל את כפתור ההחלפה ולאחר מכן לכבות אותו מספר פעמים. על מנת לבדוק את התנגדות האלקטרודה, יש למדוד את משרעת הערכים המתקבלים.

הסתכל דרך המיקרוסקופ והשתמש בבדיקת האלקטרודה כדי להכניס את האלקטרודה לאחד מסיבי השריר האורכיים, DEM או DL אחד או DL שתיים. היזהר לא לחדור דרך סיבי השריר. ההכנה מוכנה כעת לניסוי.

אלקטרודת היניקה משמשת לגירוי צרור העצבים הסגמנטלי והמיקרו אלקטרודת הזכוכית משמשת לרישום התגובה הסינפטית מסיבי השריר המפעילים את ממריץ השתל כדי לעורר את העצב בהרץ אחד לתגובות פאזיות. לאחר מכן, הנח את האלקטרודה בסיב שריר SEL. ה-SEL הוא שריר טוניק.

לעורר את העצב עם התפרצויות קצרות של פולסים ב-10 הרץ לתגובות טוניק. השווה את התגובות המתועדות של שרירי DEL ו-SEL. שימו לב שלשרירי ה-DEL הפאזיים יש תגובות סינפטיות משרעת גדולות יותר מאשר לשרירי ה-SEL הטוניים.

סדרת הניסויים הבאה מתמקדת בשרירי כופפי הסרטנים ולא בשרירי ההרחבה. החל מסרטן חדש, בודד את הבטן כפי שמוצג בניתוח זה. בחלק הראשון של סרטון זה, הניחו את תכשיר הזנב המבודד בצלחת פטרי מלאה במי מלח, הצמידו את הזנב ואת החלק העליון של התכשיר.

שימו לב כי דק קארו מבצע ניסויים על שרירי מכופפי הטוניק, יש להשאיר את חוט העצב הגחוני שלם. השתמש באזמל כדי להתחיל חתך אורכי דרך הממברנה המפרקת בין שתי צלעות בצד הגחון של התכשיר. היזהר מאוד לא לחתוך עמוק מדי בעת ביצוע חתך זה מכיוון שחתך עמוק עלול לחצות את שורש העצב המוטורי כדי להבטיח שהשרירים השטחיים לא ייפגעו.

בצע את השלב הבא. הסתכלות במיקרוסקופ באמצעות מספריים או אזמל שנחתך אופקית מהחתך האורכי בשכבת הממברנה הדקה המכסה את השריר. הגדל את החתך ליצירת דש של קרום מפרקי והרם את הדש כלפי מעלה.

השתמש במספריים כדי לחתוך את הדש החושף את שרירי הכופף השטחיים לרישום תוך תאי משרירי הכופף השטחיים. השתמש באותו מכשור והגדרה ששימשו לרישום פוטנציאל הממברנה במנוחה והתגובות הסינפטיות ממאריכי הבטן. כמו קודם, השתמש באלקטרודה תוך תאית מלאה בשלושה אשלגן כלורי מולארי.

הכנס את האלקטרודה לסיב שריר של שרירי הכופף השטחיים, היזהר לא לחדור דרך השריר. רשום את הפעילות הספונטנית של ה-EPSPs. שים לב לגדלים השונים של ה-EPSPs, ואם קיימים IPSPs.

קח מכחול קטן והבריש בזהירות לאורך קצה הציפורן באותו קטע המכיל את אלקטרודת ההקלטה. שימו לב לכל שינוי בתדירות או בגודל של ה-EPSPs עקב הגירוי אם נצפתה תגובה גדולה יותר. זה יצביע על גיוס של נוירונים מוטוריים נוספים המגיבים לשינוי בירי העצב התחושתי.

החלף בזהירות את תמיסת אמבט המלח בתמיסת מי מלח לזו המכילה נוירומודולטור כגון סרוטונין מיקרומולרי אחד או מי מלח מבעבעים בפחמן דו חמצני. לאחר מכן חזור על גירוי מברשת הצבע. שימו לב להשפעה שיש לשינוי תמיסת האמבטיה על הפעילות המוקלטת.

שנה את מי המלח באמבטיה בחזרה למי מלח רגילים ושים לב שפעילות סיבי השריר חוזרת לקו הבסיס. איור זה מציג EPSPs שנרשמו בסיב שריר מכופף שטחי. שימו לב לגדלים השונים של ה-EPSPs.

השלב הבא של ניסוי זה משתמש באלקטרודה חוץ-תאית כדי לנטר פוטנציאל פעולה מנוירונים מוטוריים המגיבים לפעילות במערכת העצבים המרכזית למעגל הנוירונים המוטוריים. התחל בהכנת אלקטרודת יניקה כדי לעורר את העצבים התחושתיים. משוך חתיכת צינור פלסטיק מעל להבה.

השלב הבא הוא לקצץ את הצינור בחזרה לגודל הרצוי. לשם כך תצטרך להסתכל על העצב בהכנה שלך כדי לשפוט את קוטר הפתיחה הרצוי לאלקטרודת היניקה שלך. בהתאם לגודל הסרטנים, צרורות העצבים יכולים להשתנות בגודלם בין מילימטר אחד לקוטר של כמה מילימטרים.

חתוך את החלק המתוח של הצינור כדי להפוך את הפתח בקצה לגודל הנכון כדי להחזיק את העצב. אם הפתח גדול מדי, העצב עלול ליפול. אם הפתח קטן מדי, העצב עלול להיפגע מלחץ האלקטרודה.

הנח את צינור הפלסטיק על קצה אלקטרודת סוק מזכוכית. האלקטרופיזיולוגיה והגדרת התוכנה שונה במקצת מניטור תגובות חוץ-תאיות בהשוואה להקלטות תוך-תאיות שהוגדרו. הציוד כמפורט במאמר הנלווה, שואב את המסלול השלישי המעצבן את שריר הכופף השטחי לאלקטרודת היניקה.

כעת תוכל להתחיל לתעד פוטנציאל פעולה. במסלול זה יש חמישה נוירונים מוטוריים מעוררים ותא עצב מוטורי מעכב אחד. לאחר תיעוד הפעילות הבסיסית, עוררו את הקוטיקולה בעזרת מברשת כדי להתבונן בשינוי בפוטנציאל הפעולה שנוצר.

לאחר מכן, החלף את תמיסת האמבטיה בנוירומודולטורים כמו סרוטונין כמו בניסוי הקודם, ורשום כל שינוי בתגובה. תרגילים נוספים ניתנים בטקסט הנלווה. הקלטה זו מציגה את פוטנציאל הפעולה שנרשמו מהמסלול השלישי לפני ובמהלך גירוי הקוטיקולה עם מברשת, השווה את תדירות פוטנציאלי הפעולה לפני הצחצוח לתדירות שלהם במהלך הגירוי.

רישום זה מציג את פוטנציאל הפעולה שנרשמו מהמסלול השלישי במי מלח רגילים ובתמיסת סרוטונין. השווה את תדירות פוטנציאל הפעולה במי מלח רגילים לתדירותם וסרוטונין כפי שהוצג זה עתה. הברשה מגדילה את תדירות הירי מעל קו הבסיס.

הפעילות שהוכחה גם היא שסרוטונין מגביר את תדירות הירי על פני מי מלח רגילים. נתון זה מראה שכאשר משלבים צחצוח וסרוטונין, יש עלייה גדולה עוד יותר בתדירות הירי. השוואת ההשפעות החיצוניות והתיאורטיות של ריכוז האשלגן החיצוני על פוטנציאל הממברנה במנוחה מצביעה על השפעת היונים על פוטנציאל הממברנה.

הראינו לך גם כיצד לתעד תגובות ntic בצמתים עצביים-שריריים של שרירי פאזי וטוניק כאחד. טכניקות אלו יכולות לשמש למעבדות סטודנטים חוקרות כדי ללמד מושגי יסוד ופיזיולוגיה. ניתן להשתמש בטכניקות המתקבלות בתרגיל מעבדה זה כדי לענות על שאלות הקשורות לתכשירי מעבדה אחרים, כמו גם ליישומים פיזיולוגיים הקשורים לרפואה ובריאות.