Summary
Esta é uma demonstração de como membranas biológicas podem ser compreendidos através de modelos elétricos. Nós também demonstramos os procedimentos para registrar potenciais de ação a partir do cordão nervoso ventral do crustáceo para laboratórios de estudantes orientados.
Abstract
Esta é uma demonstração de como os modelos elétricos podem ser usadas para caracterizar membranas biológicas. Este exercício também apresenta a terminologia utilizada biofísicos em eletrofisiologia. O mesmo equipamento é utilizado no modelo de membrana como sobre os preparativos ao vivo. Algumas propriedades de um cordão nervoso isoladas são investigadas: potenciais de ação do nervo, o recrutamento de neurônios, e capacidade de resposta do cordão nervoso a fatores ambientais.
Discussion
Nosso objetivo na apresentação de vídeo on-line e este trabalho é demonstrar que as propriedades biofísicas das células pode, em parte, ser modelado como circuitos elétricos. Além disso, com o tecido neural ao vivo que é relativamente fácil de obter, princípios fundamentais da velocidade de condução, períodos refratários e técnicas de gravação eletrofisiológicas são possíveis para os laboratórios de estudante de graduação com modesto investimento de equipamento. Os temas e paradigmas fundamentais apresentadas podem ser facilmente modificados para as necessidades de diferentes cursos.
Manutenção de lagostas e sua abundância torna modelos mais atraentes para estudantes-driven experimentação. Cordões nervosos crustáceo ventral são geralmente robusto e manter a integridade fisiológica em uma solução salina mínima de horas, que é adequada para um laboratório de estudante três horas.
Dado que alguns dos grandes axônios no VNC do lagostim são conectados através de junções, a experimentação adicional sobre a sua contribuição pode ser realizada, e propriedades diferentes do que o encontrado no padrão preparação nervo ciático de rã pode ser demonstrada. O nervo ciático é um modelo clássico para abordar potenciais compostos de ação e propriedades de condução. Pode até ser uma experiência interessante comparativa para os alunos comparar as propriedades de condução, recrutamento axônio, e os períodos refratários entre essas duas preparações.
Disclosures
Não há conflitos de interesse declarados.
Acknowledgments
Estes experimentos foram modificados a partir de um manual de laboratório que tem sido utilizado em um curso, orquestrada pelo Dr. HL Atwood, no Departamento de Zoologia da Universidade de Toronto. Os exercícios também foram utilizados e modificados de um manual que foi produzido para "6 º WORKSHOP Ibro intensivo sobre neurociência básica" e foi realizado na Korea University, Seoul, Coreia do Sul em 1993 (Cooper et al., 1993). As modificações atuais eram obrigados a usar o equipamento comum para apresentar laboratórios dias estudante dirigido em várias universidades. Apoiada pela Universidade de Kentucky, Departamento de Biologia, Instituto de Estudos de Graduação e Faculdade de Artes e Ciências.
Materials
Circuit board |
|||
|
|||
Physiology experiments |
|||
|
References
- Bennett, M. V. L., Barrio, L. C., Bargiello, T. A., Spray, D. C., Hertzberg, E., Sdez, J. C. Gap junctions: new tools, new answers, new questions. Neuron. 6, 305-320 (1991).
- Bernardini, G., Peracchia, C., Peracchia, L. L. Reversible effects of heptanol on gap junction structure and cell-to-cell electrical coupling. European Journal of Cell Biology. 34 (2), 307-312 (1984).
- A report on the, "SIXTH INTENSIVE IBRO WORKSHOP ON BASIC NEUROSCIENCE". Cooper, R. L., Chang, J. J., Ito, M. July 1993, Seoul, South Korea, , Society for Neuroscience. 116-116 (1985).
- Cragg, B. G., Thomas, P. K. The relationship between conduction velocity and the diameter and internodal length of peripheral nerve fibers. Journal of Physiology. 136, 606-614 (1957).
- Erlanger, J. G. asser, S, H., Bishop, G. H. The compound nature of the action current of nerves as disclosed by the cathode ray oscillograph. American Journal of Physiology. 70, 624-666 (1924).
- Furshpan, E. J., Potter, D. D. Transmission at the giant motor synapses of the crayfish. Journal of Physiology. 145 (2), 289-325 (1959).
- Johnston, M. F., Simon, S. A., Ramrn, F. Interaction of anesthetics with electrical synapses. Nature (Lond). 286, 498-500 (1980).
- Loewenstein, W. R. Permeability of membrane junctions. Annual NY Academy of Sciences. 137, 441-472 (1966).
- Meda, P., Bruzzone, R., Knodel, S., Orci, L. Blockage of cell-to-cell communication within pancreatic acini is associated with increased basal release of amylase. Journal of Cell Biology. 103 (2), 475-483 (1986).
- Peracchia, C. Increase in gap junction resistance with acidification in crayfish septate axons is closely related to changes in intracellular calcium but not hydrogen ion concentration. Journal of Membrane Biology. 113 (1), 75-92 (1990).
- Peracchia, C., Dulhunty, A. F. Low resistance junctions in crayfish: structural changes with functional uncoupling. Journal of Cell Biology. 70, 419-439 (1976).
- Peracchia, C., Bernardini, G., Peracchia, L. L. Is calmodulin involved in the regulation of gap junction permeability. Pfügers Arch. 399, 152-154 (1983).
- Peracchia, C., Lazrak, A., Peracchia, L. L. Molecular models of channel interaction and gating in gap junctions. Handbook of Membrane Channels. Molecular and Cellular Physiology. Peracchia, C. , Academic Press. San Diego. 361-377 (1994).
- Spray, D. C., Harris, A. L., Bennett, M. V. L. Gap junctional conductance is a simple and sensitive function of intracellular pH. Sciences NY. 211, 712-715 (1981).
- Spray, D. C., Harris, L. L., Bennett, M. V. L. Comparison of pH and Ca dependence of gap junctional conductance. Intracellular pH: Its Measurement, Regulation, and Utilization in Cellular Functions. Nuccitelli, R., Deamer, D. , Alan R. Liss. New York. 445-461 (1982).
- Spray, D. C., White, R., De Carvalho, C., Harris, A. L., Bennett, M. L. V. Gating of gap junction channels. Journal of Biophysics. 45, 219-230 (1984).
- Watanabe, A., Grundfest, H. Impulse propagation at the septal and commissural junctions of crayfish lateral giant axons. Journal of General Physiology. 45, 267-308 (1961).
- Wiersma, C. A. G., Hughes, G. M. On the functional anatomy of neuronal units in the abdominal cord of the crayfish, Procambarus clarkii. Journal of Comparative Neurology. 116, 209-228 (1961).