作者：黄晓丽，郑惠珍，黄钿生，黄秀玲，何泽江，刘永锋，吴淑芬，梁洪英
【关键词】 高渗溶液；双相动作电位；坐骨神经；蛙
【摘要】目的：观察葡萄糖、甘露醇、山梨醇3种高渗溶液对蛙坐骨神经干复合动作电位的幅度及传导速度的影响。方法：用青蛙制备蛙坐骨神经胫腓神经标本，随机分为3组，每组再分为2～3个小组，即：（１）葡萄糖组（下分3个浓度小组：质量分数为10%葡萄糖组、20%葡萄糖组和40%葡萄糖组）；（２）甘露醇组（下分2个浓度小组：质量分数为10%甘露醇组和20%甘露醇组）；（３）山梨醇组（下分3个浓度小组：质量分数为10%山梨醇组，20%山梨醇组和40%山梨醇组）。另外设1个对照组（即任氏液组）。用MedLab生物信号采集处理系统引导神经干复合双相动作电位，分别测定神经干双相动作电位的幅度和传导速度。结果：与对照组比较，20%、40%葡萄糖组，20%甘露醇组和20%、40%山梨醇组的动作电位幅度有显著降低，传导速度有显著减慢，呈时间依赖关系；10%葡萄糖组、10%甘露醇组和10%山梨醇组高渗溶液均可使蛙坐骨神经干动作电位幅值有不同程度上升，传导速度略微减慢。结论：20%、40%葡萄糖、20%甘露醇和20%、40%山梨醇均可降低蛙坐骨神经干复合动作电位幅值，减慢传导速度。而10%葡萄糖、10%甘露醇和10%山梨醇，则引起动作电位幅值升高。
【关键词】 高渗溶液；双相动作电位；坐骨神经；蛙
【Abstract】Objective:To investigate the effects of hyperosmotic dextroglucose，mannitol and sorbitol solutions on the amplitude and conduction velocity of compound action potential of the sciatic nerve of frog. Methods: 29 isolated sciatictibial peroneal nerve cord from frogs were prepared and randomly pided into four groups: control group (basic line group)， hyperosmotic dextroglucose group (subgroups at concentrations of 10%，20% and 40% )， hyperosmotic mannitol group (subgroups at concentrations of 10% and 20%) and hyperosmotic sorbitol group (subgroups at concentrations of 10%，20% and 40%). MedLab biosignal collect and analysis system was employed to record compound biphasic action potential of nerve cords and to measure their conduction velocity. Results: compared with the control group， the amplitude and conduction velocity of biphasic action potential were gradually and significantly reduced in the hyperosmotic dextroglucose subgroups (concentrations at 20% and 40%)， hyperosmotic mannitol subgroup (concentration at 20%) and hyperosmotic sorbitol subgroups (concentrations at 20% and 40%) in a time dependent manner. 10% of hyperosmotic dextroglucose， hyperosmotic mannitol and hyperosmotic sorbitol slightly increase the amplitudes and mildly slow down the conduction velocity. Conclusion: High concentration (&> 20%) of dextroglucose， mannitol and sorbital solution may inhibit the amplitude and conduction velocity of compound action potential of the sciatic nerve of frog， while low concentration (10%) has no significantly influence.
【Key words】 hypertonic solutions; biphasic action potentials; sciatic nerve; frog
刘富东等和曲友直等的研究表明：葡萄糖能增强神经传导机能，甘露醇对损伤的神经有保护作用［12］；梁晓春等和杨光燃等报道：神经损伤的病理生理过程有山梨醇参与［34］。为了解这些非电解质高渗溶液对神经干动作电位的幅值及传导速度有何影响？本文以3种高渗溶液对蛙坐骨神经干动作电位的幅度及传导速度作了初步观察。现将结果报道如下。
1 材料与方法
1.1 材料
健康青蛙29只，雌雄不拘，体重约50g，由广东医学院实验动物中心提供。50%（质量分数）葡萄糖溶液，天津药业集团新郑股份有限公司，批号0501072；20%（质量分数）甘露醇溶液，广西裕源药业有限公司，批号：C05022802；山梨醇，天津市光复精细化工研究所，批号：20030903。神经标本屏蔽盒；MedLab生物信号采集处理系统，V5.5，南京美易科技有限公司。
1.2 实验方法
用青蛙制备蛙坐骨神经胫腓神经标本。随后标本在任氏液中静置20min后，再置于神经标本屏蔽盒内，中枢端距离刺激电极（S1）3mm。在神经干上放置2对记录电极（R1、R1′和R2、R2′），此时屏蔽盒R1到R2的长度为距离d；动作电位从R1传导到R2的时间为时间t。启动MedLab生物信号采集处理系统，设置实验参数为：记忆示波，刺激器触发，采样间隔25μs，放大倍数×200，全通滤波1kHz，主周期刺激，脉冲数1，波宽0.1 ms，延时10 ms，间隔60 ms，用70%的最大刺激强度作为刺激强度，记录神经干动作电位的幅值（A）与时程（t），按公式v＝ d/t（m/s）计算出动作电位传导速度。
1.3 实验分组
实验分为：(1)葡萄糖组：下分3个浓度小组即质量分数为10%葡萄糖组、20%葡萄糖组和40%葡萄糖组；(2)甘露醇组：下分2个浓度小组即质量分数为10%甘露醇组和20%甘露醇组；(3)山梨醇组：下分3个浓度小组即质量分数为10%山梨醇组、20%山梨醇组和40%山梨醇组；(4)对照组（只设1组作为基线对照，用任氏液）。每组使用6～8根神经标本。
1.4 统计学处理
实验数据用±s表示。采用SPSS 统计软件包ANOVA程序进行统计学处理。每组各时间点与其0min的比较及每一时间点各高渗溶液组与对照组的比较采用方差分析和q检验，P&<0.05为差异有显著性。
2 实验结果
2.1 3种高渗溶液对神经干动作电位幅值的影响见表1、图1。
图1 3种不同浓度高渗溶液对蛙坐骨神经干动作电位幅值的影响 图2 3种不同浓度高渗溶液对蛙坐骨神经干动作电位传导速度的影表1 3种不同浓度高渗溶液对蛙坐骨神经干动作电位幅值的影响P&<0.01；与对照组同一时间点比较 #P&<0.05，##P&<0.01。
2.2 3种高渗溶液对神经干动作电位传导速度的影响
3种高渗溶液均引起神经干动作电位传导速度减慢，而且 观察时间越长、溶液浓度越高，传导速度减慢越明显（表2、图2）。表2 3种不同浓度高渗溶液对蛙坐骨神经干动作电位传导速度的影响
3 讨论
神经干双相动作电位是复合动作电位［5］，其幅值受神经干中每一神经纤维阈值的影响，其传导速度主要受神经干中Aα纤维的影响。当固定刺激强度于某一值时，神经干中的阈值等于或低于此刺激强度的神经纤维兴奋。本文对照组神经干在实验条件下连续刺激1 h，仍可出现动作电位且其幅值及传导速度较基础值无明显变化，表明本实验条件是可靠的。
相同实验条件下，20%、40%葡萄糖组、20%、40%山梨醇和20%甘露醇组动作电位的幅值随时间的延长而下降，传导速度随时间的延长而减慢。其机理可能与溶质分子在细胞外造成高渗透压有关。由于葡萄糖、山梨醇和甘露醇都不能自由透过细胞膜，这些溶液作用于神经纤维时，造成轴突外渗透压升高，轴突内液体向轴突外转移，轴突脱水，轴突内溶质被浓缩，电解质浓度较轴突外相对增高，一方面细胞内外K+浓度梯度增大，静息电位值增大，静息电位与阈电位的距离加大，兴奋性下降，而实验中保持刺激强度不变，则能兴奋的神经纤维数量减少；另一方面，轴突内外Na+浓度梯度减小，轴突兴奋时产生的动作电位幅值减小。轴突的兴奋性降低以及单根神经纤维动作电位幅值减小，导致复合动作电位的幅值减小。动作电位幅度减小，与邻旁安静部位之间的电位差减小，形成的局部电流小；同时神经纤维兴奋性降低以及轴突脱水，直径变小，电阻增大等原因共同造成神经干传导速度减慢。
本实验还发现，在实验观察时间内10%葡萄糖、10%甘露醇和10%山梨醇均能引起动作电位幅度升高，但传导速度变化不大。这表明上述溶液可提高神经纤维的兴奋性，使兴奋的神经纤维数量增多，复合电位增大。推测其可能原因，低浓度葡萄糖及山梨醇主要提供能量，有利于膜电位的恢复、Na+通道的恢复和开放。甘露醇有清除氧自由基，抑制细胞过氧化、抑制神经细胞凋亡等作用，对神经有保护作用，但其升高动作电位幅度的机制尚未明了，有待进一步研究。
参考文献
：［1］ 刘富东，吴家幂，储照虎，等. 甘露醇对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤时神经细胞凋亡的影响［J］.临床神经病学杂志，2002，15（1）：2123.
［2］ 曲友直，高国栋，赵振伟，等. 甘露醇、尼莫地平及其两药联合应用对脑缺血大鼠神经保护作用的机制研究［J］.中国临床康复，2004，8（4）：658659.
［3］ 梁晓春，张 宏，郭赛珊，等. 筋脉通对糖尿病大鼠坐骨神经传导速度、醛糖还原酶及山梨醇浓度的影响［J］. 中国糖尿病杂志，2000，8（1）：3739.
［4］ 杨光燃 ，袁申元，袁明霞，等. 糖尿病大鼠神经功能和神经山梨醇的变化及黄腐酸钠的作用［J］.中华内分泌代谢杂志，2000，16（6）：354357.
［5］ 张镜如.生理学［M］. 4版. 北京：人民卫生出版社，1995：27.