兼受快肌和慢肌神经支配的大鼠慢肌或快肌纤维的肌-腱接头都没有乙酰胆碱敏感性

在大鼠慢肌比目鱼肌(SOL)肌纤维的肌-腱接头(MTJ)上有较高的乙酰胆碱(ACh)敏感牲,而快肌伸趾长肌(EDL)的 MTJ却没有。SOL 肌纤维受 EDL神经交叉支配后,其 MTJ的 ACh敏感性消失,此点 Miledi等已有报道。本文首先验证了与此相对称的结果,即EDL 肌纤维受 SOL神经交叉支配后,其 MTJ获得与正常 SOL肌纤维 MTJ相似的 ACh敏感性,从而进一步肯定了MTJ 的ACh 敏感性的出现是由特殊神经支配决定的。本文的主要结果是:兼受 SOL神经和 EDL神经支配的EDL和SOL的纤维,其MTJ都没有AGh 敏感性。这一结果的兴趣,不但在于它显示当两种神经支配同时存在时,快肌神经的影响压倒慢肌神经,而且还在于此结果与以往用其他指标进行的双神经支配肌纤维实验的结果形成鲜明的对照:用 M-ATPase 组织化学染色和Z带宽度等变化为指标,在双神经支配肌纤维中,慢肌神经的影响总压倒快肌神经。我们也观察了长期电刺激对MTJ ACh敏感性的影响。SOL经“慢”型刺激2—3周后,其 MTJ的 ACh敏感性虽有降低,但不及“快”型刺激显著。综合各种有关的观察,本文对双神经支配肌纤维的 MTJ没有 ACh敏感性这一主要结果的解释进行了讨论。     

兼受快肌和慢肌两种神经支配的大白鼠肌纤维的精细结构类型

本文报告我们对兼受快肌和慢肌两种神经支配(简称双神经支配)的大白鼠比目鱼肌(SOL)和伸趾长肌(EDL)的肌纤维所作的电镜观察。结果表明,在双神经支配下,SOL 的慢肌纤维和 EDL 的快肌纤维表现截然不同,形成鲜明的对比:双神经支配的 SOL 肌纤维的超微结构(Z-带宽度以及线粒体密度、接头褶间隔、终板周围卫星细胞出现频率等)保持原来类型不变,而双神经支配的 EDL 肌纤维则发生向 SOL 的完全转变。但是,不论曾否发生变化,在同一根纤维上,在由 SOL 神经建立的终板附近和由 EDL 神经建立的终板附近,肌纤维的超微结构特征没有区别,表明这种特征在整根纤维上是均匀的。本文的电镜观察与前文的组织化学观察所得的结果完全一致。用这样两种完全不同的方法得出相同的结果,大大地加强了这结果的可靠性,给神经通过活动模式来决定肌纤维类型的假说以有力的支持。     

保存原来神经支配的快肌和慢肌在长期刺激影响下的精细结构变化

本文以模拟慢肌神经发放模式的刺激(简称慢型刺激)连续刺激大白鼠伸趾长肌(EDL)28—30天和以模拟快肌神经发放模式的刺激(简称快型刺激)连续刺激比目鱼肌(SOL)23—26天,然后对其肌纤维的终板区进行电镜观察。发现受长期慢型刺激的 EDL 肌纤维,除 Z-带宽度接近正常 SOL 肌纤维的 Z-带宽度和线粒体(尤其是肌膜下)明显增多外,神经末梢的形态,特别是突触后褶的稀、密程度也变得和正常 SOL 肌纤维的相似,并在约40%的终板区内看到卫星细胞。就是说,肌纤维的精细结构发生了由原来的快肌型向慢肌型的根本转变。与此相反,在长期受快型刺激的 SOL 肌纤维,则看不到上述超微结构特征由原来的慢肌型向快肌型的转变。上述结果与我们在双神经支配的肌纤维上所作的观察可以互相佐证,即比目鱼肌纤维在接受外加 EDL 神经支配后组织化学和精细结构类型不变,而 EDL 纤维在接受外加的 SOL 神经支配后则组织化学和精细结构类型发生彻底的改造。     

兼受快肌和慢肌两种神经支配的大白鼠比目鱼肌纤维的组织化学类型和收缩特性

大白鼠比目鱼肌(SOL)在其原来神经被夹断暂时处于去神经状态期间,可以从预先埋置好的伸趾长肌(EDL)神经得到外加的神经支配。在这样的肌肉中有一部分肌纤维兼受快肌和慢肌两种神经支配。我们检查了这种肌纤维的组织化学类型和收缩特性。主要结果是:SOL 肌纤维,在原有神经支配之外加上了 EDL 神经的支配,保持原来慢肌型的肌原纤维 ATP_(ase)组织化学特性不变。在历时长短很不同(夹 SOL 神经后20至120天,有一例是402天)的实验,这个结果都是一样。另一方面,有外加 EDL 神经支配的 SOL 肌纤维收缩加快,虽然改变的程度不大。考虑到影响肌肉收缩速度的因素不限于肌原纤维 ATP_(ase)的活力,而所用组织化学方法在反映 ATP_(ase)活力变化方面又有其局限性,上述两方面的结果并不矛盾。尽管一根肌纤维上有由两种不同神经支配形成的两个完全分开的终板,但整根纤维从一端到另一端的组织化学染色是均一的,看不出两个终板各自周围的染色有何差别。虽然这观察倾向于支持肌原纤维 ATP_(ase)类型为肌肉活动所决定的假说,每种神经支配对收缩系统是否还有其特殊营养性影响的问题尚未解决,还需要用更精细的检测肌纤维类型的方法作进一步的研究。     

在改变大鼠比目鱼肌纤维类型特征中不活动不同于去神经

在本工作中,用河豚毒素长期阻断坐骨神经,使大鼠快肌伸趾长肌(EDL)和慢肌比目鱼肌(SOL)完全不活动,观察了这些不活动肌肉在收缩特性,三磷酸腺苷酶(M-ATPase)组织化学染色和 Z-带宽度等方面的变化,并把它们与去神经产生的变化作了比较。在 EDL,不活动与去神经引起的变化相同,即收缩变慢,各类纤维比例和Z-宽度无明显变化,但是对于SOL,则有一些差别。去神经的SOL的收缩变慢,而不活动的SOL却变快。与此同时,去神经基本上不改变SOL中各类纤维比例,而不活动的SOL中,Ⅱ型纤维增加一倍。本文讨论了在改变大鼠比目鱼肌纤维类型特征中,不活动不同于去神经的可能原因。     

哺乳动物不活动化肌纤维的动作电位

用河豚毒素(TTX)慢性阻断大鼠坐骨神经的冲动传导,使后肢不活动,经过不同时间(最长7d)后离体观察了快肌伸趾长肌(EDL)和慢肌比目鱼肌(SOL)肌纤维终板区的诱发动作电位。我们发现在不活动期间动作电位超射和上升速率逐步下降,并从第4天起部分肌纤维能在含有1×10~(-7)g/ml TTX的溶液中被诱发产生动作电位(称抗TTX动作电位),待至第7天时全部SOL肌纤维和90％的EDL肌纤维都能被诱发出抗TTX动作电位。与去神经肌纤维相比,不仅抗TTX动作电位出现较晚,并且其超射和上升速率较低。在去掉TTX阻断使肌肉恢复活动后,动作电位超射和上升速率渐趋恢复,抗TTX动作电位逐渐消失。无论是动作电位的恢复还是抗TTX动作电位的消失,EDL肌纤维均快于SOL肌纤维。本文还讨论了不活动化使肌纤维动作电位变化以及快、慢肌差别的可能原因。     

因交叉神经支配或长期刺激而处于改造中的肌纤维的组织化学观察

本文报告以碱(pH10.4)和酸(pH4.1)预处理的 M-ATP_(ase)组织化学方法,观察大白鼠伸趾长肌(EDL)神经交叉支配的比目鱼肌(SOL)纤维和长期低频(10Hz)间接刺激的 EDL 肌纤维的改造过程。结果表明,纤维从典型慢型至典型快型或相反的改造过程中,按组织化学染色深度至少能分辨出三个过渡等级,在处于过渡之中的同一肌纤维内同时具有耐酸性和耐碱性 M-ATP_(ase)活性。此外,在受交叉神经支配不同阶段的 SOL 平切片上,整根肌纤维的组织化学染色都是均一的,不存在终板区和终板外区域有什么差异。     

兼受快肌和慢肌两种神经支配的大白鼠伸趾长肌纤维的组织化学类型和收缩特性

前文报告了双神经支配的比目鱼肌(SOL)纤维的研究,此文与前文平行,研究双神经支配的伸趾长肌(EDL)纤维。双神经支配的 SOL 纤维保持其原来的肌原纤维三磷酸腺苷酶(M-ATP_(ase))组织化学类型不变,而双神经支配的 EDL 纤维则与此成鲜明的对比,其组织化学类型彻底地从原来的快型变为慢型。但是双神经支配的 EDL 纤维的组织化学类型虽然发生了彻底的改造,整根纤维的组织化学特性仍然是均一的,这一点与双神经支配的 SOL纤维一样。双神经支配的 EDL 纤维的收缩变得慢一些,但变的程度远不如单被 SOL 神经交叉支配的 EDL 纤维之大。我们认为,此文结果,与前文从双神经支配的 SOL 纤维得到的结果放在一起,给运动神经控制骨胳肌肌纤维类型的途径可能完全是通过控制肌肉活动这个假说以有力的支持。     

低氧暴露所致大鼠骨骼肌萎缩的蛋白转化调节机制

目的 对比低氧暴露和常氧下配对低氧摄食干预(半饥饿状态)下大鼠骨骼肌蛋白质合成和分解相关基因表达的差异,以探讨低氧暴露诱导骨骼肌萎缩发生的可能机制。方法 SD大鼠分为:①常氧正常饮食组(C组);②低氧正常饮食组(H组),氧气浓度为12.4%;③常氧配对饮食组(P组),投食量即为H组前一天摄食量。4周干预后测量大鼠体成分,取比目鱼肌(SOL)和趾长伸肌(EDL),称量湿重;HE染色观察肌纤维形态,计算肌纤维横截面积(FCSA);WB测试骨骼肌中HIF1α、Akt、p-Akt及骨骼肌蛋白合成和分解相关基因蛋白含量。结果 1)H组大鼠体重较C组持续下降,P组与C组间无显著性差异;干预初期H组(P组同)摄食量较C组显著下降,后期两组间无差异;(2)干预后,H组大鼠体质量和肌肉总量较C组和P组显著性降低,P组与C组间无差异;H组两肌肉湿重较C组显著下降;H组EDL的FCSA显著低于C组和P组;(3)H组EDL中HIF1α蛋白含量显著高于C组;H组和P组SOL中p-Akt/Akt比值显著低于C组;H组EDL中mTOR、4EBP1蛋白含量显著低于C组,atrogin1、MuRF1、beclin1蛋白含量及LC3Ⅱ/Ⅰ比值显著高于C组,H组SOL中MuRF1蛋白含量显著高于C组和P组。结论 低氧所致的骨骼肌萎缩由低氧特异性因素诱发,表现为以快肌为主的骨骼肌蛋白合成减少和分解增加,而非低氧下摄食量减少引起。     

α-银环蛇毒与菸硷样乙酰胆硷受体的研究

在神经肌接头,α-银环蛇毒结合位点集中于终板肌膜褶的顶端,其数量级为10~7。每平方微米密度为10~4数量级。去除神经支配后,受体在终板外区出现。在体外培养的胚胎细胞上,毒素结合位点最先在肌管出现,开始时分布均匀,以后聚集成群,可能在此部位形成终板。新生受体掺合至膜上是一个需能及与蛋白质合成有关的过程。对脑内毒素结合位点的分布亦进行了研究,采用了亲和层析法,已将毒素结合蛋白提纯,其分子量约为550,000,由数个亚单位组成。此蛋白具菸硷激动属性,并可影响膜对离子的通透。在亚细胞组份中,毒素结合蛋白分布在粗制线粒体的神经末梢组份中及微粒体组份中。近年有些报道指出,中枢神经系统及交感神经节的有些菸硷激动作用不被α-银环毒素所抑制,这个问题有待进一步研究阐明。     

大白鼠膈肌卫星细胞去神经后的变化与其它去神经效应的关系

电子显微镜观察表明正常大白鼠膈肌卫星细胞的平均长度在终板区明显地比非终板区大,而卫星细胞的数目无显著区别。去神经或秋水仙碱处理膈神经后3天,与肌纤维的乙酰胆碱敏感性增高的出现相伴随,肌纤维卫星细胞的平均长度比对照组增加,但卫星细胞的平均数目无明显变化;同时,卫星细胞长度增加的程度在非终板区都比终板区大。去神经同时给放线菌素 D3天后,在肌纤维卫星细胞长度变化受阻的同时乙酰胆碱敏感性增高的发展亦被抑制。     

在梭曼处理的神经肌接头上微电泳乙酰胆碱诱发的终板区再生性去极化

我们曾发现在中毒剂量梭曼处理的神经肌接头上,间接强直刺激诱发出以终板电位(EPP)消失为特征的终板区再生性去极化(RD),产生RD的机理尚未阐明,本文报道在同样条件下,微电泳外源性乙酰胆碱(ACh)诱发出类似RD的终板区再生性去极化。 结果表明,在正常条件下,于终板区微电泳外源性ACh(10ms×180nA,滞留电流为20nA),可记录到乙酰胆碱电位(AChP),0.5～2Hz串微电泳,相对应每次微电泳有一个AChP,高于5～10Hz(持续1～5s)的串     

慢性缺氧对大鼠膈肌组织化学和超微结构影响的研究

研究慢性缺氧和参麦注射液治疗对大鼠膈肌组织化学和超微结构的影响,结果显示：缺氧使膈肌ＳＤＨ活性降低,Ⅰ类纤维极显著减少,运动终板ＣｈＥ活性极显著降低,线粒体肿胀变性,神经肌肉运动终板突触前部囊泡减少,突触间隙模糊,终板模电子密度降低;参麦治疗可恢复缺氧膈肌的ＳＤＨ活性及Ⅰ类纤维数目,显著提高终板ＣｈＥ活性,线粒体结构恢复正常,运动终板突触前部囊泡丰富,突触间隙清晰,终板膜电子密度正常。表明慢性缺氧降低膈肌有氧氧化能力,影响其能量代谢及神经冲动的传递,从而减弱其收缩力,而参安治疗可改善缺氧造成的上述损害,为其临床应用提供了实验医学依据。     

大鼠膈肌去神经后终板形态结构及胆硷酯酶活力在体与在器官培养下的变化的比较

在体骨骼肌去神经后,终板形态结构退变, 胆硷酯酶活力迅速下降。而Miledi (1962)用器官培养法培养大鼠膈肌5、6天,在测试到肌纤维终板外乙酰胆硷敏感性增加的同时,观察到终板上仍有胆硷酯酶活力。Peterson和Crain(1972)培养啮齿类动物的成年骨骼肌肌纤维残段2、3月后,也观察到终板上有明显的胆硷酯酶活力。可是这些资料均未有意识地与在体正常终板酶活力或去神     

肌球蛋白抑制剂BDM对骨骼肌收缩功能的非特异性作用

目的:探讨萎缩骨骼肌单位面积上等长收缩最大张力(Pt)降低的机理.方法:采用肌球蛋白ATP酶抑制剂BDM(Butanedione monoxime)灌流,观测其对离体骨骼肌肌条等长收缩功能的影响.结果:研究表明,BDM可使比目鱼肌(SOL)与趾长伸肌(EDL)等长收缩Pt明显降低,BDM对骨骼肌收缩功能的抑制呈剂量依赖性关系,且完全可逆.低浓度BDM(1 mmol/L)仅降低骨骼肌等长收缩的Pt而不影响其收缩时程,高浓度(10 mmol/L)下使收缩时程明显缩短.与SOL相比,在10mmol/LBDM作用下,使EDL等长收缩Pt降低一半的时间明显加快.无论在低浓度还是高浓度下,BDM对EDL肌球蛋白ATP酶活性的抑制作用均大于SOL.在相同浓度下,BDM对Pt的抑制程度远远大于对肌球蛋白ATP酶活性的抑制.结论:这些结果提示骨骼肌横桥功能降低可能是其等长收缩pt下降的原因之一;BDM并非特异型肌球蛋白ATP酶抑制剂,可对兴奋-收缩偶联的多个环节产生影响.     

特异阻断乙酰胆碱受体的海南产α*-芋螺毒素的研究

国际上被誉为"海洋药物宝库"的芋螺毒素(CTx),具有特异结合动物体内各种离子通道和受体的特殊功能。其中的α*-芋螺毒素(α*-CTxs)能特异性地作用于乙酰胆碱受体(n ACh Rs),对其亚型具有极高的选择性阻断活性。不同的亚基组合形成的各种乙酰胆碱受体亚型,在正常健康状态下和多种疾病状态下起着很重要的生理和病理学功能,这些功能至今尚不很清楚,因而发现和开发各种亚型的选择性分子探针,如α*-CTxs将有助于阐释各个亚型的精细结构和功能。深入研究特异阻断乙酰胆碱受体不同亚型的α*-CTxs的结构与功能,及其与受体相互作用的机理具有很重要的科学意义,将有助于研发出与n ACh Rs相关的多种疑难杂症的治疗药物,包括神经痛、癌症化疗、成瘾、痴呆、重症肌无力、精神分裂症、癫痫、乳腺癌、肺癌、脑脊髓炎,以及其他神经疾病等。近年来,我们实验室经过大量筛选研究,鉴定出5个海南产新颖α*-芋螺毒素,对它们的人工合成、三维结构、作用靶点、与受体相互作用机制、药理药效等进行了深入的研究。现对上述特异阻断乙酰胆碱受体不同亚型的5个海南产α*-芋螺毒素的研究进展和应用前景进行综述。     

下丘脑促性腺激素释放激素神经元的递质调节

GnRH神经元的活动受多种递质,特别是单胺类递质的调节。小剂量的DA在有性激素存在时兴奋GnRH神经元,大剂量的DA在去卵巢动物中则抑制之。NE对GnRH神经元有双重控制,能通过α-受体刺激其活动,亦能通过β-受体抑制其活动。正常情况下,α-受体的作用较强。5-HT亦参与GnRH分泌的调节,其作用性质尚未完全确定。ACh、GABA等对GnRH神经元的活动也有一定的影响。     

鸡前、后背阔肌的代谢特征及其在去神经后变化的比较研究

1.比较了鸡的前和后背阔肌(简称前肌和后肌)正常和去神经后的氧消耗率和脂肪、糖元、乳酸、磷化合物含量及其有关的酶活力的变化。2.正常前肌的氧消耗率和细胞色素氧化酶活力及脂肪含量和脂肪酶活力都比正常后肌高,特别是脂肪含量和脂肪酶活力在前肌比在后肌高3—4倍。正常后肌的乳酸、糖 元、无机磷、CP、ATP 含量皆高于前肌,后肌的 CP 和 ATP 含量比前肌的约高一倍,特别是糖元在后肌比在前肌高6—7倍。正常前肌和后肌的磷脂含量和腺三磷酶活力相近。这些特点指出前肌与一般红肌纤维相似,后肌与一般白肌纤维相似。3.去神经后前肌和后肌的氧消耗率、细胞色素氧化酶活力及糖元含量的变化方向相反,氧消耗率和细胞色素氧化酶在前肌降低(20—30%),在后肌升高(40—50%),而糖元在前肌升高(20—90%),在后肌降低(30—40%)。脂肪含量在前肌去神经后四星期时稍降低(17%),在后肌去神经四、八星期时则显著升高(40—90%);去神经后前肌的脂肪酶活力基本不变,而后肌在去神经一星期肌肉还没萎缩时脂肪酶活力即已显著升高,达至正常值的5倍,并维持此高水平至去神经后八星期。前肌在去神经后一、四星期时 CP 含量降低(20—30%),ATP 不变化;后肌在去神经后一星期肌肉尚未萎缩时CP 和 ATP 含量即显著降低(40—50%),至四、八星     

α-芋螺毒素与乙酰胆碱结合蛋白共结晶的结构特点

烟碱型乙酰胆碱受体(n AChRs)是配体门控离子通道,它与疼痛、阿尔茨海默氏病、成瘾等疾病密切相关。α-芋螺毒素是n AChRs的拮抗剂,也是治疗上述疾病的先导药物。乙酰胆碱结合蛋白(ACh BPs)与n AChRs的配体结合结构域同源性较高,它们的药理特性和离子通道激活机制也相类似,α-芋螺毒素与ACh BPs共结晶结构解析了α-芋螺毒素残基如何选择结合n AChRs。现对α-芋螺毒素与ACh BPs共结晶结构进行综述,旨在剖析α-芋螺毒素与n AChRs相互作用的关键残基,为开发药效更好的芋螺毒素提供参考依据。     

去神经对快,慢肌纤维肌球蛋白ATPase影响的组织化学观察

本文用组织化学方法观察了豚鼠比目鱼肌(SOL)和腓骨第三肌(PT)在去神经后其快、慢纤维肌球蛋白ATPase特性的变化。在正常肌肉中Ⅰ型(慢)纤维和Ⅱ型(快)纤维分别具有酸和碱稳定ATPase活性。慢纤维在去神经后出现了碱稳定ATPase活性,而快纤维则无明显变化。结果表明,只有慢纤维的肌球蛋白ATPase特性才与神经支配有关。